СПОСОБ КОНТРОЛЯ И АНАЛИЗА МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ
METHOD TO MONITOR AND ANALYSE MULTIVARIATE SYSTEMS

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для контроля и анализа сложных многопараметрических объектов. Данный метод может применяться в области диагностирования.
Известен способ [1], включающий выбор с помощью коммутатора параметров, измерение параметров, преобразование параметров в цифровые данные, удобные для обработки на ЭВМ, регистрацию этих данных и их анализ, а также отображение и документирование результатов анализа.
Недостатком данного известного способа является узкая специализация, ограниченная возможностями контроля, диагностики и прогнозированием технического состояния радиоэлектронного оборудования, что является недостаточным для оценки эффективности больших систем (БС), требующей более высокого уровня компьютерного обеспечения с базами данных.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному является способ оценки эффективности больших систем, включающих большое число контролируемых параметров [2]. Способ-прототип заключается в том, что предварительно многопараметрический объект (МПО) задают в виде иерархии его однотипных структурных элементов (ОСЭ); задают частные характеристики состояния, поставленные в соответствие каждому ОСЭ, нормативные значения, соответствующие каждому частному показателю состояния, весовые коэффициенты важности, соответствующие каждому частному показателю состояния ОСЭ; а также заблаговременно в запоминающее устройство (ЗУ) терминального сервера записывают программу вычисления частных параметров и, наконец, предварительно в ЗУ рабочей станции загружают сведения, полученные в процессе опроса экспертов данной области знаний, выбирают методику вычисления и запускают эту процедуру, выбирают с помощью коммутатора измеряемые параметры, автоматически считывают информацию с датчиков через преобразователи и записывают ее в ЗУ считанной информации в терминальном сервере, преобразуют величины параметров в соответствующие цифровые данные с помощью различных специальных преобразователей, запоминают цифровые данные в запоминающем устройстве, вычисляют частные и обобщенную характеристики состояния МПО по программе вычисления характеристик состояния с помощью терминального сервера, сравнивают их с предварительно заданными значениями, отображают и документируют результаты вычислений и сравнений на видеомониторе и принтере.
По сравнению с рассмотренным выше аналогом способ-прототип имеет более широкую область применения, как для простых, так и для многопараметрических систем (МПС).
Недостатками прототипа являются его относительно невысокая достоверность и оперативность оценки состояния МПС, а также то, что результаты контроля указывают только на критические значения параметров и не указывают взаимосвязь с другими параметрами.
Задача изобретения - повышение достоверности и оперативности оценки состояния МПС.
Указанная задача достигается тем, что в способе контроля и анализа многопараметрических систем, включающем в себя процедуру оценки в реальном масштабе времени, в которой осуществляют выбор с помощью коммутатора измеряемых параметров, измеряют величины этих параметров с помощью различных специальных датчиков, преобразуют величины параметров в соответствующие цифровые данные с помощью различных специальных преобразователей, регистрируют цифровые данные в запоминающем устройстве (ЗУ), анализируют их, отображают и документируют результаты анализа соответственно на видеомониторе и принтере, а также предварительно записывают в накопитель базы данных в ЗУ структурных элементов представление конкретной большой системы (БС) в виде иерархии ее структурных элементов, в ЗУ параметров того же накопителя записывают частные показатели эффективности, поставленные в соответствие каждому элементу структуры БС, в ЗУ нормативов того же накопителя - нормативные значения, соответствующие каждому частному показателю эффективности, а также заблаговременно в ЗУ терминального сервера записывают программу оценки эффективности и предварительно в ЗУ рабочей станции инженера по знаниям загружают сведения, полученные в процессе опроса экспертов данной области знаний, непосредственно перед процедурой оценки эффективности с помощью рабочей станции старшего инженера по оценке эффективности осуществляют инженерные вводы по выбору стратегии оценки, согласно изобретению процедуру оценки запускают автоматически после преобразования считанной информации, в процессе выполнения процедуры оценки производят обработку информации в ЗУ причинно-следственных связей и формируют оптимальный алгоритм контроля многопараметрической системы (МПС), что позволяет получить наиболее достоверную информацию о состоянии МПС, при этом коммутатор и преобразователи выполняют как единое целое, ЗУ рабочей станции инженера по знаниям и рабочей станции старшего инженера по оценке эффективности выполняют в виде единого рабочего места оператора, в накопитель базы данных вводят ЗУ причинно-следственных связей - зависимости параметров от параметров.
