CC BY
28
С целью исключения элементов амплитудного радиолокационного изображения, пространственно соответствующих ОРС, и получения характерных поляризационных отношений в сигналах целей как дополнительного материала для анализа в системах распознавания предлагается включить в работу штатной РЛС дополнительный канал (ДК), реализующий описанный выше поляризационно-разностный метод через систему согласования каналов в соответствии со схемой (рис. 1):
Система согласования каналов, работающая на основе информации, поставщиками которой являются бортовые информационные системы (блок 6), служит для расчета момента включения дополнительного канала и определения участков изображения, к которым целесообразно применить совместную обработку изображений. Переменные коэффициенты, входящие в состав алгоритмов принятия решения по управлению совместной работой, формируются на основе данных базы эталонов (блок 11), в которой прописано соответствие входной информации (блок 6) режимам совместной работы дополнительного канала и штатной БРЛС и правила формирования изображения в блоке 8.
Устройство формирования поляризационно-разностного изображения (блок 10) работает в двух режимах: получение разностного изображения Р2(х, у) и формирование «нулей» в области отражений от ОРС Р3 (х, у) . Элементы Р3 (х,у) = 0 , при выполнении условия (3), в противном случае Р3 (х, у) = 1,
(и > итт) • (и > итт)
уи гп — и гп > уи вп — и вп >
(и * < и *пор), (3)
где игп, иВП - амплитуды сигналов, принятых по горизонтальному и вертикальному каналам
[ IРНСИА--■псрсгиготцн^т
Т|1Л КI
Ч)
Оегчча обработки [¡алиситоиаггиогпп.п:
~И1 11 11">1 ■
приемного устройства; иГП, итП - минимально возможные амплитуды сигналов, соответствующих ОРС; и *пор - максимальная анизотропность сигналов, соответствующих ОРС.
В блоке 8 происходит согласование систем координат РЛИ БРЛС и РЛИ ДК и формирование изображения Р4(х, у) . Элементы изображения
Р4(х,у)=Р(х,у), при Рз(х, у) = 1. Р4(х, у) = 0 , при Р3(х, у) = 0 . Р4(х, у) передается потребителю (блок 5) в случае, если в системе согласования, исходя из условий наблюдения, принимается решение о переводе состояния коммутатора (блок 4) в положение, обеспечивающее передачу РЛИ через блок 8. Так происходит устранение влияния мешающих отражений от ОРС.
Изображение, содержащее поляризационные распределения отражений на участке наблюдения, в блоке 10 преобразуется в изображение Р2(х,у) - совокупность отметок целей, полученных при сравнении сигналов с эталонами. После согласования координат в блоке 8, Р2 (х, у) передается без преобразований потребителю (блок 5), где используется для поляризационного «подкрашивания» РЛИ.
Таким образом, в статье разработан поля-ризационно-разностный метод, основанный на использовании информативного параметра, величина которого зависит от разности ортогонально-поляризованных компонентов принимаемых сигналов, что позволяет выявить различия в преобразовании поляризационного состояния падающей волны объемно-распределенными средами и некоторыми надводными объектами. Данный метод предлагается использовать в работе дополнительного ка-
Снитсиа ^к:рм иром н ия КЧИ (I' (я .у)}
Уитргм ¡иткк
ПДДЦКЗЯ1ЖИ II
рсп1с_|1яг"[т
РПГТС I
'.о; Инфоршац
СИС1¥Ы1л.
Л. А
Ь_к:\ь: тшаи'Л-иш ишхалил рнич;;! мчрнмотрия Е.илшчеция доп. Цриши,
1'ис: сма шгмтлсовршнн клнткш
Уяснена форч^ктания РЛИ [ и^л.'-ь; ичжчил
НО ЯИЛЛЫ.Ч ЛОН.
6-У
I ](П:|рЦЩ|ЦЧ(5ННОУ разлепитгльпос присче-псрсдающсс
№
система ->■ формировали*!
кш налов
03)
УЛ^юйсгт но форчиро 1а1ги!г гголиризм 1(ТОТПТО-р1\ я wni.il ичобр&нЁшш в нО&рднлагяИЛ
БРЛС акхц>'))
Рис. 1. Организация работы дополнительного канала и штатной РЛС
нала, когда мешающие отражения не позволяют эффективно использовать амплитудные, фазовые или частотные методы селекции.
Библиографический список
1. Винокуров В.И. Морская радиолокация / под ред. В.И. Винокурова. - Л.: Судостроение, 1986.
2. Ширман Я.Д. Теория и техника обработки радиолокационной информации на фоне помех / Я.Д. Ширман, В.Н. Манжос. - М.: Радио и связь, 1981.
3. Козлов А. И. Некоторые свойства ковариационной матрицы рассеяния / А.И. Козлов, Ю.М. Демидов // Радиотехника и электроника. - 1976. - Т. 21. - № 11.
