Модельно-алгоритмическое обеспечение управления развитием структуры АСУ спутниковой системой связи

• Автор: Усольцев, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 184 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

1. МЕТОДОЛОГИЯ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА СТРУКТУРЫ СЛОЖНЫХ

СИСТЕМ

1.1. Проблемы синтеза структуры сложных систем

1.1.1. Задачи структурного построения сложных систем

1.1.2. Агрегативнодекомпозиционный подход к формализации задач анализа и синтеза структуры систем

1.1.3. Методология и языки имитационного моделирования

1.2. Управление развитием структур сложных систем

1.2.1. Формализация задач планирования развития систем

Выводы по разделу 1

2. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СТРУКТУРЫ АСУ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМОЙ СВЯЗИ
2.1. Концепция построения автоматизированной системы управления спутниковой системой связи
2.1.1. Назначение и состав АСУ СС
2.1.2. Основные функции системы и взаимодействие с НКУ
2.2. Центр управления системой связи функции и назначение
2.3. Аппаратнопрограммные комплексы ЦУСС
2.3.1. АПК распределения ресурса
2.3.2. АПК баз данных
2.3.3. АПК планирования сеансов управления связью
2.3.4. АПК контроля трафика абонентов
Выводы по разделу 2
3. МОДЕЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ СТРУКТУРЫ АСУ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМОЙ СВЯЗИ
3.1. Модельное обеспечение управления развитием структуры АСУ спутниковой системой связи
3.2. Кластерные решения повышения надежности на этапе развития структуры АСУ ССС
3.2.1. Кластерные решения как способ повышения надежности
3.2.2. Типы кластеров
3.2.3. Уровни избыточности при организации катастрофоустойчивого кластера
3.2.4. Сценарии отказов кластерной инфраструктуры
3.3. Оптимизация управления развитием кластерной структуры
АСУ спутниковой системой связи
3.3.1. Система кластеров 9
3.3.2. Кластеркворум
3.3.3. Оптимизационная задача планирования развития структуры кластерной системы
3.4. Реализация комплекса моделей управления развитием 4 структуры АСУ ССС IОI
3.4.1. Структура программной системы
3.4.2. Требования к программному и аппаратному обеспечению
3.4.3. Имитационное моделирование в среде V
3.4.4. Алгоритм работы с программным комплексом
Выводы по разделу 3
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРАКТИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЕМ СТРУКТУРЫ АСУ КОСМИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА СВЯЗИ
4.1. Функциональное построение комплекса связи
4.1.1. Архитектура комплекса связи и его состав
4.1.2. Функции базовой сети обмена данными
4.1.3. Бортовой радиотехнический комплекс
4.1.4. Функции комплекса пользователей
4.1.5. Функции автоматизированной системы управления комплексом связи
4.2. Принципы организации связи в комплексе
4.2.1. Повышение пропускной способности комплекса связи
4.2.2. Многостанционный доступ
4.2.3. Маршрутизация
4.2.4. Вероятностные характеристики в спутниковых каналах управления
щ 4.2.5. Взаимодействие с сетями общего пользования
4.3. Автоматизированная система управления космическим комплексом связи
4.3.1. Состав и взаимодействие средств АСУ КС
4.3.2. Задачи АСУ комплексом связи
4.3.3. Вычислительный центр АСУ КС
4.3.4. Состав средств ВЦ АСУ КС
4.3.5. Состав средств АСУ КС
4.3.6. Реализация принципов построения АСУ КС
4.3.7. Аппаратнопрограммные средства при управлении КА и ОГ
Выводы по разделу 4
Основные результаты и выводы
Список использованных источников


Под структурой системы понимается организация системы из отдельных элементов с их взаимосвязями, которые определяются распределением функций и целей, выполняемых системой. Таким образом, структура — это способ организации целого из составных частей. Сложные системы обладают большим числом элементов, свойств, связей между элементами, поэтому единое описание структурных аспектов системы является сложной теоретической и практической задачей. На практике, в процессе исследования и проектирования обычно используются некоторые «срезы», аспекты внутреннего строения системы. Так, например, при проектировании распределенных автоматизированных информационно-управляющих систем различают следующие виды структуры системы: организационную, топологическую (пространственную), функциональную, информационную структуру сети ЭВМ и др. Проблема синтеза структуры управляющей системы включает выбор числа уровней и подсистем управления (иерархии управления); согласование целей подсистем различных уровней; создание контуров принятия решений; оптимальное распределение выполняемых функций (задач, информационных массивов и процедур) по уровням и узлам системы; выбор структуры технических средств передачи и обработки информации. Тогда, согласно [3], задача синтеза оптимальной (рациональной) структуры системы состоит в определении множества принципов построения (тг<=Р), множества функций, выполняемых системой (/ е/Чл-)), множества элементов, способных реализовать выбранные принципы и выполнить функции (АеЛ), а также в определении оптимального отображения элементов множества / на элементы множества Л, обеспечивающего требуемые характеристики функционирования системы. Задачи синтеза структуры тесно взаимосвязаны с задачами оптимизации функционирования систем. Характер взаимодействия между управляющими подсистемами и распределение функций между ними во многом определяются принятыми принципами и алгоритмами управления, степенью централизации при выработке управляющих воздействий и при их осуществлении, согласованностью целей подсистем различного уровня и другими факторами. В общем случае проблемы оптимизации функционирования сложных иерархических систем тесно связаны с проблемами выбора состава узлов системы, числа уровней управления, распределения функций и т. Поэтому возникает задача синтеза оптимальной структуры, включающая выбор принципов и алгоритмов функционирования системы. Эти проблемы тесно взаимосвязаны, поскольку с изменением структуры, меняется система целевых функций и внутренние связи. В настоящее время накоплен большой опыт оптимизации функционирования отдельных элементов и подсистем управления различного целевого назначения и уровня. Однако наибольшее внимание в работе уделяется прежде всего таким моделям имитации и оптимизации функционирования сложных систем, в которых учитываются основные структурные параметры систем. АСУ ДА), обеспечивающая функционирование спутниковой системы связи и навигации [7] (рис. НИП), расположенные на территории Советского Союза, морские измерительные пункты и станции слежения, базирующиеся на научно-исследовательских судах (НИС), узлы связи (УС), спутники связи (СС), центры обработки научной информации (ЦОНИ) и центр управления полетами (ЦУП). Наземные измерительные пункты размещаются таким образом, чтобы своими зонами радиовидимости (зонами доступности) они перекрыли возможно большую часть территории, над которой пролетают летательные аппараты. Морские НИПы непосредственно перед запуском занимают определенные места в акватории Мирового океана. Одной из важнейших управленческих функций системы является проведение орбитальных измерений для прогнозирования параметров орбиты летательного аппарата. Траекторные измерения начинаются сразу же после выведения аппарата на орбиту, по результатам которых рассчитываются параметры движения и время его очередного прохождения в зоне радиовидимости НИПов. Как правило, траекторные измерения производятся с нескольких НИПов, так как измерений, выполненных в одной точке земного шара, недостаточно для точного определения и прогнозирования параметров движения.