CC BY
75
О.Н.Пьявчснко
ПЕРСПЕКТИВНЫЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ СТРУКТУРОЙ
В России имеются объективные предпосылки для разработок и широкого применения новых средств мониторинга, диагностики и управления:
- необходимость технического перевооружения промышленности;
- повышение требований к качеству, экологичности и безопасности функционирования сложных технических объектов и технологических производств;
- мониторинг и диагностика состояния жилых и промышленных зданий;
- снижение энергопотребления в промышленности и жилищно-коммунальном хозяйстве;
- создание железнодорожных, автомобильных, аэрокосмических и др. транспортных средств 21 века;
- разработка новых средств вооружений и военной техники и т.д.
Среди перспективных средств мониторинга и управления сложными динамическими объектами доминирующие позиции занимают распределенные компьютерные системы (РКС). РКС создаются на основе узловых локальных компьютерных систем (ЛКС) [1], объединяемых в иерархические структуры при помощи цифровых промышленных сетей (ЦПС) [2] и операционных систем реального времени, например ОС С^Х [3].
В качестве узловых ЛКС в РКС применяются функциональные и персональные компьютеры, как правило, в промышленном исполнении, а также разнообразные специализированные микрокомпьютерные системы (СМКС), обеспечивающие считывание и обработку информации с объекта и формирование управляющих воздействий на объект.
В настоящей работе рассматриваются принципы построения перспективных РКС с программируемой архитектурой, алгоритмические и программноаппаратные средства которых ориентируются на решение задач мониторинга и управления сложными динамическими объектами и процессами. Под динамическими объектами и процессами любой физической природы понимаются ге, состояние и параметры которых изменяются во времени и чаще всего описываются системами интегро-дифференциальных и конечных уравнений и ограничений [4]. Мониторинг динамического объекта (процесса) - это целенаправленное определение его состояния на основе информации о параметрах, значениях входных, выходных и других переменных и оценки соответствия этого состояния требованиям (ограничениям), имеющим место в контрольное время. Управление динамического объекта - это не только определение состояния объекта (процесса) и оценка соответствия этого состояния требованиям (ограничениям), но и формирование управляющих воздействий с целью приведения состояния в желаемое [5].
Принимая во внимание, то, что целевая функция системы управления интегрирует в себе целевую функцию системы мониторинга, сформулируем общие принципы построения РКС. Разделим их на принципы построения структур РКС и принципы организации информационных процессов.
Среди этих принципов выделим группу базовых принципов, которые кладутся в основу построения распределенных компьютерных систем мониторинга и управления сложных динамических объектов.
Вазовые принципы составляют основу выделенного класса компьютерных средств и нашли отражение в приведенном определении понятия "распределенная компьютерная система". К базовым принципам отнесены:
1) распределение обработки информации (вычислений) в пространстве на расстояниях, которые определяются особенностями пространственной организации и формирования объекта;
2) использование в качестве основных компонентов разнородных локальных компьютерных систем (ИКС);
3) наличие специализированных ЛКС - локальных микрокомпьютерных систем (ЛМКС), обеспечивающих информационный обмен с объектом;
4) иерархическое сетевое объединение ЛКС;
5) функционирование под управлением центральной операционной системы реального времени.
Для построения обобщенной структуры РКС базовые принципы следует дополнить структурными принципами, более конкретно, но без лишней детализации, отражающими характерные взаимосвязи, взаиморасположение ЛКС [6]. Среди структурных принципов построения РКС выделим:
1) распределение по иерархическим уровням ЛКС, имеющих близкие ориентацию и функциональные возможности;
2) размещение ЛКС с более высокими функциональными возможностями на более высоких уровнях. Чем выше уровень, тем выше функциональные возможности ЛКС этого уровня. Соответственно, на нижнем уровне располагаются специализированные ЛКС, на средних - более мощные компьютеры с развитыми функциональными возможностями, на верхнем - АРМ, построенные на основе мощных персональных компьютеров;
3) применение для соединений ЛКС как цифровых промышленных сетей, так и информационных локальных сетей, причем первые используются преимущественно на нижнем и близких к нему уровнях, вторые - на верхнем и близлежащих средних уровнях;
4) возможность наращивания количества ЛКС в пределах конструктивных и системных алгоритмических и программных ограничений.
