Модель функционального интерфейса управляемого ресурса системы управления технологическими процессами на основе TMN

В настоящее время проводятся теоретические и экспериментальные исследования распределений информативных параметров эмиссии при различных процессах внутренней локальной динамической перестройки структуры сталей, сплавов алюминия, композитов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ермолов И.П., Алёшин Н.П., Потапов А.И. Акустические методы контроля. - М.: Высшая школа, 1991. - 281с.

2. Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий. -М.: Изд-во стандартов, 1976. - 272с.

3. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. Метод инвариантов в задаче исследования потоков акустической эмиссии // Дефектоскопия. 2000. №10. С. 79-82.

4. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. К вопросу исследования динамики акустикоэмиссионных процессов в задачах неразрушающего контроля методами теории случайных потоков. //Техническая диагностика и неразрушающий контроль. 2000. № 3. С. 24-27.

5. Расщепляев Ю.С., Попов А.В. Оценка степени опасности дефектов на основе инвариантов при акустико-эмиссионном неразрушающем контроле // Контроль. Диагностика. 2001. № 2. С.29-32.

6. Попов А.В. К вопросу о "разладке" в задаче исследования акустико-эмиссионных потоков // Методы менеджмента качества. 2001. №2. С.32-33.

7. Левин Б.Р. Теоретические основы статистической радиотехники. - М.: Советское радио, 1974. - 552с.

8. Костоглотов А.И., Попов А.В. Акустико-эмиссионный метод моделирования процессов разрушения материалов // Дефектоскопия. 2002. №10. С.3-7.

В. П. Мочалов, А. А. Кульпинов

МОДЕЛЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ИНТЕРФЕЙСА УПРАВЛЯЕМОГО РЕСУРСА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ОСНОВЕ ТМК

Основой построения информационных систем являются средства телекоммуникации и связи, системы управления которых построены на основе стандартов ТМЫ (системы управления телекоммуникационными сетями и услугами, рекомендации МСЭ-Т М. 3010). Существующий метод проектирования подобных систем заключается в создании информационных моделей с использованием протокольно-ориентированного подхода, который не позволяет оптимизировать процессы эксплуатации и управления сетями связи, так как строго регламентирован.

Вместе с тем, внедрение систем управления технологическими процессами определяет необходимость решения задач, связанных с исследованием их производительности, повышением эффективности использования ресурсов управления для обеспечения заданных норм качества предоставляемых сетями услуг. Поэтому для реализации методов проектирования систем и средств управления необходима разработка моделей, адекватно описывающих функционирование различных их типов с учетом сетевых аспектов.

Общая постановка задачи может быть сведена к следующему:

- поток р (у„ук) по дуге (Уц,Ук) не должен превышать ее пропускную способность ф(УрУк) £ ;

- для всех узлов сети, кроме точек входа (Хн) и выхода (Хк), суммарный поток по входящим в вершину дугам должен быть равен суммарному потоку выходящих дуг:

£р(И)- £р(И) = 0,

иеих иеиХ

где X - некоторая вершина, не являющаяся источником или стоком; Хн - входная вершина (исток), Хв - выходная вершина (сток); и-,И+ - множества входящих и выходящих из вершины X дуг; сумма потоков, выходящих из вершины Хк, равная сумме потоков, входящих в Хн:

£р(И) = £р(И),

цеИ

хН

деИ

Хк

при выполнении ограничений:

Тср (В£к(1к)) £ Тср.доп ;

Т0£ (В1, Л) £ Тдоп ;

Рпр1(Б1Л) — Рпр1.доп ,

где Б;к(1к),В; - функции распределения длительностей установления соединения, Тср - среднее время решения задачи,

Та - время доставки информации,

Рр - вероятность правильного решения задачи,

Л - суммарный поток в сети,

1к - длина очереди.

Возможные виды информационных потоков от устройств управляемого физического ресурса разделены на 3 категории:

- ПКЗ - потоки, критичные к задержкам;

- ПНЗ-1 - потоки, не критичные к задержкам и допускающие регламентированные задержки передачи;

- ПНЗ-2 - потоки, критичные к задержкам и допускающие регламентированные задержки передачи.

