RU2759327C1 - Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems - Google Patents

Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems Download PDF

Info

Publication number
RU2759327C1
RU2759327C1 RU2020141349A RU2020141349A RU2759327C1 RU 2759327 C1 RU2759327 C1 RU 2759327C1 RU 2020141349 A RU2020141349 A RU 2020141349A RU 2020141349 A RU2020141349 A RU 2020141349A RU 2759327 C1 RU2759327 C1 RU 2759327C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
values
parameters
monitoring
state
accuracy
Prior art date
Application number
RU2020141349A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2759327C9 (en
Inventor
Август Иосифович Борщевский
Олег Владимирович Григораш
Денис Оскарович Каримов
Константин Павлович Лютик
Марсель Менсурович Невметов
Вадим Евгеньевич Румянцев
Олег Олегович Сиверский
Original Assignee
Август Иосифович Борщевский
Олег Владимирович Григораш
Денис Оскарович Каримов
Константин Павлович Лютик
Невметов Мерсель Менсурович
Вадим Евгеньевич Румянцев
Олег Олегович Сиверский
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Август Иосифович Борщевский, Олег Владимирович Григораш, Денис Оскарович Каримов, Константин Павлович Лютик, Невметов Мерсель Менсурович, Вадим Евгеньевич Румянцев, Олег Олегович Сиверский filed Critical Август Иосифович Борщевский
Priority to RU2020141349A priority Critical patent/RU2759327C9/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2759327C1 publication Critical patent/RU2759327C1/en
Publication of RU2759327C9 publication Critical patent/RU2759327C9/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/40—Data acquisition and logging

Abstract

FIELD: computing technology.SUBSTANCE: method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems is intended to increase the adaptivity of the monitoring system in various modes by conducting continuous diagnostics in order to monitor the state of metrological characteristics and the accuracy of the measuring information at the required time.EFFECT: expanded functional capabilities of the monitoring tools and systems, namely, new properties imparted thereon, providing remote, purposeful adaptation of the hardware and software configuration thereof for solving, at the required time, a new set of tasks of intelligent processing of heterogeneous data on the parameters of monitored dynamic systems in the process of operation thereof.1 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к способам ведения комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем и может быть использовано для оценки соответствия установленным нормам и прогнозирования изменений состояния контролируемых динамических объектов, систем и макросистем в различных сферах деятельности, в том числе в системах телеконтроля и распознавания образов, формализации и представления знаний о состоянии динамических объектов, в системах управления различного назначения, информационного обеспечения принятия, контроля исполнения решений.The claimed invention relates to methods of complex monitoring of the state of dynamic objects and systems and can be used to assess compliance with established standards and predict changes in the state of controlled dynamic objects, systems and macrosystems in various fields of activity, including in telecontrol and pattern recognition systems, formalization and representation of knowledge about the state of dynamic objects, in control systems for various purposes, information support for making, monitoring the execution of decisions.

Комплексный мониторинг представляет собой совокупность организационно-технических мероприятий, включающих наблюдение за состоянием динамической системы (ДС) различными средствами, оценку состояния по измеренным значениям параметров состояния и прогнозирование изменений состояния под воздействием природных и антропогенных факторов. При этом разнородность элементов искусственного и естественного происхождения, формирующих структуру и состав, а также совокупность свойств и характеристик окружающей среды, в полной мере дает основание считать ее динамической системой высшего уровня иерархии.Comprehensive monitoring is a set of organizational and technical measures, including monitoring the state of a dynamic system (DS) by various means, assessing the state using measured values of state parameters and predicting state changes under the influence of natural and anthropogenic factors. At the same time, the heterogeneity of elements of artificial and natural origin, which form the structure and composition, as well as the totality of properties and characteristics of the environment, fully gives reason to consider it a dynamic system of the highest level of the hierarchy.

Одной из основных задач любого вида мониторинга является своевременное обеспечение органов управления состоянием ДС - контролируемых объектов - достоверной информацией, позволяющей оценить параметры состояния, выявить причины, тенденции, а также определить последствия наблюдаемых изменений, создать предпосылки для определения комплекса организационно-технических мероприятий по исправлению возникающих негативных ситуаций до того, как будет нанесен ущерб (см. Микрюков В.Ю. Безопасность жизнедеятельности.. - Ростов-на-Дону:Феникс, 2007, с. 346).One of the main tasks of any type of monitoring is the timely provision of control bodies with the state of DS - monitored objects - with reliable information that makes it possible to assess the parameters of the state, to identify the causes, trends, and also to determine the consequences of the observed changes, to create the preconditions for determining a set of organizational and technical measures to correct the arising negative situations before damage is caused (see Mikryukov V.Yu. Life Safety .. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2007, p. 346).

Для осуществления локального мониторинга используют мобильные станции и стационарные центры (посты) контроля по различным физическим полям, а для регионального мониторинга помимо средств локального мониторинга используются вертолеты, самолеты и космические аппараты, осуществляющие слежение за состоянием земной поверхности, минерально-сырьевых ресурсов недр, сохранностью животного и растительного мира и т.д. (см. Коробкин В.И., Передельский Л.В. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007, с. 531-533, с. 586, с. 589).For local monitoring, mobile stations and stationary control centers (posts) are used for various physical fields, and for regional monitoring, in addition to local monitoring, helicopters, airplanes and spacecraft are used that monitor the state of the earth's surface, mineral resources of the subsoil, and the safety of animals. and flora, etc. (see Korobkin V.I., Peredel'skiy L.V. Ecology. - Rostov-on-Don: Phoenix, 2007, p. 531-533, p. 586, p. 589).