Расширенный набор принципов построенйя обобщенных структур РКС мониторинга и управления будет не полным без дополнения базовых и структурных принципов принципами организации процессов в таких системах:
1) многозадачные вычисления и межзадачный обмен данными, вытекающие из особенностей сетевой структуры РКС;
2) разделение вычислительных, коммуникационных и управляющих процессов в пространстве и во времени;
3) распараллеливание процессов на уровне слабо связанных процедур и задач;
4) организация обмена информацией между ЛКС по протоколам;
5) согласование во времени вычислительных процессов всех уровней;
6) функционирование в РВ в темпе процессов, протекающих в объекте.
На основе сформулированных принципов могут быть синтезированы различные обобщенные сетевые структуры РКС, отличающиеся друг от друга назначением, количеством уровней, функциональными возможностями и ориентацией компьютерных средств, конфигурациями соединений ЛКС, числом и направлениями логических потоков данных и т.п.
В качестве примера версии перспективной реализации распределенной компьютерной системы, предназначенной для решения задач мониторинга сложного
высокодинамичного объекта (процесса), рассмотрим распределенную интеллектуальную компьютерную систему мониторинга (РИКСМ) (рис. I).
РИКСМ построена на основе интеллектуальных датчиков-измерителей сигналов (ИДИС) [7], функциональных компьютеров и АРМ оператора. РИКСМ имеет трехуровневую иерархическую структуру.
Верххвй
уровень
('.'•JH4MIK- и
• прои*х,:>:1
Средний
уровень
mu pOHiiMinn .ИНН.' vUwHKt
II OVV>j,Otr«H* .s'"; типи \ M C-'
№3111'
~ ii flj^NViO ХЧХИч •y*|4i.v*no
чичии; -utW J frrp-Tt.H-HW r: C<T>1HIH
к *н-тшним /н*лш--ннм и
Г/К'^ОЛЬНЫМ К*Jf. 1ГЛ>> *f-rf -HIM < \
Амологсш* лопит (пержчнве ip*o6po*:«ot*,H)
Рис. /. Сетевом распределенная интеллектуальная компьютерная система
мониторинга
На нижнем уровне располагаются интеллектуальные датчики - измерители сигналов физических величин, в которых после первичных преобразований и аналоговой обработки сигналы оцифровываются и преобразуются в значения интегральных переменных, характер изменения которых прогнозируется и оценивает-
. СЯ.
На среднем уровне переменные состояния системных компонентов прогнозируются и оцениваются на промышленных функциональных компьютерах, в которых хранятся массивы данных, собранных с ИДИС. Наряду с анализом состояния системных компонентов, хранением их результатов функциональные компьютеры синхронизируют процессы и управляют сбором информации.
На верхнем уровне располагается АРМ оператора, который реализует интеллектуальные алгоритмы оценки состояния объекта и представляет результаты анализа в удобной для восприятия и хранения форме, используя развитые банки данных, знаний и программное обеспечение.
Связи между нижним и средним уровнями иерархии, а также между компонентами на этих уровнях осуществляются при помощи промышленной сети, построенной на основе RS485 или CAN интерфейса. АРМ оператора подключается к среднему уровню через преобразователь RS232/485 либо RS232/CAN. Возможно также подключение компьютерных средств верхнего уровня к функциональным компонентам среднего уровня через сеть Ethernet [8J.
