Способ трехуровневого централизованного управления и система управления для его осуществления

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и системы трехуровневого централизованного управления техническими средствами (ТС) за счет выполнения функций управления, таких как сбор, обработка, анализ данных об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия. Система трехуровневого централизованного управления содержит соответствующим образом соединенные: пункты управления, линии компьютерной сети, блоки сбора и анализа данных об объектах воздействия, измерения первичных характеристик, вычисления вторичных характеристик, селекции объектов по характеристикам, идентификации и классификации объектов воздействия, определения приоритетов объектов воздействия, оценки эффективности, формирования списка ТС по эффективности, распределения объектов между ТС, формирования целеуказаний ТС, пульты управления, устройства отображения информации, блок сравнения, устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и устройства управления техническим средством. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретения относятся к области управления техническими средствами (ТС) и могут быть использованы для расширения функциональных возможностей трехуровневого централизованного управления ТС различного назначения, например охраны, связи, разведки, защиты информации, радиоэлектронной борьбы, радиолокации и др.

В настоящее время известен способ управления параметрами объекта (Россия, патент №2173870, G05B 11/00, 2001 г.), заключающийся в том, что задают входной сигнал, пропорциональный номинальной величине выходного параметра, выделяют сигнал, пропорциональный величине выходного параметра, формируют сигнал ошибки, пропорциональный разности между входным и выделенным сигналами, устанавливают пороговые сигналы, определяющие значения положительной и отрицательной величины отклонения от номинальной величины выходного параметра, сравнивают сигнал ошибки с пороговыми сигналами, пропорциональными положительной и отрицательной величине отклонения от номинальной величины выходного параметра, и при сигнале ошибки меньше порогового сигнала, пропорционального отрицательной величине отклонения от номинальной величины выходного параметра, или больше порогового сигнала, пропорционального положительной величине отклонения от номинальной величины выходного параметра, управляют изменением параметров объекта в соответствии с входным сигналом, а при сигнале ошибки больше порогового сигнала, пропорционального отрицательной величине отклонения от номинальной величины выходного параметра, и меньше порогового сигнала, пропорционального положительной величине отклонения от номинальной величины выходного параметра, управляют изменением параметров объекта в соответствии с разностью между входным и выделенным сигналами таким образом, чтобы уменьшить сигнал ошибки.

В настоящее время известна адаптивная цифровая комбинированная система управления нестационарными технологическими объектами (Россия, патент №2211470, G05B 13/02, 2001 г.), содержащая элемент сравнения, на первый вход которого подается задание, а выход соединен с первым входом цифрового регулятора, выход которого подключен к первому входу сумматора, соединенного своим выходом с первым входом объекта управления, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения, компенсатор возмущения, на вход которого и на второй вход объекта управления подается текущее значение возмущения, а выход компенсатора возмущения соединен со вторым входом сумматора, блок текущей идентификации, блок текущей оптимизации, при этом на входы блока текущей идентификации поступают текущие значения сигнала с выхода цифрового регулятора и управляемой величины с выхода объекта управления, а его выход соединен с входами блока текущей оптимизации и блока коррекции, выход блока текущей оптимизации соединен со вторым входом цифрового регулятора, а выход блока коррекции - со вторым входом компенсатора возмущений.

Однако данные способ и система не позволяют обеспечить трехуровневое централизованное управление группами (подразделениями, комплексами) технических средств.

Известен также способ удаленного управления аппаратурой (Германия, заявка №4125839, G05B 15/00, 1993 г.), заключающийся в формировании на компьютеризированном пульте управления команд в виде управляющих сигналов и передачи их по линиям связи устройству приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов исполнительным механизмам аппаратуры.

Известна также система удаленного управления аппаратурой (Германия, заявка №4125839, G05B 15/00, 1993 г.), содержащая компьютеризированный пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов исполнительным механизмам аппаратуры.

Эти способ и система удаленного управления аппаратурой являются наиболее близкими по технической сущности к заявляемым изобретениям.

Основными недостатками этих как способа, так и системы является то, что они обеспечивают выполнение только части функций управления, заключающихся в формировании управляющих команд и передачи их исполнительным элементам, при этом они не обеспечивают трехуровневое централизованное управление группами технических средств из-за того, что не позволяют выполнять такие важные функции управления, как сбор, обработка, анализ данных о своих группах технических средств, об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия группами технических средств.

Эти недостатки снижают функциональные возможности трехуровневого централизованного управления группами технических средств при использовании известного технического решения как в качестве способа, так и в качестве системы трехуровневого централизованного управления группами технических средств различного назначения.