В настоящее время широкое известны различные способы комплексного мониторинга.Various methods of integrated monitoring are now widely known.

Наиболее близким к заявленному способу является Способ комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем (см. Патент на изобретение RU 2 574 083, МПК G06F 19/00, Опубл. 10.02.2016 Бюл. №4), технический результат которого заключается в расширении функциональных возможностей средств и систем мониторинга, а именно в придании им новых свойств, которые обеспечивают дистанционную, целенаправленную адаптацию их программно-аппаратной конфигурации для решения в требуемый момент времени новой совокупности задач интеллектуальной обработки разнородных данных о параметрах контролируемых динамических систем в процессе их функционирования; в повышении защищенности данных, содержащихся в передаваемых от средств в центр обработки и управления (ЦОУ) сообщениях о результатах мониторинга состояния контролируемых объектов. До начала измерений формируют в аппаратно-программном комплексе (АПК) ЦОУ блокматрицу-задание каждому средству мониторинга на контроль состояния динамической системы или объекта. При этом в состав блокматрицы-задания включают: подматрицу-задание на измерение значений требуемой совокупности параметров состояния контролируемого объекта; подматрицу-задание на изменение содержимого базы знаний и порядка использования новых процедур интеллектуальной обработки измеренных значений параметров объекта; подматрицу-задание на изменение пространственно-временных характеристик состояния средства в процессе осуществления мониторинга. До начала дополнительных измерений в базы данных и правил баз знаний средств осуществления мониторинга по каналам связи вводят блокматрицу-задание, содержащую следующие данные: пронумерованные новые процедуры интеллектуальной обработки измеренных значений параметров состояния, правила интерпретации и отображения заданий, правила разделения матрицы-задания на подматрицы-задания и формирования сообщений о результатах мониторинга; правила использования процедур интеллектуальной обработки измеренных значений; правила преобразования измеренных значений в заданную форму; правила изменения состава процедур интеллектуальной обработки измеренных значений; идентификаторы вида действий и значения их уровней приоритета при изменении содержимого базы правил; вводят в систему измерений средств мониторинга модуль диспетчера, с помощью которого управляют частотой опроса параметров, выбором, функционированием выбранной совокупности измерительных модулей, а также функционированием модуля преобразования измеренных значений параметров состояния динамической системы. При необходимости оценивания состояния в случаях оперативного изменения задания, типов, структуры динамической системы от АПК органа управления по линиям связи передают, а в средстве осуществления мониторинга получают и преобразовывают в аппаратуре приема-передачи данных сообщение, содержащее блокматрицу-задание. Преобразованное сообщение передают в модуль ввода-вывода, где выделяют из сообщения подматрицы-задания и копируют их, после этого копию подматрицы-задания на измерение передают в диспетчер системы измерения, а копию блокматрицы-задания передают в базы правил и данных базы знаний. В диспетчере формируют состав и затем управляют функционированием сформированной совокупности измерительных модулей, которые осуществляют измерения в соответствии с заданной частотой, затем результаты измерений значений параметров состояния передают в модуль преобразования, где получают значения и формируют файлы преобразованных значений в заданной форме, затем из файлов формируют матрицу преобразованных значений, которую передают в базу данных. Затем в соответствии с правилами управления из базы данных файлы передают в модуль интеллектуальной обработки и оценивания, где по совокупности процедур, в соответствии с заданием вычисляют значения оценок параметров и/или интегральных характеристик динамической системы, затем их сравнивают с допустимыми, вычисляют значения и формируют матрицу безразмерных показателей соответствия (несоответствия) и фиктивных показателей несоответствия оцененных и заданных значений контролируемых параметров состояния динамической системы, затем передают матрицу показателей в модуль ввода-вывода, в котором ее включают в содержание сообщения о фактическом состоянии динамической системы, которое через аппаратуру приема-передачи данных передают в виде комплексного сигнала в ЦОУ, где преобразовывают и представляют в требуемой форме. Данный способ принят за прототип.The closest to the claimed method is the Method of complex monitoring of the state of dynamic objects and systems (see Patent for invention RU 2 574 083, IPC G06F 19/00, Publ. 10.02.2016 Bul. No. 4), the technical result of which is to expand the functionality monitoring tools and systems, namely, in giving them new properties that provide remote, targeted adaptation of their software and hardware configuration to solve at the required time a new set of tasks for intelligent processing of heterogeneous data on the parameters of controlled dynamic systems during their operation; in increasing the security of data contained in messages on the results of monitoring the state of controlled objects transmitted from funds to the processing and control center (CEC). Prior to the start of measurements, a block matrix-assignment to each monitoring tool for monitoring the state of a dynamic system or an object is formed in the hardware-software complex (APC) of the central control center. In this case, the composition of the block-matrix task includes: a sub-matrix task for measuring the values of the required set of parameters of the state of the controlled object; submatrix-task to change the content of the knowledge base and the order of using new procedures for intelligent processing of measured values of object parameters; submatrix-task for changing the spatio-temporal characteristics of the state of the facility in the process of monitoring. Before the start of additional measurements, a block-task matrix is introduced into the databases and rules of knowledge bases of monitoring tools via communication channels, containing the following data: numbered new procedures for intelligent processing of measured values of state parameters, rules for interpreting and displaying tasks, rules for dividing the task matrix into submatrices - assignment and generation of messages on monitoring results; rules for the use of procedures for intelligent processing of measured values; rules for converting measured values into a given form; rules for changing the composition of procedures for intelligent processing of measured values; action type identifiers and values of their priority levels when changing the content of the rule base; a dispatcher module is introduced into the monitoring system measurement system, with the help of which the parameter polling frequency, the selection and operation of the selected set of measurement modules, as well as the operation of the module for converting the measured values of the dynamic system state parameters are controlled. If it is necessary to assess the state in cases of operational change of the task, types, structure of the dynamic system from the AIC of the control body via communication lines, they transmit, and in the monitoring means receive and convert in the equipment for receiving and transmitting data a message containing the task block matrix. The converted message is transmitted to the input-output module, where submatrix-tasks are extracted from the message and copied, after that a copy of the submatrix-task for measurement is transferred to the dispatcher of the measurement system, and a copy of the blockmatrix-tasks is transferred to the rule and data bases of the knowledge base. In the dispatcher, a composition is formed and then the functioning of the formed set of measuring modules is controlled, which carry out measurements in accordance with a given frequency, then the results of measurements of the values of the state parameters are transmitted to the conversion module, where the values are obtained and files of the converted values are formed in a given form, then a matrix is formed from the files converted values, which are passed to the database. Then, in accordance with the control rules from the database, the files are transferred to the intelligent processing and evaluation module, where, according to a set of procedures, in accordance with the task, the values of the parameter estimates and / or integral characteristics of the dynamic system are calculated, then they are compared with the permissible ones, the values are calculated and a matrix is formed dimensionless indicators of compliance (non-compliance) and fictitious indicators of non-compliance of the estimated and specified values of the monitored parameters of the state of the dynamic system, then the matrix of indicators is transmitted to the input-output module, in which it is included in the content of the message about the actual state of the dynamic system, which through the equipment for receiving and transmitting data are transmitted in the form of a complex signal to the digital control center, where they are converted and presented in the required form. This method is taken as a prototype.