В структуре РИКСМ выделяются:
- сегменты сбора, обработки, анализа, хранения и отображения состояний переменных и состояний системных компонентов объекта, в состав каждого из которых входят группа ИДИС нижнего уровня и один или более функциональных компьютеров среднего уровня (количество сегментов определяется числом системных компонентов объекта);
- сегмент сбора информации о состояниях системных компонентов, анализа, оценки, хранения и отображения состояния объекта, включающий функциональные компьютеры среднего уровня и АРМ оператора.
Логические потоки данных представляются тремя направлениями:
- потоки ввода сигналов аналоговых датчиков (первичных преобразователей), которые осуществляются подуровнем микроконтроллеров ИДИС, реализующих последующую обработку и формирование таблиц результатов, готовых к передаче в сетевой канал;
- потоки сетевого обмена среднего уровня, которые обеспечивают передачу данных ИДИС через кон центратор-коммутатор в функциональные компьютеры среднего уровня;
- поток сетевого обмена верхнего уровня, в котором информация, сформированная функциональными компьютерами пересылается в АРМ оператора.
Работа всех узлов РИКСМ подчиняется службе реального времени.
Управление функционированием РИКСМ строится по иерархическому принципу. Роль генерального узла (Ма.^ег-О) отводится персональному компьютеру АРМ, а непосредственно подчиненных ему узлов (Б1ауе-С) - функциональным компьютерам среднего уровня. В свою очередь, в нижнем уровне сети роль главных узлов (Маз(ег-Ь) возлагается на отведенные для этого функциональные компьютеры, а подчиненных узлов (81ауе-Ь) - на ИДИС.
Основным недостатком шинной организации РИКСМ являются значительные затраты времени на сбор информации с ЛМКС (ИДИС) нижнего уровня.
Дело в том, что для опроса датчиков необходимо последовательно считать и принять через общую шину в функциональными компьютерами О сообщений (Э > о, которые представляются последовательными кодами.
Сократить непроизводительные затраты можно при замене шины электронным коммутатором-концентратором (рис. 2), обеспечивающим одновременное соединение всех О функциональных компьютеров с группой ИДИС.
При этом для считывания информации с О ИДИС необходимо [ОЛЗ] сеансов связи. Дальнейшее сокращение времени на сбор данных с ИДИС возможно при использовании коммутатора-концентратора, обеспечивающего одновременный прием всех О сообщений, их сортировку и компоновку в в индивидуальных пакетов для обработки в функциональных компьютерах.
Что же касается коммутатора функциональных компьютеров, то необходимость в нем возникает, когда в РИКСМ имеется несколько АРМ и в них используются различные изменяющиеся комбинации результатов, полученных в функциональных компьютерах. В более простых ситуациях вместо электронного коммутатора используется информационная сеть.
Для управления сложными техническими объектами (процессами) с динамично изменяющимся состоянием нужны РКС, способные решать задачи в высоком темпе реального времени. В качестве перспективных представителей таких средств могут быть предложены распределенные интеллектуальные компьютерные управляющие системы (РИКУС).
К внешним локальным и глобальным компьютерным ссгим
Верхний уровень
днялш, хранение, оценкя состоянии объекта (процесса), отображение
JS-2I
Автоматнзлровлнмые рабочие места операторов
Коммутатор функциональных компьютеров
Средннй уровень еннхринншпш, сбир, аналн), накоаленне, оценка состояния системных компонентов объекта (процесса)
Функциональные компьютеры
Коммугатор-ионцешратор
Интеллектуальные датчики
Нижний уровень с ьсм, преобразование, оЛрабо гка, аишип. оценка, сосюш1ие .шкальных переменных н иарамсгров
Рис. 2. Распределенная интеллектуальная компьютерная система мониторинга с программируемой структурой
РИКУС строятся в виде сетей с программируемой структурой, узлами которых являются не только промышленные функциональные и персональные компьютеры, а также интеллектуальные датчики-измерители сигналов, как это имеет место в РИКСМ, но и интеллектуальные датчики-измерители - регуляторы переменных (ИДИР) и интеллектуальные исполнительные устройства (ИИУ) (рис.З).
