Механизм формирования и идентификации одноместных радиочастотных отношений эрготехнических радиоэлектронных средств Текст научной статьи по специальности «Математика»

Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies, 2016, 9(3), 448-455

УДК 621.391

The Mechanism of the Formation

and Identification of Single Radio Frequency

Relations Ergotehnicheskih Radio-Electronic Means

Andrey N. Potapov*

Military Training and Research Center of the Air Force «Air Force Academy ft. Professor N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin» 54a Starykh Bol'shevikov Str., Voronezh, 394064, Russia

Received 17.10.2015, received in revised form 27.01.2015, accepted 21.02.2016

Examined the identification problem radio frequency (RF) of functioning of radio monitoring of objects for the operational and objectively of identifying such causal RF-of relations between radio electronic facilities (REF) and the medium, by which would have to determine whether a conflict of application REF based on the formation mechanism and identifying of single radio frequency relationship.

Keywords: conflict, a radio frequency, management, radio monitoring, radio-electronic means, model, ergo technical indicator, single.

Citation: Potapov A.N. The mechanism of the formation and identification of single radio frequency relations ergotehnicheskih radio-electronic means, J. Sib. Fed. Univ. Eng. technol., 2016, 9(3), 448-455. DOI: 10.17516/1999-494X-2016-9-3-448-455.

Механизм формирования и идентификации одноместных радиочастотных отношений эрготехнических радиоэлектронных средств

А.Н. Потапов

ВУНЦ ВВС «ВВА им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Россия, 371600, Воронеж, ул. Старых Большевиков, 54а

Рассмотрена задача идентификации радиочастотных (РЧ) условий функционирования объектов радиомониторинга для оперативного и объективного выявления таких причинно-следственных РЧ-отношений между радиоэлектронными средствами (РЭ^ и средой, по которым бы определялся факт возникновения конфликта применения РЖ на основе механизма формирования и идентификации одноместных радиочастотных отношений.

© Siberian Federal University. All rights reserved Corresponding author E-mail address: [email protected]

*

Ключевые слова: конфликт, радиочастотный, управление, радиомониторинг, радиоэлектронное средство, модель, эрготехнический, индикатор, одноместный.

Поскольку существующие механизмы радиомониторинга не обеспечивают идентификацию конфликта применения РЭС, возникновение которого является объективной реальностью независимо от отсутствия этих механизмов, то использование метода формирования содержательного компонента учебных упражнений по факту изменения РЧ-условий не всегда целесообразно, а порой расточительно [1].

Для разрешения этой проблемы необходимо выработать метод идентификации РЧ-условий функционирования объектов радиомониторинга, обеспечивающий оперативное и объективное выявление таких причинно-следственных РЧ-отношений между РЭС и средой, по которым бы определялся факт возникновения конфликта применения РЭС и которые можно было бы использовать в качестве входных параметров для моделей РЧ-условий функционирования МЕБеМБв и МЕв<ЕМБв соответственно РЭС£ и среды в

В качестве отправного момента для определения метода идентификации РЧ-условий воспользуемся подходом, базирующимся на преломлении к рассматриваемой предметной области и развитии положений теории системных конфликтов [2]. Несомненным достоинством этого подхода служит структурно-параметрическое представление РЭС, что изначально не только учитывает РЧ-условия, но и определяет предпосылку по индикации конфликта их применения. При этом индикатором сопутствующего признака конфликта применения РЭС может выступать производная от вещественной функции полезности функционирования РЭС по РЧ-действию РЭС среды.

Однако из-за того, что отсутствует универсальное описание пространства системного взаимодействия РЭС и полное представление топологии причинно-следственных РЧ-отношений, соответственно, учитывающих различные типы РЧ-связанности между объектами радиомониторинга и относительное поведение их функций полезности, проблематичным остается адекватное описание механизмов формирования РЧ-воздействия, а значит, и идентификация конфликта применения РЭС. В связи с этим рассмотрим ниже эти моменты в указанных аспектах.

На основании того, что РЧ-воздействия являются причинно-следственными отношениями РЧ-действия и РЧ-влияний, отдельно проанализируем механизмы формирования последних для детализации целостного представления о первом.

