Применение космических технологий для управления

Государ-С'тВНнЫЙ СоВетНиК, 2014

УДК 332.1

__А.А.Майоров

Применение космических технологий

для управления

Статья описывает применение космических технологий для управления. Показана особенность управления при необходимости управления большими пространственно-распределенными объектами. Показана специфика такого управления, как управления нового качества. связанного с использованием пространственной информации как управляющей информации. Раскрывается применение глобальных навигационных спутниковых систем для управления. раскрывается понятие информационного поля и навигационного поля. Показана необходимость создания единого информационного пространства. Показана необходимость создания для управления дополнительного функционального информационного пространства.

Ключевые слова: Управление, информация, информационные технологии, информационные технологии управления, космические технологии, глобальные навигационные спутниковые системы, информационное поле, навигационное поле, единое информационное пространство, функциональное информационное пространство.

A.A.Maiorov

The use of space technology for

managmant

The article describes the use of space technology for management. It shows a control feature when you need to operate large space-distributed objects. It described the specificity of such control, as new quality control. associated with the use of spatial information as control information. It discloses the use of global navigation satellite systems to control. reveals the concept of the information field and the navigation field. It described of creating a single information space. It described the necessity to control the creation of additional functional information space.

Keywords: management, information, information technology, information management technology, space technology, global navigation satellite systems, information field, a navigation area, a single information space, functional information space

Введение

овременное управление характеризуется увеличением пространственных масштабов управляемых объектов, возрастанием сложности этих объектов, а также систем управления. Одним из подходов современной экономики является широкое использование информационных и телекоммуникационных технологий. Общеизвестным является факт, что в современной экономке информационные ресурсы занимают доминирующее место. Появилась «Новая» или «Информационная экономика», ориентированная на сети и информационные системы.

Однако менее известным является появление нового фактора управления и экономического развития, связанного с пространственным положением хозяйствующих субъектов. В свою очередь, этот фактор приводит к с необходимости учета и использования пространственных связей и пространственных отношений в сфере экономики и управ-

ления. Распределение хозяйствующих субъектов по огромной территории России, с учетом дальнейшего развития экономики, обуславливает ряд специальных требований. В первую очередь это:

Требования по повышению оперативности принятия решений и управлению.

Требования по переносу нагрузки с лица, принимающего решение, (ЛПР) на интеллектуальную систему.

Требования по синхронизации управляющих воздействий на отрасли, отдельные предприятия и экономику страны в целом.

Требования учета неоднородности экономического развития и ресурсного обеспечения (одна из форм пространственных отношений).

Требования к оптимизации внутренних и внешних грузопотоков, обеспечивающих потребности экономического развития страны.

Требования к устойчивости развития экономики в условиях финансовой не-

стабильности, экологических факторов и чрезвычайных ситуаций.

Совокупность перечисленных требований приводит к проблеме обеспечения пространственной информацией национальной, отраслевой экономики и науки. Анализ данной проблемы требует решения ряда специальных задач, таких как обеспечение единого координатного и временного пространства, единого информационного пространства. Одним из ключевых для решения отмеченных требований является применение космических систем и космических технологий.

Управление с помощью космических технологий осуществляется в сфере транспорта, в региональном управлении, в земельном и лесном кадастре, в недропользовании и пр [1, 2]. Механизм управления основан на измерении положения объекта в системе глобальных земных координат и использование этих измерений для принятия решений или для поддержки принятия решений [3]. Особенность этих технологий также в том, что они опираются на методы космической геодезии [4] и геоинформатики [5] и на специальные данные, называемые геоданными [6, 7]. Процесс измерения осуществляется с помощью аппаратуры вынесенной в околоземное космическое пространство [8], что и позволяет проводить глобальные измерения, которые не возможны при использовании наземных методов. Инструментарием управления служат глобальные навигационные космические системы или ГНСС [9].