При создании РИКУС акцент делается на развитие и применение распараллеливаемых интеллектуальных методов управления, распределенных вычислений и интеллектуальной обработки информации, на высокий уровень параллелизма проблемных, системных и коммуникационных процессов, на программируемость структуры.
В описываемой версии РИКУС имеет трехуровневую иерархическую структуру, конфигурация которой изменяется при помощи программно-управляемых коммутаторов.
Распределенные вычисления и интеллектуальная обработка информации реализуются на всех уровнях системы. На каждом уровне локальные компьютерные системы работают параллельно.
На нижнем уровне располагаются специализированные локальные микрокомпьютерные системы: различные ИДИС, ИДИР и ИИУ. При этом, кроме тех, которые характерны для РИКСМ, реализуются логические информационные потоки: "короткий" поток управляющих воздействий от ИДИР к ИИУ и "длинный" поток управляющих воздействий от функциональных компьютеров к ИИУ.
К внешним локальным н |;п»А«>'п.нмм Ш1т,тте|яи.1м смим
Рис. 3. Обобщенная программируемая структура распределенной интеллектуальной компьютерной управляющей системы
Аппаратно-программные средства нижнего уровня обеспечивают непосредственно управление локальными переменными объекта (процесса). Это уровень низовой автоматизации с высоким темпом обработки считываемой с объекта (процесса) информации, которая подвергается первичной обработке в подсистеме измерения переменных состояния и параметров. Результаты измерений используются для оценки локальных переменных состояния и параметров, в процессе которой учитываются накладываемые на эти переменные изменяющиеся во времени ограничения. Полученные оценки являются исходными данными для принятия решения о воздействии на локальные переменные состояния и параметры. При принятии решения принимаются во внимание не только текущие, но и прогнозируемые состояния локальных переменных и параметров.
Принятое решение передается в подсистему управления локальными переменными состояния и параметрами и инициирует соответствующий процесс.
Функциональные компьютеры среднего уровня наряду с анализом переменных состояния системных компонентов, хранением оценок локальных переменных синхронизируют процессы в РИКУС и осуществляют сбор информации с ИДИС, ИДИР и управляют состоянием взаимосвязанных структурных системных компонентов, которые выделяются в объекте (процессе). На этом уровне с учетом оценок переменных состояния и параметров, полученных на нижнем уровне и формируемых ограничений, оцениваются состояния системных компонентов. При этом также оцениваются их прогнозируемые состояния. По результатам оценок принимаются решения о необходимых воздействиях на состояния системных компонентов, которые передаются для реализации управления состояниями этих комлонен-
тов. Управляются системные компоненты в.результате воздействий на локальные переменные состояния и параметры объекта (процесса).
На верхнем уровне располагаются АРМ операторов, которые реализуют интеллектуальные алгоритмы оценки состояния объекта и представляют результаты анализа в удобной для восприятия и хранения форме, используя развитые банки данных, знаний и программное обеспечение.
Логика работы верхнего уровня основана на оценке состояния объекта (процесса) по результатам оценок состояний системных компонентов. При этом могут быть учтены также результаты измерений и оценок локальных переменных. Принятие решения о воздействии на состояние объекта базируется на оценках его текущего и прогнозируемого состояний с учетом изменяющихся ограничений. В системе автоматического управления оценки и решения принимаются центральным компьютером, реализующим методы искусственного интеллекта. В системе автоматизированного управления в выполнении этих функций существенная роль отводится лицу, принимающему решение. Управление состоянием объекта осуществляется при воздействии на состояния системных компонентов.
Основные принципы и особенности построения высокопроизводительных распределенных интеллектуальных микрокомпьютерных систем мониторинга были реализованы в сетевом лабораторном исследовательском стенде (СЛИС) (рис.
4), разработанном на кафедре микропроцессорных систем ТРТУ.
Рис. 4. Сетевой лабораторный исследовательский стенд
СЛИС предназначен для применения в учебном процессе и научных исследованиях при разработках алгоритмов, программных и аппаратных решений в области построения распределенных интеллектуальных систем мониторинга, диагностики и управления технических объектов.