Задачей, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, является расширение функциональных возможностей способа и системы управления за счет обеспечения трехуровневого централизованного управления группами технических средств путем выполнения таких важных функций управления, как сбор, обработка, анализ данных о своих группах технических средств, об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия группами технических средств.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе управления, заключающемся в формировании на компьютеризированном пульте управления команд в виде управляющих сигналов, передачи их по линиям связи устройствам приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, новым является то, что предварительно последовательно на пункте управления (ПУ) третьего уровня формируют команду в виде управляющих сигналов на сбор данных о своих группах технических средств, объектах воздействия, и условиях обстановки и передают ее по линиям связи на пункты управления второго уровня, на пунктах управления второго уровня после получения этой команды формируют базу данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки, передают на ПУ третьего уровня данные о своих технических средствах, объектах воздействия и условиях обстановки, на ПУ третьего уровня собирают данные о состоянии своих групп технических средств, об объектах воздействия и условиях обстановки, формируют базу данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, анализируют данные о своих группах ТС, об объектах воздействия и условиях обстановки, ранжируют объекты воздействия, оценивают возможности своих групп ТС по осуществлению воздействия на объекты, распределяют проранжированные объекты воздействия между группами ТС в соответствии с их возможностями, формируют задания группам ТС для осуществления воздействия на выбранные объекты, передают на пункты управления второго уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия, на пунктах управления второго уровня принимают от ПУ третьего уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия, анализируют принятые данные путем их сравнения с ранее введенными в базу данных, при необходимости доопределяют данные об объектах воздействия, идентифицируют объекты воздействия, классифицируют объекты воздействия, определяют приоритеты объектов воздействия, формируют список объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их приоритетов, оценивают эффективность осуществления воздействия на внесенные в список приоритетные объекты воздействия штатными техническими средствами, формируют случайным образом список ТС, значения эффективности которых оказались достаточными для осуществления воздействия на объекты из сформированного списка, распределяют объекты для осуществления воздействия между ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и ТС из соответствующих сформированных списков, формируют целеуказания штатным техническим средствам для осуществления воздействия на выбранные объекты.

Поставленная задача решается также за счет того, что в известной системе управления, содержащей первый компьютеризированный пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, новым является то, что линии связи компьютерной сети выполнены в виде последовательно соединенных аппаратуры передачи данных третьего уровня, каналообразующей аппаратуры третьего уровня, линии связи с пунктами управления второго уровня, каналообразующей аппаратуры второго уровня, аппаратуры передачи данных второго уровня, линий связи с ПУ первого уровня, каналообразующей аппаратуры первого уровня и аппаратуры передачи данных первого уровня, а также то, что в нее введены блок определения первичных характеристик, первый вход которого соединен с четвертым выходом первого пульта управления, блок измерения первичных характеристик, первый вход которого соединен с выходом блока определения первичных характеристик, блок вычисления вторичных характеристик, первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения первичных характеристик, блок сравнения первичных характеристик, первый вход которого соединен с третьим выходом блока измерения первичных характеристик, первый выход - со вторым входом блока определения первичных характеристик, а второй выход - со вторым входом блока измерения первичных характеристик, удаленный блок измерения первичных характеристик, вход которого соединен с третьим выходом, а выход - с третьим входом каналообразующей аппаратуры второго уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных второго уровня, второй выход которой соединен с первым входом первого пульта управления, третий выход - со вторым входом блока вычисления вторичных характеристик, а третий вход - с первым выходом блока измерения первичных характеристик, блок селекции объектов по характеристикам, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления вторичных характеристик, устройство хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом первого пульта управления, второй выход - со вторым входом блока сравнения первичных характеристик, второй вход - с выходом, а третий выход - со вторым входом блока селекции объектов по характеристикам, первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом первого пульта управления, блок идентификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с шестым выходом, выход - с четвертым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а второй вход - с пятым выходом первого пульта управления, блок классификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с седьмым выходом первого пульта управления, второй вход - с восьмым выходом, а первый выход - с пятым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок определения приоритетов объектов воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации объектов воздействия, второй вход - с четвертым выходом, а первый выход - с шестым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки эффективности воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а второй вход - с пятым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок формирования списка ТС по эффективности, вход которого соединен с выходом блока оценки эффективности воздействия, а выход - со вторым входом блока распределения объектов воздействия между ТС, блок формирования целеуказаний ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, второй вход - с восьмым выходом, а выход - с третьим входом первого пульта управления, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен с шестым выходом первого пульта управления, второй вход - с седьмым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, которые совместно с первым пультом управления, каналообразующей аппаратурой второго уровня и аппаратурой передачи данных второго уровня образуют пункт управления второго уровня, количество которых определяется количеством групп технических средств, также введены устройство управления техническим средством, которое совместно с каналообразующей аппаратурой первого уровня, аппаратурой передачи данных первого уровня и устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов составляют пункт управления первого уровня, количество которых определяется количеством технических средств, и пункт управления третьего уровня, который составляют последовательно соединенные второй пульт управления, аппаратура передачи данных третьего уровня и каналообразующая аппаратура третьего уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных третьего уровня, второй выход которой соединен с первым входом второго пульта управления, устройство хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом второго пульта управления, второй блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом второго пульта управления, блок ранжирования объектов воздействия, вход которого соединен с четвертым выходом, а первый выход - со вторым входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки возможностей своих групп ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока ранжирования объектов воздействия, а второй вход - со вторым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между группами ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока ранжирования объектов воздействия, второй вход - с выходом блока оценки возможностей своих групп ТС, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, второе устройство отображения информации, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго пульта управления, второй вход - с третьим выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, блок формирования заданий группам ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, второй вход - с пятым выходом, а выход - с третьим входом второго пульта управления.

