Диссертация (Автоматизированный контроль технического состояния радиопеленгационной системы наблюдения), страница 3

КонфигурацияРСН при проектировании определяется исходя из требования покрытия любойточки зоны ответственности как минимум 2-мя пеленгаторами, особенностямиместности, инфраструктуры существующих телекоммуникаций и др. (рис. 2, 3).а)б)Рисунок 2 – Зона покрытия распределенной РСН (а) и принцип триангуляции (б)Путём радиопеленгации [42, 12, 71] источника с двух и более удаленныхдруг от друга точек можно определить местоположение источника излученияпутём триангуляции.

Обратно, при радиопеленгации двух и более разнесенныхрадиомаяков, местоположение которых известно, можно определить положениерадиопеленгатора. И в том и в другом случае для получения удовлетворительной16точности требуется, чтобы определяемые направления достаточно отличалисьдруг от друга. В первом случае этого добиваются выбором точек, с которыхосуществляется радиопеленгация, во втором – путём выбора подходящихрадиомаяков [69].При пеленгации фазовым методом [26] применяют антенную систему,которая позволяет различать сигналы, приходящие с различных направлений,путём анализа фаз принимаемых несколькими антеннами сигналов.Вывод о направлении (в некоторых случаях – и о расстоянии) на источникрадиоизлучения делается на основании характера изменения доплеровскогосдвига частоты сигнала [75], принимаемого движущимся пеленгатором илидвижущейся антенной пеленгатора.Радиопеленгатор[33,80]состоитизантеннойсистемыиприёмоиндикаторного устройства.

Радиопеленгация может быть в различнойстепени автоматизирована [43].Структурная схема взаимодействия НРТ и МДП представлена на рис. 3б.а)б)Рисунок 3 – Распределенная на местности РСН (а) и структура её аппаратуры (б)17Здесь сигнал от квазидоплеровской антенны поступает на аналоговыйавтоматический радиопеленгатор (АРП) [43] НРТ. Блок цифровой обработкисигналов (ЦОС) формирует поток данных о пеленге, телеметрию, служебные идиагностические данные, которые затем передаются в канал связи основной (КС)и резервный (КСр) с помощью каналообразующей аппаратуры (КОА).

ПосколькуНРТ является необслуживаемым, для него необходима автономная системаэнергообеспечения, которая также нуждается в контроле. Аналогичная КОА МДПпринимает потоки данных от множества НРТ по КС и вводит их в процессоробработки данных, которые выводятся на монитор пульта диспетчера (ПД) ирегистрируются в системе хранения (СХ).Поскольку важность работоспособности РСН высока, а удаленныетерминалыявляютсянеобслуживаемыми,актуальнойявляетсязадачаобеспечения ее надежной работы.Надёжность можно вычислять как аналитическими, так и численнымиметодами [52, 49]. При построении аналитической модели [68] расчетапоказателейнадежностипредполагается,восстановленияэлементовраспределения.ОтказыиРСНчтовремяподчиненыремонтработыиэкспоненциальномуэлементовявляютсявремязаконустатистическинезависимыми событиями [25].

При численном моделировании на основе логиковероятностного метода создается имитационная модель, показатели надёжностикоторой определяются численным методом Монте-Карло [68]. Численные методы[59] реализованы, например, в программе АСОНИКА-К-РЭС [41], выполняющейнисходящий и восходящий расчёт характеристик надежности – вначале ЭРИ,далее электронных модулей и составных частей из состава РСН, с учетомтемпературных условий, коэффициентов нагрузок и других параметров,влияющихнахарактеристикинадежности.Прирасчетеучитываютсясреднесуточные циклы режимов применения элементов в составе РСН.Для обеспечения надежной работы, в том числе, необходимо периодическоеи систематическое диагностирование технического состояния составных частей имодулей распределённой РСН.181.3 Анализ подходов к диагностированию распределенных системПоскольку аппаратура НРТ и МДП в обобщенном представлении построенапо принципу сложной многопроцессорной системы (рис.

4), целесообразнорассматривать подходы [4], ориентированные на самодиагностирование (СД)распределенныхмикропроцессорныхсистемнаосновевзаимодействияпросессора (CPU) и памяти (MEM) с каналами связи.Рисунок 4 – Аппаратура НРТ и МДП, построенная по принципумногопроцессорной системыИзвестенспособ[53]определениятехническогосостояниямногопроцессорных вычислительных систем путем анализа графа синдромов.

