КОМПЛЕКС ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ БОРТОВОГО КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ СВЯЗИ

Полезная модель относится к области автоматизированных и автоматических систем управления (СУ) техническими средствами (ТС), в частности, аппаратурой связи, передачи данных и ретрансляции, и позволяет повысить надежность системы управления, а также повысить унификацию ее модулей, что снижает стоимость производства и эксплуатации СУ.
При построении СУ техническими средствами распространенной является иерархическая схема с двумя уровнями управления, которую называют централизованной схемой с автономным управлением. [1]
В существующих СУ бортовыми комплексами средств связи (БКСС) самолетов управления, связи и ретрансляции применяется схема иерархической автономности, которая является адаптированной централизованной схемой с автономным управлением. [1]
В соответствии со схемой с автономным управлением СУ БКСС строится как иерархическая структура с разделением функций управления на три уровня:
- уровень управления ТС;
-уровень управления совокупностью (комплексом) функционально однородных ТС;
- уровень центрального органа координации и управления БКСС; При этом:
- на каждом из уровней иерархии работа составных частей БКСС происходит автономно;
- вышележащий уровень иерархии организует работу нижележащих уровней только в случае выхода их показателей функционирования за установленные пределы;
- взаимосвязь между уровнем управления комплексом технических средств (КТС) может осуществляться непосредственно, а не только через высший уровень (центральный орган координации и управления БКСС);
- отказ какой-либо составной части любого уровня не приводит к отказу всего уровня, а лишь к снижению эффективности его функционирования;
- каждый уровень иерархии содержит в своем составе вычислительные устройства (встроенные в ТС или обособленные), обеспечивающие управление составными частями уровня в соответствии с установленной целевой функцией. [1]
Технической основой СУ БКСС является комплекс программно-технических средств автоматизации (КПТС-А), который является совокупностью устройств управления (УУ), по определенным правилам взаимодействующих между собой и с объектами управления (ОУ) (аппаратурой связи) для достижения целей, поставленных перед БКСС, по распределению связного ресурса, т.е. аппаратуры связи, между информационными направлениями и их своевременное перераспределение в условиях постоянно меняющейся обстановки. Правила, по которым УУ функционируют, взаимодействуют между собой и с ОУ, документально оформлены в виде протоколов функционирования, информационно-логического взаимодействия и управления.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является управляющий программно-аппаратный комплекс, описанный в полезной модели (патент №38433). Упомянутый управляющий программно-аппаратный комплекс взят за прототип.
Прототипу присущи следующие недостатки:
1. Управляемые ТС - объекты управления одной группы непосредственно подключены по стыкам управления только к одному УУ, что, при выходе из строя этого УУ, приведет к отсутствию возможности автоматического управления группой ТС, которые подключены к УУ, вышедшему из строя.
2. ТС одной группы подключены к своему УУ с помощью стыка управления одного типа, а другая группа ТС к своему УУ подключена с помощью стыка управления другого типа. Такое отсутствие взаимозаменяемости УУ приводит к необходимости включать в ЗИП УУ разных групп ТС.
3. Включение в состав БКСС нового ТС может привести к необходимости добавления дополнительного УУ, если у существующих УУ нет свободных входов по стыкам управления или в существующих УУ не реализован тип стыка управления добавляемого ТС.
4. При сильном удалении ТС от УУ, а также большом количестве ТС и стыков управления ими увеличивается общая длина кабелей и их количество. Это приводит к увеличению массогабаритных показателей всего КПТС-А и росту за трат на изготовление и прокладку кабелей и распределительных коробок стыков управления.
Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является улучшение следующих характеристик СУ БКСС: надежность всей системы, взаимозаменяемость элементов СУ, их унификация, затраты на изготовление и прокладку кабелей и массогабаритные показатели.
Указанный технический результат достигается тем, что в КПТС-А БКСС, состоящий из УУ верхнего уровня, УУ групп ТС, взаимодействующих между собой по информационной шине и сопрягаемых с ОУ, входящими в группы ТС, по стыкам управления, вводятся блоки преобразования стыков управления (БПСУ), которые подключаются к информационной шине для взаимодействия с УУ, и к которым подключаются ОУ по стыкам управления, при этом из УУ исключаются стыки управления ТС, а сигналы управления УУ выдают в ОУ через БПСУ.
На фиг. представлена структурная схема предлагаемого КПТС-А БКСС, где обозначено:
1 - УУ верхнего уровня - центральный орган управления и координации;
2 - УУ групп ТС;
3 - БПСУ;
4-ОУ;
5 - управляющий стык ОУ;
6 - информационная шина.
КПТС-А БКСС работает следующим образом. Центральный орган управления и координации 1 выдает команды УУ групп ТС 2 по информационной шине 6, задавая и изменяя целевые функции и граничные условия их функционирования. УУ групп ТС 2 на основе целевой функции, граничных условий, алгоритмов функционирования и управления ОУ 4 и их состоянии выдает по информационной шине 6 на БПСУ 3 управляющие сигналы, адресованные ОУ 4. БПСУ 3, получив управляющий сигнал от УУ 2, предназначенный для ОУ 4, преобразует его к виду для передачи по стыку управления 5 в адрес ОУ 4, для которого(ых) предназначен управляющий сигнал УУ 2. ОУ 4 выдают сообщения о своем состоянии по стыкам управления 5 на БПСУ 3, который преобразует их к виду для передачи по информационной шине 6 и затем выдает преобразованное сообщение в адрес УУ 2 по информационной шине 6. УУ групп ТС 2 (группы ТС) по информационной шине 6 выдают обобщенное состояние в адрес центрального органа управления и координации 1, который на основе обобщенной информации от всех УУ групп ТС 2 при необходимости изменяет целевые функции и граничные условия их функционирования.
Для реализации УУ групп ТС и верхнего уровня могут быть использованы универсальные вычислительные машины (ВМ) соответствующей группы исполнения, при этом УУ может состоять из нескольких ВМ, взаимодействующих между собой по общей или выделенной специально для этой цели информационной шине. Функции УУ групп(ы) ТС и УУ верхнего уровня могут быть реализованы как на разных ВМ, так и на одной. В качестве информационной шины может быть использована сеть, работающая по протоколам 802.3, где средой для распространения сигнала может быть оптоволокно, медный кабель или радиоэфир.
ЛИТЕРАТУРА
1. Екатеринин А.В., Щенникова Е.В. Варианты построения системы управления бортовыми комплексами средств связи, передачи данных и ретрансляции специального назначения.//Сборник трудов 16 научно-технической конференции молодых ученых «Технические науки». - Н.Новгород, 2011.
2. Патент РФ №38433. (Прототип).
3. Екатеринин А.В., Щенникова Е.В. Принципы построения систем управления комплексами технических средств.// Интегрированные автоматизированные системы управления: сборник докладов научно-технической конференции, г.Ульяновск, 15-17 марта 2011 г./ под общ. Ред. Э.Д.Павлыгина. - Ульяновск: ФНПЦ ОАО «НПО «Марс», 2011.