Под РЧ-действием РЭС5, будем понимать любое изменение либо его РЧ-входа, либо его РЧ-выхода, приводящее к изменениям процесса функционирования [1].

Задание РЧ-действия Д, = {Д^Д,} РЭС формируется через приращения Дг,- = {Дх,,Ду,} значений РЧ-входов и РЧ-выходов, т.е. считается Л,~р//) + Ар//), более того Л, = р,-(/) + Лр,(/):

Введение

Формирование одноместных отношений

= Xj (f) + ^ (t) = (Exj (t) + AEXj (t))exp{i(mXj.t + q>XJ)}; Ayj = y. (t) + Ayj (t) = (Ey, (t) + AEy. (t ))exp{i(®yjf + срУ])},

(1)

где ДЕ/О и ДЕУ() - приращения напряженности электромагнитных полей.

РЧ-действия Дх1 и Ду. могут быть следствием изменения соответственно чувствительности приемника и мощности передатчика РЭС^,-.

Все множество действий (Д,}с^(/) состоит из трех непересекающихся подмножеств {Д}, (Д° }, {Д- } [2]: если Д++ с{Д++ }, то д'(Ду )>0; если Д0 с{Д0 }, то д'(Д°) = 0; если Д- с{Д- }, то Ч)(Д - )<0.

Понятно, что если РЭС функционирует, то это функционирование в каждый момент времени обеспечивается либо Д+ , либо Д <, либо Д-:

{Д} = {Д+ }и{Д << }и{Д - }. (3)

Введем ряд определений, характеризующих два РЭСS1, SлeS в условиях Ъ1к ^),

Ъ11 (() *0

Определение 1. РЧ-действием Д1к объекта S16S на объект Sf.eS назовем любое РЧ-действие

1 ъ <ка).

Определение 2. РЧ-влиянием В1к объекта S1eS на объект Sf.eS назовем любое РЧ-действие Д.е Ъ(I) при условии наличия Де Ъ]к (^) (Де Ъ(^)/Де Ъ °к ^)).

Из этого определения следует, что РЧ-влияние В1к на объект Sk порождается РЧ-действием Д1к объекта S1 и само является РЧ-действием Sk, распространенным в пространстве РЧ-связанности (0 . Этой паре присуще причинно-следственное отношение: Д1к является причиной, а В1к - следствием (Дк^-В1к).

Определение 3. РЧ-воздействием п1к объекта S1■eS на объект SkeS назовем причинно-следственное отношение (Д^Вц) ("^-(Дк^-ВД Де Ъ< (^), В^е (^)).

Поскольку Д1к и В1к - РЧ-действия, то их оценка может быть проведена по соответствующим функциям полезности д/Дд), дк(В1к), оценивающим эффективность функционирования соответственно S1 и Sk.

Следовательно, как и ранее, можно считать для {Дк}сЪ0 (() 3{Дк} = ( Д д 0к }

(Д¡- }о?;(Д+к )>0, (Д0к }од;<д0к )=0, (Д}к }оо?;{А}к )<0 и для {В'к}сЪк!1 (0 3{В'к} = (В)к}

и (В0к } ^ (В }к К (В )к ДО )к )>0, (В 0к ДО 0к )=0, (В > ДО > )<0, причем для

любой пары подмножеств (Дд ^к } = 0^г,у~{+,0,-}, г^у и (В д }^(В кк } = 0^%,^~{+,0,-}, НфМ>.

РЧ-воздействие же имеет векторную оценку и оценивается по двум функциям - д/Дк), дк(В1к). Тогда все множество РЧ-воздействий может быть представлено, как

(п,к}=(п£ $ М^д М^ Д М^00 М^% М^]к М^М^]к }- (4)

Здесь, если -п^ е(п>}, то Уг~{+,0,-}»д;<Д+к )>0, 9;<Д0к )=0, 9;<Д}к )<0 и УМ+,0,-}»

?ДОук )>0, Ч'к<В°к )=0, ?ДО jk )<0. Причем, как и ранее, для любой пары подмножеств

(П^к ™к } = 0Ут,у~{+,0,-}, ты и Ук,м>~{+,0,-}, Ифа>.

