CC BY
74
ся использовать при формировании электронного формуляра образца ВВТ: общие сведения об изделии; комплектность изделия; основные технические данные и характеристики изделия; сведения об установлении категории изделия; периодический контроль основных эксплуатационных характеристик; сведения о движении изделия при эксплуатации; сведения о закреплении изделия при эксплуатации; учет неисправностей при эксплуатации; сведения о ремонте изделия; сведения о замене составных частей изделия во время эксплуатации; сведения о консервации и расконсервации при эксплуатации изделия; учет работы изделия и его составных частей; итоговый учет работы по годам; учет технического обслуживания изделия; учет технического обслуживания составных частей изделия; сведения о хранении; учет аккумуляторных батарей; сведения об уходе за аккумуляторными батареями; заводские данные противопожарного оборудования; сведения о результатах проверки инспектирующими и проверяющими лицами.
Таким образом, процедура унификации при проектировании УБД по новому формуляру образца ВВТ состоит в том, что пользователь анализирует наименования разделов бумажного формуляра и сопоставляет их с наименованиями разработанных электронных таблиц, после чего выбирает необходимые электронные таблицы, отметив их соответствующим значком. При последующем вводе данных по другому изделию, марка которого уже выбиралась и существует в БД, запрос о необходимости выбора электронных таблиц отпадает и отображаются только те электронные таблицы, которые были отмечены ранее.
Далее пользователь сравнивает состав и наименования параметров (показателей) разделов (таблиц) бумажного формуляра с наименованиями показателей электронных таблиц и выбирает необходимые параметры, отметив их соответствующим значком. По завершении данной процедуры производится автоматическое формирование состава и структуры электронной таблицы формуляра (таблицы УБД) для конкретной марки ВВТ. При последующем выборе данной марки ВВТ состав и структура электронных таблиц формуляра сохраняются.
Используя предложенный механизм выбора, пользователь сможет спроектировать и разработать УБД, информация из которой будет использоваться для решения задач в рамках ИПИ-технологий.
Уровень унификации спроектированной БД определяется с помощью коэффициента применяемости (К„р) и коэффициента повторяемости (Кп).
Расчет коэффициентов производится по следующим формулам:
а) коэффициент применяемости Кпр характеризует уровень конструктивной преемственности таблицы в разрабатываемой БД и рассчитывается по формуле
Кпр=--ХЮО , где п - общее количество типораз-
п
меров таблиц в БД; п0 - количество оригинальных типоразмеров оригинальных таблиц в БД (типоразмеры разработаны (используются) впервые для данной БД);
б) коэффициент повторяемости таблицы Кп БД в натуральном выражении вычисляется по формуле
N
Кп= —, где N - общее количество таблиц в БД; п -п
общее количество типоразмеров таблиц в БД.
Коэффициент повторяемости таблиц изделия в
процентах вычисляется по формуле Кп=
N - n N-1
х100.
Таким образом, предлагаемый подход к проектированию и разработке УБД специализированного объекта автоматизации в рамках ИПИ-технологий позволил сформировать УБД на основе таблиц формуляров ВВТ и оценить степень ее унификации в рамках одного вида ВС РФ.
Литература
1. Малин А.С., Мухин В.И. Исследование систем управления: Учебник для вузов. - М.: Издат. дом ГУ ВШЭ, 2004.
2. Гринберг А.С., Горбачев Н.Н., Бондаренко А.С. Информационные технологии управления: Учеб. пособ. для вузов. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2004.
3. Внедрение CALS на предприятиях ОПК. - НИЦ CALS-технологий (http://www.cals.ru).
4. Норенков И.П., Кузьмик П.К. Информационная поддержка наукоемких изделий. CALS-технологии. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.
МЕТОДЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ИНФОРМАЦИОННОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ
В.В. Абанъкин, к.в.н.; В.А. Журавлев, к.т.н.; В.Е. Сорокин, к.т.н. (НИИ «Центрпрограммсистем», г. Тверь, info@pps.tver.ru)
Ключевые слова: радиолокационная информация, степень автоматизации управления РЛС, характеристики надежности, гипертекстовая обработка данных.
Концепция разработки перспективных радиолокационных станций (РЛС) основана на двух новейших технологиях - высокой заводской готовности (ВЗГ) и открытой архитектуры.
При разработке РЛС ВЗГ используются конструктивные и аппаратурные решения, позволяющие из унифицированного набора структурных узлов формировать радиолокаторы с тактико-технически-
ми характеристиками, соответствующими оперативно-тактическим требованиям по месту дислокации.
Обработка радиолокационной информации об обнаруженных целях, их распознавание (классификация), сопровождение и выдача данных о воздушно-космической обстановке в РЛС ВЗГ осуществляются автоматически в соответствии с программно-реализованными боевыми алгоритмами, практически без участия человека. На высоком технологическом и программно-алгоритмическом уровнях в этих станциях также решаются вопросы управления энергоресурсами, контроля функционирования и технического состояния РЛС.
Вместе с тем информационная поддержка эксплуатации РЛС ВЗГ осуществляется неавтоматизированным способом. Должностные лица, эксплуатирующие РЛС, вынуждены вручную выполнять набор статистических данных о результатах функционирования станции и устройств, входящих в ее состав, вручную вести для этого десятки документов установленной формы, делать расчет оценок надежности, запаса ресурса комплексов, устройств и элементов замены, решать другие задачи информационной поддержки эксплуатации РЛС.
Для устранения несоответствия между степенью автоматизации управления боевым функционированием РЛС ВЗГ, управления ее энергоресурсами, контроля функционирования и технического состояния и степенью автоматизации управления процессами информационной поддержки эксплуатации станции в НИИ «Центрпрограммсистем» (г. Тверь) разрабатывается специальный программный комплекс (ПК) автоматизированной системы поддержки эксплуатации (АСИПЭ).
Программный комплекс должен обеспечить решение следующих основных задач:
- формирование и ведение БД компонентов РЛС ВЗГ и элементов ЗИП;
- информационная поддержка лиц боевого расчета КП РЛС;
- выполнение расчетов характеристик надежности и запаса ресурса основных устройств станции;
- ведение учета наличия, расхода и движения элементов ЗИП, определение потребности и прогнозирование состава ЗИП по результатам эксплуатации РЛС за определенный период;
- автоматизация документооборота по информационной поддержке РЛС ВЗГ.
Важнейшее значение для автоматизации процесса информационной поддержки эксплуатации РЛС ВЗГ имеет разработка программы решения задачи расчета характеристик надежности основных устройств станции. Расчет осуществляется в соответствии с методикой, разработанной на основе РД 50-690-89 и учитывающей конструктивные особенности и условия штатной эксплуатации РЛС ВЗГ. При этом в качестве объектов сбора статистики (ОСС) выбираются составные части аппаратуры РЛС, являющиеся функционально-законченными устройствами и входящие в структурную схему надежности РЛС ВЗГ в качестве ее нерезервированных элементов.
Оценка показателей надежности ОСС проводится по экспериментальным данным об их отказах, наработках между отказами и времени восстановления и заключается в получении точечных и интервальных оценок наработки на отказ (То) и среднего времени восстановления (Тв).
Полученные оценки показателей надежности ОСС используются:
- для реализации расчетно-эксперименталь-ного метода (РЭМ) оценки надежности РЛС ВЗГ в целом и принятия решения по ее результатам о необходимости разработки мероприятий по повышению надежности и определению их характера;
- для оценки эффективности доработок РЛС, проведенных с целью повышения ее надежности;
- при решении вопросов, связанных с предъявлением рекламаций из-за несоответствия РЛС требованиям по надежности и т.д.