Глобальные навигационные системы как инструмент управления

В настоящее время функционирует ряд глобальных навигационных спутниковых систем, среди которых наиболее актуальными являются ГЛОНАСС (Россия), GPS (США), развивающиеся системы: GALILEO (Евросоюз); BeiDou (Китай); IRNSS (Индия); квазизенитная спутниковая система QZSS (Япония) и широкозонные дополнения SBAS: WAAS (США); EGNOS (ЕС); MSAS (Япония). Использование спутниковой аппаратуры получило широкое применение как эффективный метод при работе, связанной с точным определением координат в пространстве. Метод имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционными технологиями (высокая точность измерений, экономическая эффективность). На сегодняшний день система ГНСС широко применяется в

геодезии и картографии; на судоходных реках; в морях и океанах; при обеспечении работ на шельфе; в крупных городах и на магистралях. Использование систем ГНСС для гражданских нужд возможно в различных сферах — в сотовой связи; грузоперевозках; страховой деятельности; в службах такси; путешествиях; поездках по мегаполису; поисково-спасательных работах, строительстве; для слежения за миграцией животных.

Активно внедряется технология установки навигационного модуля ГЛОНАСС в мобильные телефоны и навигаторы. Телефоны, имеющие GPS-навигаторы, существуют давно и широко используются во всем мире, в том числе и в России. На рынке навигационной аппаратуры имеется целый ряд приемников ГЛОНАСС/GPS-навигации. Планомерно вводится в эксплуатацию аппаратура, принимающая сигналы от ГНСС Galileo и BeiDou.

Внедрение и модернизация систем ГНСС подразумевает и одновременное обновление программного обеспечения (ПО). Разрабатывается и совершенствуется программное обеспечение, позволяющее обрабатывать информацию.

Модель автоматизированного программного комплекса представляет собой множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которые образуют определенную целостность, обладающую новым качеством, не присущим отдельным элементам [10].

Информационное пространство как инструмент поддержки управления

Сами по себе ГНСС не решают проблему управления. Управление становится возможным, если создается единое информационное пространство, информационная среда [11], или информационное поле [12], в котором можно определять «полевую переменную» и эта полевая переменная становится основой при расчетах, сравнениях, оценках — которые используют при принятии решений. Информационное пространство создает условия для информационного управления [13], то есть управления, основанного на применении информационных моделей и информационных технологий с максимальной разгрузкой человека от рутинной обработки информации. При этом информационное управления включает интеллектуальное управление если это возможно.

государственный СоВет-ник, 2014

Единое информационное пространство может быть рассмотрено как сложная система [10], содержащая связанные информационной сетью элементы пространства; информационные ресурсы, технологии их обмена и использования; хранилища информационных ресурсов; систему согласованных стандартов информационного обмена и технологий.

Единое информационное пространство (ЕИП) основано на моделях, которые [14] включают информационно-ресурсную, организационную, технологическую — составляющие. Оно имеет: логическую, программную и физическую структуры. Логическая структура образована совокупностью взаимосвязанных логических модулей, реализующих основные компоненты управления. Под программной структурой ЕИП понимается его представление в виде взаимосвязанных уровней программ, взаимодействие которых призвано обеспечить движение, обработку и потребление информации. Физическая структура ЕИП образована совокупностью аппаратных средств, связанных на основе логической структуры. ГНСС входит в техническую структуру, а использование ГНСС для расчетов входит в программную структуру ЕИП.

Особенностью ГНСС является то, что оно создает свое, так называемое, «навигационное поле» [1]. Именно это поле и служит основой создания информационного поля, которое в свою очередь применяется для управления.

Функциональная архитектура физической структуры ЕИП специфицирует процессы управления. Она учитывает информационные потребности пользователей. Системная архитектура ЕИП идентифицирует технологические стандарты, правила и системные отношения. Техническая архитектура ЕИП идентифицирует все типы аппаратных и программных средств. Функциональная архитектура позволяет представить ЕИП с точки зрения удовлетворения зафиксированной номенклатуры информационных потребностей пользователей посредством выполнения конечного и достаточного набора функций. При этом структурирование пространства на элементы и подсистемы не производится.

Системная архитектура позволяет сосредоточить внимание на проблемах информационной совместимости, взаимодействии элементов и подсистем ЕИП, а также на порядке и последовательности прохождения информации. В рамках этой архитектуры типизируются и

структурируются элементы ЕИП, выде-лаются подсистемы, регламентируются основные связи между ними.

