Устройство прогнозирования вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил комплексами средств автоматизации

Полезная модель относится к классу регулирующих и управляющих систем специального назначения и может быть использовано для прогнозирования возможных вариантов оснащения автоматизированной системы управления (АСУ) объединения Воздушно-космических сил (ВКС) и выработки практических рекомендаций по формированию рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС комплексами средств автоматизации (КСА) (существующими, модернизированными или перспективными).
Известно: 1. Устройство выбора рационального варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны, содержащее блок отображения и регистрации (БОР), блок входных данных (БВД), блок управления и контроля (БУК) и блок моделирования (БМ), причем управляющие входы-выходы БУК подключены к соответствующим входам-выходам блоков БОР, БВД и БМ, выход БВД подключен ко второму входу БОР, а первый выход БМ подключен к третьему входу БОР, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок формирования множества вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны (БФМВ), блок сравнения (БС), блок выбора рационального варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и формирования плана переоснащения автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны перспективными комплексами средств автоматизации (БВРВФПП), БВД включает базу данных информации по перечню пунктов управления соединения противовоздушной обороны, базу данных по перечню задач комплексов средств автоматизации пунктов управления соединения противовоздушной обороны, базу данных по взаимосвязи между автоматизированными пунктами управления соединения противовоздушной обороны, БМ включает блок оценки эффективности варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны (БОЭВ), блок обработки результатов моделирования (БОРМ), блок выбора рационального варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и формирования плана переоснащения автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны перспективными комплексами средств автоматизации (БВРВФПП), причем управляющие входы-выходы БУК соединены с входами-выходами БС и БВРВФПП, выход БВД подключен ко второму входу БОР, первый выход БМ подключен к третьему входу БОР, выход базы данных по перечню пунктов управления соединения противовоздушной обороны подключен ко второму входу БФМВ, выход базы данных по перечню задач комплексов средств автоматизации пунктов управления соединения противовоздушной обороны подключен ко второму входу БФМВ, выход базы данных по взаимосвязи автоматизированных пунктов управления соединения противовоздушной обороны подключен ко второму входу БФМВ, третий выход БФМВ подключен ко второму входу БМ, второй выход БФМВ подключен ко второму входу БОР и второму входу БС, выход БС подключен к третьему входу БМ, первый выход БМ подключен к третьему входу БОР, второй выход БМ подключен ко второму входу БВРВФПП, выход БВРВФПП подключен ко второму входу БОР.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок формирования множества вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего по информации баз данных по перечню пунктов управления соединения противовоздушной обороны, перечню задач комплексов средств автоматизации пунктов управления соединения противовоздушной обороны, взаимосвязи между автоматизированными пунктами управления соединения противовоздушной обороны множество вариантов совершенствования автоматизированной системы управления с возможностью отображения и корректировки результатов его работы.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок выбора рационального варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и формирования плана переоснащения автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны перспективными комплексами средств автоматизации выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего по информации, поступающей от блока моделирования, выбор рационального варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и формирование алгоритма переоснащения пунктов управления (командных пунктов) соединения противовоздушной обороны перспективными комплексами средств автоматизации с возможностью отображения и корректировки результатов его работы.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок сравнения выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего по информации блока формирования множества вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны алгоритм сравнения вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и принадлежности их интервалу стоимостных ограничений на реализацию каждого варианта с возможностью отображения и корректировки результатов его работы.
5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок моделирования выполнен в виде вычислительного устройства, реализующего по информации базы данных по средствам воздушно-космического нападения и средствам противовоздушной обороны, результатам функционирования блока сравнения и блока формирования множества вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны, оценки эффективности варианта совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны и обработки результатов моделирования алгоритма оценки эффективности вариантов совершенствования автоматизированной системы управления соединения противовоздушной обороны в различных ситуациях с возможностью отображения и корректировки результатов их работы.
6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно выполнено в виде автоматизированного рабочего места оператора, блоки БОР, БВД, БУК, БМ, БФМВ, БС и БВРВФПП выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86. (Патент РФ на полезную модель №194513, МПК G06F 17/50, опубл. 24.12.2019 г.) [1].
Недостатком известного устройства является заниженная функциональная возможность, обусловленная невозможностью ее использования для прогнозирования варианта оснащения АСУ объединения ВКС КСА и выработки практических рекомендаций по формированию рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС КСА военного назначения (ВН). Недостаток обусловлен тем, что она не учитывает состояние функционирования существующей АСУ объединения ВКС.
Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается использованием старых блоков и связей устройства и введением новых блоков и связей.
Технический результат достигается тем, что устройство прогнозирования вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил комплексами средств автоматизации, содержащее блок информации (БД), блок управления и контроля (БУК), блок отображения и регистрации (БОР), блок сравнения (БС), блок формирования вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил комплексами средств автоматизации (БФВО), блок выбора рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС и выработки рекомендаций по выбору рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС (БВРВОПР), причем управляющие входы-выходы БУК подключены к соответствующим входам-выходам БД, БФВО, БС, БВРВОПР, БОР, дополнительно содержит блок прогнозирования ресурса комплексов средств автоматизации (БПР), блок оценки эффективности функционирования (БОЭФ), включающий базу данных требуемого показателя функциональной готовности каждого КСА согласно иерархии расположения его в АСУ объединения ВКС и значения общей функциональной готовности АСУ объединения ВКС, блок данных (БД) включает базу данных информации о КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархии, базу данных тактико-технических характеристик (ТТХ) КСА объединения ВКС и сроков их реализации, базу данных требуемых ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС, базу данных событий приводящих к отказу КСА, БОЭФ блок анализа функциональной готовности (БАФГ), блок расчета функциональной готовности вариантов оснащения (БРФГ), причем управляющие входы-выходы БУК соединены с входами-выходами БПР и БОЭ, шестой выход БД подключен к четвертому входу БОР, четвертый выход БОЭФ подключен к третьему входу БОР, второй выход базы данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроков их реализации подключен ко второму входу БФВО, выход базы данных требуемых ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС  подключен ко второму входу БФВО, четвертый выход базы данных КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия подключен ко второму входу БПР, пятый выход базы данных событий приводящих к отказу КСА подключен ко второму входу БПР, третий выход БПР подключен к третьему входу БС и к четвертому входу БОР, третий выход БФВО подключен ко второму входу БОЭФ, второй выход БФВО подключен ко второму входу БС, третий выход БФВО подключен ко второму входу БОР и ко второму входу БОЭФ, четвертый выход БС подключен к третьему входу БОЭФ, четвертый выход БОЭФ подключен к третьему входу БОР и ко второму входу БВРВОПР, третий вход-выход БВРВОПР подключен к четвертому входу-выходу БОР.
Это позволит решить поставленную задачу, а именно расширить функциональные возможности устройства, что позволит повысить эффективность функционирования автоматизированной системы управления при выборе рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС.
Под функциональной готовностью АСУ понимается характеристика, выражающаяся в возможности автоматизированной системы управления реализовать свои потенциальные возможности с учетом дестабилизирующих факторов (отказы, ошибки).
Графические материалы, поясняющие суть полезной модели, представлены на фигуре.
На фигуре приведена структурная схема устройства прогнозирования рационального варианта оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил.
На фигуре приняты следующие обозначения:
1 - блок данных (БД);
2 - база данных комплексов средств автоматизации эксплуатируемых органами управления объединения Воздушно-космических сил и их иерархия;
3 - база данных тактико-технических характеристик комплексов средств автоматизации объединения Воздушно-космических сил и сроки реализации комплексов средств автоматизации;
4 - база данных требуемых характеристик комплексов средств автоматизации для оснащения органов управления объединения Воздушно-космических сил;
5 - база данных событий, приводящих к отказу комплексов средств автоматизации;
6 - блок управления и контроля (БУК);
7 - блок формирования вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил (БФВО);
8 - блок сравнения (БС);
9 - блок прогнозирования ресурса комплекса средств автоматизации (БПР);
10 - блок оценки эффективности функционирования (БОЭФ);
11 - база данных требуемых показателей функциональной готовности каждого комплекса средств автоматизации согласно иерархии расположения его в автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил и значения общей функциональной готовности автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил;
12 - блок анализа функциональной готовности (БАФГ);
13 - блок расчета функциональной готовности вариантов оснащения (БРФГ);
14 - блок отображения и регистрации (БОР);
15 - блок выбора рационального варианта оснащения и формирование практических рекомендаций по формированию варианта оснащения.
