Диссертация (1141461), страница 6
Текст из файла (страница 6)
К таким устройствамотносятся датчики – преобразователи параметров строительной системы в сигналы,воспринимаемыепрограммно-аппаратнымисредствамиикомплексамиавтоматизированного и/или автоматического управления. Также, к устройствамуровня преобразования относятся исполнительные устройства – преобразователисигналов программно-аппаратных средств и комплексов автоматизированногои/или автоматического управления в физические процессы, воздействующие насостояние строительной системы.Уровень контроля включает в себя непосредственно программно-аппаратныесредства и комплексы автоматизированного и/или автоматического управления,осуществляющие прием сигналов от устройств уровня преобразования (датчиков),выработку управляющих воздействий и передачу их на устройства уровняпреобразования (исполнительные устройства) для последующего воздействия насостояние объектов и процессов физического уровня (строительной системы).Уровень управления объединяет модели и технологии принятия решений.
Науровне управления храниться и обрабатывается информация об объектах ипроцессах прочих уровней (физического уровня, уровня преобразования и уровня37контроля). Результатами обработки информации с применением методов и средствмоделирования являются расчетные параметры объектов и процессов прочихуровней (включая правила выработки управляющих воздействий на уровнеконтроля).УниверсальнаямодельтопологииКССописываетполнуюгруппувозможных состояний КСС на всех возможных стадиях жизненного цикла ипроцессы перехода из одного состояния в другое для каждого уровня топологии.Универсальная модель топологии КСС приведена на Рисунок 2.2.
Модельпредставлена в виде графа состояний, где состояния соответствуют определенномууровню (уровень управления, уровень контроля, уровень преобразования ифизический уровень) КСС на определённой стадии жизненного цикла КСС.Возможные процессы изменения состояния обозначены как !"# $# %# &"' $' %' , где) –номер КСС (в рассматриваемой группе интегрируемых КСС), * – номер стадиижизненного цикла КСС, + – номер уровня иерархии, , – номер исходного состояния,- –номер следующего состояния.Приведённая модель является моделью общего случая, то есть рассматриваетвсе возможные траектории жизненного цикла КСС. Для представления(моделирования) частного случая (конкретной) КСС необходимо определитьтраекторию жизненного цикла КСС.Траектория жизненного цикла КСС – это справедливая для рассматриваемойКСС последовательность процессов перехода между состояниями.Причём, следует отметить, что процессы перехода между состояниями дляразличных уровней КСС синхронизированы по стадиям жизненного цикла.Другими словами, все уровни одной КСС одновременно могут находится лишь наодной определенной стадии жизненного цикла.38Pn.4.1-n.5.1n.5.1Pn.2.1-n.3.1Pn.1.1-n.2.1n.1.1n.2.1Pn.3.1-n.4.1n.3.1n.4.1Pn.5.1-n.4.1Pn.4.1-n.7.1n.7.1Pn.6.1-n.4.1Pn.4.1-n.6.1n.6.1Pn.4.2-n.5.2n.5.2Pn.5.2-n.4.2Pn.3.2-n.4.2n.3.2n.4.2Pn.4.2-n.7.2n.7.2Pn.6.2-n.4.2Pn.4.2-n.6.2n.6.2Pn.4.3-n.5.3n.5.3Pn.3.3-n.4.3n.3.3n.4.3Pn.5.3-n.4.3Pn.4.3-n.7.3n.7.3Pn.6.3-n.4.3Pn.4.3-n.6.3n.6.3Pn.4.4-n.5.4n.5.4Pn.3.4-n.4.4n.3.4n.4.4Pn.5.4-n.4.4Pn.4.4-n.7.4n.7.4Pn.6.4-n.4.4Pn.4.4-n.6.4n.6.4Рисунок 2.2 Универсальная модель топологии КСС39Универсальная модель топологии КСС рассматривает следующие стадиижизненного цикла КСС:1.
Стадия планирования.2. Стадия проектирования.3. Стадия создания.4. Стадия эксплуатации.5. Стадия восстановления.6. Стадия преобразования.7. Стадия вывода из эксплуатации и утилизации.На стадии планирования (* = 1) в топологии КСС существует лишь 1уровень – уровень управления. На данном уровне происходит постановка цели изадач создания КСС, формулируются граничные условия реализации КСС,определяются показатели эффективности.На стадии проектирования (* = 2) уровни КСС не расширяются. На уровнеуправления в рамках рассматриваемой стадии жизненного цикла определяютсяточные параметры КСС – характеристики физического уровня, характеристикиуровня преобразования и характеристики уровня контроля для последующихстадий жизненного цикла.На стадии создания (* = 3) расширяются уровни КСС – вводятся уровеньконтроля, уровень преобразования и физический уровень.