Оценим качественно эффективность передачи различных видов данных управляемого физического ресурса. Для этого используем известный результат для СМО типа М/М/т:

- распределение числа требований в системе

чк

Р(Х) =

Рг

к!

(р)кт

т!

- среднее время ожидания с требованием начала обслуживания:

т = Рр (тр)т 9 .

ож 2 I ;

(1 -р) т * т!

- среднее время пребывания требования в системе тпр = тож + 9

где Р,

0

к=0

т!

т! 1 -р

19

требований, 9 - среднее время обслуживания требований.

1

Рассмотрим передачу данных, критичных к задержкам. В этом случае средняя длительность соединения 9с и требуемая величина пропускной способности канала определяются самим устройством. Пусть обслуживается п одинаковых устройств, каждое из которых генерирует вызовы с интенсивностью 1 и требует соединения со средней длительностью 9с . Передача может быть организована тремя способами (рис. 1):

1) фиксированное разделение каналов функционального интерфейса - каждому устройству предоставляется один канал (рис. 1,а);

2) п устройств управляемого физического ресурса разбиваются на т изолированных групп. В распоряжение каждой группы предоставляется один канал, который используется только активными устройствам и в соответствии с их вызовами (рис. 1,б);

3) в распоряжение п устройств предоставляются т каналов, каждый из которых может быть выделен любому активному устройству по его вызову -предоставление каналов по требованию с фиксированным разделением каналов между активными источниками (рис. 1,в).

п

устройств

п

каналов

п/т

изолированных ^ групп устройств

-и I I

т

каналов

п1

т

каналов

а

т

т

б

в

Рис. 1. Способы передачи информационных потоков реального времени а — с постоянным фиксированным предоставлением канала каждому устройству; б — с разбиением п устройств на т групп, с предоставлением каждой группе в коллективное пользование 1 канала, без взаимопомощи между каналами; в — с предоставлением п устройствам т каналов с взаимопомощью между каналами

Среднее время задержки установления соединения с учетом [1] составит:

Х0с „

а) тв =--^0С;

в 1 -10с С «Л п10с 0-

б) тв=—^с;

т - п10с

1)

где Р0 =

в) тв = -

т!(1 -

т|;1(п10с)к + (п10с)т (

(п10с )п

п10,

с ч2

т

т

к=0

к!

т!

т - п10,

Г * Ро

)

Рассмотрим передачу потоков ПНЗ. Возможные способы передачи приведены на рис. 2 и не требуют дополнительного пояснения. Пусть каждое устройство генерирует пакеты с интенсивностью X, а среднее значение объема пакета составляет V бит.

п

устройств

п каналов С Кбит/с

п

устройств

.XV

V

т каналов

С Кбит/с

п

устройств

XV

"X Л

Рис. 2. Способы передачи информационных потоков нереального времени: а - с постоянным фиксированным предоставлением канала каждому устройству; б - с предоставлением пользователям в коллективное использование т низкоскоростных каналов связи; в - с предоставлением п пользователям в коллективное использование одного высокоскоростного канала

Тогда среднее время передачи пакета по каналу с пропускной способностью V

С составит 0 = — секунд. Учитывая, что среднее время задержки пакета тп равно среднему времени пребывания пакета в системе и используя [1], получим:

а) т = ^ •

) п С - nXV;

а

б

в

б) ъ = с(т+

(тп1 /С)т

т! (1 -

п1У/С 2

т

Г * Ро

где Р0 =

т-1

I

к=0

(тп1У/С)к + (тп1У/С)т (

С

в) Тп =-

к!

V

т!

С - пТУ

Для данной системы при любой дисциплине обслуживания можно применить известный закон сохранения времени ожидания:

Я

м

м

I р^; = й 11 2(1 - Я)1=

1Т;У(2) = СО^1.

где Р1 - загрузка устройства, ю; -- среднее время ожидания в очереди заявок типа

1 = 1М; Я = 1п.

1

Из приведенного выражения следует, что путем изменения дисциплины обслуживания можно сократить время ожидания для одних типов заявок за счет увеличения времени ожидания для заявок других типов. Возникающие при этом трудности вследствие децентрализации сети передачи данных и различного времени запаздывания сигналов от агентов устраняются присвоением приоритетов сообщениям и подключением агентов к менеджеру с помощью специального устройства.