К недостаткам указанного способа стоит отнести:The disadvantages of this method include:

- недостаточную адаптивность системы мониторинга в различных режимах в требуемый момент времени и, как следствие, достоверность измерительной информации, необходимой для решения новой совокупности задач оценивания состояния динамических систем в процессе их функционирования;- insufficient adaptability of the monitoring system in different modes at the required time and, as a consequence, the reliability of the measurement information necessary to solve a new set of problems of assessing the state of dynamic systems in the course of their operation;

- ненормируемый диапазон контролируемых физических параметров в процессе проведения комплексного мониторинга динамических объектов и систем.- non-standardized range of controlled physical parameters in the process of complex monitoring of dynamic objects and systems.

Задачей настоящего изобретения является повышение адаптивности системы мониторинга в различных режимах путем провения непрерывной диагностики с целью контроля состояния метрологических характеристик и достоверности измерительной информации в требуемый момент времени.The objective of the present invention is to increase the adaptability of the monitoring system in various modes by conducting continuous diagnostics in order to monitor the state of metrological characteristics and the reliability of measurement information at the required time.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей средств и систем мониторинга, а именно, в придании им новых свойств, обеспечивающих дистанционную, целенаправленную адаптацию их программно-аппаратной конфигурации для решения в требуемый момент времени новой совокупности задач интеллектуальной обработки разнородных данных о параметрах контролируемых ДС в процессе их функционирования.The technical result consists in expanding the functionality of monitoring tools and systems, namely, in giving them new properties that provide remote, targeted adaptation of their software and hardware configuration to solve at the required time a new set of tasks for intelligent processing of heterogeneous data on the parameters of controlled DS in the process their functioning.

Решение поставленной задачи и получение технического результата обеспечивается введением в известный способ новых действий и изменением порядка формирования, формы передачи результатов оценивания состояния ДС, что существенно отличает предлагаемый от известных способов, а именно:The solution of the problem and obtaining the technical result is provided by introducing new actions into the known method and changing the order of formation, the form of transferring the results of assessing the state of the DS, which significantly distinguishes the proposed one from the known methods, namely:

- до начала диагностики активируют в системе измерений средств мониторинга генератор контрольного сигнала и логический коммутирующий модуль, т.е. диспетчер, с помощью которого управляют формированием контрольного сигнала заданной точности адресно на имеющуюся на средстве совокупность измерительных модулей преобразования в заданную форму измеренных значений параметров состояния контролируемой Oi (или ее элементов);- before the start of diagnostics, the generator of the control signal and the logical switching module are activated in the measuring system of the monitoring means, i.e. a dispatcher, with the help of which the formation of a control signal of a given accuracy is controlled to the addressable set of measuring modules available on the tool for converting the measured values of the state parameters of the monitored Oi (or its elements) into a given form;

- на основе анализа задач комплексного мониторинга определяют адресно метрологические характеристики каждого модуля измерительной системы, необходимые для решения оперативных задач комплексного оценивания и обработки измеренных значений параметров состояния контролируемой динамической системы Oi (i-номер типа или комплектации динамической системы) до их ввода в базы знаний средств мониторинга;- based on the analysis of integrated monitoring tasks, the address metrological characteristics of each module of the measuring system are determined, which are necessary for solving operational problems of integrated assessment and processing of the measured values of the state parameters of the controlled dynamic system Oi (the i-number of the type or configuration of the dynamic system) before they are entered into the knowledge base of the means monitoring;

- определяют новые процедуры (очередность проведения оценки точности измерительной системы) измеренных значений параметров Oi;- define new procedures (sequence of assessing the accuracy of the measuring system) of the measured values of the parameters Oi;

