СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ КОМАНД УПРАВЛЕНИЯ
METHOD OF TRANSMISSION OF CONTROL COMMANDS

Настоящее техническое решение относится к вычислительным комплексам и компьютерным сетям с устройствами для обработки данных с воздействием на порядок расположения данных и на их содержание.
Областью применения являются системы управления деятельностью организационных систем.
Известно техническое решение - способ передачи информации [1], который характеризуется тем, что в передающем пункте принимают от источника данные о команде управления, кодируют их и передают в сеансе связи через канал связи в приемный пункт. В приемном пункте принимают кодированный сигнал, несущий данные о команде управления, декодируют и передают в приемник. Способ обеспечивает передачу данных о командах управления. Однако область применения способа ограничена прямыми каналами связи.
Известное техническое решение - центр управления организационной системы [2], содержит аналитический центр, центр объективного контроля, средства контроля над объектами и средства связи. Решение выполнено с возможностью на основании данных контроля о состоянии объектов формировать и передавать данные о командах управления. Однако это решение не обеспечивает передачу данных о командах управления в системы управления других организационных систем.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является способ поддержки деятельности организационной системы [3]. Данное решение содержит этапы, на которых формируют и передают данные о командах управления через сеть передачи данных (телекоммуникационную сеть) между различными системами управления - центром управления, ситуационно-аналитическими центрами и пунктами управления. Это возможно при условии тождественности кодов данных о командах управления во взаимодействующих системах управления и тождественности текстовых (смысловых) значений этих кодов, которые описывают функции команд управления. Однако решение [3] не обеспечивает такую возможность при отсутствии указанного выше условия, например, в случаях построения систем управления на базе аппаратных и программных средств от разных производителей.
В то же время потребность в автоматической передаче данных о командах управления между разными системами управления существует, в том числе, и при условии отсутствия тождественности кодов данных о командах управления этих систем. Так, наблюдается тенденция к организации информационного взаимодействия между системами управления различных ведомств, предприятий для предотвращения различных угроз и ликвидации негативных последствий [4]. При этом, как правило, взаимодействие должно быть организовано между уже построенными системами управления, которые функционируют на базе аппаратно-программных средств, поставленных от разных производителей.
Задачей, решение которой обеспечивает настоящее техническое решение, является повышение эффективности систем управления деятельностью организационных систем за счет обеспечения автоматической передачи управляющей информации - команд управления, в условиях отсутствия тождественности кодов данных о командах управления во взаимодействующих системах управления.
Техническим результатом, на достижение которого направлено настоящее техническое решение, является расширение функциональных возможностей за счет возможности автоматического преобразования исходных данных о команде управления, сформированных в одной, ведущей, системе управления, в данные о функции этой команды, передачи их в соответствии с адресом, формирования выходных данных о команде управления с учетом данных о ее функции и передачи их в другую, ведомую, систему управления.
Ниже приведено описание предлагаемого технического решения.
Техническое решение - способ передачи команд управления, обладает следующими свойствами:
1. Областью применения способа являются системы управления деятельностью организационных систем, между которыми осуществляется обмен управляющей информацией, в том числе, для решения задач по предотвращению различных угроз и ликвидации негативных последствий. К таким системам управления относятся:
- автоматизированные системы управления деятельностью ведомств и предприятий;
- центры и пункты управления в учреждениях и научных организациях;
- ситуационные, ситуационно-аналитические и аналитические центры в ведомствах, государственных, региональных и муниципальных органах власти, другие системы.
2. Обмен управляющей информацией осуществляется путем передачи команд управления между системами управления, причем каждая система управления может являться в разных циклах управления как источником команды управления - управляющей (ведущей) системой, так и приемником команды управления - управляемой (ведомой) системой.
3. Передача команды осуществляется от ведущей системы управления, например, из ее сервера управления через ее общую шину в соединенный с ней передатчик данных, далее через сеть передачи данных и приемник данных в соединенную с ним ведомую систему управления, например, через ее общую шину в ее сервер управления.