БД (1) предназначен для хранения в соответствующих базах данных информации по КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия (2), о ТТХ КСА объединения ВКС и сроки реализации КСА (под сроками реализации понимается время до выпуска комплекса средств автоматизации) (3), о ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения Воздушно-космических сил (4), о событиях, приводящих к отказу КСА (5). Первый вход-выход БД (1) соединен с управляющим входом-выходом БУК (6), шестой выход БД (1) подключен к четвертому входу БОР (14).
База данных КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия (2) предназначена для хранения информации о эксплуатируемых КСА объединения ВКС. Выход базы данных КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия (2) подключен ко второму входу БПР (9).
База данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроки реализации КСА (3) предназначена для хранения информации о заложенных в КСА характеристик и решаемых задач, а также сроки его реализации подключена ко второму входу БФВО (7), ко второму входу выходу БС (8) и к третьему входу БРФГ (13).
База данных требуемых ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС (4) предназначена для хранения информации о требуемых задачах решаемым органом управления соответствующей иерархии подключена ко второму входу БФВО (7) и ко второму входу БРФГ (13).
База данных событий, приводящих к отказу соответствующих КСА (5) предназначена для хранения информации об отказах и остановах комплексов средств автоматизации подключена ко второму входу БПР (9).
БУК (6) предназначен для автоматизированной выработки управляющих воздействий по команде оператора на включение устройства в работу, ввода необходимых исходных данных, корректировки промежуточных результатов с последующей автоматической выработкой управляющих воздействий на соответствующие блоки в интересах инициирования их работы, а также отображения и контроля результатов, полученных по итогам работы устройства. Второй вход-выход БУК (6) подключен к первым входам БД (1), БОЭФ (10), БФВО (7), БС (8), БВРВОПР (15), БПР (9) и к первому входу-выходу БОР (14).
БФВО (7), предназначен для формирования вариантов оснащения АСУ объединения ВКС, представляющих собой совокупность данных о ТТХ КСА органов управления объединения ВКС и требуемых ТТХ КСА для каждого органа управления объединения ВКС. Сущность работы блока заключается в автоматизированном упорядочении КСА органов управления объединения ВКС (3) согласно иерархии, с учетом требуемых ТТХ КСА для автоматизированных органов управления объединения ВКС (4). Первый вход-выход БФВО (7) соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6). Второй вход БФВО (7) соединен со вторым выходам базы данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроки реализации КСА (3) и с третьим выходом базы данных требуемых ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС (4). Второй выход БФВО (7) подключен ко второму входу БС (8). Третий выход БФВО (7) подключен ко второму входу БОР (14) и второму входу БОЭФ (10).
БС (8) предназначен для автоматизированного военно-экономического и временного анализа вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения ВКС и передачу данных анализа с информацией о принадлежности вариантов оснащения АСУ объединения ВКС интервалу установленных стоимостных и временных ограничений на реализацию варианта оснащения АСУ объединения ВКС в БВРВОПР (15) и БОР (14). Первый вход-выход БС (8) соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6), второй вход БС (8) соединен со вторым выходом БФВО (7). Третий вход БС (8) подключен к третьему выходу БПР (9). Четвертый выход БС (8) подключен к третьему входу БОЭФ (10).
БПР (9) предназначен для прогнозирования срока выхода из строя КСА, входящего в состав АСУ объединения ВКС. Первый вход БПР (6) соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6) Второй вход БПР (9) подключен к четвертому выходу базы данных КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия (2) и к пятому выходу базы данных событий, приводящих к отказу КСА (5). Третий выход подключен к четвертому входу выходу БОР (14) и к третьему входу БС (8).
БОЭФ (10) предназначен для оценки эффективности функционирования вариантов оснащения АСУ объединения ВКС КСА. Первый вход БОЭФ (10) соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6). Второй вход БОЭФ (10) соединен с третьим выходом БФВО (7) и со вторым выходом блока данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроков их реализации. Третий вход БОЭФ (10) соединен с четвертым выходом БС (8). Четвертый выход БОЭФ (10) подключен к третьему входу БОР (6) и ко второму входу БВРВОПР (15).
База данных требуемых показателя функциональной готовности КСА согласно иерархии расположения их в АСУ объединения ВКС и значения общей функциональной готовности АСУ объединения ВКС (11) предназначена для хранения значений показателя функциональной готовности каждого КСА и системы в целом и подключена к входу БАФГ (12).
