CC BY
58
некоторое количество информации с допустимой точностью. Объем потока достоверной информации характеризуется информационной разрешающей способностью системы. Следует отметить, что длительность процесса анализа биожидкостей соизмеряется с допустимыми сроками принятия медицинских решений, которые можно считать априорной информацией, предоставление которой — задача для медицинских работников.
Следовательно, как показано выше, предложенный подход к моделированию структуры показателя приоритетного аспекта эффективности может быть распространен на процесс формирования вида любого слагаемого обобщенного показателя эффективности ИИС. При этом анализ и формализацию специфики диагностических систем можно рассматривать как один из методологических принципов аттестации и синтеза современных лабораторных ИИС.
Литература: 1. Вопросы синтеза биотехнических измерительно-вычислительных систем / Под ред. В. А. Викторова. Л.: Изд-во ЛЭТИ, 1988. 111 с. 2. Мусийченко В.А., Мусте-цов Н.П. Вычислительный метод обработки корреляции между симптомами в медицинских базах знаний // Сборник докладов 2-й Международной конференции "Радиоэлектроника в медицинской диагностике: оценка функций и состояния организма". 23-26 сентября 1997. 224 с.
3. Лабораторные методы исследования в клинике: Справочник/ Под ред. В.В. Меньшикова М.: Медицина, 1987. 368 с.
Поступила в редколлегию 30.05.98
Рецензент: д-р техн. наук, проф. Мартыненко А.В.
Козина Ольга Андреевна, научный сотрудник кафедры БМЭ ХТУРЭ. Научные интересы: эффективность лабораторных измерительно-информационных систем, применяющих компьютерные технологии. Адрес: 310726, Украина, Харьков, пр. Ленина, 14, тел. (0572) 40-93-64, 32-00-82.
УДК 50.53.17
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ОТ АВАРИЙНЫХ РАДИОБУЕВ КОСПАС-САРСАТ
КРАСНОДУБЕЦ Л.А.
Предложена автоматизированная система управления процессами проверки технического состояния и программирования аварийных морских радиобуев моделей “КОСПАС-АРБ-М”, “МУССОН-501” и “АФАЛИНА” Международной спутниковой системы КОСПАС-САРСАТ.
Аварийные радиобуи (АРБ) системы КОСПАС-САРСАТ устанавливают на борту судов всех типов; предназначены они для автоматической передачи через спутниковый канал связи сообщения о бедствии в Международные координационно-вычислительные центры (МКВ).
В настоящее время все АРБ, установленные на судах, плавающих под флагом Украины, имеют код страны 273 (Россия) и зарегистрированы в базе данных МКВЦ КОСПАС (г. Москва). Вместе с тем Украине, как морской державе, имеющей зону ответственности в обеспечении безопасности мореплавания на Черном море, выделен код страны - 272. Поэтому в целях повышения эффективности системы КОСПАС-САРСАТ, а также во исполнение резолюции А.695 (17) Международной Морской Организации (IMO) о применении с 01.02.99 г. единого метода присвоения идентификационного кода аварийным радиобуям, в ближайшем будущем планируется перекодировка всего парка украинских АРБ. В этой связи ставится актуальная задача автоматизации процессов программирования АРБ.
Функциональное назначение АРБ предусматривает постоянную готовность к безотказному перево -ду его в рабочее состояние в случае бедствия. По этой причине Морской Регистр Судоходства требует проводить ежегодные проверки технического состояния
и работоспособности всех АРБ, установленных на судах. Для проверки АРБ концерном “Муссон” в свое время была разработана контрольно-измерительная аппаратура “КОСПАС” (КИА-К), оснащённая стрелочными и устаревшими цифровыми индикаторами. На сегодняшний день КИА-К не отвечает требованиям резолюции А.764(18) IMO в части обслуживания, проверки и ведения баз данных АРБ. Поэтому разработка эффективных средств для проверки и учета АРБ является актуальной задачей.
Предлагаемая автоматизированная система управления процессами обработки данных от АРБ решает следующие основные задачи: измерение излучаемой мощности бортовых радиопередатчиков, работающих на частотах 406,025МГц и 121,5МГц; измерение временных параметров радиопосылки АРБ; выделение информационных параметров из радиопосылки; индикация на экране видеомонитора в реальном времени результатов обработки данных и измерений; автоматическое занесение в базу данных основных результатов проверки; автоматическая генерация двоичного кода, определяющего информационное содержание радиопосылки АРБ, по заданным исходным параметрам; автоматическое формирование файла, содержащего код радиопосылки и предназначенного для программатора ПЗУ; автоматическое программирование ПЗУ; автоматическое формирование выходных текстовых документов; создание и удаление баз данных с однотипной структурой, а также сопровождение нескольких баз данных и обработка их содержимого; управление всеми режимами работы системы манипулятором типа “мышь” с помощью многооконного интерфейса с системой вложенных меню и подсказок.