Перечисленные отличительные признаки заявляемых изобретений позволяют расширить функциональные возможности способа и системы управления за счет обеспечения трехуровневого централизованного управления группами технических средств путем выполнения таких важных функций управления, как сбор, обработка, анализ данных о своих группах технических средств, об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия группами технических средств.

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений не известны предлагаемые способ и система трехуровневого централизованного управления группами технических средств.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленные последовательность операций и построение системы приводят к расширению функциональных возможностей способа и система трехуровневого централизованного управления группами технических средств.

Предлагаемые технические решения промышленно применимы, так как основаны на компьютерной технике и средствах управления, широко использующихся в автоматизированных системах управления техническими средствами.

На фиг.1, 2 и 3 показана структурная схема системы трехуровневого централизованного управления группами технических средств, на которой цифрами обозначены:

1 - пункты управления первого уровня;

2 - пункты управления второго уровня;

3 - пункт управления третьего уровня;

4 - каналообразующая аппаратура третьего уровня;

5 - аппаратура передачи данных третьего уровня;

6 - устройство хранения базы данных своих групп технических средств, объектов воздействия и условий обстановки;

7 - второй блок сбора и анализа данных об объектах воздействия;

8 - блок ранжирования объектов воздействия;

9 - блок оценки возможностей своих групп технических средств;

10 - блок распределения объектов воздействия между группами технических средств;

11 - блок формирования заданий группам технических средств;

12 - второй пульт управления;

13 - второе устройство отображения информации;

14 - каналообразующая аппаратура второго уровня;

15 - аппаратура передачи данных второго уровня;

16 - блок классификации объектов воздействия;

17 - блок определения приоритетов объектов воздействия;

18 - блок оценки эффективности воздействия;

19 - блок формирования списка ТС по эффективности;

20 - блок распределения объектов воздействия между ТС;

21 - блок формирования целеуказаний ТС;

22 - первый пульт управления;

23 - первое устройство отображения информации;

24 - блок сравнения первичных характеристик;

25 - устройство хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки;

26 - блок идентификации объектов воздействия;

27 - первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия;

28 - блок определения первичных характеристик;

29 - блок измерения первичных характеристик;

30 - удаленный блок измерения первичных характеристик;

31 - блок вычисления вторичных характеристик;

32 - блок селекции объектов по характеристикам;

33 - каналообразующая аппаратура первого уровня;

34 - аппаратура передачи данных первого уровня;

35 - устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов;

36 - устройство управления техническим средством;

37 - линии связи с ПУ второго уровня;

38 - линии связи с ПУ первого уровня;

39 - линии компьтерной сети.