При этом стационарные вероятности нахождения в очереди 4 заявок Р(4) определяются по следующим рекуррентным формулам [3]:

Р(1к) =

к-1

(1 -I Р1)(1 -1 кВк) +1 1=1

Ро

м

[Рк(1 -ТкВк) ^-011кВ1к(1к) -

Л

1=1

N

N

1к-1

к-1

- ЕЧРА-IР1В1к(11к)- I Р(тк)(1 -IР|)(1 -ТА +

1=к+1 1=1 тк =1 1=1

+В1к(1к - тк + 1))],1к > 0;

к

1 -IР

р(0к) = —

1 -IР

1=1

N

где Л = Т + + 1N,Ро = 1 - ^^11В1Р1 = 11(1 - Р0),

1=1

¥ 1к-1

В1к(1к) = | [1 к*((ехр(1к) - КМГк/тк! -1к(ехр(1 kt) -

0 тк =0

1к . !

- I(1 к1)тк/тк!)]ехр(1 к1)В1(1). тк =0

Рассмотренная модель позволяет получить зависимости среднего времени решения сетью ТМ^ своей задачи Тср , вероятности правильного решения своих

)

*

подзадач агентами Р^, времени доставки информации Т01, вероятности конфликтов РКонф1 от Л, Б(г).

Результаты имитационного эксперимента с использованием [4] позволяют получить распределение стационарных вероятностей нахождения в очереди заявок, а также графики зависимостей ВВХ системы управления от Л, Б1(г).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мочалов В.П. Модель функционального интерфейса управляемого ресурса системы управления телекоммуникационными сетями и услугами TMN // Инфокоммуника-ционные технологии. 2004. №3. С. 39-42.

2. А.С. 1385304 СССР, МКИ3 Н04 В 7100. Устройство передачи и приема сигналов / Мочалов В.П. // Открытия. Изобретения. 1988. №12.

3. Мочалов В.П. Схема приоритетного множественного доступа // Механизация и автоматизация управления. 1990. №3.

4. Мочалов В.П. Имитационная модель алгоритма управления конфигурацией сети связи. Свидетельство о регистрации программ для ЭВМ №2004611751 по заявке №2004611479 от 12.07.2004. М:. РОСПАТЕНТ.

Е.С.Синютин

ВЫБОР НАБОРА ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ КАНАЛОВ ДЛЯ

СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА В ПРОЦЕССЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В настоящее время появилось большое количество систем мониторинга психофизиологического состояния (ПФС) человека-оператора как с возможностью совместного мониторинга результатов работы, так и без нее. Данные системы используют различные наборы каналов для оценки состояния человека-оператора, такие, как кардиоинтервалография (КИГ), электроэнцефалография (ЭЭГ), фото-плетизмограмма (ФПГ), дыхание, кожно-гальванический рефлекс (КГР) [1]. Можно выделить два класса подобных систем: использующие один канал и мультиканальные системы (полиграфы).

Целью настоящей работы является попытка обоснования необходимого спектра каналов для мониторинга ПФС человека-оператора.

Каждый канал физиологических данных имеет свои преимущества и недостатки, однако, в силу специфики области применения, можно выделить наиболее существенные из них. Для мониторинга психофизиологического состояния чело-века-оператора одним из самых критичных факторов является комфортность съе -ма. То есть, работающий полиграф не должен мешать деятельности человека-оператора и вызывать у него эмоциональное напряжение и дискомфорт. Другим важным условием является информативность канала. Для автономных систем также важна простота обработки информации, получаемой с данного канала.

Из всех перечисленных выше каналов практически сразу можно отбросить ЭЭГ, поскольку все требования не выполняются, данный канал можно использовать только на этапе обследований вне рабочего места.

Канал КИГ присутствует практически во всех системах мониторинга, из-за своей эргономичности (3 электрода легко маскируемые одеждой), сравнительной простоты обработки, больших возможностей в плане анализа (например, по методике Баевского) и также, потому что это наиболее изученный на сегодняшний день канал съема физиологической информации.