Методы оптимизации показателей качества цифровых промышленных сетей на основе моделей GERT

• Автор: Кравчук, Николай Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 160 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМ ПОВЫШЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ

1.1. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПРОФИЛИ НАГРУЗКИ ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ.

1.2. ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ ОБ ИСПЫТАНИЯХ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

1.3. МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ.

1.4. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ.

1.5. ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ КАНАЛОВ ЦИФРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ.

2.1. ВВЕДЕНИЕ

2.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

2.3. ЦЕНТМОДЕЛИ КАНАЛА ЦИФРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ СЕТИ

2.4. СИНХРОНИЗАЦИЯ РАБОТЫ ПРОТОКОЛА ОТДЕЛЬНОГО КАНАЛА
2.5. МОДЕЛИ СИНХРОНИЗАЦИИ РАБОТЫ КАНАЛА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ ЧАСТИЧНОЫХ СЕТЕЙ Я И ЧАСТИЧНОЙ СЕТИ .
2.6. МОДЕЛИ СИНХРОНИЗАЦИИ КАНАЛА, СОСТОЯЩЕГО ИЗ
ЧАСТИЧНЫХ СЕТЕЙ Н, И ЧАСТИЧНЫХ СЕТЕЙ Е, И Я,
2.7. МОДЕЛИ СИНХРОНИЗАЦИИ РАБОТЫ ОТДЕЛЬНЫХ БЛОКОВ УСТРОЙСТВ КАНАЛА
2.8. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
ГЛАВА 3. МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОТОКОЛОВ И ПРОГРАММ ЦПС НА ОСНОВЕ ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЬНЫХ ТОЧЕК
3.1. ВВЕДЕНИЕ.
3.2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
3.3. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЬНЫХ ТОЧЕК ПРОГРАММЫ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБОБЩЕННЫХ СТОХАСТИЧЕСКИХ
ГРАФОВЫХ МОДЕЛЕЙ
3.4. ПРИМЕР ОРГАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЬНЫХ ТОЧЕК.
3.5. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
ГЛАВА 4. МЕТОДЫ НАСТРОЙКИ ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ НА ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ .
4.1. МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ СЕТЕЙ НА
ОСНОВЕ МОДЕЛЕЙ .
4.2. СЕТИ С РАЗНЫМИ ГРУППАМИ ВЕТВЕЙ.
4.3. ПОСТАНОВКА И РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ.
4.4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.
5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА МЕТОДА ПОВЫШЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПРОТОКОЛОВ И ПРОГРАММ ЦПС
5.1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.
5.2. ОПИСАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА.
5.3. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.
5.4. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиографический список
Приложение 1. Листинг программных модулей.
Приложение 2. Копии актов внедрения.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В работах, выполненных по теме диссертационной работы, автору принадлежат постановка целей и задач, разработка основных теоретических положений, методов и алгоритмов применения ОЕЛТ-сетей для оптимизации цифровых промышленных сетей, представляемые как результаты, обладающие научной новизной. Разработка численных методов нахождения распределений выходных величин ОЕЛТ-сетей принадлежат Шибанову А. П., программ моделирования ОЕЛТ-сетей и системы имитационного моделирования - Шибанову В. Апробация работы. Рязань: РГРТА, ; на XI Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов; Рязань: РГРТУ; на -й Межвузовской научно-практической конференции “Хранить традиции. Готовить профессионалов. Растить патриотов”. Рязань: РВВКУС. Научная новизна. В диссертации содержится решение задачи разработки методов оптимизации протоколов, алгоритмов и программ с использованием сетей GERT, имеющей существенное значение для сокращения сроков, уменьшения материальных затрат и повышения качества проектирования цифровых промышленных сетей. При проведении исследований в рамках данной диссертационной работы получены следующие новые научные результаты. Предложена методика параметрической оптимизации протоколов, алгоритмов и программ передачи пакетов в цифровой промышленной сети на основе использования обобщенных сетей GERT, которая заключается: 1) в сведении одномодальных распределений с затянутыми “хвостами” к одномодальным распределениям с удовлетворительными значениями коэффициентов асимметрии; 2) в сведении многомодальных распределений к одномодальным распределениям. Это позволяет добиться улучшенных вероятностно-временных характеристик протоколов передачи информации. Найдено разложение GERT-сети на совокупность параллельно соединенных частичных графов GERT-сети, порожденных простыми s-t-путями, что позволяет выявлять неявный параллелизм протоколов и алгоритмов и упростить дальнейший анализ цифровой промышленной сети. На основе применения моделей GERT предложен метод синхронизации процесса передачи пакетов в цифровой промышленной сети, а, соответственно, и показателей качества сети, за счет использования запасов времени передачи по разным параллельным путям. Впервые найден метод организации контрольных точек протоколов, алгоритмов и программ цифровых промышленных сетей, работающих со сторожевыми таймерами, что позволяет добиться повышения надежности функционирования оборудования ЦПС в условиях существенного воздействия помех. Найдено представление среднего времени прохождения GERT-сети через линейную комбинацию средних времен прохождения отдельных ветвей, характеризуемых сложными распределениями, что обеспечивает более эффективное решение задач оптимизации за счет уменьшения времени расчетов при итерационном характере процесса оптимизации. Практическая значимость работы. На основе полученных автором новых результатов разработаны инженерные методики проведения оптимизации протоколов, алгоритмов и программ, предназначенные для получения наилучших показателей качества работы цифровых промышленных сетей. Они нашли применение при разработке программ микроконтроллеров, работающих в условиях воздействия помех. GSM, беспроводных сетей WiFi, WiNAX, G3 и т. ЦПС Interbus, Profibus, Foundation Fieldbus, промышленного Ethernet и т. Реализация и внедрение результатов работы. Результаты исследований внедрены в ОАО НИИ ГРП «Плазма», г. Рязань, при проектировании программ микроконтроллеров для управления промышленным оборудованием, а также в ОАО завод «Красное знамя» (г. Рязань) при проектировании сети инженерных служб предприятия. Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс студентов специальности в ГОУВПО Рязанском государственном радиотехническом университете. Копии актов о внедрении результатов диссертационной работы приведены в Приложении 2. Структура работы. Диссертация содержит 5 страниц основного текста и состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 0 наименований и 2 приложений на страницах. В диссертацию включено рисунка и таблиц.