4. Каждая команда управления может состоять из следующих сегментов:
- адрес, представляющий собой информацию об адресе ведомой системы управления, в которую должна быть передана эта команда, причем это может быть электронный адрес в сети передачи данных приемника данных, выход которого соединен через общую шину ведомой системы управления с ее сервером управления;
- инструкция, представляющая собой кодовую информацию о действии, которое должно быть произведено в ведомой системе управления (например, это м. б. действие «записать сценарий принятия решения в систему хранения данных аудита о деятельности организационной системы», как в [5]);
- приложение к инструкции - представляет собой информационный объект, используемый при производстве действий в соответствии с инструкцией (например, это м. б. «сценарий принятия решения», как в [5]).
При этом:
- в случае наличия прямого канала передачи данных - информационного тракта, между взаимодействующими системами управления сегмент адреса в команде управления может отсутствовать, а следовательно, и могут отсутствовать данные об адресе в исходной команде управления, по меньшей мере, при наличии прямого соединения в сети передачи данных, телекоммуникационной сети или цифровой системе связи между передатчиком данных, соединенным с ведущей системой управления, и приемником данных, соединенным с ведомой системой управления;
- в случае наличия во взаимодействующих системах управления баз знаний о командах управления, тождественных по выполняемым действиям и не требующих приложений (например, как в [1]), сегмент приложения к инструкции в команде управления может отсутствовать, а следовательно, могут отсутствовать данные о приложении к инструкции в данных об исходной команде управления;
- при обоих указанных выше условиях команда управления может включать только сегмент инструкции.
5. Аппаратно-программные платформы взаимодействующих систем управления могут быть построены разными компаниями на технических и программных средствах от разных производителей и произведенных на разных предприятиях, поэтому тождественные по функциям команды управления в разных системах управления могут отличаться кодами данных.
Ниже приведено описание предлагаемого технического решения.
Техническое решение - способ передачи команд управления от одной системы управления через передатчик данных, сеть передачи данных и приемник данных в другую систему управления, характеризуется тем, что содержит этапы, на которых:
1. Формируют и запоминают в каждом передатчике данных блоки данных о командах управления, каждый из которых содержит:
- данные об инструкции, представленные кодами той системы управления, с которой соединен передатчик данных;
- данные о названии этой инструкции, представляющем собой текстовую информацию о функции, которая должна быть выполнена в соответствии с инструкцией.
2. Формируют и запоминают в каждом приемнике данных блоки данных о функциях команд управления, каждый из которых содержит:
- данные о названии инструкции, представленные кодами, тождественными кодам данных о соответствующем названии инструкции, которые запомнены в передатчиках данных;
- данные об инструкции, соответствующей этому названию, представленные кодами той системы управления, с которой соединен приемник данных;
- данные об адресе компонента системы управления, с которой соединен приемник данных, и над которым должны произвести операции (действия) в соответствии с этой инструкцией.
3. В передатчике данных, соединенный с ведущей системой управления:
- принимают и запоминают данные об исходной команде управления, поступившие из ведущей системы управления, которые включают данные об адресе ведомой системы управления, данные об инструкции, представленные в кодах ведущей системы управления, и данные о приложении к инструкции, представленные в кодах, которые однозначно воспринимаются ведущей и ведомой системами управления;
- выбирают из данных о командах управления, хранящихся в передатчике данных, данные о названии инструкции, которое соответствует инструкции, данные о которой приняты в составе данных об исходной команде управления;
- преобразуют данные об исходной команде управления в данные об исходной функции команды управления, которые включают данные об адресе ведомой системы управления, данные о названии инструкции и данные о приложении к инструкции;
- передают данные об исходной функции команды управления в сеть передачи данных.
4. В сети передачи данных передают данные о названии инструкции и данные о приложении к инструкции, представляющие вместе данные о выходной функции команды управления, в соответствии с данными об адресе из состава данных об исходной функции команды управления, в приемник данных, соединенный с ведомой системой управления.
5. В приемник данных, соединенный с ведомой системой управления:
- принимают и запоминают данные о выходной функции команды управления, поступившие из сети передачи данных;
- выбирают из данных о функциях команд управления, хранящихся в приемнике данных, данные об инструкции, которая соответствует названию инструкции, данные о котором приняты в составе данных о выходной функции команды управления, и данные об адресе компонента, над которым должны произвести действия в соответствии с этой инструкцией;
- преобразуют данные о выходной функции команды управления в данные о выходной команде управления, которые включают данные об адресе компонента, данные об инструкции и данные о приложении к инструкции;
- передают выходные данные о команде управления в ведомую систему управления.