Однако ошибочно думать, что создание информационного или навигационного поля решает вопросы пространственного управления. Создание координатной среды служит поддержкой управления, но не решает всех его задач. Принципиальным является создание внутри информационного пространства некого дополнительного пространства, которое называют функциональным информационным пространством [14].

Функциональное информационное пространство это по существу информационное поле [12], в каждой точке которого не только определяется полевая переменная как характеристика пространства, но и рассчитывается набор альтернативных управляющих параметров, обеспечивающих варианты принятия решений для человека. Функциональность такого пространства задается человеком исходя из вида объектов управления и целей управления.

Таким образом, принципиальной особенностью ЕИП как инструмента управления является то, что оно неразрывно связано с функциональным информационным пространством.

ри реализации юрмационного

Важной проблемой п функционального инс пространства является проблема коммуникации. Она связана с необходимостью синхронной передачи сигналов координации и управленческих воздействий и сводится к проблемам единства измерения координат, единства измерения времени.

Заключение

Назначение космических навигационных систем для развития экономики кратко можно определить с помощью как «Just in time» — «точно и вовремя». Наряду с видимыми и понятными для большинства образованных людей задачами эти система решают ряд сервисных (или специальных), но необходимых для управления задач. Информационная поддержка управления обеспечивает устойчивость экономического развития. Информационная поддержка в режиме он-лайн обеспечивает конкурентоспособность предприятий в любой отрасли, особенно в сфере транспорта [15]. Наличие информационной поддержки в предприятиях, внедряющих управленческие технологии на базе ГНСС является ресурсом устойчивого их развития [16].

ЛИТЕРАТУРА

1. Савиных В.П. Решение экономических задач с помощью системы ГЛОНАСС // Вестник МГТУ МИРЭА «MSTU MIREA HERALD». 2013. № 1 (1). С.164-174.

2. Бахарева Н.А. Пространственная информация в региональном и муниципальном управлении // Государственный советник. 2013. № 4. С.39-42.

3. Цветков В.Я. Применение геоинформационных технологий для поддержки принятия решений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2001. №4. С.128-138

4. Майоров А.А., Савиных В.П., Цветков В.Я. Геодезическое космическое обеспечение России // Международный научно-технический и производственный журнал «НАУКИ О ЗЕМЛЕ». 2012. № 4. С. 23-27.

5. Майоров А.А. Развитие информатики в научном направлении геоинформатика // Вестник МГТУ МИРЭА «MSTU MIREA HERALD». 2014. № 1 (2). С.42-57.

6. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоданные как системный информационный ресурс // Вестник Российской академии наук. 2014. Т.84. № 9. С. 826-829.

7. Savinykh V. P., Tsvetkov V. Ya. Geodata As a Systemic Information Resource. Herald of the Russian Academy of Sciences, 2014. Vol. 84. No. 5, pp. 365-368.

8. David Waring Dunham, Vladimir Petrovich Kulagin, Victor Yakovlevich Tsvetkov. Near-earth space as a habitat // International Journal of Astrophysics and Space Science. 2013; 1(3): р12-15.

9. Майоров А.А., Куприянов А.О., Корчагин А.С. Построение модели комплексной системы автоматизированной обработки и анализа мультичастотных ГНСС-измерений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. C. 86-91.

10. Тихонов А.Н., Иванников А.Д., Соловьёв И.В., Цветков В.Я. Основы управления сложной организационно-технической системой. М.: МАКС Пресс, 2010. 208 с.

11. Tsvetkov V. Yа. Information Space, Information Field, Information Environment // European Researcher, 2014, Vol. (80), № 8-1, pр.1416-1422. DOI: 10.13187/issn.2219-8229.

12. Tsvetkov V.Ya. Information field. Life Science Journal. 2014-11(5). рр.551-554.

13. Цветков В.Я. Информационное управление. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2012. 201 с.

14. Соловьёв И.В., Цветков В. Я. Информационное пространство как инструмент управления в транспортной сфере // Государственный советник. 2014. № 2(6). С.58-63.