БАФГ (12) предназначен для автоматизированного накопления результатов расчета функциональной готовности, и сравнения с требуемой функциональной готовностью АСУ ВКС, если функциональная готовность не ниже требуемой, то передает результаты на блок БВРВОПР. Подключен к входу выходу базы данных функциональной готовности КСА и к БРФГ (13).
БРФГ (13) предназначен для расчета функциональной готовности АСУ объединения ВКС оснащаемую возможными вариантами оснащения КСА, исходными данными для расчета является база данных ТТХ КСА объединения ВКС (3). Подключен ко второму выходу базы данных ТТХ КСА объединения ВКС (3) и к третьему выходу БФВО (7). Вход-выход подключен к БАФГ (12)
БОР (14) предназначен для отображения и регистрации результатов, полученных в ходе работы устройства и в ходе корректировки промежуточных результатов, в соответствии с введенными исходными данными. Первый вход-выход соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6). Второй вход-выход соединен с третьим выходом БФВО (7). Третий вход соединен с четвертым выходом БОЭФ (10). Четвертый вход-выход БОР (14) соединен с шестым выходом БД (1), третьем выходом БПР (9), третьем входом-выходом БВРВОПР (15) и третьем входом-выходом БС (8).
БВРВОПР (15) предназначен для оценки полученных значений показателя функциональной готовности и выбора при различных ограничениях на реализацию варианта оснащения АСУ объединения ВКС, соответствующего наибольшему значению показателя функциональной готовности и автоматизированного формирования рекомендаций по оснащению органов управления объединения ВКС КСА. Первый вход-выход БВРВОПР (15) соединен со вторым управляющим входом-выходом БУК (6), второй вход БВРВОПР (15) соединен с четвертым выходом БОЭФ (10). Третий вход-выход БВРВОПР (15) подключен к четвертому входу БОР (14).
Блоки БОР (14), БД (1), БУК (6), БОЭФ (10), БФВО (7), БС (8), БП (9), БВРВОПР (15) выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86, установленной в программно-аппаратном комплексе центра управления Воздушно-космических сил.
Работа устройства прогнозирования вариантов оснащения автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил комплексами средств автоматизации состоит в следующем.
На предварительном этапе работы устройства на первый вход БД (1) и первый вход БОЭФ (10) через первый вход-выход БУК (6) вводится информация для заполнения соответствующих баз данных, а именно базы данных КСА эксплуатируемых органами управления объединения ВКС и их иерархия (2), ТТХ КСА объединения Воздушно-космических сил и сроки их реализации (3), событий приводящих к отказу КСА (5), требуемых ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС (4), база данных требуемого показателя функциональной готовности каждого КСА согласно иерархии расположения его в АСУ объединения ВКС и значения общей функциональной готовности АСУ объединения ВКС (11). После этого в БУК (6) оператором в автоматизированном режиме формируется команда на включение устройства в работу и со второго входа-выхода БУК (6) на первые входы БД (1), БОЭФ (10), БФВО (7), БС (8), БП (9), БВРВОПР (15) и первый вход-выход БОР (14), передается управляющий сигнал на инициирование их работы. По этому сигналу с БД (1), а именно со второго выхода базы данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроков их реализации (3), и третьего выхода данных о ТТХ КСА для оснащения органов управления объединения ВКС (4) на второй вход БФВО (7) выдается информация о решаемых задачах каждого органа управления объединения ВКС оснащаемые КСА и информацию о ТТХ КСА находящихся на разных стадиях жизненного цикла. Результатом работы блока является множество вариантов оснащения АСУ объединения ВКС КСА упорядоченное согласно иерархии органов управления объединения ВКС. Полученное множество со второго выхода БФВО (7) поступает на второй вход БС (8) и с третьего выхода на второй вход БОЭФ (10). Текущие результаты функционирования БФВО (7) с третьего выхода поступают на второй вход БОР (14) для отображения, регистрации и необходимой корректировки.
На второй вход-выход БП (9) поступает с четвертого выхода базы данных КСА эксплуатируемых органов управления объединения ВКС (2) информация о составе КСА и их ТТХ и с пятого выхода базы данных событий, приводящих к отказу КСА оснащаемыми АСУ объединения ВКС (5). В данном блоке производится прогнозирование остаточного ресурса КСА эксплуатируемых в АСУ объединения ВКС. Результаты прогноза с третьего входа-выхода блока БП (9) поступают на второй вход-выход блока БС (8) и на четвертый вход БОР (14).