- 450 -

Обратим внимание на то, что введенные отношения - РЧ-действие Л-, РЧ-влияние йк, и РЧ-воздействие - являются односторонними [2]. Они формируются РЧ-действием Л, РЭО при условии £(/) Ф 0 (рис. 1).

Понятно, что если (/) ,£,^к (/) Ф0, то можно построить соответствующие парнонепере-секающиеся подмножества:

- РЧ-действий (Агк] }, и (А^ }={Ак} Vr~{ +,0,- };

- РЧ-влияний (Вк }, и (Вк }={Вку} Vh~{ +,0,- }; ;

к

- РЧ-воздействий {пк^ }, ^^ (^кк }=("%} Vr,к~{ +,0,- }.

г к

Идентификация одноместных отношений

С учетом вышеизложенного уместно ввести обобщенный индикатор Jj РЧ-воздействия в виде строчной матрицы (вектор-строки) [3]:

Jj = [')')], ') = д'' 'к) = д'к(й-к). (5)

Здесь ц,(/)еО,(7') = 1тд -(АД ц/к)еО,(к) = 1тд 'к(Вд), где 1тд 1тд 'к_образы отображений д'(Л,к) и д'к(В-к).

Индикатор Jj характеризует результат РЧ-воздействия как с качественной стороны, формируя в некотором смысле «направления» РЧ-воздействий в соответствии с комбинацией знаков 81§пц,-0') и Signцj■(k) (Signю = -1,0,+1, при ю<0, = 0, >0), так и с количественной стороны, оценивая в соответствии с величинами ||1//)| и |ц/(А)| силу этих РЧ-воздействий. Множества «направлений» VSignц/(j) и VSignцj(k) образуют в пространстве целевых функций д/ и дк не-

-« т>тт - ~ л г^^п"-ОХ^ВП",-(к)], ^ , л о - с-

который базис РЧ-воздействий Л-к={ъ-к }, СагаЛ/к = 9, реализующий базисное

множество бинарных отношений [4]:

2к={ш={т—С,ш— ,т—-}; %={,т — ,т— };

ии^ 1—С зт

о 1 Отст °тсзш' "тСмт "

Здесь, как и ранее:

- Ш - РЧ-отношение конфликта (д 'к<0): П1 — - конфликт в условиях противоречия (д />0), П1 — - конфликт в условиях непротиворечия и неподобия (д '/ = 0), П1-к «Ш— - конфликт в условиях непротиворечия и подобия (д/<0);

- Шс - РЧ-отношение содействия (дк>0): П1 "к Шс— . - содействие в условиях не-

противоречия и подобия (д/>0), П1 'к"^ - содействие в условиях непротиворечия

и неподобия (д / = 0), "Л -к ^ Шс— - содействие в условиях противоречия (д/<0);

- Щь - РЧ-отношение безразличия (q' k = 0): "Л j» ^Я'ъ- безразличие в условиях нео 0

~ г 1 нишснис ucjjjiujrn чил щ k -

противоречия и неподобия (q ^>0), "Лд ^^ьЦШСс™ - безразличие в условиях непротиво-

речия и подобия (д'/ = 0), "Л ук - безразличие в условиях непротиворечия и

неподобия (д/<0) [5].

Заметим, что в частном случае для А/к и ' существуют индикаторы вида J / = [ц/(/'),0]

в 3 ,

и 3 / = [0,Ц/(к)]. Формирование П1 -к соответствует закону композиции с бинарной операци-

3,

ей ф/А^Вд) = П1-к такой, что VАjk, В/кб{А,к}х{В/к} существует причинно-следственная связь

А в

А/к^-В/к-П/к и Jj = J / +J /■ .