СЛИС представляет собой распределенную микрокомпьютерную систему на основе промышленной сети, включающей Концентратор и интеллектуальные датчики - измерители сигналов (ИДИС).
СЛИС обеспечивает:
- съем сигналов с датчиков (первичных преобразователей) физических величин;
- аналоговую и интеллектуальную цифровую обработку сигналов в ИДИС;
- сбор в концентратор результатов обработки сигналов в ИДИС;
- анализ и интегральную оценку состояния объекта мониторинга;
- поддержку формирования локальных управляющих решений;
- протоколирование и отображение принимаемой информации в РВ.
В основу разработки СЛИС положены следующие принципы:
- 2 -уровневая организация:
о на нижнем уровне, в ИДИС, осуществляются сбор и обработка сигналов от объекта мониторинга, вычисление, например, среднеквадратических значений сигналов вибраций либо различных давлений и т.п.; о на верхнем уровне - сбор обработанных данных от ИДИС, протоколирование и отображение получаемых данных в реальном масштабе времени;
- ориента ция на промышленную сеть - RS-485 и протокол MODBUS;
- бл изость цифровой обработки к объекту (высокая производительность и развитые функциональные возможности микроконтроллеров, низкое энергопотребление, возможность расположения в непосредственной близости от сенсоров);
- моду льность, развиваемость, экономичность.
Взаимодействие концентратора с ИДИС по сети RS-485 выполняется по протоколу MODBUS/RTU. При этом концентратор выполняет функции главного узла (Master), а ИДИС - подчиненных узлов (Slave).
В состав аппаратного обеспечения СЛИС входят концентратор - ПК IBM PC Pentium и выше,ОЗУ 16 Мб; FLASH ПЗУ 32 Мб, промышленная сеть RS-485 интеллектуальных датчиков ИДИС.
Реализованное количество узлов промышленной сети RS-485 от 1 до 4, количество аналоговых каналов сбора данных от 1 до 16, скорость передачи по RS-485 9600-115200 бод.
Программное обеспечение включает:
- инструментальное программное обеспечение, в том числе Watcom C/C++ 10.6, Photon Application Builder 1.14, IDE MSP430 Windows Workbench;
- системное программное обеспечение - OCPB QNX 4.25;
- проблемное программное обеспечение, содержащее программы "Настройка стенда", "Управление работой стенда", "Синхронизированный сбор данных, "Интеллектуальная обработка", "Отображение данных в реальном времени", "Протоколирование".
Для макетирования интеллектуальных датчиков-измерителей, апробации и отработки алгоритмических, программных и аппаратных решений создан экспериментальный образец программно-аппаратной среды проектирования интеллектуальных датчиков-измерителей сигналов физических величин (ЭО ИДИС) (рис. 5).
Рис. 5. Четырехканальный ЭО ИДИС
ЭО ИДИС построен в виде аппаратно-программной платформы, обеспечивающей макетирование интеллектуальных датчиков-измерителей вибрации, температуры, акустического давления, давления жидких и газообразных сред и т.д.
В состав аппаратного обеспечения ЭО ИДИС входят 4 канала аналоговой обработки, микроконтроллер, сетевой интерфейс, встроенный источиик питания. Каждый канал включает: операционный усилитель, зарядовый усилитель, масштабный усилитель, программно-управляемый фильтр НЧ, фильтр ВЧ 1-го .порядка, программно-управляемый усилитель, аналого-цифровой преобразователь.
Технические характеристики ЭО ИДИС:
- 16-разрядный контроллер -TI MSP430F149 с тактовой частотой 8МГц, встроенный 8-ми канальный 12-разрядный АЦП со скоростью 200 ksps, 48кЬ ROM, 2кЬ RAM;
- коэффициент усиления программно управляемого усилителя - 1+100;
- Частота среза управляемого ФНЧ - 200+1000Гц;
-внешний 1-канальный 16-ти разрядный высокоскоростной АЦП;
-сетевой интерфейс RS-485.