- формируют в аппаратно-программном комплексе до начала измерений параметров процедуры оценки точности намеченных (или всех используемых) модулей измерительной системы. При этом в состав процедуры оценки точности дополнительно включают:- the procedure for assessing the accuracy of the intended (or all used) modules of the measuring system is formed in the hardware-software complex before the start of the measurements of the parameters. At the same time, the accuracy assessment procedure additionally includes:

- совокупность составных частей (модулей) измерения измерительной системы, метрологические характеристики которых необходимо уточнить;- a set of constituent parts (modules) of the measurement of the measuring system, the metrological characteristics of which must be specified;

- последовательность логических, технических, коммутационных и программных операций проведения процедуры оценки точности составных частей измерительной системы;- the sequence of logical, technical, switching and software operations of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system;

- формат данных процедуры оценки точности составных частей измерительной системы;- data format of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system;

- по запросу измерения инициируют проведение сформированной процедуры оценки точности составных частей измерительной системы.- upon request, measurements initiate the formed procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system.

По окончании работы процедуры оценки точности составных частей измерительной системы производят следующие действия:At the end of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system, the following actions are performed:

- обрабатывают полученных данные: в соответствии с принятыми правилами;- process the received data: in accordance with the accepted rules;

- производят передачу полученных данных в программный алгоритм проведения измерений измерительной системы;- the received data is transferred to the software algorithm for carrying out measurements of the measuring system;

- на основе полученных данных после проведения процедуры оценки точности составных частей измерительной системы формируют новый алгоритм проведения измерений;- on the basis of the data obtained, after the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system, a new measurement algorithm is formed;

- в требуемый момент реального времени дистанционно настраивают программно-аппаратную конфигурацию средств осуществления мониторинга на получение и обработку дополнительной информации, необходимой для решения новой совокупности задач интеллектуальной обработки разнородных данных о параметрах контролируемой динамической системы,- at the required moment in real time, the software and hardware configuration of the monitoring means is remotely configured to receive and process additional information necessary to solve a new set of tasks for intelligent processing of heterogeneous data on the parameters of the controlled dynamic system,

- в центре обработки и управления формируют сигнал готовности проведения следующего этапа измерений состояния динамической системы.- in the processing and control center, a signal of readiness for the next stage of measurements of the state of the dynamic system is generated.

Непрерывно в ходе измерения физических параметров рассчитывают производные параметры на основании измеренных по заданным правилам, причем таким образом, что значения всех измеряемых параметров и всех производных параметров привязываются к одинаковым моментам времени.Continuously, during the measurement of physical parameters, the derived parameters are calculated based on those measured according to predetermined rules, and in such a way that the values of all measured parameters and all derived parameters are referenced to the same points in time.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного Способа комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art given by the applicant made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all features of the claimed Method for complex monitoring of the state of dynamic objects and systems. Consequently, the claimed technical solution meets the "novelty" condition of patentability.

Результатом поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in this field of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototype features of the proposed technical solution, showed that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the known influence of the transformations envisaged by the essential features of the proposed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Consequently, the claimed technical solution meets the requirement of patentability "inventive step".

Заявляемый Способ комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем поясняется графическим материалом, где на фиг. 1 представлена схема осуществления заявляемого способа, на фиг. 2 показан модуль измерения.The claimed Method for complex monitoring of the state of dynamic objects and systems is illustrated by graphic material, where in Fig. 1 shows a diagram of the implementation of the proposed method, FIG. 2 shows the measurement module.

Где позициями обозначены:Where the positions indicate:

1 - центр обработки данных и управления,1 - data processing and control center,

2 - интеллектуальный центр знаний;2 - intellectual center of knowledge;

3 - база знаний;3 - knowledge base;

4 - матрица показателей соответствия фактических и допустимых значений параметров состояния, сформированные на i-ом этапе осуществления мониторинга j-го модуля;4 - matrix of indicators of compliance of actual and permissible values of state parameters, formed at the i-th stage of monitoring the j-th module;

5 - база правил формирования задания системе мониторинга;5 - the base of the rules for forming the task for the monitoring system;

6 - модуль интеллектуальной обработки;6 - intelligent processing module;

7 - база данных;7 - database;

8 - диспетчер системы измерений;8 - measurement system dispatcher;

9 - задание системе мониторинга;9 - task to the monitoring system;

10 - подматрица задания на измерение;10 - submatrix of the measurement task;

11 - подматрица задания на диагностику системы мониторинга;11 - submatrix of the task for diagnostics of the monitoring system;

12 - обработчик измеренных величин;12 - measured values processor;

13 - модуль контрольного сигнала;13 - control signal module;

14 - результаты измерения;14 - measurement results;

15 - модули измерения;15 - measurement modules;

16 - динамическая система;16 - dynamic system;

17 - коммутатор контрольного сигнала, имеющий входы:17 - control signal switch having inputs:

а - измерительный вход, в - вход контрольного сигнала, г - управляющий вход; и выход измерительный - б;a - measuring input, c - control signal input, d - control input; and measuring output - b;

18 - измерительный тракт;18 - measuring path;

19 - модуль информационного обмена;19 - information exchange module;

20 - модуль приема контрольного сигнала.20 - control signal receiving module.