Сущность технического решения и последовательность выполнения действий способа поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - структура исходной команды управления;
на фиг. 2 - структура исходной функции команды управления;
на фиг. 3 - структура выходной функции команды управления;
на фиг. 4 - структура выходной команды управления;
на фиг. 5 - структурная схема системы передачи данных (пример);
на фиг. 6 - структурная схема передатчика данных;
на фиг. 7 - структурная схема приемника данных;
на фиг. 8 - структурная схема цифровой системы связи.
Структура входной команды управления, представленная на фиг. 1, отображает ее составные части - адрес ведомой системы управления, инструкцию и приложение к инструкции, и пояснение к ним. Эти данные поступают из ведущей системы управления в передатчик данных, в котором преобразуются в данные об исходной функции команды управления.
Структура исходной функции команды управления, представленная на фиг. 2, отображает ее составные части - адрес ведомой системы управления, название инструкции и приложение к инструкции, и пояснения к ним. Данные об исходной функции команды управления поступают из передатчика данных в сеть передачи данных. Сеть передачи данных передает данные о названии инструкции и данные о приложении к инструкции в соответствии с данными об адресе из состава данных об исходной функции команды управления в приемник данных, соединенный с ведомой системой управления.
Структура выходной функции команды управления, представленная на фиг. 3, отображает ее составные части - название инструкции и приложение к инструкции, и пояснение к ним. Данные о выходной функции команды управления поступают из сети передачи данных на вход соединенного с ведомой системой управления приемника данных, в котором преобразуются в данные о выходной команде управления.
Структура выходной команды управления, представленная на фиг. 4, отображает ее составные части - адрес компонента ведомой системы управления, инструкцию и приложение к инструкции, и пояснение к ним. Эти данные поступают в ведомую систему управления.
Техническое решение - способ передачи команд управления, может быть промышленно реализован с помощью системы передачи данных, структурная схема которой приведена на фиг. 5, в составе передатчика данных и приемника данных, структурные схемы которых приведены соответственно на фиг. 6 и фиг. 7, и с использованием сети передачи данных. На фиг. 6 изображена структурная схема передатчика данных, где:
1 - модуль анализа данных;
2 - модуль преобразования данных о команде управления;
3 - модуль данных о командах управления;
4 - информационный вход;
5 - вход и выход настройки;
6 - сетевой выход;
7 - вход электропитания;
8 - внутренняя шина передатчика.
На фиг. 7 изображена структурная схема приемника данных, где:
9 - модуль анализа данных;
10 - модуль преобразования данных о функции команды управления;
11 - модуль данных о функциях команд управления;
12 - информационный выход;
13 - вход и выход настройки;
14 - сетевой вход;
15 - вход электропитания;
16 - внутренняя шина приемника.
Система передачи данных, реализующая способ передачи команд управления, работает следующим образом:
1. Формируют и запоминают в модуле 3 передатчика данных блоки данных о командах управления, каждый из которых содержит:
- данные об инструкции, представленные кодами ведущей системы управления, с которой соединен передатчик данных;
- данные о названии этой инструкции, представляющем собой текстовую информацию о функции, которая должна быть выполнена в ведомой системе управления в соответствии с инструкцией.
2. Формируют и запоминают в модуле 11 приемника данных блоки данных о функциях команд управления, каждый из которых содержит:
- данные о названии инструкции, представленные кодами, тождественными кодам данных о соответствующем названии инструкции, которые запомнены в передатчике данных;
- данные об инструкции, соответствующей этому названию, представленные кодами ведомой системы управления, с которой соединен приемник данных;
- данные об адресе компонента системы управления, с которой соединен приемник данных, и над которым должны произвести операции (действия) в соответствии с этой инструкцией.