Структурная схема системы изображена на рисунке.
Аппаратура КИА-К/М представляет собой усовершенствованный вариант прибора КИА-К [1], который оснащен микрокомпьютерной системой на базе однокристальной ЭВМ и последовательным интерфейсом RS-232C для обеспечения связи с ПЭВМ.
КИА-К/М выполняет следующие функции: прием и детектирование радиосигналов от АРБ; предварительная обработка и представление данных, составляющих информационный кадр, в шестнадцатиричном формате; измерение уровня излучаемой
62
РИ, 1998, № 2
мощности (по стрелочному индикатору) основного радиопередатчика спутниковой связи, работающего на частоте 406,025 МГц; измерение уровня излучаемой мощности (по стрелочному индикатору) радиопередатчика приводного радиомаяка, работающего на частоте 121,5 МГц; измерение длительности радиопосылок, излучаемых АРБ; измерение длительности смодулированной несущей в составе радиосигнала от АРБ; измерение скорости передачи данных; передача информационного кадра АРБ и результатов измерений через последовательный интерфейс КБ-232с в ПЭВМ.
Структура системы
Подсистема обработки данных о результатах измерений выполняет следующие функции: прием данных от аппаратуры КИА-К/М через последовательный интерфейс RS-232^ полная расшифровка информационного кадра АРБ (идентификационный код АРБ, флаг и тип протокола, код страны, гексадецимальный номер АРБ, код коррекции ошибок Боуз-Чоудхари -Хоквенгейма); расчет кода коррекции ошибок для защищенного поля информационного кадра и сравнение его со значением защитного кода, содержащегося в посылке АРБ; расчет периода следования радиопосылок; расчет интерполированных значений уровней мощности, излучаемой радиопередатчиками АРБ по дискретной выборке, переданной от аппаратуры КИА-К/М; индикация на экране видеомонитора при помощи системы окон в реальном масштабе времени измеренных и рассчитанных параметров, характеризующих техническое состояние проверяемого АРБ; автоматическая запись (по команде оператора) текущих результатов проверки АРБ в одну из локальных (по выбору) баз данных; управление режимами обработки данных с помощью “экранных” активных кнопок.
Подсистема документирования результатов про -верки АРБ позволяет по команде оператора выводить в текстовый файл или на принтер акт текущей проверки технического состояния АРБ или справку с результатами последней проверки, взятыми из базы данных. В рамках этой подсистемы имеются также режимы формирования отчета о проведенных проверках и составления плана предстоящих работ по ежегодной проверке АРБ на заданный период.
Подсистема программирования АРБ предназначена для формирования и записи в ПЗУ АРБ двоичного кода содержимого радиопосылки, а также вывода протокола программирования, содержащего полное описание структуры данных информационной посылки. Исходные данные задаются оператором в специальном окне, а код результата выводится в текстовый файл, который является входным для устройства программирования, подключаемого к ПЭВМ при помощи параллельного интерфейса.
Важной особенностью системы является наличие в ее составе программного интерфейса, обеспечивающего связь с коммуникационной сетью Internet. Это дает возможность оперативно (сразу после про -верки или перепрограммирования АРБ) передавать файлы с локальными базами данных в адрес регионального МКВЦ для пополнения и обновления его основной базы данных.
АРБ, предназначенный для проверки, подключают к аппаратуре КИА-К/М при помощи антенной насадки или коаксиального кабеля, подсоединяемого к антенному разъему, и переводят в рабочее состояние. Радиопосылки от АРБ улавливаются приемником и преобразуются в информационный кадр, представленный в шестнадцатиричном формате. К информационному кадру, полученному от АРБ, микрокомпьютерная система аппаратуры КИА-К/М добавляет выборки дискретных значений измеренных мощностей обоих передатчиков радиобуя, значения временных параметров радиопосылки, а также значения служебных флагов. Сформированный таким образом набор данных передается через последовательный интерфейс в ПЭВМ, где производится их вторичная обработка в целях удобного представления результатов проверки на экране видеомонитора, а также для последующей автоматической передачи и записи их в одну из локальных баз данных.
Управление всеми процессами, связанными с обработкой данных от АРБ, осуществляется оператором системы с помощью средств управления базами данных.
Программное обеспечение системы состоит из пакета прикладных программ (ППП), выполняющих прием и первичную обработку данных, поступающих от КИА-К/М, интегрированного с банком данных, а также модуля связи с коммуникационной сетью Internet. ППП разработан с использованием системы программирования BORLAND C++ и вызывается из главного меню банка данных. Банк данных построен средствами СУБД FoxPro 2.6 в виде exe - файла и может работать в операционной среде MS DOS или под управлением Windows 95.
Программное обеспечение подсистемы связи с региональным МКВЦ через сеть Internet написано на алгоритмическом языке Java v. 1 и оформлено в виде приложения, запускаемого из главной программы.