Способ комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем осуществляется центром обработки данных и управления 1, в состав которого входят интеллектуальный центр знаний 2, база знаний 3, матрица показателей соответствия фактических и допустимых значений параметров состояния, сформированные на i-ом этапе осуществления мониторинга j-го модуля 4, база правил формирования задания системе мониторинга 5, модуль интеллектуальной обработки 6, база данных 7, диспетчер системы измерений 8, задание системе мониторинга 9, подматрица задания на измерение 10, подматрица задания на мониторинг системе мониторинга 11, обработчик измеренных величин 12, модуль контрольного сигнала 13, результаты измерения 14, и N модулей измерения 15, осуществляющих измерение параметров динамической системы 16.The method of complex monitoring of the state of dynamic objects and systems is carried out by the data processing and control center 1, which includes an intelligent knowledge center 2, a knowledge base 3, a matrix of indicators of correspondence of actual and permissible values of state parameters formed at the i-th stage of monitoring the j-th module 4, the base of the rules for generating the task for the monitoring system 5, the intelligent processing module 6, the database 7, the dispatcher of the measuring system 8, the task for the monitoring system 9, the sub-matrix of the task for measurement 10, the sub-matrix of the task for monitoring the monitoring system 11, the processor of measured values 12, the module control signal 13, measurement results 14, and N measurement modules 15, which measure the parameters of the dynamic system 16.

Измерение параметров динамической системы осуществляется модулями измерения 15 и передается на обработчик измеренных величин 12. Обработчик измеренных величин 12 получает команду на запуск заранее определенных модулей измерения 15 от диспетчера системы измерений 8, управляемого модулем интеллектуальной обработки 6. Модуль интеллектуальной обработки 6, основываясь на базе правил формирования задания системе мониторинга 5, формирует задание системе мониторинга 9, состоящее из подматрицы-задания на измерение 10 в режиме измерения или подматрицы-задания на диагностику системы мониторинга 11 в режиме диагностики.The measurement of the parameters of the dynamic system is carried out by the measurement modules 15 and transmitted to the measured value processor 12. The measured value processor 12 receives a command to start predetermined measurement modules 15 from the measurement system manager 8, controlled by the intelligent processing module 6. The intelligent processing module 6, based on the rules forming a task for the monitoring system 5, generates a task for the monitoring system 9, consisting of a sub-matrix task for measurement 10 in the measurement mode or a sub-matrix task for diagnostics of the monitoring system 11 in the diagnostic mode.

В режиме измерений совокупность модулей измерения 15, управляемых модулем интеллектуальной обработки 6, производит измерения параметров динамической системы 16. Результаты измерения 14 через обработчик измеренных величин 12 под управлением диспетчера системы измерений 8 поступают в базу данных 7 модуля интеллектуальной обработки 6. Совокупность модулей измерения 15 определяется модулем интеллектуальной обработки 6 на основе базы правил формирования задания системе мониторинга 5.In the measurement mode, the set of measurement modules 15, controlled by the intelligent processing module 6, measures the parameters of the dynamic system 16. The measurement results 14 through the measured value processor 12 under the control of the measurement system manager 8 enter the database 7 of the intelligent processing module 6. The set of measurement modules 15 is determined intelligent processing module 6 based on the base of rules for generating a task to the monitoring system 5.

В режиме мониторинга модулем интеллектуальной обработки 6 на основании правил, содержащихся в базе правил формирования задания системе мониторинга 5 формируется задание системе мониторинга 9, содержащее подматрицу-задание на диагностику системы мониторинга 11. Подматрица-задание на мониторинг системы мониторинга 11 определяет совокупность модулей измерения 15, контролируемых параметров, подлежащих мониторингу, и алгоритм управления модулем контрольного сигнала 13. Выполнив мониторинг, модуль интеллектуальной обработки 6 заносит результаты мониторинга в базу знаний 3, где хранятся матрицы показателей соответствия фактических и допустимых значений параметров состояния, сформированные на i-ом этапе осуществления мониторинга j-го модуля 4. Анализируя показатели для каждого модуля измерения 15 во времени, интеллектуальный модуль обработки 6 сравнивает фактические значения параметров состояния с допустимыми и на основании этой информации делает вывод о метрологическом соответствии каждого модуля измерения 15, и о необходимых поправках, учитываемых в измерениях до следующего выполнения мониторинга. Также модуль интеллектуальной обработки 6 на основании базы знаний 3 определяет изменение во времени метрологических характеристик каждого модуля измерения 15 с последующей экстраполяцией результатов измерения, на основе которой вырабатывает вывод о моменте выхода метрологических характеристик каждого модуля измерения 15 за границы допустимых значений.In the monitoring mode, the intelligent processing module 6, based on the rules contained in the base of the task formation rules for the monitoring system 5, generates a task for the monitoring system 9, containing a sub-task for diagnosing the monitoring system 11. The sub-task for monitoring the monitoring system 11 defines a set of measurement modules 15, of the controlled parameters to be monitored and the control algorithm of the control signal module 13. After monitoring, the intelligent processing module 6 enters the monitoring results into the knowledge base 3, which stores the matrices of indicators of compliance with the actual and permissible values of the state parameters formed at the i-th stage of monitoring j -th module 4. Analyzing the indicators for each measurement module 15 in time, the intelligent processing module 6 compares the actual values of the state parameters with the permissible ones and, based on this information, makes a conclusion about the metrological compliance of each mo Measurement level 15, and the necessary corrections to be taken into account in the measurements before the next monitoring. Also, the intelligent processing module 6, on the basis of the knowledge base 3, determines the change in time of the metrological characteristics of each measurement module 15, followed by extrapolation of the measurement results, on the basis of which it develops a conclusion about the moment when the metrological characteristics of each measurement module 15 go beyond the permissible values.