3. В передатчике данных:
- принимают с информационного входа 4 в модуле 1 из ведущей системы управления данные об исходной команде управления (фиг. 1), которые включают данные об адресе ведомой системы управления, данные об инструкции, представленные в кодах ведущей системы управления и данные о приложении к инструкции, представленные в кодах, которые однозначно воспринимаются ведущей и ведомой системами управления;
- выбирают в блоках данных о командах управления, запомненных в модуле 3, и в соответствии с данными об инструкции, входящими в состав данных об исходной команде управления (фиг. 1), данные о названии инструкции;
- преобразуют в модуле 2 данные об исходной команде управления в данные об исходной функции команды управления (фиг. 2), которые включают данные об адресе ведомой системы управления, данные о названии инструкции и данные о приложении к инструкции;
- передают данные об исходной функции команды управления (фиг. 2) через сетевой выход 6 в сеть передачи данных;
- обмен данными между модулями 1, 2, 3 и сетевым входом 6 осуществляется с помощью внутренней шины 8 передатчика;
- настройка модулей осуществляется с помощью рабочей станции администратора, соединенной через вход/выход 5 настройки передатчика и его внутреннюю шину 8 с внутренними входами/выходами модулей 1, 2 и 3;
- электропитание модулей осуществляется от устройства электропитания, соединенного через вход 7 электропитания передатчика с входами электропитания модулей 1, 2 и 3;
- модули 1, 2 и 3 передатчика данных могут быть выполнены на основе известных вычислительных средств, путем программного (по записанной или по замонтированной программе) исполнения приведенных в описании операций, например, на базе микроЭВМ.
4. В сети передачи данных передают данные о названии инструкции и данные о приложении к инструкции, представляющие вместе данные о выходной функции команды управления (фиг. 3), в соответствии с данными об адресе из состава данных об исходной функции команды управления (фиг. 2), в приемник данных, соединенный с ведомой системой управления.
5. В приемнике данных:
- принимают из сети передачи данных с сетевого входа 14 через внутреннюю шину 16 приемника в модуле 9 данные о выходной функции команды управления (фиг. 3);
- выбирают в блоках данных о функциях команд управления, запомненных в модуле 11, и в соответствии с данными о названии инструкции, входящими в состав данных о выходной функции команды управления (фиг. 3), данные об инструкции и данные об адресе компонента, над которым должны произвести действия в соответствии с этой инструкцией;
- преобразуют в модуле 10 данные о выходной функции команды управления (фиг. 3) в данные о выходной команде управления (фиг. 4), которые включают данные об адресе компонента, данные об инструкции и данные о приложении к инструкции;
- передают выходные данные о команде управления (фиг. 4) через модуль 9 и информационный выход 12 в ведомую систему управления.
- обмен данными между модулями 9, 10, 11 и сетевым входом 14 осуществляется с помощью внутренней шины 16 приемника;
- настройка модулей осуществляется с помощью рабочей станции администратора, соединенной через вход/выход 13 настройки приемника и его внутреннюю шину 16 с внутренними входами/выходами модулей 9, 10, 11;
- электропитание модулей осуществляется от устройства электропитания, соединенного через вход 15 электропитания приемника с входами электропитания модулей 9, 10, 11;
- модули 9, 10, 11 приемника данных могут быть выполнены на основе известных вычислительных средств, путем программного (по записанной или по замонтированной программе) исполнения приведенных в описании операций, например, на базе микроЭВМ.
В качестве сети передачи данных могут быть использованы технические решения по сетям передачи данных [6], по сетям коммутации пакетов [7], по цифровым системам связи [8] или другие известные технические решения. Выбор того или иного решения производится в зависимости от места расположения организационных систем, между системами управления которых осуществляется передача команд управления.
В качестве примера рассмотрим техническое решение [8] - многоканальную цифровую систему связи (МЦСС), которое может быть использовано для передачи данных о функциях команд управления между ведущими и ведомыми системами управления организационных систем. При этом число взаимодействующих пар систем управления может быть различным.
На фиг. 8 приведена структурная схема этой МЦСС. Особенностью данного технического решения является автоматическое регулирование скорости передачи данных в информационных трактах. При этом:
- сетевой выход 6 передатчика данных, информационный вход 4 которого соединен с ведущей системой управления (фиг. 6), соединен с информационным входом одного из n-1 передающих индивидуальных блоков МЦСС;
- сетевой вход 14 приемника данных, информационный выход 12 которого соединен с ведомой системой управления (фиг. 7), соединен с информационным выходом одного из n-1 приемных индивидуальных блоков МЦСС.
МЦСС работает следующим образом.
1. В исходном состоянии в блок памяти записываются коды команд. Сменяемость кодов обеспечивается с течением времени при поступлении импульсов с выхода делителя на вход блока памяти.
2. Перевод системы в рабочее состояние осуществляется путем подачи кода команды (комбинации управляющих сигналов):
- в блок переключения передающей части системы;
- в приемник команд (через групповой тракт).
