Автоматизация предварительной обработки данных в задачах мониторинга состояния оборудования технических систем

• Автор: Лежебоков, Валерий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Волгоград
• Количество страниц: 157 с. : ил. + Прил. ( 51 с. )

Введение

1 Анализ задачи автотизации мониторинга состояния оборудования

1.1 Обзор основных аспектов автоматизации процесса мониторинга

1.1.1 Подходы к проектированию АСУ

1.1.2 Обзор типовых архитектурных решений для систем

мониторинга

1.1.3 Обзор моделей обработки информации.

1.2 Основные положения теории многоагентных систем

1.2.1 Понятие агента. Его основные свойства и характеристики

1.2.2 I архитектура интеллектуальных агентов

1.2.3 Взаимодействие интеллектуальных агентов в процессе

функционирования
1.3 Процесс функционирования ускорителя элементарных частиц
1.3.1 Основные аспекты процессов мониторинга и управления
ускорителем элементарных частиц
1.3.2 Потоки передачи данных
1.3.3 Классификация параметров технического устройства
1.4 Обзор комплексов мониторинга и управления оборудованием ускорителей
1.4.1 Распределенный объектноориентированный ИНК
управления .
1.4.2 Информационнопрограммный комплекс управления
акселераторами АСКЕТ.
1.4.3 Информационнопрограммный комплекс мониторинга и
управления БАК.
1.4.4 Сравнительная характеристика систем мониторинга
входящих в состав ИПК мониторинга и управления ускорителями
1.5 Постановка задачи
2 распределенная система предварительной обработки данных.
2.1 Модель предварительной обработки данных
2.1.1 Зависимости между параметрами технических устройств
2.1.2 Исчисление значений параметров на основе иерархических
структур.
2.1.3 Определение иерархий параметров метауровня
2.2 Построение многоагентной системы распределенной обработки данных.
2.2.1 Модель В ИIагента предварительной обработки данных
2.2.1.1 Формализация модели ВОагента
2.2.1.2 Предварительная обработка данных
2.2.1.3 Обработка данных в условиях недостатка информации
2.2.2 Многоагентная система предварительной обработ ки данных
2.2.2.1 Агентная платформа МАС
.2.2 Архитектура распределенной МАС предварительной обработки данных.
2.2.3 Процессы коммуникации структурных элементов МАС
2.3 Выводы к главе 2.
3 Модель автоматизации мониторинга состояния оборудования технической системы
3.1 Автоматизированная система управления информационными процессами.
3.1.1 Формализованное описание модели автоматизированной
системы управления ИП
3.1.1.1 Механизм обработки сообщений
3.1.1.2 Механизмы управления информационными процессами
3.1.2 Жизненный цикл модуля автоматизации И
3.1.3 Архитектура автоматизированной системы управления ИП.
3.2 Система мониторинга состояния оборудования технической системы
3.2.1 Концептуальная структура автоматизированной системы
мониторинга
3.2.2 Основные структурные элементы автоматизированной
системы мониторинга
3.2.2.1 Элементы подсистемы передачи массивов данных.
3.2.2.2 Управление процессами мониторинга значений
параметров.
3.2.2.3 Организация доступа к удаленным сервисам.
3.2.3 Архитектура системы мониторинга.
3.3 Выводы к главе 3.
4 Автоматизация процесса мониторинга состояния оборудования комплекса ускорителей элементарных частиц
4.1 Предварительная обработка данных получаемых от ТУ
4.1.1 Исчисление ДХ значений параметров
4.1.2 Иерархические структуры предварительной обработки
данных
4.1.3 Агент предварительной обработки данных.
4.2 Управление ИП предварительной обработки данных.
4.2.1 Источники событий
4.2.2 Политика жизненного цикла
4.2.3 Модуль автоматизации ИП предварительной обработки
данных
4.3 Модель автоматизированной системы мониторинга состояния
оборудования комплекса ускорителей.
4.3.1 Архитектура системы мониторинга
4.3.2 Оценка производительности модели предварительной обработки.
4.4 Апробация полученных результатов.
4.4.1 Определение средств реализации поставленной задачи.
4.4.2 Информационнопрограммного комплекс 1пСА.
4.4.3 Тестирование прототипа системы мониторинга состояния
оборудования комплекса ускорителей
4.5 Выводы к главе 4.
Заключение
Литература