Конструктивные особенности РЛС ВЗГ и условия ее штатной эксплуатации обусловливают использование для организации наблюдений и сбора информации о характеристиках безотказности аппаратуры плана испытаний ^МТ], а о характеристиках ремонтопригодности - плана испытаний [ТСМг], для которых исходными данными для оценки соответствующих характеристик надежности служат:
- выборочные значения наработки между отказами
- выборочные значения времени восстановления ^1,^2,...,^;
- продолжительность наблюдений Т;
- объем выборки N (для плана ^МТ] - количество устройств ОСС одного наименования в составе РЛС ВЗГ, для плана ^Мг] - количество проведенных ремонтов на объекте эксплуатации в течение фиксированного периода наблюдений;
- предельная относительная ошибка е, характеризующая точность оценки;
- доверительная вероятность q, характеризующая достоверность оценки.
Для экспериментальной оценки показателей надежности используется параметрический метод в предположении, что время безотказной работы и время восстановления аппаратуры распределены по экспоненциальному закону. При этом для плана ^МТ] применяются следующие формулы:
• для вычисления точечной оценки средней наработки на отказ: Т0 = а, где А - точечная оценка
параметра потока отказов;
• для вычисления точечной оценки параметра
потока отказов: А=-, где й - количество учиты-
ОТ
ваемых отказов;
• для вычисления верхней доверительной границы средней наработки на отказ: ТО = —, где А -
А
нижняя доверительная граница параметра потока отказов;
для вычисления нижней доверительной гра-
ницы параметра потока отказов: Х= Х2_ (2d) - функция ^-распределения;
X%2-,(м> м
, где
ницы средней наработки на отказ: Т0= =, где X -
• для вычисления нижней доверительной гра-
1 X
верхняя доверительная граница параметра потока отказов;
• для вычисления верхней доверительной гра-
£^(М+2)
ницы параметра потока отказов: Х=—а-;
2а
• для проверки точности полученных оценок
„ ^ т-х
средней наработки на отказ: ет =—^, где еХо - относительная ошибка средней наработки на отказ.
Если полученное значение еХо больше требуемого етр, для обеспечения точности оценок
необходимо продолжить сбор статистической информации.
Для вычисления оценок среднего времени восстановления по плану ^Мг] в формулах вместо параметра потока отказов (!) используется параметр потока восстановлений (ц), а для точечной оценки и оценок доверительных границ этого параметра используются следующие выражения:
- для вычисления точечной оценки среднего
времени восстановления: ХВ = — , где Д - точечная
оценка параметра потока восстановлений;
- для вычисления точечной оценки параметра
потока восстановлений: Д=—— , где г - общее коли-
№г
чество неисправностей;
- для вычисления верхней доверительной границы среднего времени восстановления: ТВ =—, где
ц
ц - нижняя доверительная граница параметра потока восстановлений;
- для вычисления нижней доверительной границы параметра потока восстановлений:
. 2
ц=
Ц Х1-д(2г) 2 (г -1)
, г >1;
- для вычисления нижней доверительной гра-
Х —
ницы среднего времени восстановления: ХВ =~, где
Ц
Ц - верхняя доверительная граница параметра потока восстановлений;
- для вычисления верхней доверительной границы параметра потока восстановлений:
_ Цх2-д(2г)
Ц =---, г > 1;
2 (г -1)
- для проверки точности полученных оценок
среднего времени восстановления: е
Х - Х
Ат} 1п
где
еХ - относительная ошибка среднего времени восстановления.
Если полученное значение £Х больше требуемого е , для обеспечения точности оценок необходимо продолжить сбор статистической информации.
Одной из основных программ АСИПЭ является программа расчета запаса ресурса основных устройств станции.