Модуль измерения 15 состоит из коммутатора контрольного сигнала 17, измерительного тракта 18, модуля информационного обмена 19 и модуля приема контрольного сигнала 20.The measurement module 15 consists of a control signal switch 17, a measurement path 18, an information exchange module 19 and a control signal reception module 20.

Вход измерительного тракта 18 подключен к коммутатору контрольного сигнала 17, имеющему три входа: а - измерительный вход, в - вход контрольного сигнала, г - управляющий вход; и измерительный выход - б. В режиме проведения измерений по команде на управляющем входе г коммутатор контрольного сигнала 17 соединяет измерительный тракт 18 к измерительному входу а, на который подается измеряемый сигнал. После обработки измеряемый сигнал с измерительного тракта 18 подается на выход 6 модуля измерения 15 и, далее, поступает на модуль информационного обмена 19.The input of the measuring path 18 is connected to the control signal switch 17, which has three inputs: a - measuring input, c - control signal input, d - control input; and measuring output - b. In the mode of carrying out measurements on command at the control input r, the control signal switch 17 connects the measuring path 18 to the measuring input a, to which the measured signal is supplied. After processing, the measured signal from the measuring path 18 is fed to the output 6 of the measuring module 15 and, then, is fed to the information exchange module 19.

В режиме мониторинга центром обработки данных и управления 1 посредством диспетчера системы измерений 8, основываясь на базе правил формирования задания системе мониторинга 5, формируется задание системе мониторинга 9, состоящее из подматрицы-задания на диагностику системы мониторинга 11. В соответствии с подматрицей-заданием на диагностику системы мониторинга 11 активируется модуль контрольного сигнала 13. Диспетчер системы измерений 8 через модули информационного обмена 19 соответствующих модулей измерения 15 подает команду коммутатору контрольного сигнала 17 на переключение измерительного тракта 18 с измерительного входа а на вход контрольного сигнала в. На вход контрольного сигнала в через модуль приема контрольного сигнала 20 подается контрольный сигнал, поступающий с модуля контрольного сигнала 13, и проводится диагностика системы мониторинга.In the monitoring mode by the data processing and control center 1 by means of the measurement system dispatcher 8, based on the rules for generating the task for the monitoring system 5, a task for the monitoring system 9 is formed, consisting of a submatrix task for diagnostics of the monitoring system 11. In accordance with the submatrix task for diagnostics monitoring system 11, the control signal module 13 is activated. The measurement system manager 8, through the information exchange modules 19 of the corresponding measurement modules 15, sends a command to the control signal switch 17 to switch the measurement path 18 from the measurement input a to the control signal input c. A control signal from the control signal module 13 is fed to the control signal input in through the control signal receiving module 20, and the monitoring system is diagnosed.

Таким образом, задачи расширения функциональных возможностей средств и систем мониторинга с приданием им новых свойств, обеспечивающих дистанционную, целенаправленную адаптацию их программно-аппаратной конфигурации для решения в требуемый момент времени новой совокупности задач интеллектуальной обработки разнородных данных о параметрах контролируемых ДС в процессе их функционирования решена.Thus, the tasks of expanding the functionality of monitoring tools and systems with giving them new properties that provide remote, targeted adaptation of their software and hardware configuration for solving at the required time a new set of tasks for intelligent processing of heterogeneous data on the parameters of controlled DSs in the course of their operation has been solved.

Claims (1)