3. Коды команд, записанные в блоке памяти, устанавливают:
- скорость передачи (приема) сигналов в групповом тракте;
- скорость передачи (приема) сигналов через каждый передающий и приемный индивидуальный блок.
4. Установление скорости передачи (приема) сигналов производится следующим образом. На выходе блока памяти под воздействием импульсов, поступающих с делителя, появляется комбинация управляющих сигналов, которая поступает:
- на передающей части системы: на управляющие входы блока переключения, на первые входы элементов И, а также на информационные входы блока управления;
- через n-й передающий индивидуальный блок, передающий групповой блок, групповой тракт, приемный групповой блок и n-й приемный индивидуальный блок в приемник команд.
5. На сигнальные входы блока переключения передающей части системы поступают импульсы из передающего группового блока, которые, в зависимости от состояния переключателей, определяемого комбинацией управляющих сигналов, передаются в передающие индивидуальные блоки.
6. Комбинация управляющих сигналов с выхода приемника команд передается на вторые входы блока переключения приемной части системы. Этим обеспечивается работа передающей и приемной частей системы, согласованная:
- по скорости ввода информации в передающие индивидуальные блоки;
- по скорости вывода информации из приемных индивидуальных блоков.
Согласованная работа блока управления и приемника команд обеспечивается за счет подачи на тактовый вход блока управления и на второй вход приемника команд идентичных последовательностей тактовых импульсных сигналов.
С помощью комбинаций управляющих сигналов, поступающих с выхода блока памяти и различающихся в зависимости от времени суток, вырабатывается соответствующая частота тактовых импульсов для считывания информационных сигналов, которая определяет:
- скорость передачи и приема сигналов в групповом тракте системы;
- и пропорционально измененные скорости передачи и приема в индивидуальных информационных трактах, образованных с помощью передающих и приемных индивидуальных блоков.
Проводя анализ нагрузки на информационные тракты в различные интервалы времени и записывая по результатам анализа в блок памяти соответствующие коды команд, можно установить скорости передачи сигналов, оптимальные с точки зрения максимальной пропускной способности системы для различных интервалов времени. Таким образом, техническое решение [8] позволяет наиболее оперативно обеспечивать передачу по своим информационным трактам данные о функциях команд управления от ведущих систем управления в ведомые системы управления.
В целом, приведенный в описании способ передачи команд управления характеризуется этапами, в которых на передающей стороне принимают данные об исходной команде, включая адрес ведомой системы управления, инструкцию, которую надо выполнить, информацию, используемую при этом. Причем данные об инструкции принимаются в кодах ведущей системы управления. Исходные данные преобразуются в данные о функции команды и передаются по адресу в сети передачи данных. На приемной стороне производят обратные преобразования с учетом данных о функции и передают в ведомую систему управления данные о команде, включая инструкцию, которую надо выполнить, адрес компонента, над которым должны выполняться действия, и информацию, используемую при этом. Причем данные об инструкции передаются в кодах ведомой системы управления.
Положительным эффектом от применения данного способа является повышение эффективности систем управления деятельностью организационных систем за счет обеспечения автоматического обмена управляющей информацией в условиях отсутствия тождественности кодов данных команд управления.
Источники
1. RU 2560820 C2, G06F 7/76, опубл. 20.08.2015, бюл. №23.
2. RU 127493 U1, G05B 19/00, опубл. 27.04.2013, бюл. №12.
3. RU 2532723 C2, G05B 19/00, опубл. 10.11.2014, бюл. №31.
Дополнительные источники
4. Зацаринный Α.Α., Шабанов А.П. Технология информационной поддержки деятельности организационных систем на основе ситуационных центров. М.: ТОРУС ПРЕСС, 2015. 232 с.
5. Система ситуационно-аналитических центров организационной системы. RU 2533090 C2, G05B 19/00, опубл. 20.11.2014, бюл. №32.
6. Масич Г.Ф. Сети передачи данных. Пермь: НИПУ, 2014. 192 (ISBN: 978-5-3980-1194-4, http://video-lesson.biz/literatura/complit/5303-seti-peredachi-dannyh-2014-kniga.html).
7. Мизин И.А., Богатырев В.Α., Кулешов А.П. Сети коммутации пакетов. М.: Радио и связь, 1986. - 408 с.
8. Многоканальная цифровая система связи. SU 1800631 A1, H04J 3/24, опубл. 07.03.1993, бюл. №9