Запас ресурса для составной части РЛС ВЗГ рассчитывается в следующем порядке:
а) расчет запаса ресурса .|-го элемента замены к-й составной части РЛС ВЗГ на время Т: К|к(8Р)=Кн|к-К|к, где ЭД^эр) - запас ресурса .|-го элемента замены к-й составной части на время Т; К|к - израсходованный ресурс .|-го элемента замены к-й составной части на время Т; Кн|к -назначенный ресурс . -го элемента замены к-й составной части.
б) расчет израсходованного ресурса . -го элемента замены к-й составной части РЛС ВЗГ: К|к=Е[г.|к], где К|к - израсходованный ресурс .|-го элемента замены к-й составной части от первого включения; г.к - расход ресурса . -го элемента замены к-й составной части от включения до расчетного времени;
в) расчет ресурса . -го элемента замены к-й составной части РЛС ВЗГ за период от последнего расчета ресурса до нового расчета: г.к=(Т-1;), где Т -расчетное время расхода ресурса составной части; 1 -время последнего расчета ресурса составной части, Т>1.
Расчет запаса ресурса РЛС ВЗГ определяется в следующем порядке:
а) расчет запаса ресурса РЛС: Кг1э(8р)=Кн-Ки, где Кг1э(эр) - запас ресурса на время Т; Ки - израсходованный ресурс на время Т; Кн - назначенный ресурс.
б) расчет израсходованного ресурса РЛС ВЗГ: Ки=Е[гги,];
в) расчет ресурса РЛС ВЗГ за период от последнего расчета ресурса до нового расчета: гг18=(Т-1;), где гг18 - расход ресурса за период от последнего расчета ресурса до расчетного времени; Т - расчетное время расхода ресурса; 1 - время последнего расчета ресурса, Т>1.
Рассмотрим особенности разработки программного обеспечения автоматизированной системы информационной поддержки эксплуатации РЛС ВЗГ.
По действующим нормативно-техническим документам ПК АСИПЭ разрабатывается с применением программных средств базовых информационных защищенных компьютерных технологий: ОС Мобильной системы Вооруженных сил 3.0, СУБД «Линтер-ВС» 6.0, ПК «Офис» 1.0.
Поскольку специальное программное обеспечение должно разрабатываться на инструментальных средствах, прошедших сертификацию, при разработке ПК АСИПЭ используются программное средство «Конструктор» для языка С++, базирующееся на
В
межплатформенной библиотеке Qt 3.3, и встроенные в общее программное обеспечение средства разработки компилятор gcc и процедурный язык PL/pgSQL. В технологических целях применяются командная оболочка bash, интерпретаторы perl, awk, sed, утилиты grep, tar, gzip, rpm и т.п.
ПК АСИПЭ разрабатывается в архитектуре клиент-сервер. При этом на сервере БД хранится и во многих случаях обрабатывается, а также выдается по запросам необходимая информация, а на функциональных АРМ формируются запросы к БД и обрабатываются возвращаемые по ним данные. Такая архитектура позволяет получать эффективные по соотношению цена-производительность решения стоящих перед ПК задач обработки информации, допускающих функциональное расширение и адаптацию к изменяющимся требованиям, в том числе возможный последующий переход на трехзвенную архитектуру, Web-технологии.
Основным информационным ядром ПК является БД, состоящая из взаимосвязанных по информации и управлению объектов (типов данных, последовательностей, таблиц, представлений, ограничений, индексов, хранимых процедур, триггеров и правил), предназначенных для хранения и обработки информации, необходимой для выполнения функций назначения комплекса. Принципами построения такой БД прежде всего являются: максимально комплексное отражение структуры предметной области в структуре БД, при которой иерархия объектов предметной области отражается в иерархию таблиц БД, отношения между объектами - в ссылки между таблицами, свойства и характеристики объектов - в поля таблиц; унифицированное хранение и обработка стандартизованной информации, прежде всего словарной, классификационной и нормативно-справочной; расширение метабазы от словаря БД (системных таблиц) до пользовательского уровня (прикладных таблиц) для поддержки унифицированных структур и механизмов.