15. Коваленко Н.И., Коваленко Н.А., Учёт неопределённости и риска в управлении железнодорожным транспортным комплексом // Вестник МГТУ МИРЭА «MSTU MIREA HERALD». 2014. № 3 (4). С. 189-194.

16. Куприянов А.О. О перспективах использования интегрированных спутниковых ГИС-технологий в России // Кадастровый вестник. 2006. № 2. С. 42-43

REFERENCES

1. Savinykh V.P. Solution of economic tasks using the GLONASS system. Vestnik MGTU MIREA - MSTU MIREA Herald,

2013, no. 1 (1), pp.164-174 (in Russian).

2. Bakhareva N.A. Spatial information in the regional and municipal administration. Gosudarstvennyi sovetnik - The State Counsellor, 2013, no. 4, pp.39-42.

3. Tsvetkov V.Ia. Application oiGIS technologies for decision support. Geodeziia i aerofotos"emka - Geodesy and aerial photography, 2001, no. 4, pp.128-138 (in Russian).

4. Maiorov A.A., Savinykh V.P., Tsvetkov V.Ia. Geodesic space ensuring Russia. Nauki o Zemle - Earth Science, 2012, no. 4, pp. 23-27 (in Russian).

5. Maiorov A.A. Development of Informatics in the scientific direction Geoinformatics. Vestnik MGTU MIREA - «MSTU MIREA Herald, 2014, no. 1 (2), pp. 42-57 (in Russian).

6. Savinykh V.P., Tsvetkov V.Ia. Geodata system as an information resource. Vestnik Rossiiskoi akademii nauk - Herald of the Russian Academy no. 9, pp. 826-829 (in Russian).

7. Savinykh V. P., Tsvetkov V. Ya. Geodata As a Systemic Information Resource. Herald of the Russian Academy of Sciences,

2014, Vol. 84, no. 5, pp. 365-368.

8. David Waring Dunham, Vladimir Petrovich Kulagin, Victor Yakovlevich Tsvetkov. Near-earth space as a habitat. International Journal of Astrophysics and Space Science, 2013, no. 1(3), pp. 12-15.

9. Maiorov A.A., Kupriianov A.O., Korchagin A.S. Building a model of a complex system of automated processing and analysis of multifrequency GNSS measurements. Geodeziia i aerofotos"emka - Geodesy and aerial photography, 2013, no. 5, pp. 86-91.

10. Tikhonov A.N., Ivannikov A.D., Solov'ev I.V., Tsvetkov V.Ia. Osnovy upravleniiaslozhnoi organizatsionno-tekhnicheskoi sistemoi [Basics for the management of complex organizational and technical system]. Moscow, MAKS Press, 2010. 208 p.

11. Tsvetkov V. Ya. Information Space, Information Field, Information Environment. European Researcher, 2014, Vol.(80), no. 1, pp.1416-1422. DOI: 10.13187/issn.2219-8229.

12. Tsvetkov V.Ya. Information field. Life Science Journal, 2014, no. 11(5), pp. 551-554.

13. Tsvetkov V.Ia. Informatsionnoe upravlenie [Information management]. LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG, Saarbrücken, Germany, 2012. 201 p.

14. Solov'ev I.V., Tsvetkov V. Ia. Information space as a management tool in the field of transportation. Gosudarstvennyi sovetnik - The State Counsellor, 2014, no. 2(6), pp. 58-63 (in Russian).

15. Kovalenko N.I., Kovalenko N.A. Uncertainty and risk in the management of rail transport system. Vestnik MGTU MIREA - MSTU MIREA Herald, 2014, no. 3 (4), pp. 189-194 (in Russian).

16. Kupriianov A.O. Prospects of using integrated satellite GIS-technologies in Russia. Kadastrovyi vestnik - Cadastral Herald, 2006, no. 2, pp. 42-43 (in Russian).

Информация об авторе: Information about the author:

Майоров Андрей Александрович Maiorov Andrei Aleksandrovich

(Россия, Москва) (Russia, Moscow) Профессор, доктор технических наук, ректор Professor, Doctor of Technical Sciences, Rector

Московский государственный университет геодезии Moscow State University

и картографии of Geodesy and Cartography

E-mail: miigaiknir@yandex.ru E-mail: miigaiknir@yandex.ru