Способ комплексного мониторинга состояния динамических объектов и систем, заключающийся в том, что на средствах мониторинга измеряют дистанционными и контактными методами значения совокупности контролируемых параметров, оценивают значения контролируемых параметров по их измеренным значениям, сравнивают оцененные значения с допустимыми, вычисляют значения показателей соответствия или несоответствия установленным нормам, при этом в состав блокматрицы-задания включают подматрицы-задания на проведение измерений требуемой совокупности параметров динамической системы, на изменение содержания базы знаний и порядка использования процедур интеллектуальной обработки измеренных значений, изменение характеристик состояния средства в процессе осуществления мониторинга, при этом до начала в базу правил базы знаний средств осуществления мониторинга вводят значения границ интервалов допустимых значений, процедуры интеллектуальной обработки измеренных значений новых параметров состояния, формирование сообщений о результатах мониторинга, правила управления процессом измерений значений параметров, правила преобразования измеренных значений в заданную форму, правила оценивания преобразованных значений и сравнения полученных значений оценок параметров состояния динамической системы с допустимыми значениями; правила изменения состава процедур интеллектуальной обработки измеренных значений, идентификаторы вида действий и их уровней приоритета при выполнении операций обработки данных и изменения содержимого базы знаний, выбором, функционированием выбранной совокупности модулей измерения, а также функционированием модуля преобразования в заданную форму измеренных значений параметров состояния контролируемой динамической системы; в требуемый момент реального времени дистанционно настраивают программно-аппаратную конфигурацию средств осуществления мониторинга на получение и обработку дополнительной информации, для этого в центре обработки и управления формируют содержание задания средству мониторинга состояния динамической системы, после чего от аппаратно-программного комплекса центра обработки и управления передают, а в средствах осуществления мониторинга получают и преобразовывают в аппаратуре приема-передачи данных сообщение, затем в диспетчере формируют состав требуемой совокупности измерительных модулей, посредством которых затем осуществляют измерения значений контролируемых параметров, после этого результаты измерений передают в модуль преобразования, затем их сравнивают с допустимыми, вычисляют значения и формируют матрицу показателей соответствия или несоответствия оцененных и допустимых значений контролируемых параметров состояния динамической системы, затем передают матрицу показателей в модуль ввода-вывода, в котором включают ее в содержание сообщения о фактическом состоянии динамической системы, которое через аппаратуру приема-передачи данных передают в АПК ЦОУ, отличающийся тем, что дополнительно введены новые действия и порядок формирования, формы передачи результатов оценивания состояния ДС, а именно: до начала диагностики активируют в системе измерений средств мониторинга генератор контрольного сигнала и логический коммутирующий модуль, т.е. диспетчер, с помощью которого управляют формированием контрольного сигнала заданной точности адресно на имеющуюся на средстве совокупность измерительных модулей преобразования в заданную форму измеренных значений параметров состояния контролируемой Oi или ее элементов; на основе анализа задач комплексного мониторинга определяют адресно метрологические характеристики каждого модуля измерительной системы, необходимые для решения оперативных задач комплексного оценивания и обработки измеренных значений параметров состояния контролируемой динамической системы Oi (i - номер типа или комплектации динамической системы) до их ввода в базы знаний средств мониторинга; определяют новую процедуру очередности проведения оценки точности измерительной системы измеренных значений параметров Oi; формируют в аппаратно-программном комплексе до начала измерений параметров процедуры оценки точности намеченных или всех используемых модулей измерительной системы, при этом в состав процедуры оценки точности дополнительно включают: совокупность составных частей измерения измерительной системы, метрологические характеристики которых необходимо уточнить; последовательность логических, технических, коммутационных и программных операций проведения процедуры оценки точности составных частей измерительной системы; формат данных процедуры оценки точности составных частей измерительной системы; по запросу измерения инициируют проведение сформированной процедуры оценки точности составных частей измерительной системы; а по окончании работы процедуры оценки точности составных частей измерительной системы производят следующие действия: обрабатывают полученные данные в соответствии с принятыми правилами; производят передачу полученных данных в программный алгоритм проведения измерений измерительной системы; на основе полученных данных после проведения процедуры оценки точности составных частей измерительной системы формируют новый алгоритм проведения измерений; а в требуемый момент реального времени дистанционно настраивают программно-аппаратную конфигурацию средств осуществления мониторинга на получение и обработку дополнительной информации, необходимой для решения новой совокупности задач интеллектуальной обработки разнородных данных о параметрах контролируемой динамической системы; в центре обработки и управления формируют сигнал готовности проведения следующего этапа измерений состояния динамической системы; непрерывно в ходе измерения физических параметров рассчитывают производные параметры на основании измеренных по заданным правилам, причем таким образом, что значения всех измеряемых параметров и всех производных параметров привязываются к одинаковым моментам времени.The method of complex monitoring of the state of dynamic objects and systems, which consists in the fact that the values of the set of monitored parameters are measured by remote and contact methods on the monitoring means, the values of the monitored parameters are estimated by their measured values, the assessed values are compared with the permissible ones, the values of the indicators of compliance or non-compliance with the established norms are calculated , at the same time, the block-matrix tasks include submatrices-tasks for measuring the required set of parameters of the dynamic system, for changing the content of the knowledge base and the procedure for using intelligent processing of measured values, changing the characteristics of the state of the tool in the process of monitoring, while before starting to the base rules of the knowledge base of monitoring tools introduce the values of the boundaries of the intervals of permissible values, procedures for intelligent processing of the measured values of new state parameters, the formation of reports on monitoring results, rules for controlling the process of measuring parameter values, rules for converting measured values into a given form, rules for evaluating converted values and comparing the obtained values of estimates of parameters of the state of a dynamic system with permissible values; rules for changing the composition of procedures for intelligent processing of measured values, identifiers of the type of actions and their priority levels when performing data processing operations and changing the content of the knowledge base, selection, operation of a selected set of measurement modules, as well as the operation of a module for converting measured values of state parameters of a controlled dynamic system into a given form ; at the required moment in real time, the software and hardware configuration of the monitoring means is remotely configured to receive and process additional information, for this, the content of the task is formed in the processing and control center to the means for monitoring the state of the dynamic system, after which it is transmitted from the hardware and software complex of the processing and control center, and in the means of monitoring, a message is received and converted in the equipment for receiving and transmitting data, then the composition of the required set of measuring modules is formed in the dispatcher, through which the values of the monitored parameters are measured, after which the measurement results are transmitted to the conversion module, then they are compared with the acceptable ones, calculate the values and form a matrix of indicators of compliance or non-compliance of the estimated and permissible values of the monitored parameters of the state of the dynamic system, then transfer the matrix of indicators to the input module conclusion, in which it is included in the content of the message about the actual state of the dynamic system, which is transmitted through the equipment for receiving and transmitting data to the AIC of the Central Control Center, characterized in that new actions and the procedure for the formation of the form of transmission of the results of assessing the state of the DS are introduced, namely: The start of diagnostics activates a pilot signal generator and a logic switching module in the monitoring system measuring system, i.e. a dispatcher, with the help of which the formation of a control signal of a given accuracy is controlled to the addressable set of measuring modules available on the device for converting the measured values of the state parameters of the monitored Oi or its elements into a given form; based on the analysis of complex monitoring tasks, the address metrological characteristics of each module of the measuring system are determined, which are necessary for solving operational problems of integrated assessment and processing of the measured values of the state parameters of the controlled dynamic system Oi (i is the number of the type or configuration of the dynamic system) before they are entered into the knowledge base of monitoring tools ; define a new sequence of evaluating the accuracy of the measuring system of the measured values of the parameters Oi; the procedure for assessing the accuracy of the intended or all used modules of the measuring system is formed in the hardware and software complex before the start of measurements of the parameters, while the procedure for assessing the accuracy additionally includes: a set of components of the measurement of the measuring system, the metrological characteristics of which must be specified; the sequence of logical, technical, switching and software operations of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system; data format of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system; upon request, measurements initiate the formed procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system; and at the end of the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system, the following actions are performed: the obtained data are processed in accordance with the accepted rules; the received data is transferred to the software algorithm for carrying out measurements of the measuring system; on the basis of the data obtained, after the procedure for assessing the accuracy of the components of the measuring system, a new measurement algorithm is formed; and at the required moment in real time, the software and hardware configuration of the monitoring means is remotely configured to receive and process additional information necessary to solve a new set of tasks for intelligent processing of heterogeneous data about the parameters of the controlled dynamic system; in the processing and control center, a signal of readiness for the next stage of measurements of the state of the dynamic system is generated; Continuously during the measurement of physical parameters, the derived parameters are calculated based on those measured according to predetermined rules, in such a way that the values of all measured parameters and all derived parameters are referenced to the same points in time.
RU2020141349A 2020-12-14 2020-12-14 Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems RU2759327C9 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141349A RU2759327C9 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020141349A RU2759327C9 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2759327C1 true RU2759327C1 (en) 2021-11-11
RU2759327C9 RU2759327C9 (en) 2022-01-13