4. Козлов А.И. Поляризация сигналов в сложных транспортных радиоэлектронных комплексах / А.И. Козлов, В.А. Сарычев. - СПб.: Хронограф, 1994.
5. Белкин К.А. Поляризационно-разностный метод борьбы с пассивными помехами в зоне самообороны корабля / К.А. Белкин, В.Т. Филатов // материалы 15 Всероссийской научно-технической конференции. - Иркутск: ИВВАИУ, 2007.
6. Справочник по радиолокации: в 4-х т.; пер. с англ. / под. ред. М. Сколника. -М.: Сов. радио, 1976. -Т.1 - 456 с.
УДК 621.391.1.037.37
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕОРИИ ТЕЛЕТРАФИКА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ИИС «КУМИР-ТЕПЛОКОМ»
Р. А. Белоусов1
Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Представленная математическая модель ИИС «КУМИр-ТеплоКом» оценивается методами теории телетрафика. Показано, что функция распределения для потока обработки заявок имеет экспотенци-альный характер. Ключевые слова: теория телетрафика, математическая модель, коммерческий учет тепла, телеметрическая система массового обслуживания. Ил. 2. Библиогр. 3 назв.
APPLICATION OF THE THEORY OF TELETRAFFIC FOR MATHEMATICAL MODELING OF THE INFORMATION-MEASURING SYSTEM "KUMIR-TEPLOCOM"
Belousov R.A.
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074
The author estimates a mathematical model of the information-measuring system "KUMIr-TeploCom" by methods of a teletraffic theory. It is demonstrated that a distribution function for the flow of application processing has an expotential character. Key words: a theory of teletraffic, a mathematical model, a commercial accounting of heat, a telemeter system of mass servicing. 2 figures. 3 sources.
Автоматизация коммерческого учета тепла - одна из наиболее насущных проблем энергосберегающих предприятий России. Это связано с резким увеличением числа приборов учета тепла. Идея внедрения подомового учета в ЖКХ потребовала установки и обслуживания очень большого числа приборов учета в рамках бил-лингового и технического контроля. При количестве приборов учета несколько сотен и даже тысяч - это непростая задача. Очевидное решение проблемы - применение различных систем автоматизации. Стандартный подход на основе
SCADA-систем с контролем параметров в реальном времени здесь не подходит, так как очень сложно одновременно отобразить состояние нескольких тысяч узлов в системе, а диспетчеру сложно их проконтролировать, выявить ошибки и определить приоритетность их устранения. Однако, собрав и обработав статистическую информацию, мы получим гораздо более полную картину состояния узла учета за произвольный промежуток времени. Таким образом, автоматизация учета тепла в ЖКХ сводится не к диспетчеризации, а к автоматизации сбора и
1
Белоусов Роман Анатольевич, аспирант кафедры радиоэлектроники и телекоммуникационных систем, тел.: 8-914-8-78-40-73, e-mail: fmm1@rambler.ru
Belousov Roman Anatoljevich, a postgraduate of the Chair of Radioelectronics and Telecommunication Systems. Tel. 8-914-8-78-40-73, e-mail fmm1@rambler.ru
обработки статистических данных. Работа диспетчера в этом случае заключается в анализе подготовленных компьютером отчетов, которые отражают нештатные ситуации, позволяют оценить величину перерасхода, отклонения параметров теплоносителя от заданных. Как показывает практика, это позволяет более оперативно принимать решения.
Несмотря на наличие достаточно большого количества разработок в данной области, в настоящее время отсутствуют системы учета тепловой энергии, которые обладали бы достаточной эффективностью, масштабируемостью и производительностью для развертывания информационно-измерительной системы масштаба города. Существующие системы в случае развертывания их в масштабе города, во-первых, снижают производительность, во-вторых, возрастает номинальная стоимость организации точки сбора информации, что приводит к нерентабельности развертывания таких систем.
В результате исследования возможности применения современных методов передачи данных, обработки данных с распараллеливанием вычислений была создана и испытана на нескольких предприятиях ИИС «КУМИР-ТеплоКом». Программный комплекс показал себя надежным и производительным на сетях приборов до 450, однако для возможности применения комплекса как общегородской системы учета требуется определить его максимальную производительность, т.е. максимальное количество теплосчетчиков, которое может быть подключено к сети.
Так как программный комплекс представляет собой телеметрическую систему массового обслуживания, то логично воспользоваться аппаратом, предоставляемым теорией телетрафика для расчета телекоммуникационных систем. Упрощенно модель системы показана на рис. 1.
Для анализа системы предполагается использовать следующий прототип в классификации Кендалла-Башарина: D / G /V / ¥ /d\ , но
требуется уточнить вид функции G(t).
Прототип описывает следующую модель поведения СМО: система с детерминированным входящим потоком заявок D(t), непрерывной функцией распределения времени обработки заявок G(t), содержащая V-элементов обработки данных с очередью типа FIFO и неограниченным количеством мест для ожидания.