Рассмотрим теперь понятие РЧ-взаимовоздействия как совместное выполнение событий -

3 - Л-П- 3 -ккк

J i J,

РЧ-воздействий П1 k л^ i. Исходя из этого введем РЧ-взаимовоздействие в виде закона компо

зиции ("ПjJk к} о<кк^} ((^ jJk }, ("Лк} } - множества возможных воздействий S1 на

5к и !5к на соответственно), который определим как бинарную операцию jJk к} )=^ ^

по правилу V*}} , *}к е^}} М*} }, }к ^}к })лл(*}})^к }},

такой, что индикатор РЧ-взаимовоздействия [6]

3(1Щ = З+Зк = [//) = Ц-С/)+ИкС/), Цгк(к) = Ц,(к)+Цк(к)]. (6)

Иначе Ц/к(/) = д/(Д/к)+д/(Д/к) и /к) = дкф^+д'ДВ/).

Будем говорить, что S1 и Sk вступают в бинарное отношение РЧ-воздействия (3/пSk или ^^е п) на множестве / / если

}}к «) (О о*¡к еЛ}к . (7)

Заметим, что определенная таким образом бинарная операция ф/к коммутативна, так как

№ ¡к * к )=■" Ш ^ ¡1 ^ ¡к )=^ }] • (8)

Введенное взаимовоздействие "л ^ =п¡к})^ =Фк(п¡к к} ) полностью отображает наше понимание совместного воздействия S1 и Sk [7].

Таким образом, РЧ-связанность можно проследить путем построения так называемой матрицы РЧ-достижимости ! = [Цдалг, где !/к = 1, если Q1l#0; !/к = 0, если Q1#0.

Отношение S1!Sk (! - РЧ-достижимость, если Q1kф0) является отображением сюръек-

ции, так как любой элемент из Ък' (^) есть образ по крайней мере одного элемента из Ъ°к (^),

причем если j£j k (t) ^£kJ (t) и Rk.£kJ (t) ^£k(t), то их композиция (<pjk°Rk): £j k (t)^£k(t),

(ф/к °^к)Р/ = Ф1к(^к(Р')).

С учетом этого композиция отображений ф/к и Як позволяет использовать понятие РЧ-

воздействия П1} —(Ад^-Вд) РЭС S1 на РЭС !Зк в виде причинно-следственного отношения

(А/к^В/к), где Л/к = (р/(0+Л Р/(/))е Ъ0к (() - РЧ-действие ,3/ на Sfo В/к = /)+() Ур, Л р//))е Ъ^ (Г) -РЧ-влияние S1 на Sк [8].

Индикатор З(/к) РЧ-взаимовоздействия позволяет идентифицировать причинно -следственные отношения между объектами радиомониторинга для любого типа связанности, когда рассматриваемые множества Ък' (^) и Ъ(^) являются непустыми и на этих множествах функций полезности д' и дк диагностируемых РЭCS1 и Sk ведут себя монотонно [9]. В случае, если индикатор З(/к) принимает отрицательные показания, то это означает возникновение конфликта применения РЭС, что служит определяющим фактом по использованию метода формирования конфликтно-устойчивого содержательного компонента учебных упражнений, направленного на выявление полезных предписанных операций для операторов [10]. Очевидно, зная предельные значения Т(/к), определяющие потенциальные возможности РЭС, по величине те- 453 -

кущих отрицательных показаний индикатора J(jk) можно судить о существовании полезных предписанных операций, а значит, о потенциальных способностях применяемого метода.

Заключение

Множество базисных топологий РЧ-отношений, отражающих существующие типы РЧ-связанности, элементы которого, относящиеся к категории конфликта с точки зрения снижения полезности приминения РЭС из-за изменения РЧ-условий, являются сопутствующими признаками конфликта его применения.

Выработаны механизмы формирования и определены индикаторы причинно -следственных одноместных РЧ-отношений «объект ^ объект».