Family

ID=78607270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020141349A RU2759327C9 (en) 2020-12-14 2020-12-14 Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2759327C9 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459245C1 (en) * 2011-02-17 2012-08-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for integrated control of state of multiparameter object based on different information
RU2568291C1 (en) * 2014-04-29 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации System of global real time monitoring of state parameters of multivariate objects
RU2574083C2 (en) * 2014-03-06 2016-02-10 Евгений Тимофеевич Дюндиков Complex monitoring of state of dynamic objects and systems
RU2626031C1 (en) * 2016-03-11 2017-07-21 Евгений Тимофеевич Дюндиков Method for implementation of global complex monitoring with functions of adaptive remote control of state of macro object with variable component parts composition and structure
RU2719467C1 (en) * 2019-11-11 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Method for complex monitoring of state of a multiparameter object based on heterogeneous information

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459245C1 (en) * 2011-02-17 2012-08-20 Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный авиационный инженерный университет" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Method for integrated control of state of multiparameter object based on different information
RU2574083C2 (en) * 2014-03-06 2016-02-10 Евгений Тимофеевич Дюндиков Complex monitoring of state of dynamic objects and systems
RU2568291C1 (en) * 2014-04-29 2015-11-20 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации System of global real time monitoring of state parameters of multivariate objects
RU2626031C1 (en) * 2016-03-11 2017-07-21 Евгений Тимофеевич Дюндиков Method for implementation of global complex monitoring with functions of adaptive remote control of state of macro object with variable component parts composition and structure
RU2719467C1 (en) * 2019-11-11 2020-04-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") Method for complex monitoring of state of a multiparameter object based on heterogeneous information

Also Published As

Publication number Publication date
RU2759327C9 (en) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6430596B2 (en) Equipment control based on failure judgment
US8914149B2 (en) Platform health monitoring system
RU2573266C1 (en) Method of monitoring digital transmission systems and apparatus therefor
WO2017051575A1 (en) Abnormality diagnosis system and abnormality diagnosis method
RU2557771C1 (en) Technical control and diagnostics of drone onboard hardware with decision making support and complex of check-and-adjust hardware with intellectual decision making support system to this end
EP3866177A1 (en) Abnormal driving state determination device and method using neural network model
JP6678824B2 (en) Unsteady detection device, unsteady detection system, and unsteady detection method
CN106249709B (en) Dynamic process quality control figure repairs co-design optimal control method with age is determined
CN115643159A (en) Equipment abnormity early warning method and system based on edge calculation
WO2021127646A1 (en) Device and method for monitoring a system
EP2722823A2 (en) Platform health monitoring system
RU2759327C1 (en) Method for comprehensive monitoring of the state of dynamic objects and systems
CN110941558A (en) Intelligent office remote operation and maintenance method and system
US20230325640A1 (en) Artificial intelligence-based anomaly detection and prediction
EP3312844B1 (en) Abnormality indication monitoring system
CN115481941B (en) Multifunctional area combined intelligent security management method and system
CN116961215A (en) Rapid fault response processing method for power system
KR20200119359A (en) Apparatus for Monitoring Facilities with Mixed Reality
RU2735296C1 (en) Method for multi-parameter monitoring of complex electrotechnical objects state
RU2626031C1 (en) Method for implementation of global complex monitoring with functions of adaptive remote control of state of macro object with variable component parts composition and structure
CN110162015B (en) Fault diagnosis method based on public drinking device
CN109799425B (en) Power grid fault diagnosis method and device
RU150919U1 (en) PERFORMANCE FORECASTING DEVICE FOR MULTI-PARAMETER ELECTROMECHANICAL SYSTEMS
RU2574083C2 (en) Complex monitoring of state of dynamic objects and systems
US20240160165A1 (en) Method and System for Predicting Operation of a Technical Installation

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: CORRECTION TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL 32-2021 FOR INID CODE(S) (73)

TH4A Reissue of patent specification