На данной стадииосуществляется формирование объектов уровня контроля, уровня преобразованияи физического уровня согласно правилам, разработанным на предшествующихстадиях на уровне управления. При этом информация о процессах созданиясохраняется на уровне управления.На стадии эксплуатации (* = 4) и на последующих стадиях (независимо оттраектории жизненного цикла) структура уровней КСС сохраняется. Данная стадия40реализует поставленные на стадии планирования цели и задачи КСС темисредствами, которые были предусмотрены на стадии проектирования иреализованы на стадии создания. Для большинства КСС эта стадия являетсянаиболее продолжительной по времени, относительно прочих стадий жизненногоцикла данной КСС. В зависимости от траектории жизненного цикла конкретнойКСС, следующей за стадией эксплуатации может наступать стадия восстановления(* = 5), стадия преобразования (* = 6) или стадия вывода из эксплуатации иутилизации (* = 7).На стадии восстановления (* = 5) реализуются процессы восстановленияобъектов уровня контроля, уровня преобразования и физического уровня, всоответствии с параметрами, определёнными на стадиях планирования ипроектированияКСС.Стадиявосстановлениянаступаетпослестадииэксплуатации при условии нарушения состояния объектов уровня контроля, уровняпреобразования и физического уровня до степени, не позволяющей в необходимоймере (конкретное значение и единицы измерения назначается для конкретной КСС)реализовывать цели и задачи КСС.
После завершения стадии восстановления, КССпереходит(возвращается)настадиюэксплуатации(m= 4),приэтомхарактеристики объектов уровня контроля, уровня преобразования и физическогоуровня соответствуют параметрам определёнными на стадиях планирования ипроектирования КСС.Стадия преобразования (* = 5) наступает при необходимости измененияцелей и/или задач КСС, установленных на стадии планирования, и/или параметровКСС, определённых на стадии проектирования.
При этом, на рассматриваемойстадии реализуются процессы формулирования новых целей и/или задач КССи/или определения новых параметров КСС (характеристик физического уровняи/или характеристик уровня преобразования, и/или характеристик уровняконтроля). После завершения стадии преобразования, КСС переходит на стадиюэксплуатации (* = 4), имея при этом новые (дополненные или ограниченные) целии/или задачи, и/или параметры.41Стадия вывода из эксплуатации и утилизации (* = 7) наступает принеобходимостизавершенияэксплуатацииКСС,вызваннойвыполнениемустановленных целей и задач КСС или другими причинами. В рамках даннойстадии последовательно выводятся из эксплуатации и утилизируются физическийуровень, уровень преобразования, уровень контроля и уровень управления.Информация, хранящаяся до этого момента на уровне управления и описывающаявесь жизненный цикл КСС, может быть передана любую предназначенную дляэтого внешнюю информационную систему.В качестве примера применения универсальной модели топологии КСС кчастному случаю КСС и для иллюстрации сказанного выше, рассмотри 4 основныхтраектории жизненного цикла КСС:1.
Простая.2. С восстановлением.3. С преобразованием.4. Сложная.Простая структура жизненного цикла киберфизических строительных системпредполагает последовательное развитие, включающее следующие стадии:• стадия планирования (для частного случая* = 1);• стадия проектирования (для частного случая * = 2);• стадия создания (для частного случая * = 3);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия вывода из эксплуатации и утилизации (для частного случая * =5).Модель топологии КСС с простой траекторией жизненного цикла приведенана Рисунок 2.3.42Pn.2.1-n.3.1Pn.1.1-n.2.1n.1.1n.2.1Pn.3.1-n.4.1n.3.1Pn.4.1-n.5.1n.4.1Pn.3.2-n.4.2n.3.2Pn.4.2-n.5.2n.4.2Pn.3.3-n.4.3Pn.3.4-n.4.4n.3.4n.5.2Pn.4.3-n.5.3n.4.3n.3.3n.5.1n.5.3Pn.4.4-n.5.4n.4.4n.5.4Рисунок 2.3 Модель топологии КСС с простой траекторией жизненного циклаСтруктура жизненного цикла киберфизических строительных систем “свосстановлением” предполагает наличие стадии восстановления:• стадия планирования (для частного случая * = 1);• стадия проектирования (для частного случая * = 2);• стадия создания (для частного случая * = 3);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия восстановления (для частного случая * = 5);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);стадия вывода из эксплуатации и утилизации (для частного случая * = 6).