Система трехуровневого централизованного управления, которая реализует заявляемый способ управления, содержит пункт управления третьего уровня 3, который составляют последовательно соединенные второй пульт управления 12, аппаратура передачи данных третьего уровня 5 и каналообразующая аппаратура третьего уровня 4, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных третьего уровня 5, второй выход которой соединен с первым входом второго пульта управления 12, устройство хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, первый вход которого соединен со вторым выходом второго пульта управления 12, второй блок сбора и анализа данных об объектах воздействия 7, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом второго пульта управления 12, блок ранжирования объектов воздействия 8, вход которого соединен с четвертым выходом, а первый выход - со вторым входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, блок оценки возможностей своих групп ТС 9, первый вход которого соединен со вторым выходом блока ранжирования объектов воздействия 8, а второй вход - со вторым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, блок распределения объектов воздействия между группами ТС 10, первый вход которого соединен с третьим выходом блока ранжирования объектов воздействия 8, второй вход - с выходом блока оценки возможностей своих групп ТС 9, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, второе устройство отображения информации 13, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго пульта управления 12, второй вход - с третьим выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС 10, блок формирования заданий группам ТС 11, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС 10, второй вход - с пятым выходом, а выход - с третьим входом второго пульта управления 12, содержит пункты управления второго уровня 2l, количество которых определяется количеством групп ТС L и каждый из которых составляют последовательно соединенные первый пульт управления 22, аппаратура передачи данных второго уровня 15 и каналообразующая аппаратура второго уровня 14, блок определения первичных характеристик 28, первый вход которого соединен с четвертым выходом первого пульта управления 22, блок измерения первичных характеристик 29, первый вход которого соединен с выходом блока определения первичных характеристик 28, блок вычисления вторичных характеристик 31, первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения первичных характеристик 29, блок сравнения первичных характеристик 24, первый вход которого соединен с третьим выходом блока измерения первичных характеристик 29, первый выход - со вторым входом блока определения первичных характеристик 28, а второй выход - со вторым входом блока измерения первичных характеристик 29, удаленный блок измерения первичных характеристик 30, вход которого соединен с третьим выходом, а выход - с третьим входом каналообразующей аппаратуры второго уровня 14, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных второго уровня 15, второй выход которой соединен с первым входом первого пульта управления 22, третий выход - со вторым входом блока вычисления вторичных характеристик 31, а третий вход - с первым выходом блока измерения первичных характеристик 29, блок селекции объектов по характеристикам 32, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления вторичных характеристик 31, устройство хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25, первый вход которого соединен со вторым выходом первого пульта управления 22, второй выход - со вторым входом блока сравнения первичных характеристик 24, второй вход - с выходом, а третий выход - со вторым входом блока селекции объектов по характеристикам 32, первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия 27, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом первого пульта управления 22, блок идентификации объектов воздействия 26, первый вход которого соединен с шестым выходом, выход - с четвертым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, а второй вход - с пятым выходом первого пульта управления 22, блок классификации объектов воздействия 16, первый вход которого соединен с седьмым выходом первого пульта управления 22, второй вход - с восьмым выходом, а первый выход - с пятым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, блок определения приоритетов объектов воздействия 17, первый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации объектов воздействия 16, второй вход - с четвертым выходом, а первый выход - с шестым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, блок оценки эффективности воздействия 18, первый вход которого соединен со вторым выходом блока определения приоритетов объектов воздействия 17, а второй вход - с пятым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, блок распределения объектов воздействия между ТС 20, первый вход которого соединен с третьим выходом блока определения приоритетов объектов воздействия 17, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, блок формирования списка ТС по эффективности 19, вход которого соединен с выходом блока оценки эффективности воздействия 18, а выход - со вторым входом блока распределения объектов воздействия между ТС 20, блок формирования целеуказаний ТС 21, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между ТС 20, второй вход - с восьмым выходом, а выход - с третьим входом первого пульта управления 22, первое устройство отображения информации 23, первый вход которого соединен с шестым выходом первого пульта управления 22, второй вход - с седьмым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки 25, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между ТС 20, содержит пункты управления первого уровня 111, …, l1k, …, L1K, где верхний индекс соответствует номеру группы а нижний индекс - номеру в группе, количество которых определяется количеством групп технических средств L и количеством технических средств K в каждой группе и каждый из которых составляют последовательно соединенные каналообразующая аппаратура первого уровня 33, аппаратура передачи данных первого уровня 34, устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 35 и устройство управления техническим средством 36, а также содержит линии компьютерной сети 39, которые составляют последовательно соединенные аппаратура передачи данных третьего уровня 5, каналообразующая аппаратура третьего уровня 4, линии связи 37 с ПУ второго уровня, каналообразующая аппаратура второго уровня 14, аппаратура передачи данных второго уровня 15, линии связи 38 с ПУ первого уровня, каналообразующая аппаратура первого уровня 33 и аппаратура передачи данных первого уровня 34.

Заявляемый способ трехуровневого централизованного управления группами технических средств с помощью описанной системы управления осуществляется следующим образом.

Работа системы начинается с активации второго пульта управления 12 на пункте управления третьего уровня 3. С помощью второго пульта управления 12, который, как и другие нетиповые блоки, выполнен на основе персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением для осуществления предусмотренных функций управления, формируют команду в виде управляющих сигналов на сбор данных о своих группах технических средств, объектах воздействия и условиях обстановки и передают ее через аппаратуру передачи данных третьего уровня 5, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, линии связи с ПУ второго уровня 37, каналообразующую аппаратуру второго уровня 14 и аппаратуру передачи данных второго уровня 15 на первый вход первого пульта управления 22 пунктов управления второго уровня 2l.

На пунктах управления второго уровня 2l после получения этой команды формируют базу данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки, при этом с помощью первого пульта управления 22, вводят в устройство хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 необходимые для работы исходные данные: начало и конец участка диапазона работы блока определения первичных характеристик 28; определяемые по карте координаты (ХПУ, YПУ) пункта управления второго уровня и удаленного блока измерения первичных характеристик (ХУБ, YУБ), удаленного от пункта управления на расстояние, обеспечивающее необходимую точность измерения первичных характеристик; координаты вершин (угловых точек) зоны ответственности пункта управления второго уровня (X32N, Y32N), , где N - количество вершин многоугольника, ограничивающего зону; координаты вершин (угловых точек) участков, запрещенных для размещения объектов воздействия (соответствующих участкам местности (пространства), непригодным для размещения объектов воздействия) (XHUV, YHUV), , , где UH - количество непригодных участков, VHU - количество вершин многоугольника, ограничивающего U-й непригодный участок; номера и координаты ТС (XTCk, YTCk), где K - количество ТС в группе; их пропускную способность ρm; диапазоны работы; возможности воздействия Pm; виды воздействий Cm; известные координаты объектов воздействия и их характеристики.