Внем определение исправных и неисправных CPU реализуется моделью ПрепаратаМетца-Чена(ПМЧ)иосуществляетсяпосредствомпредварительнойидентификации хотя бы одного исправного, путем выделения и совместногоанализа простых путей и двухвершинных подграфов. С помощью исправных CPUпо таблице синдромов определяются неисправные и остальные – исправные.Концептуально такой способ подходит для СД процессорных модулей внутриМДП и НРТ.Вподходе[14]представленаорганизацияраспределенногоСДтехнического состояния модулей и линий связи (ЛС) цифровых систем,использующая диагностическую модель Барси-Грандони-Маестрини (БГМ).Исправный модуль проверяет остальные модули, находятся пути между19исправными, проводится обработка и дешифрация результатов выполненныхпроверок. Представляется, что этим методом можно осуществлять СД РСН вцелом, на системном уровне.В [10] рассматриваются две модели (ПМЧ) для распределенных систем.

Принарушенииусловиядешифрацияt-диагностирования,синдромавыделяетминимальное число блоков, дополнительная проверка которых позволитоднозначно определить техническое состояние. Модель позволяет задатькритерии цикличности СД и определить максимально возможное числоодновременно отказавшихблоков РСН, прикоторыхсистема остаетсядиагностируемой.Организация [13] диагностирования цифровых систем со структуройсимметричного двудольного графа по модели БГМ и точностью до компонента(CPU, MEM, ЛС) использует равное число компонентов 2-х типов: CPU и MEM.Навремядиагностированияразнотипныеустройстваобъединяютсявпроверяемые подсистемы одинакового состава.

Такой метод можно рассмотретьдля детального СДКОА РСН, однако не исключены сложности при егореализации.В [21] и [20] предложен метод (модель БГМ) СД модулей и ЛС цифровыхсистемсреконфигурацией,ограниченногочисладопускающийкомпонентов.Вустойчивыеоснову[21]кратныеположенотказыпринципрасширяющихся областей. Допускается еще одиночный отказ в процессе СД иосуществляется многократный запуск процесса со сравнением результатов двухпоследних. Метод [20] подходит для СД верхнего уровня РСН, так какадаптирован к изменчивости ее топологии.

При использовании [20] в РСН дляустранения отказавших компонентов необходимо предусмотреть смену рабочихконфигураций и скользящее резервирование.В [16] на основе модели БГМ разработан подход к СД цифровых систем попринципурасширяющихсяобластей,допускающийустойчивыеотказыограниченного числа компонентов и один отказ за время диагностирования. В20соответствие с подходом в РСН придется проводить двукратный запуск процессаСД со сравнением результатов.В [19] представлен путевой метод СД (модель ПМЧ) техническогосостояния модулей и ЛС цифровых систем с использованием нулевых путей длявыбора проверяющих модулей и передачи оценок результатов проверок. Сначаланаходятся исправные модули, затем запускается процесс СД состояния остальныхкомпонентов.

Метод следует учитывать при создании специального протоколапередачи диагностических данных в КС РСН.В [15] предложен выведенный из модели БГМ подход к организациипараллельного контроля больших цифровых систем со структурой типатороидальной решетки. Контроль выполняемого посредством параллельнойпроверки компонентов подсистем первичной раскладки, смежных с узламипервичной и включающих ЛС подсистем справа и снизу. Несмотря на различие втопологиях, последовательность операций этого подхода можно рассматриватьпри реализации алгоритмов контроля МДП, НРТ и КС в РСН.В подходе [17] к СД (модель БГМ) устройств и ЛС неоднородныхцифровых систем с равным числом СPU и MEM (проверяет СPU) связанныеразнотипные устройства объединяются в подсистемы.

Допускаются устойчивыеотказы ограниченного числа компонентов, отказы во время СД не возникают.Имеющийся в системе диагностический монитор, инициирующий процессыконтроля и СД можно использовать в МДП РСН.В [28] рассматривается системное диагностирование по модели ПМЧ вприсутствии множественных неисправностей, анализируются условия, прикоторых состояние каждого модуля определяется только по исходам тестированияфизически связанных с ним модулей (условия самоопределимости). Введен класслокально (tr/t) -диагностируемых систем, где t – кратность неисправностей, tr –кратность неисправностей для которых обеспечивается определение состояниявсех модулей системы.

Интересной видится возможность обеспечить локальнуюдиагностируемость элементов РНС путем введения избыточности по числутестов.21В [56] рассмотрены оценки параметров N-модульных самодиагностируемыхвычислительных систем с коммутируемым диагностическим графом и модельюПМЧ.

Получены верхние оценки для: h≤N+2t, где h – число тестовых проверок,достаточных для идентификации состояний всех модулей, t – число неисправныхмодулей; z=log T, где z – число тактов диагностического эксперимента,позволяющее идентифицировать исправный модуль, T – допустимое числонеисправных модулей. Предложенный в подходе [56] алгоритм синтезадиагностического графа необходимо учесть при разработке алгоритмов СД РСН.В [18] (модель ПМЧ) разработан способ восстановления работоспособностидля отказоустойчивых цифровых систем с динамической избыточностью.