Программное обеспечение состоит из инструментального, системного и проблемного ПО.
Инструментальное программное обеспечение: MSP430 Windows
Workbench, MSP430 С Compiler, MSP430 Assembler, MSP430 C-SPY for Windows.
Системное программное обеспечение: подпрограммы - опроса АЦГ1, приема и передачи данных по протоколу Modbus, синхронизации запуска ИДИС, управления усилителем и фильтром.
Проблемное программное обеспечение: программа обработки информации с датчиков вибрации (вычисление СКЗ сигнала), температуры, давления с коррекцией по температуре и т.д.; программы вычисления квадратного корня, sin(x), cos(x), ехр(х), 1п(х), 1/х.
Архитектура СЛИС и принципы ее построения соответствуют современным тенденциям в разработке систем сбора и обработки параметров состояния технических объектов, основными из которых являются:
- переход от централизованных систем к распределенным;
- использование для сбора данных промышленной сети с централизованным управлением и распределенным вводом-выводом;
- выделение локальных задач, которые решаются локальными контроллерами нижнего уровня.
Как было отмечено выше, в качестве информационного протокола для СЛИС выбран один из наиболее широко используемых в промышленности протокол MODBUS/RTU. Выбор осуществлен по оптимальному соотношению следующих параметров:
стоимости требуемого оборудования;
возможностям обеспечения точной временной циклограммы обмена;
простоте логической структуры;
соответствия уровню решаемых задач.
Использование для централизованного сбора от ИДИС обработанных данных не оригинальных частных протоколов, а стандартных интерфейсов, обеспечивает преемственность, независимость от конкретной реализации аппаратной части СЛИС. Программное обеспечение СЛИС рассчитано на взаимодействие с разнообразными составляющими. В случае необходимости это потребует настройки и дополнения отдельных частей, но не полной переделки системы. Такой подход
увеличивает жизненный цикл СЛИС, что при быстрой смене версий и инструментальных средств поддерживает защиту инвестиций.
Реализованная в СЛИС система организации функционирования обеспечивает быстрый и фиксированный по времени цикл информационного обмена, гарантированную доставку сетевых сообщений, возможность независимого функционирования системы верхнего уровня (обеспечивая, в том числе, поддержку ЯСАОА-систем).
Использование на нижнем уровне сети интеллектуальных датчиков ИДИС
позволяет:
осуществлять интеллектуальную обработку сигналов, получаемых с технических объектов, в интеллектуальных датчиках в непосредственной близости к объекту исследования, а по сети передавать оператору компактную и содержательную информацию для визуализации и дальнейшей обработки;
использовать различные алгоритмы обработки получаемых "сырых" данных: вычислять функции физических переменных, контролировать характер изменения сигналов с целью определения условий аварии ипредаварии;
формировать управляющие воздействия непосредственно в ИДИС, что повышает скорость и оперативность управления объектом.