С помощью первого пульта управления 22 передают сформированные данные о своих технических средствах, объектах воздействия и условиях обстановки через каналообразующую аппаратуру второго уровня 14, аппаратуру передачи данных второго уровня 15, линии связи с ПУ второго уровня 37, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4 и аппаратуру передачи данных третьего уровня 5 на первый вход второго пульта управления 12 пункта управления третьего уровня 3.

На ПУ третьего уровня 3 с помощью второго пульта управления 12 и второго блока сбора и анализа данных об объектах воздействия 7 собирают данные о состоянии своих групп технических средств, об объектах воздействия и условиях обстановки, анализируют собранные данные на их полноту и передают со второго выхода второго пульта управления 12 на первый вход устройства хранения базы данных своих групп технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 6. Также вводят в устройство хранения базы данных 6 необходимые для работы исходные данные: список запрещенных для воздействия объектов; координаты вершин (угловых точек) зоны ответственности системы управления ТС в целом (XЗ3n, YЗ3n), , где N - количество вершин многоугольника, ограничивающего зону; координаты вершин (угловых точек) зоны ответственности пунктов управления второго уровня (XЗ2n, YЗ2n), , где N - количество вершин многоугольника, ограничивающего зону; координаты вершин (угловых точек) зон размещения групп ТС (XГТСnl, YГТСnl), , где N - количество вершин многоугольника, ограничивающего зону, где L - количество групп ТС. Выдача проанализированных данных об объектах воздействия, а также координат полос зоны ответственности системы трехуровневого централизованного управления с четвертого выхода устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6 осуществляется на вход блока ранжирования объектов воздействия 8. Блок ранжирования объектов воздействия 8 сравнивает координаты объектов воздействия с координатами полос зоны ответственности системы управления и, в зависимости от полосы зоны, с координатами которой совпали координаты объектов воздействия, определяет их ранги и формирует список объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их рангов, который записывается в устройство хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6 на его второй вход и передается на первый вход блока оценки возможностей своих групп ТС 9 и на первый вход блока распределения объектов воздействия между группами ТС 10. На второй вход блока оценки возможностей своих групп ТС 9 поступают со второго выхода устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6 характеристики своих групп ТС, с учетом которых оценивают возможности своих групп ТС по осуществлению воздействия на проранжированные объекты воздействия.

Для реализации блока оценки возможностей своих групп ТС 9 используются программные (настраиваемые) многофункциональные средства, алгоритм работы которых определяется следующими математическими соотношениями.

Критерием возможности воздействия является выполнение энергетических условий воздействия на обнаруженные объекты, которые определяются как превышение уровня воздействия над пороговым уровнем в заданное число раз, называемое коэффициентом воздействия ( К В):

где К В - коэффициент воздействия (при определении достаточной эффективности принят К В=1,5);

Е П, Е В - соответственно, напряженности поля порогового сигнала и сигнала воздействия на входе объекта воздействия.

Напряженность поля сигнала воздействия ( Е В) на входе объекта воздействия определяется по формуле:

где Р р - мощность передатчика технического средства;

G p - коэффициент усиления антенны передатчика технического средства;

r - дистанция воздействия;

ν - множитель ослабления на трассе воздействия (дБ).

Полученные значения оценки возможностей своих групп ТС с выходла блока 9 поступают на второй вход блока распределения объектов воздействия между своими группами ТС 10.

Блок распределения объектов воздействия между своими группами ТС 10 распределяет объекты из проранжированного списка для осуществления воздействия между своими группами ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и своих групп ТС с учетом полученных оценок их возможностей. Соотнесенная в блоке распределения объектов воздействия между своими группами ТС 10 информация об объекте воздействия и номере своей группы ТС образует задание для этой группы ТС, которое с первого выхода блока 10 поступает на третий вход устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки 6, со второго выхода - на вход блока формирования заданий группам ТС 11, а с третьего выхода - для отображения на второе устройство отображения информации 13.

В заданный момент времени Т В3 или по команде с пятого выхода второго пульта управления 12 блок формирования заданий группам ТС 11 выдает со своего выхода сформированные задания группам ТС на третий вход второго пульта управления 12, который со своего первого выхода передает задания группам ТС в виде управляющих сигналов через аппаратуру передачи данных третьего уровня 5 и каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4 на пункты управления второго уровня 2l. На пунктах управления второго уровня 2l принимают от ПУ третьего уровня 3 данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия через каналообразующую аппаратуру второго уровня 14, аппаратуру передачи данных второго уровня 15 на первый вход первого пульта управления 22 и с его второго выхода передают эти данные в устройство хранения базы данных своих технических средств, обектов воздействия и условий обстановки 25.