Программный аспект БД реализуется специально разрабатываемыми хранимыми процедурами, в том числе возвращающими курсоры функциями, и заключается не только в реализации механизмов разделения доступа к данным и поддержания их целостности, но и в предоставлении общих унифицированных сервисов работы с данными наподобие прикладного программного интерфейса между сервером БД и обращающимися к БД клиентскими приложениями, а также в реализации в той или иной мере общей бизнес-логики приложений.
Хранимые процедуры предоставления унифицированных сервисов работы с данными и реализации бизнес-логики приложений составляют серверную часть специального программного обеспечения.
При такой архитектуре клиентским ядром специального программного обеспечения являются динамическая библиотека общих классов и построенный на шаблонах каркас приложения, обеспечивающие унификацию разработки, настройки и эксплуатации как внутри приложений, так и между ними.
Основным назначением динамической библиотеки является управление объектами взаимодействия с общим программным обеспечением и сервисами БД, предоставляемыми для работы с данными, и формирования унифицированного пользовательского интерфейса. Каркас приложения базируется на шаблонах главного меню и основных форм пользовательского интерфейса и реализует свою функциональность обращениями к динамической библиотеке общих классов.
Базовая функция автоматизации повседневной деятельности должностных лиц - формирование документов в среде «Офис» 1.0 - реализуется путем предварительного создания шаблонов документов и последующей генерацией документов по их шаблонам посредством соответствующих обращений к динамической библиотеке общих классов. Шаблоны документов создаются в той же среде, для которой генерируются документы, что гарантирует идентичность формы документа его шаблону, с простановкой и спецификацией в шаблоне анкеров данных, обеспечивающих заполнение элементов формы документа привязанной к ним информацией из БД или внешних файлов.
Для документов со структурой, не примитивно зависящей от заполняющей их информации (например, не включение/исключение абзаца, а формирование шапки и количества столбцов таблицы), предварительно создаются меташаблоны документов, по которым в процессе генерации документов динамически формируются их шаблоны.
В процессе развития и реализации описанной технологии разработаны программы ПК АСИПЭ «Формирование и ведение БД компонентов РЛС ВЗГ и ЗИП», «Ведение учета наличия и расхода ЗИП для РЛС ВЗГ».
Особенностями их разработки являются:
- размещение метаинформации не в прикладных таблицах метабазы, а в системных таблицах комментариев словаря БД;
- использование для создания пользовательского интерфейса дизайнера Qt наряду с классом SQLForm динамической библиотеки общих классов;
- использование класса О^гсеБос этой же библиотеки для генерации документов по их шаблонам в среде программного средства «Текст» из состава ПК «Офис» 1.0.
Дальнейшее развитие технологии разработки ПК АСИПЭ от архитектуры клиент-сервер к трехзвен-ной архитектуре обусловливается прежде всего необходимостью обеспечения Интернет-сервисов при удаленном доступе.
Трехзвенная архитектура предполагает наличие клиентского приложения («тонкий клиент»), подключенного к серверу приложений, который, в свою очередь, подключен к серверу БД. Клиентское приложение является интерфейсом пользователя, по требованиям безопасности не имеющим прямых связей с БД, не нагруженным бизнес-логикой для масштабируемости и не хранящим состояния приложения для надежности, выполняющим несложные операции с вводимыми и загруженными из БД данными.
Основная часть бизнес-логики выполняется сервером приложений, а на сервере БД хранятся данные и поддерживается их целостность. При значительном перенесении бизнес-логики в хранимые процедуры БД функции сервера приложений сводятся к программному интерфейсу между двумя другими компонентами архитектуры. Ценой более высоких сложности разработки и администрирования, стоимости серверного оборудования и каналов связи между серверами достигаются более легкая переконфигурируемость, высокие масштабируемость, надежность и безопасность, низкие стоимость клиентского оборудования и требования к каналам связи между ними и сервером приложений.
