Модели и методика оптимизации информационного обмена в автоматизированных системах диспетчерского управления объектов защиты МЧС России

• Автор: Сычев, Денис Александрович
• Шифр специальности: 05.25.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 145 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ КОНЦЕПЦИИ ПОСТРОЕНИЯ СЕТЕЙ

ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ НА ОСНОВЕ ПОЛЕВЫХ ШИН.

1.1. Требования, предъявляемые к сетям передачи данных

на основе полевых шин.

1.2. Полевые шины в современных автоматизированных системах диспетчерского управления.

1.3. Процессы информационною обмена в сетях

на основе полевых шин

1.4. Постановка и формализация задачи оптимизации ресурсов сетей

на основе полевых ШИН.
Выводы.
ГЛАВА 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СЕТЯХ НА ОСНОВЕ ПОЛЕВЫХ ШИН
2.1. Общие требования, предъявляемые к моделям процессов информационного обмена в сетях на основе полевых шин.
2.2. Анализ подходов и разработка математической модели
процессов информационного обмена.
2.3. Алгоритм выбора пропускных способностей.
2.4. Алгоритм распределения потоков
2.5. Алгоритм выбора пропускных способностей и
распределения потоков
2.6. Алгоритм выбора топологии, пропускных способностей и распределения потоков
2.7. Методика оптимизации ресурсов сетей передачи данных
на основе полевых шин
Выводы.
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМАХ ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ.
3.1. Описание концептуальной модели процессов
информационного обмена.
3.2. Схема имитационной модели процессов информационного обмена
в сетях на основе полевых шин
3.3. Алгоритмы поиска оптимальной пропускной способности сети
3.4. Разработка программных средств анализа протоколов информационною обмена
Выводы.
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОАППАРАТНОГО КОМПЛЕКСА ОПТИМИЗАЦИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В СЕТЯХ НА ОСНОВЕ ПОЛЕВЫХ ШИН
4.1. Требования к программноаппаратному комплексу.
4.2. Обзор существующих систем анализа протокола.
4.3. Реализация модуля оптимизации ресурсов сети .
4.4. Результаты эксперимента.
4.5. Оценка работоспособности модели с данными
большой размерности.
Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Система должна быть гибкой и легко модернизируемой, поэтому в ней должно использоваться децентрализованное управление. Этим обеспечивается возможность добавления элементов в уже существующую систему. Работа в режиме реального времени. Применение стандартных интерфейсов передачи данных. Децентрализованное управление. Характер этих требований различен для конкретных технологических процессов, но все они имеют общие особенности, которые обуславливаются их природой. Это связано с необходимостью использования определенной технологии, которая обеспечивала бы выполнение указанных требований. Это время, в свою очередь, зависит от длины сообщения и скорости передачи данных. Практически все протоколы, реализованные как аппаратно, так и программно, порождают зависящие от конкретной реализации фазовые флуктуации. Их можно избежать только при централизованном управлении доступом к среде передачи данных, но в этом случае увеличивается среднее время задержки. Особенно это заметно при небольшой нагрузке на шину []. Таким образом, факторами, влияющими на скорость передачи данных, являются общее время реакции и фазовые флуктуации. Вид передающей среды. В зависимости от задачи и конкретной ее реализации можно использовать различные передающие среды. Передающая среда определяет такие параметры, как скорость передачи данных, расстояние, на которое эти данные можно передавать. Выбор передающей среды должен быть ориентирован на указанные параметры. При изменении этих параметров структура системы не должна изменяться. Если структура системы изменяется, то возникают дополнительные затраты на создание новой. Также система должна обеспечивать возможность изменения передающей среды при ее функционировании. Эта характеристика должна быть учтена при выборе новой элементной базы. Используемые устройства обработки информации. При реализации крупных систем устройства обработки информации должны удовлетворять параметру реального времени. Устройство должно обрабатывать сигналы с необходимой скоростью, для выдачи управляющего воздействия. Также устройство обработки данных должно обеспечивать выполнение всех функций и решение задач, реализуемых в этом узле. Протокол передачи данных. Протокол передачи данных определяет способ доступа к среде передачи данных и отвечает за. В зависимости от используемого протокола в сети могут возникать задержки по передаче данных. При реализации системы это также необходимо учитывать. Модель системы должна быть универсальной, чтобы была возможна ее реализация с помощью любого протокола передачи данных. Изменение протокола передачи данных не должно влиять на работоспособность и функционирование системы. Особенно этот фактор не должен влиять на пользователей системы. Вне зависимости от протокола передачи данных система должна работать стабильно. Способы доступа к тине. Способ доступа к шине определяет работу каждого узла в сети. При его выборе должны учитываться следующие факторы: время доступа к шине и скорость изменения параметров. При этом необходимо, чтобы этот фактор не влиял на все остальные. Таким образом, только при учете всех вышеописанных факторов можно обеспечить выполнение требования реального времени. Преимущество использования стандартных интерфейсов заключается в том, что все необходимые характеристики известны, и можно определить, подходит ли выбранный интерфейс для реализации системы. При разработке собственного интерфейса передачи данных эти факторы должны быть выявлены при тестировании системы на основе данных об элементной базе. Применение стандартных интерфейсов передачи данных. При построении распределенной СГП требуется, чтобы она обладала небольшой стоимостью. Это достигается использованием простых интеллектуальных узлов. I 1ричем под каждую конкретную реализацию используются только минимально необходимые аппаратные средства. Исторически сложилось, что в России для построения СПШ применяются микро-РС [6,]. Микро-РС представляет собой полноценный промышленный компьютер, выполненный в ударопрочном и взрывобезопасном исполнении [].