По команде с третьего выхода первого пульта управления 22 первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия 27 считывает из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 через свой второй вход ранее введенные исходные данные, анализирует их на полноту и формирует сообщение, передаваемое с его выхода на второй вход первого пульта управления 22 о полноте или необходимости доопределения данных об объектах воздействия. На основе этого сообщения первый пульт управления 22 вырабатывает на своем четвертом выходе сигнал, разрешающий блоку определения первичных характеристик 28 перестройку в пределах рабочего диапазона. При попадании обнаруживаемых характеристик объектов воздействия в полосу рабочего диапазона блока определения первичных характеристик 28 производится измерение его первичных характеристик блоком измерения первичных характеристик 29. С его третьего выхода значения первичных характеристик поступают на вход блока сравнения первичных характеристик 24, в котором производится сравнение обнаруженных первичных характеристик с характеристиками запрещенных для воздействия объектов, считываемыми из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 с его второго выхода. Если характеристика обнаруженного объекта воздействия совпала (в пределах точности измерения) с характеристикой одного из запрещенных объектов, то с выхода блока сравнения первичных характеристик 24 на второй вход блока определения первичных характеристик 28 поступает команда на разрешение дальнейшей перестройки блока определения первичных характеристик 28. В противном случае на втором выходе блока сравнения первичных характеристик 24 появляется сигнал, разрешающий выдачу значения первичных характеристик с выходов блока измерения первичных характеристик 29 на третий вход аппаратуры передачи данных 15 и на вход блока вычисления вторичных характеристик 31. С помощью аппаратуры передачи данных 15 и каналообразующей аппаратуры 14 передают на удаленный блок измерения первичных характеристик 30 значения характеристик обнаруженного объекта воздействия. Удаленный блок измерения первичных характеристик 30 осуществляет настройку на характеристики обнаруженного объекта воздействия, удаленное измерение этих характеристик и передачу их значений по обратному каналу через каналообразующую аппаратуру 14 на вход аппаратуры передачи данных 15, с третьего выхода которой значения удаленного измерения первичных характеристик поступают на второй вход блока вычисления вторичных характеристик 31, который вычисляет вторичные характеристики обнаруженных объектов воздействия. Значения вторичных характеристик обнаруженных объектов воздействия с выхода блока вычисления вторичных характеристик 31 поступают на вход блока селекции объектов по характеристикам 32, в котором осуществляется их логический анализ с целью установления принадлежности объектов воздействия к зоне ответственности пункта управления второго уровня, значения координат угловых точек которой поступают на второй вход блока селекции объектов по характеристикам 32 из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 с его третьего выхода. Если в результате анализа получится, что объект воздействия не принадлежит зоне или его координаты попадают в один из запрещенных участков в пределах зоны, значения координат которых также считываются из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25, то на выходе блока селекции объектов по характеристикам 32 формируется признак, исключающий дальнейшую обработку характеристик обнаруженного объекта воздействия. В противном случае, то есть когда координаты обнаруженного объекта воздействия принадлежат зоне и не принадлежат запрещенным участкам в пределах зоны, такой признак не формируется. С выхода блока селекции объектов по характеристикам 32 значения характеристик объектов воздействия передаются для записи в устройство хранения базы данных 25 на его второй вход.

По окончании заданного интервала времени ΔT функционирования ПУ второго уровня 2l в этом режиме, или после обнаружения и доопределения данных обо всех требуемых объектах или по команде оператора, поступающей с пятого выхода первого пульта управления 22 на второй вход блока идентификации объектов воздействия 26, осуществляется считывание блоком идентификации объектов воздействия 26 информации о значениях характеристик обнаруженных объектов воздействия из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25. Одновременно на первый вход блока идентификации объектов воздействия 26 поступают данные о границах полос зоны ответственности пункта управления второго уровня, которые считываются из устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 с его шестого выхода. В блоке идентификации объектов воздействия 26 определяют признак оперативного назначения объектов воздействия, который формируется на основе совпадения координат объектов воздействия с координатами полос зоны ответственности пункта управления второго уровня, и формируют формуляры объектов воздействия. Сформированный формуляр объекта воздействия, содержащий признак оперативного назначения, с выхода блока идентификации объектов воздействия 26 поступает на четвертый вход устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25. При необходимости результаты идентификации объектов воздействия по команде первого пульта управления 22 могут быть выданы с седьмого выхода устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 на второй вход первого устройства отображения информации 23 для их анализа и уточнения оператором пункта управления второго уровня. Значения уточненных данных записываются с первого пульта управления 22 в устройство хранения базы данных 25. При начале осуществления воздействия по обнаруженным объектам активизируется блок классификации объектов воздействия 16, который последовательно считывает формуляры объектов воздействия на свой второй вход с восьмого выхода устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 и осуществляет классификацию объектов воздействия с учетом их координат на местности (в пространстве), дистанций между ними и их оперативного назначения. Выдача значений расклассифицированных объектов воздействия с выхода блока классификации объектов воздействия 16 осуществляется на вход блока определения приоритетов объектов воздействия 17 и в устройство хранения базы данных 25 на его пятый вход. В блоке определения приоритетов объектов воздействия 17 осуществляется сравнение координат объектов воздействия с координатами полос зоны ответственности пункта управления второго уровня, значения которых считываются с четвертого выхода устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25, и, в зависимости от полосы зоны, с координатами которой совпали координаты объектов воздействия, производится определение их приоритетов и формирование списка объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их приоритетов, который записывается в устройство хранения базы данных 25 на его шестой вход и передается на вход блока оценки эффективности воздействия 18 и на вход блока распределения объектов воздействия между ТС 20. На второй вход блока оценки эффективности воздействия 18 поступают с пятого выхода устройства хранения базы данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки 25 значения характеристик своих технических средств, с учетом которых производится оценка эффективности воздействия на каждый объект воздействия каждым ТС. Для реализации блока оценки эффективности воздействия 18 используются программируемые (настраиваемые) многофункциональные средства, алгоритм работы которых может определяться, например, аналогично алгоритму работы блока 9 математическими соотношениями (1) и (2).