В качестве основы трехзвенной архитектуры выбран шаблон «модель-представление-контроллер», позволяющий разделить данные, отображение информации и обработку действий пользователя на три отдельных компонента. По сути модель содержит данные, которые выдает представлению, и реагирует на запросы контроллера, изменяя свое состояние. Представление отвечает за пользовательский интерфейс. Контроллер интерпретирует действия пользователя и информирует модель и представление о необходимости соответствующих изменений состояния модели и пользовательского интерфейса. Представление и контроллер зависят от модели, а она от них не зависит, что позволяет строить модель независимо и создавать для нее различные представления, например, для любого клиентского оборудования. Если разделение компонентов представления и контроллера на клиентское приложение и сервер приложений очевидно, то реализация модели на серверах приложений и БД может существенно отличаться в зависимости от решений разработчика и используемых средств разработки.
Программы гипертекстовой обработки данных «Сервер ГОД» и «Клиент ГОД» из числа разрешенных к поставке средств базовых информационных защищенных компьютерных технологий выбраны в качестве технологической платформы, лежащей в основе Web-технологий гипертекстовой обработки данных. Программа «Сервер ГОД» является типичным Web-сервером и предназначена для организации доступа клиентов к гипертекстовым данным, расположенным на сервере, по сети с использованием сетевых сокетов в соответствии с протоколом IP с поддержкой основных методов протокола HTTP, а также формирования этих гипертекстовых данных начиная с CGI-интерфейса и заканчивая программами, написанными на языках PHP и Java.
Программа «Клиент ГОД» как типичный Web-браузер имеет графический пользовательский интерфейс и предназначена для работы с гипертекстовыми документами, реализованными на языке HTML с использованием языка JavaScript, содержащими текст и ссылки на графическую и мультимедийную информацию, размещенными как в локальной файловой системе, так и в сети посредством стандартных протоколов FTP и HTTP.
К основным средствам разработки специального программного обеспечения в этой технологии добавляются программа «Средство разработки ГОД» и комплекс программ «Средство разработки JAVA-ГОД» из состава базовых информационных защищенных компьютерных технологий.
Литература
РД 50-690-89. Методические указания. Надежность в технике. Методы оценки показателей надежности по экспериментальным данным. - М.: Госкомитет СССР по управлению качеством продукции и стандартам, 1990.
МЕТОД СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАЗЕМНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ
Ю.И. Арепин, д.т.н.; Р.В. Допира, д.т.н. (НИИ «Центрпрограммсистем», г. Тверь, arep@cps.tver.ru)
Ключевые слова: модели оценки качества радиолокационной информации, эксплуатационно-технические характеристики РЛС, оценка стоимости эксплуатации РЛС.
Проблема военно-экономического анализа разработки перспективных наземных радиолокационных станций (РЛС) обнаружения воздушных объектов (ВО) и модернизации существующего парка РЛС -необходимость учета большого количества разнородных показателей, по которым оцениваются различные классы и типы РЛС. Известные подходы к решению задачи сравнительной оценки базируются на основе анализа соответствия показателей качества РЛС требованиям к качеству радиолокационной информации и использования экспертных оценок для определения весовых коэффициентов по каждому показателю качества РЛС. В свертке частных показателей в обобщенный показатель есть значительная доля субъективизма, привносимая группой экспер-
тов. Ориентация оценок на качество решения задач с использованием наземных РЛС (несение боевого дежурства, непрерывное ведение разведки воздушного противника, радиолокационное обеспечение боевых действий зенитных ракетных войск и истребительной авиации и др.) приводит к многокритериальным задачам, методы решения которых разработаны недостаточно.
Модели оценки качества радиолокационной информации и вклада радиотехнических средств в эффективность боевых действий являются хорошим инструментом для оценки вариантов построения группировок радиотехнических войск (РТВ). Однако результаты оценки эффективности конкретной РЛС могут значительно различаться в зависимости от