Заявленный способ позволяет отказаться от традиционного алгоритмического анализа МПС, при котором, к примеру, реализация контроля зависимых отказов затруднительна. Сущность предложенного способа состоит в том, что на основе массива данных, полученных из МПС, выполняется процедура оценки. На основе массива причинно-следственных связей, где указано влияние одних параметров на другие, выстраивается самоорганизующийся алгоритм контроля параметров МПС. Массив нормативов, необходимый для контроля и анализа, содержит информацию о соответствии каждого из параметров установленному значению, тем самым представляя собой множество параметров системы. Элементы этого оценочного множества могут принимать два оценочных значения: «соответствует», «не соответствует». МПС определяется в виде иерархии структурных элементов. Каждый элемент оценочного множества характеризует один параметр, реально существующий в одном или нескольких структурных элементах системы, и, соответственно, любой из этих структурных элементов, в которых этот параметр присутствует, может влиять на значение параметра. Кроме того, несколько разных параметров могут оценивать работу одного и того же структурного элемента. Для контроля и анализа из оценочного множества выделяются элементы со значением «не соответствует» (искаженным значением). Используя данное подмножество, через таблицу причинно-следственных связей, определяется список структурных элементов, причастных к параметрам с искаженными значениями. В итоге получается искомый список структурных элементов МПС. К примеру, при использовании метода для поиска отказа в МПС этот список будет содержать один элемент при независимом отказе или ряд элементов при зависимом. Так, при зависимом отказе наиболее вероятная причина отказа легко определяется по максимальному количеству элементов списка параметров с искаженными значениями, принадлежащих одному структурному элементу МПС.
На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления заявленного способа. Устройство содержит группу 1 датчиков параметров 1.1, 1.2, …, 1.n, коммутатор-преобразователь 2, рабочее место оператора 3, накопитель 4 базы данных с ЗУ 4.1 - структурных элементов БС, 4.2 - параметров, 4.3 - нормативов, 4.4 - причинно-следственных связей.
Предложенный способ работает следующим образом. Производят контроль многопараметрических систем, включающий в себя процедуру оценки в реальном масштабе времени, в которой осуществляют выбор с помощью коммутатора измеряемых параметров, измеряют величины этих параметров с помощью различных специальных датчиков 1.1, 1.2, …, 1.n, преобразуют величины параметров в соответствующие цифровые данные с помощью различных специальных преобразователей, регистрируют цифровые данные в запоминающем устройстве (ЗУ), анализируют их, отображают и документируют результаты анализа соответственно на видеомониторе и принтере, а также предварительно записывают в накопитель базы данных в ЗУ 4.1 структурных элементов - представление конкретной большой системы (БС) в виде иерархии ее структурных элементов, в ЗУ 4.2 параметров того же накопителя - частные показатели эффективности, поставленные в соответствие каждому элементу структуры БС, в ЗУ 4.3 нормативов того же накопителя - нормативные значения, соответствующие каждому частному показателю эффективности, а также заблаговременно в ЗУ терминального сервера записывают программу оценки эффективности и предварительно в ЗУ рабочей станции инженера по знаниям загружают сведения, полученные в процессе опроса экспертов данной области знаний, непосредственно перед процедурой оценки эффективности с помощью рабочей станции старшего инженера по оценке эффективности осуществляют инженерные вводы по выбору стратегии оценки, отличающийся тем, что коммутатор и преобразователи реализованы как единое целое 2, ЗУ терминального сервера, ЗУ рабочей станции инженера по знаниям и рабочей станции старшего инженера по оценке эффективности выполнены в виде единого рабочего места оператора 3, в накопитель базы данных введено ЗУ 4.4 причинно-следственных связей - зависимости параметров от параметров; процедура оценки запускается автоматически после преобразования считанной информации, в процессе выполнения процедуры оценки происходит обработка информации в ЗУ 4.4 причинно-следственных связей и формирование оптимального алгоритма контроля многопараметрической системы (МПС), что позволяет получить наиболее достоверную информацию о состоянии МПС.
Источники информации
1. "Автоматическая аппаратура контроля радиоэлектронного оборудования" под ред. Пономарева Н.Н. - М.: Советское радио, 1975, с.5-10 и с.293-318.
2. П. №2210112 РФ «Унифицированный способ Чернякова/Петрушина для оценки эффективности больших систем», класс G06F 17/00, заявл. 07.06.2001.