Также на второй вход-выход БС (8) поступает со второго выхода базы данных ТТХ КСА и сроков их реализации (3) информация о сроках реализации каждого комплекса, где в автоматизированном режиме производится сравнение вариантов оснащения АСУ объединения ВКС, исключение дублирующих вариантов, военно-экономический анализ вариантов, определение принадлежности вариантов установленному интервалу стоимостных и временных ограничений и определение возможности замены КСА эксплуатируемого автоматизированной системы управления объединения Воздушно-космических сил на другой комплекс средств автоматизации из варианта оснащения АСУ объединения ВКС в зависимости от сроков реализации КСА той же иерархии и остаточного ресурса эксплуатируемого КСА. Результатом работы блока является множество вариантов оснащения АСУ объединения ВКС, дополненное информацией о дублировании, стоимости возможных вариантов и временных сроков реализации АСУ объединения ВКС. Текущие результаты функционирования БС (8) с четвертого выхода поступает на третий вход БОЭФ (10).
Одновременно со второго выхода базы данных ТТХ КСА объединения ВКС и сроки их реализации (3) на третий вход БРФГ (12) выдается информация о технических характеристиках КСА, входящих в варианты оснащения АСУ объединения ВКС. В БРФГ (13) осуществляется расчет функциональной готовности каждого КСА АСУ объединения ВКС и общей функциональной готовности АСУ объединения ВКС. С выхода БРФГ (13) результаты расчетов функциональной готовности каждого КСА и общую функциональную готовность АСУ объединения ВКС поступают на вход БАФГ (12). Одновременно с выхода базы данных требуемых показателей функциональной готовности (11) поступает на вход БАФГ (12) значения о требуемой функциональной готовности каждого комплекса КСА и значения общей функциональной готовности АСУ объединения ВКС.
В БАФГ (12) осуществляется автоматизированное накопление и сравнение результатов расчетов, проводимого в БРФГ (13), и требуемых значений, поступающих с базы данных требуемого показателя функциональной готовности (11). Текущие результаты функционирования БОЭФ (10) через четвертый выход поступают на третий вход БОР (14) для отображения, регистрации и необходимой корректировки.
Одновременно полученные значения с четвертого выхода БОЭФ (10) поступают на второй вход БВРВОПР (15). В БФВО (7) осуществляется автоматизированное формирование процедуры выбора рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС в зависимости от выбранного показателя эффективности функциональной готовности, автоматизированное формирование рекомендаций по оснащению АСУ объединения ВКС комплексами средств автоматизации на основе вводимых оператором ограничений на время реализации варианта и стоимость КСА. Результатом работы БВРВОПР (15) является рациональный вариант оснащения АСУ объединения ВКС и рекомендаций по оснащению АСУ объединения ВКС комплексами средств автоматизации. Полученные результаты работы БВРВОПР (15) через третий выход передаются на четвертый вход БОР (14).
Информация об окончании выбора рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС и формировании рекомендаций по оснащению АСУ объединения ВКС комплексами средства автоматизации и регистрации этого факта с первого входа-выхода БОР (14) передается на первый вход-выход БУК (6). В БУК (6) вырабатывается управляющий сигнал на остановку работы блоков БОР (14), БД (1), БОЭФ (10), БФВО (7), БС (8), БП (9) БВРВОПР (15). На этом работа устройства заканчивается.
Полезная модель выполнена в виде автоматизированного рабочего места оператора, блоки БОР (14), БД (1), БОЭФ (10), БУК (6), БФВО (7), БС (8), БП (9) БВРВОПР (15), выполнены в виде программно-технических модулей на плате расширения ПЭВМ с архитектурой типа Х86.
Результаты испытаний модели показали повышение уровня автоматизации при выборе рационального варианта оснащения АСУ объединения ВКС.
Источники, принятые во внимание при составлении описания и формулы изобретения:
1. RU 194513, МПК G06F 17/50, 2019.
2. Кузнецов Н.А., Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А. Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем. - М.: Физматлит, 2002.
3. Бреслер И.Б., Лясковский В.Л., Алашеев М.А. Постановка задачи формирования направлений развития автоматизированных систем организационного типа и алгоритм ее решения // Программные продукты и системы. 2017. №2 (30). С. 165-170.
4. Лясковский В.Л. Системотехнические основы автоматизации процессов обработки информации и управления в иерархических системах военного назначения. Монография. Тверь: Изд-во ВА ВКО, 2014.