Полученные значения эффективности воздействия с выхода блока оценки эффективности воздействия 18 поступают на вход блока формирования списка ТС по эффективности 19, в котором производится формирование случайным образом списка ТС, значения эффективности воздействия которых оказались достаточными для осуществления воздействия на объекты из сформированного приоритетного списка. Сформированный список ТС по эффективности воздействия с выхода блока формирования списка ТС по эффективности 19 поступает на второй вход блока распределения объектов воздействия между ТС 20. В блоке распределения объектов воздействия между ТС 20 производится распределение объектов для воздействия между ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и ТС из соответствующих списков. Совмещенная в блока распределения объектов воздействия между средствами ТС 20 информация об объекте воздействия и номере ТС образует задание для технического средства, которое с выходов блока 20 поступает в устройство хранения базы данных 25, на вход блока формирования целеуказаний ТС 21 и для отображения в устройство отображения информации 23.

В заданный момент времени Т В2 или по команде с восьмого выхода первого пульта управления 22 блок формирования целеуказаний ТС 21 выдает со своего выхода сформированные целеуказания на третий вход пульта управления 22, который со своего первого выхода передает целеуказания в виде управляющих сигналов через аппаратуру передачи данных 15, каналообразующую аппаратуру 14, линии связи с ПУ первого уровня 38, каналообразующую аппаратуру первого уровня 33 и аппаратуру передачи данных первого уровня 34 на вход устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 35, с выхода которого значения управляющих сигналов передаются на устройство управления техническим средством 36 соответствующего ПУ первого уровняв l 1 k.

Таким образом, как следует из описания реализации способа и работы системы трехуровневого централизованного управления группами технических средств, достигается решение поставленной задачи, а именно расширение функциональных возможностей способа и системы управления за счет обеспечения трехуровневого централизованного управления группами технических средств путем выполнения таких важных функций управления, как сбор, обработка, анализ данных о своих группах технических средств, об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия группами технических средств.

1. Способ трехуровневого централизованного управления, заключающийся в формировании на компьютеризированном пульте управления команд в виде управляющих сигналов и передаче их по линиям связи устройствам приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, отличающийся тем, что предварительно последовательно на пункте управления (ПУ) третьего уровня формируют команду в виде управляющих сигналов на сбор данных о своих группах технических средств (ТС), объектах воздействия и условиях обстановки и передают ее по линиям связи на пункты управления второго уровня, на пунктах управления второго уровня после получения этой команды формируют базу данных своих технических средств, объектов воздействия и условий обстановки, передают на ПУ третьего уровня данные о своих технических средствах, объектах воздействия и условиях обстановки, на ПУ третьего уровня собирают данные о состоянии своих групп технических средств, об объектах воздействия и условиях обстановки, формируют базу данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, анализируют данные о своих группах ТС, об объектах воздействия и условиях обстановки, ранжируют объекты воздействия, оценивают возможности своих групп ТС по осуществлению воздействия на объекты, распределяют проранжированные объекты воздействия между группами ТС в соответствии с их возможностями, формируют задания группам ТС для осуществления воздействия на выбранные объекты, передают на пункты управления второго уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия, на пунктах управления второго уровня принимают от ПУ третьего уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия, анализируют принятые данные путем их сравнения с ранее введенными в базу данных, при необходимости доопределяют данные об объектах воздействия, идентифицируют объекты воздействия, классифицируют объекты воздействия, определяют приоритеты объектов воздействия, формируют список объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их приоритетов, оценивают эффективность осуществления воздействия на внесенные в список приоритетные объекты воздействия штатными техническими средствами, формируют случайным образом список ТС, значения эффективности которых оказались достаточными для осуществления воздействия на объекты из сформированного списка, распределяют объекты для осуществления воздействия между ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и ТС из соответствующих сформированных списков, формируют целеуказания штатным техническим средствам для осуществления воздействия на выбранные объекты.