МодельтопологииКССстраекториейжизненногоцикла“свосстановлением” приведена на Рисунок 2.4.Структура жизненного цикла киберфизических строительных систем “спреобразованием” предполагает наличие стадии преобразования:• стадия планирования (для частного случая * = 1);43• стадия проектирования (для частного случая * = 2);• стадия создания (для частного случая * = 3);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия преобразования (для частного случая * = 5);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия вывода из эксплуатации и утилизации (для частного случая * =6).МодельтопологииКССстраекториейжизненногоцикла“спреобразованием” приведена на Рисунок 2.5.Сложная структура жизненного цикла киберфизических строительныхсистемпредполагаетналичиестадийвосстановленияипреобразования.Фактически такая структура жизненного цикла киберфизических строительныхсистем является комбинацией 2 ранее описанных структур:• стадия планирования (для частного случая * = 1);• стадия проектирования (для частного случая * = 2);• стадия создания (для частного случая * = 3);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия восстановления (для частного случая * = 5);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия преобразования (для частного случая * = 6);• стадия эксплуатации (для частного случая * = 4);• стадия вывода из эксплуатации и утилизации (для частного случая * =7).Модель топологии КСС со сложной траекторией жизненного цикла приведена наРисунок 2.6.44n.5.1Pn.4.1-n.5.1n.1.1Pn.1.1-n.2.1n.2.1n.3.1Pn.2.1-n.3.1Pn.5.1-n.4.1n.4.1n.6.1Pn.3.1-n.4.1 Pn.4.1-n.6.1n.5.2Pn.4.2-n.5.2n.3.2Pn.5.2-n.4.2n.4.2n.6.2Pn.3.2-n.4.2 Pn.4.2-n.6.2n.5.3Pn.4.3-n.5.3n.3.3Pn.5.3-n.4.3n.4.3n.6.3Pn.3.3-n.4.3 Pn.4.3-n.6.3n.5.4Pn.4.4-n.5.4n.3.4Pn.5.4-n.4.4n.4.4n.6.4Pn.3.4-n.4.4 Pn.4.4-n.6.4Рисунок 2.4 Модель топологии КСС с траекторией жизненного цикла “свосстановлением”45n.5.1Pn.4.1-n.5.1n.1.1Pn.1.1-n.2.1n.2.1n.3.1Pn.2.1-n.3.1Pn.5.1-n.4.1n.4.1n.6.1Pn.3.1-n.4.1 Pn.4.1-n.6.1n.5.2Pn.4.2-n.5.2n.3.2Pn.5.2-n.4.2n.4.2n.6.2Pn.3.2-n.4.2 Pn.4.2-n.6.2n.5.3Pn.4.3-n.5.3n.3.3Pn.5.3-n.4.3n.4.3n.6.3Pn.3.3-n.4.3 Pn.4.3-n.6.3n.5.4Pn.4.4-n.5.4n.3.4Pn.5.4-n.4.4n.4.4n.6.4Pn.3.4-n.4.4 Pn.4.4-n.6.4Рисунок 2.5 Модель топологии КСС с траекторией жизненного цикла “спреобразованием”46Pn.4.1-n.5.1n.5.1Pn.2.1-n.3.1Pn.1.1-n.2.1n.1.1n.2.1Pn.3.1-n.4.1n.3.1n.4.1Pn.5.1-n.4.1Pn.4.1-n.7.1n.7.1Pn.6.1-n.4.1Pn.4.1-n.6.1n.6.1Pn.4.2-n.5.2n.5.2Pn.5.2-n.4.2Pn.3.2-n.4.2n.3.2n.4.2Pn.4.2-n.7.2n.7.2Pn.6.2-n.4.2Pn.4.2-n.6.2n.6.2Pn.4.3-n.5.3n.5.3Pn.3.3-n.4.3n.3.3n.4.3Pn.5.3-n.4.3Pn.4.3-n.7.3n.7.3Pn.6.3-n.4.3Pn.4.3-n.6.3n.6.3Pn.4.4-n.5.4n.5.4Pn.3.4-n.4.4n.3.4n.4.4Pn.5.4-n.4.4Pn.4.4-n.7.4n.7.4Pn.6.4-n.4.4Pn.4.4-n.6.4n.6.4Рисунок 2.6 Модель топологии КСС со сложной траекторией жизненного цикла472.3 Модель киберфизической интеграции строительных системМодель киберфизической интеграции строительных систем, представленнаяна Рисунок 2.7, как видно из логико-смысловой схемы (Рисунок 2.1) методологиикиберфизической интеграции строительных систем, основана на универсальноймодели топологии КСС, общей модели обмена данными КСС и общей моделиуправления данными КСС.Модель киберфизической интеграции строительных систем описываетобласти КСС и процессы формирования, накопления, передачи, хранения ииспользованияинформациинавсёмжизненномциклеКСС.Также,рассматриваемая модель описывает процессы формирования, накопления,передачи, хранения и использования информации на всех уровнях КСС в рамкахкаждой стадии жизненного цикла (по общей модели обмена данными и общеймоделиуправленияданными).Такимобразом,моделькиберфизическойинтеграции строительных систем обеспечивает описание интеграции КСС по двумизмерениям – “иерархия” и “связи”.Область киберфизической строительной системы – это совокупностьэлементов одной киберфизической строительной системы, объединенных на одномуровне иерархии в одной стадии жизненного цикла киберфизической строительнойсистемы.Информационные потоки в рамках рассматриваемой модели обозначены как6"# $# %# &"' $' %' , где) – номер КСС (в рассматриваемой группе интегрируемых КСС),* – номер стадии жизненного цикла КСС, + – номер уровня иерархии, , – номеробласти-источника, - –номер области-приёмника.Информационный поток – это формализованный обмен всеми типамиданных между областями киберфизической строительной системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