В первой позиции "D" обозначает детерминированный поток входных заявок с дискретным равномерным распределением. Детерминированный, т.к. наша СМО обслуживает на основе предварительно установленного расписания и время поступления каждой заявки можно точно определить. Расписание как раз и предполагает детерминированность.
Символ "G" во второй позиции предполагает некую функцию распределения длительности обслуживаемых заявок. Длительность обслуживания заявки в общем случае является случайной величиной G(t) = f (t, p0, t3) , зависящей от
вероятности ошибок в канале связи ( p0 ) и базового времени обслуживания заявки (t3 ), зависящем от характера поставленной задачи в заявке, от типа используемого драйвера. Предполагается экспериментально установить характер зависимости G(t), проанализировав журнал обработки заявок в работающей системе за достаточно большой промежуток времени.
Третий символ "V" определяет число элементов обработки данных (программных потоков). Предварительно установлено, что ОС Windows Server 2003 накладывает ограничения на количество одновременных соединений IP, но 1000 соединений можно использовать без проблем. В ходе анализа также предполагается установить эффективное значение V. Журнал системы представляет собой таблицу вида:
id Dat_ type Task_id description
758021 13.05.08 0:50 1 28035 Новое задание.TASK_ID=28035
758022 13.05.08 0:50 1 28044 Новое задание.TASK_ID=28044
758023 13.05.08 0:50 1 27914 Новое задание.TASK_ID=27914
758024 13.05.08 0:50 1 25769 Новое задание.TASK_ID=25769
758025 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 Инициализация драйвера.
758026 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 >Ок. Name=KM-5 v.2.1 DC TYPE=KM5- DB
758027 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 >Подключение к 0.0.0.0
758028 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 >Ошибка связи #10049
758029 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 >Выгрузка драйвера.
758030 13.05.08 0:50 0 28138 13.05.2008 - 00:50:01 >Закрытие потока.
758031 13.05.08 0:50 1 28138 Опрос завершен с ошибкой. ID=28138. Код возврата #4
758032 13.05.08 0:50 1 27959 Новое задание.TASK_ID=27959
Рис.1. Модель ИИС «КУМИр-ТеплоКом»
Размер таблицы за неделю составляет 197476 записей при обслуживании порядка 150 теплосчетчиков. Начало любого задания в системе отмечается строкой «Инициализация драйвера» в журнале. Завершение опроса отмечается строкой «Закрытие потока». Поле dat_ является штампом времени записи строки в БД. Он одинаков для всего блока «Инициализация-Закрытие», поэтому для контроля времени выполнения операций драйвер теплосчетчика при работе отправляет в БД свое время, по нему можно установить среднее время обработки заявки.
Чтобы построить функцию распределения обработки заявок в системе, необходимо подсчитать общее число заявок, а также чисто заявок, которое было обработано с первого, второго и т.д. раза.
В результате выполнения тестовых БОЬ-запросов к журналу было выяснено, что выбранный для анализа отрезок (5 суток) содержит 14971 заявку, из них 7144 уникальных. Распределение заявок по числу повторов выглядит
Поскольку среднее время выполнения заявки (и даже 3-х заявок) намного меньше 3-х часов, первые три записи нужно объединить в одну. Кроме того, можно сделать вывод, что 3-я последовательная попытка не нужна, т.к. основное число заявок выполняется именно с первых двух попыток.
следующим образом:
попытки число заданий попытки число заданий
1 3808 12 11
2 2197 13 19
3 342 14 21
4 380 15 15
5 97 16 18
6 54 17 22
7 35 18 10
8 22 19 11
9 18 20 9
10 22 21 1
11 23 23 8
24 1
Для преобразования числа повторов во время обработки данных необходимо учитывать следующий факт: для повышения эффективности первичного выполнения задания для каждого нового задания (приоритет 0) предусмотрено три попытки выполнения подряд, остальные попытки предпринимаются с интервалом в 3 часа. Т.е. попытки 1-2-3 выполняются последовательно, а остальные - с трех часовым интервалом.
♦ Реальная ФР 1,0000 -| 0,9000 I 0,8000 0,7000 0,6000 0,5000 0,4000 0,3000 0,2000 0,1000 0,0000 -0,100(0
-Экспотенциальная ФР
Рис. 2. Функция распределения для потока обработки заявок На рис.2 показана функция распределения для потока обработки заявок в сравнении с экс-потенциальным распределением. Как видим, оба распределения достаточно хорошо согласуются по форме. Отсюда при дальнейшем рассмотрении будем считать о (г) = т • е- т', где ^ -мат. ожидание ФР, ^ =0,9 Экспотенциальное распределение является распределением Эр-ланга 1-го порядка. Функция распределения Эр-ланга
I (') =
1к
'к-1е-1.
(к -1)! Для нашего случая к=1.
Такое положение вещей значительно упрощает дальнейший анализ модели, т.к. наша модель системы преобразуется в