Модель двухуровневой архитектуры системы мониторинга Системы с двухуровневой архитектурой обеспечивают предварительную обработку значений параметров по мере их поступления с последующей визуализацией посредством интегрированного графического интерфейса. Ввиду отсутствия промежуточного уровня сервера, все операции обработки значений выполняются на рабочей станции конечного пользователя, обладающей, зачастую, весьма ограниченными вычислительными ресурсами. В силу автономности процессов мониторинга состояния оборудования, существует вероятность, что в определенный момент времени графические интерфейсы нескольких систем мониторинга, функционирующих на одной рабочей станции, будут отображать различную информацию. В то же время, вследствие отсутствия необходимости синхронизации процессов функционирования элементов различных СМСО с указанной архитектурой, сложность механизмов и алгоритмов системы мониторинга ограничена обеспечением выполнения основных функций, что обуславливает относительную простоту их реализации. Однако на практике вышеперечисленные недостатки заставляют отказаться от организации взаимодействия на основе двухуровневой архитектуры, несмотря на экономию ресурсов на всех этапах разработки и внедрения. Одним из наиболее распространенных решений, устраняющим приведенные выше недостатки организации архитектуры, является создание систем мониторинга на основе трехуровневой архитектуры рис. Рисунок 3. Модель прехуровпевой архитектуры системы мониторинга Данный подход позволяет существенно снизить количество вычислительных ресурсов позребляемых программным обеспечением объекта мониторинга, а также заметно упростит процедуру наблюдения и оценки количественных показателей процесса функционирования системы. Приведенная архитектура основана на технологии клиентсервер, являющейся реализацией распределенной обработки данных между клиентом и сервером, связь между которыми происходит посредством вычислительной сети. Данное разделение процессов обработки данных основано на группировании функций и сущности решаемой задачи . Таким образом, организация систем мониторинга на основе трехуровневой архитектуры обладает рядом существенных преимуществ по сравнению система данного класса разработанных на основе двухуровневой модели. В настоящее время существует множество моделей обработки информации используемые для решения задач в различных областях науки и техники. Однопоточная модель подразумевает последовательность в обработке информации. При использовании данной модели вес элемент, массива данных обрабатываются в порядке очереди, а приостановка обработки некоторого элемента ведет к остановке процесса в целом. Неоспоримым достоинством данного подхода является его простота в виду отсутствия необходимости синхронизации операций выполняемых над данными . В то же время, очевидным недостатком однопоточной обработки заключается в неэффективном использовании ресурсов в многопроцессорных вычислительных системах, способных к распараллеливанию исполняемых процессов. Многопоточный подход позволяет значительно увеличить производительность системы обработки данных за счет разделения общего объема обрабатываемых данных на несколько частей, каждая из которых обрабатывается в рамках отдельного потока. Следует учесть, что при обработке данных на однопроцессорной вычислительной машине эффективность применения многопоточной модели может оказаться ниже, чем однопо точной, за счет переключения процессора между исполняемыми потоками в рамках реализации механизма разделения времени. В целях обработки больших объемов информации в масштабе реального времени наиболее целесообразным является построение систем на основе распределенной модели. Данная модель подразумевает использование комплекса вычислительных машин, объединенных в единую сеть, с распределением нагрузки между элементами комплекса . При этом чаше всего один из элементов в комплекса является основным главным и обеспечивает распределение нагрузки между остальными элементами комплекса и сбор обработанных этими элементами данных.