2. Система трехуровневого централизованного управления, содержащая первый компьютеризированный пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, отличающаяся тем, что линии компьютерной сети выполнены в виде последовательно соединенных аппаратуры передачи данных третьего уровня, каналообразующей аппаратуры третьего уровня, линии связи с пунктами управления (ПУ) второго уровня, каналообразующей аппаратуры второго уровня, аппаратуры передачи данных второго уровня, линий связи с ПУ первого уровня, каналообразующей аппаратуры первого уровня и аппаратуры передачи данных первого уровня, а также тем, что в нее введены блок определения первичных характеристик, первый вход которого соединен с четвертым выходом первого пульта управления, блок измерения первичных характеристик, первый вход которого соединен с выходом блока определения первичных характеристик, блок вычисления вторичных характеристик, первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения первичных характеристик, блок сравнения первичных характеристик, первый вход которого соединен с третьим выходом блока измерения первичных характеристик, первый выход - со вторым входом блока определения первичных характеристик, а второй выход - со вторым входом блока измерения первичных характеристик, удаленный блок измерения первичных характеристик, вход которого соединен с третьим выходом, а выход - с третьим входом каналообразующей аппаратуры второго уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных второго уровня, второй выход которой соединен с первым входом первого пульта управления, третий выход - со вторым входом блока вычисления вторичных характеристик, а третий вход - с первым выходом блока измерения первичных характеристик, блок селекции объектов по характеристикам, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления вторичных характеристик, устройство хранения базы данных своих технических средств (ТС), объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом первого пульта управления, второй выход - со вторым входом блока сравнения первичных характеристик, второй вход - с выходом, а третий выход - со вторым входом блока селекции объектов по характеристикам, первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом первого пульта управления, блок идентификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с шестым выходом, выход - с четвертым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а второй вход - с пятым выходом первого пульта управления, блок классификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с седьмым выходом первого пульта управления, второй вход - с восьмым выходом, а первый выход - с пятым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок определения приоритетов объектов воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации объектов воздействия, второй вход - с четвертым выходом, а первый выход - с шестым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки эффективности воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а второй вход - с пятым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок формирования списка ТС по эффективности, вход которого соединен с выходом блока оценки эффективности воздействия, а выход - со вторым входом блока распределения объектов воздействия между ТС, блок формирования целеуказаний ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, второй вход - с восьмым выходом, а выход - с третьим входом первого пульта управления, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен с шестым выходом первого пульта управления, второй вход - с седьмым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, которые совместно с первым пультом управления, каналообразующей аппаратурой второго уровня и аппаратурой передачи данных второго уровня образуют пункт управления второго уровня, количество которых определяется количеством групп технических средств, также введены устройство управления техническим средством, которое совместно с каналообразующей аппаратурой первого уровня, аппаратурой передачи данных первого уровня и устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов составляют пункт управления первого уровня, количество которых определяется количеством технических средств, и пункт управления третьего уровня, который составляют последовательно соединенные второй пульт управления, аппаратура передачи данных третьего уровня и каналообразующая аппаратура третьего уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных третьего уровня, второй выход которой соединен с первым входом второго пульта управления, устройство хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом второго пульта управления, второй блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом второго пульта управления, блок ранжирования объектов воздействия, вход которого соединен с четвертым выходом, а первый выход - со вторым входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки возможностей своих групп ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока ранжирования объектов воздействия, а второй вход - со вторым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между группами ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока ранжирования объектов воздействия, второй вход - с выходом блока оценки возможностей своих групп ТС, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, второе устройство отображения информации, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго пульта управления, второй вход - с третьим выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, блок формирования заданий группам ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, второй вход - с пятым выходом, а выход - с третьим входом второго пульта управления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области приборостроения, может быть использовано для дистанционного управления движением группы наземных, надводных, воздушных объектов. .

Изобретение относится к области ремонта сложных технических систем. .

Изобретение относится к области автоматизированного управления на объектах различного назначения. .

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано для создания высокоточных систем автоматического управления движением этих объектов по заданным пространственным траекториям.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для беспроводного управления движением группы наземных, надводных, воздушных объектов. .

Изобретение относится к системам регулирования потребления электроэнергии. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите и управлению сетью электропередачи 0,4 кВ. .

Изобретение относится к области управления техническими средствами и может быть использовано для расширения функциональных возможностей трехуровневого управления техническими средствами (ТС) различного назначения

Изобретение относится к области вычислительной техники, а именно к автоматизированным системам управления энергоблоками атомных электростанций, функциональным элементам таких систем, контроля и безопасности их работы

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к техническим средствам обучения

Изобретение относится к области автоматического управления динамическими объектами и может быть использовано при автоматическом управлении многозвенными манипуляторами, устанавливаемыми на подводных аппаратах (ПА)

Изобретение относится к вычислительной технике

Наверх