РИ, 1998, № 2
63
Структура его такова, что обеспечивает замену файлов рабочих баз и exe-файлов пакета прикладных программ ввода и обработки данных без перекомпиляции главной программы. Это позволяет пополнять базы данных с помощью файлов, переданных по сети Internet.
Методическое обеспечение системы представлено следующими документами:
— “ Положение о порядке проверки технического состояния и работоспособности морских аварийных радиобуев, работающих на частоте 406,025 МГц (АРБ-406) Международной спутниковой системы КОСПАС-САРСАТ”;
— “Автоматизированная система управления процессами обработки данных от АРБ-406. Руководство оператора”.
В настоящее время идет подготовка к внедрению первой очереди разработанной системы. В ходе предполагаемых работ в крупных портах Украины будут
созданы локальные центры по обслуживанию и сопровождению АРБ, построенные на основе разработанной системы в виде “Автоматизированного рабочего места оператора по обслуживанию АРБ-406”, которое уже сертифицировано Морским Регистром судоходства.
Литература: 1. Краснодубец Л.А., Новикова Ю.Л. Информационное обеспечение автоматизированной системы контроля состояния морских аварийных радиобуев “КОСПАС”// Сб. науч. тр. / Севастоп. гос. техн. ун-т. 1996. Вып.1. С. 121-124.
Поступила в редколлегию 22.07.98
Рецензент: д-р техн. наук Гайский В.А.
Краснодубец Леонид Андреевич, канд. техн. наук, доцент департамента технической кибернетики Севастопольского государственного технического университета. Адрес: 335000, Украина, Севастополь, ул. Ленина, 40, кв. 16, тел. 23-50-14, 52-09-42 (д).
УДК 519.6
УЛУЧШЕННЫЕ АЛГОРИТМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ
ГРИЦЮК в. и.
Представлены алгоритмы для оценки переменного во времени параметрического вектора, которые в определенных случаях включают коррекцию полученных значений оценки. Необходимые поправки вводятся таким образом, чтобы сохранялись первоначальные свойства сходимости алгоритма оценки. Вычислительное воплощение алгоритмов коррекции основывается на численно устойчивых алгоритмах факторизации и орто-гонализации.
Исследуем проблему включения априорных данных процесса относительно области пребывания переменного во времени вектора параметров или некоторых его элементов в алгоритм оценки методом наименьших квадратов (МНК).Улучшенные подобным образом алгоритмы оценок применяются в
робастном адаптивном управлении [1,2].
Априорное знание о процессе, что переменный во времени параметрический вектор 0 k при любых k
находится в допустимой области ?, может быть доступным и для адаптивного регулятора, если оно учитывается во время оценки параметров.
Под процессом оценки параметров подразумевается собственная оценка переменных во времени параметров с помощью подходящего для этого алгоритма [3] плюс необходимая в определенных случаях коррекция полученных значений оценки. Для сохранения глобальной сходимости первоначального алгоритма оценки методом НК можно свести определение поправки к решению задачи минимизации с учетом дополнительных условий.
В основе решения лежит следующая взаимосвязь, известная из теории выпуклых множеств. Между
До £ г (Г<^ Rm -выпуклое замкнутое множество в
m-мерном евклидовом пространстве Rm; Д1 є Г —
64
точка с минимальным расстоянием от Д 0 ) и каждым Дє Г существует соотношение
(Д-ДГ )Т(Д-ДГ) ^ (Д-До )т(Д-До). (!)
Связь между квадратом использованной в (1) евклидовой и использованной в соотношении
(0k -0?)TPk-1(0k-0?)^(0k AAk-A-0k)• (2)
являющемся достаточным условием сходимости, эллиптической векторной нормой ( 0? є ?) осуще-
ствляется через линейное отображение Rm на себя. Предполагается выпуклость ?:
Д = P-1/2 0
Pk/2PkT/2 = Pk = PkT ^ о, (3)
причем Р^2 представляет не обязательно симметрич-
ный корень из Pk є R m m . Теперь можно определить граничную точку ДГ с минимальным расстоянием от
Д k и с помощью обратного преобразования получить
искомое 0? со свойством (2). Данная идея в этой связи впервые была рассмотрена в [1]. Она используется ниже, когда ? описывает полиэдральную область
?={0є Rm : aT 0 > bj, j = 1,...n }, (4)
Pk имеется в UDUT разложении и для алгоритмов коррекции в целях увеличения точности применяются развиваемые устойчивые алгоритмы факторизации и ортогонализации.
Применение обратного к (3) отображения
0 = Pk/2 Д на (4) дает
Г = {Д є Rm : aTPk/2Д> bj, j = 1,...n}. (5)
Экстремальная точка Д £ минимизирует расстоя-
ние
ДГ
Д,
причем действующие в точке ДГ
РИ, 1998, № 2