Список литературы

[1] Назаров Т.И., Потапов А.Н. Архитектура структурной конфигурации конфликтно-устойчивой автоматизированной системы управления тренажной подготовкой операторов радиоэлектронных объектов: Труды II всероссийской научно-практической конференции «Академические Жуковские чтения» (25-27 ноября 2014 г.). Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2014. С. 132-135. [Nazarov T.I., Potapov A.N. Architecture structural configuration conflict-resistant trenazhnoy automated control system of radio operator training facilities: Proceedings of II All-Russian scientific-practical conference "Academic Zhukovskiye read" (25-27 November 2014). Voronezh: Military Training and Research Center of the Air Force "Air Force Academy after professor N.E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin " 2014, 132-135 (in Russian)]

[2] Потапов А.Н. Особенности профессиональной подготовки операторов при использовании компьютерных систем тренажа: Сборник статей Всероссийской научно-технической конференции «XXXIV научные чтения, посвященные разработке творческого наследия К.Э.Циолковского», 14-16 сентября 1999 г. Калуга: Калужский дом знаний, 1999.-С.181-184. [Potapov A.N. Features training operators using computer systems Exercises: Collection of papers of All-Russian Scientific and Technical Conference «XXXIV Scientific Conference dedicated to the development of the creative heritage of Tsiolkovsky", September 14-16, 1999. - Kaluga: Kaluga house knowledge, 1999, 181-184 (in Russian)]

[3] Потапов А.Н. Автоматизация тренажной подготовки операторов радиоэлектронных объектов управления воздушным движением, ISBN 978-5-903100-98-9. - Воронеж: Изд-во ВАИУ,2010. - 136 с. [Potapov A.N. Automation trenazhnoy training of operators of radio electronic facilities of air traffic control, ISBN 978-5-903100-98-9. - Voronezh: Publishing house Voronezh Aviation Engineering Institute, 2010, 136 (in Russian)]

[4] Потапов А.Н. Методы и модели повышения эффективности эрготехнических компьютерных систем тренажа на основе оценки их конфликтно-устойчивости. Воронеж: Изд-во ВАИУ,2011. -96 с. [Potapov A.N. Methods and models improve the efficiency of agro-technical computer systems Exercises based on an assessment of their conflict-sustainability. Voronezh: Publishing house Voronezh Aviation Engineering Institute. 2011. 96 (in Russian)]

[5] Потапов А.Н. К вопросу разрешения конфликтов в практической подготовке лиц группы руководства полетами: Материалы I Всероссийской научно-технической конференции «Те -ория конфликта и ее приложение», 26-29 июня 2000. Воронеж: ВГТА, 2000. С. 24-27. [Potapov

A.N. On the issue of conflict resolution in the practical training of a group of persons flight manual: Materials of I All-Russia scientific-technical conference "Conflict theory and its applications", June 26-29, 2000. Voronezh: VGTA. 2000. 24-27 (in Russian)]

[6] Назаров Т.И., Потапов А.Н. Вестник Тамбовского университета. 2012. Т. 17. Вып. 6. С. 1603-1608. [Nazarov T.I., Potapov A.N. Journal of the University of Tambov. 2012. Volume 17. Issue 6. 1603-1608 (in Russian)]

[7] Потапов А.Н. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2013. Т.1. №4. С. 22-25. [Potapov A.N. Journal of Voronezh State Technical University. 2013. Volume 1. №4. 22-25 (in Russian)]

[8] ПотаповА.Н., Овчаров В.В., Попов Ю.М., Удодов Ю.В. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2012. №7 С.74-79. [PotapovA.N., Ovcharov V.V., Popov Ju.M., Udodov Ju.B. Pribory i sistemy. Upravlenie, kontrol, diagnostika.. 2012. №7. 74-79 (in Russian)]

[9] Алексеев В.В., Потапов А.Н. Вестник Воронежского института МВД России . 2012. №2 С.19-30. [Alexeev V.V., Potapov A.N. Journal of Voronezh Institute of Russian Ministry of Internal Affairs. 2012. №2. 19-30 (in Russian)]

[10] Потапов А.Н.. Сопутствующие признаки функционирования информационных эрго-технических радиоэлектронных систем: Материалы 14 международной научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технологии», Т. 1. 6-8 февраля 2014 г. Воронеж: ВГУ 556 с. С. 486-491. [Potapov A.N. Associated signs functioning of information ergotehnicheskih electronic systems: Proceedings of the 14th International Scientific Conference "Information Science: Problems, Methodology, Technology" Volume 1 February 6-8 2014g. Voronezh: Voronezh State University. 486-491 (in Russian)]