В заключение отметим, что РИКСМ и РИКУС с программируемой структурой имеют хорошие перспективы для применения в системах мониторинга и управления высокоскоростными динамическими объектами (процессами), так как обладают важными достоинствами:
их отличает высокая производительность, которая поддерживается организацией параллельного решения множества задач в реальном масштабе времени и высокой степенью совмещения процессов вычислений, обмена информацией и системного управления;
для них характерна оперативность принятия и реализации решений, так как в этих процессах наряду с вычислительными средствами более высокого уровня участвуют ЛМКС низкого уровня, расположенные непосредственно вблизи объекта. На эти ЛМКС возлагаются не только обработка считываемой с датчиков информации, но и ее оценка, принятие решений р рамках установленных полномочий и выдача указаний по реализации этих решений;
они имеют открытую архитектуру и допускают наращивание количества сетевых узлов в пределах проектных возможностей. Если необходимо расширить круг решаемых задач, возможна адаптация функционирующих РИКСМ и РИКУС путем подключения к ним дополнительных ЛМКС. Подключаемые ЛМКС могут отличаться от уже имеющихся в составе сети. Допускается также "мягкая" модернизация РИКСМ и РИКУС в результате замены по мере необходимости устаревших узлов;
такие системы являются надежными и живучими, так как в них каждый из узлов значительно проще (и надежнее) централизованного многомашинного вычислительного комплекса, в них используется резервирование особо ответственных узлов, применяются надежные цифровые методы передачи информации и дублируются маршруты ее прохождения в сети;
немалое практическое значение имеет оперативная реализация в РИКСМ и РИКУС установки полномочий, ограничений и режимов работы ЛМКС, настройки и калибровки оконечных устройств;
в экономическом плане разработка, отладка и постановка на эксплуатацию РИКСМ и РИКУС являются относительно дешевыми, так как отличаются высокой степенью децентрализации работ, не нуждаются в применении дополнительных сложных монтажных изделий и дорогих кабелей для соединений.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Пьявченко О Н. Проектирование локальных микрокомпьютерных систем. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005. - 238 с.
2. Кругляк К. Промышленные сети: цели и средства// СТА, 2002. № 4. С.6-10.
3. Зыль С.Н. Операционная система реального времени QNX: от теории к практике. - 2-е изд. перераб. и доп. - Спб: БХВ. - Петербург, 2004. - 92 с.
4. Васильев В.В., Гоездов Г.И., СимакЛ.А. и др. Моделирование динамических систем: Аспекты мониторинга и обработки сигналов / Под ред. В.В.Васильева. - Киев: НАН Украины, 2002. - 344 с.
5. Дроф Р., Бишон Р. Современные системы./ Пер. с англ. Б.И.Копылова. -М.: Лаборатория базовых знаний, 2002,- 832 с.
6. Волкова В.Н., Денисов А.А. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению "Системный анализ и управление". - 3-е изд., перераб. и доп. - Спб: Изд-во политех, ун-та, 2005. - 520 с.
7. Пьявченко О.Н. Интеллектуальные датчики физических величин - перспективные базовые компоненты распределенных микропроцессорных систем управления и наблюдения. Известия ТРТУ № 3(32). - 2003.
8. Пьявченко О.Н., Педошенко А.М., Пцарева М.М. Распределенные интеллектуальные микрокомпьютерные системы: Учебное пособие. Под ред. О.Н.Пьявченко. - Таг анрог: Изд-во ТРТУ, 2004. - 118 с.
9. Семейство микроконтроллеров MSP430// http://www.ti.com .
В.ГЛи, В.Н.Сапрунов, А.Н.Сидоров
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЬЮТЕРНЫЙ СТЕНД ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА
Актуальность изучения психофизиологических состояний (ПФС) определяется их вкладом в обеспечение эффективности деятельности и надежности человека, а также увеличением количества профессий и изменением условий труда, когда психофизиологические возможности человека становятся определяющими. Данные психофизиологических исследований в сочетании с психологическими методами обусловили исследования ПФС, выделив их в отдельный предмет исследования.
Важность психофизиологического анализа деятельности специалисгов-операгоров в сложных управляющих системах - наиболее актуальное направление современного психоанализа. В связи с тем, что содержанием подобной деятельности является прием информации, ее переработка и принятие решения, функциональные изменения, происходящие в организме человека, отражаются преимущественно не в изменениях вегетативных процессов, а в динамике изменений характеристик центральной нервной системы.
Общие требования к программам тестирования ПФС человека-оператора
Человек-оператор рассматривается как совокупность взаимосвязанных подсистем, в качестве которых выступают физиологические и функциональноповеденческие подсистемы организма, которые кроме качественного выполнения своих функций обязаны поддерживать некоторый уровень общего ресурса системы, сохранение которого позволяет системе оставаться жизнеспособной. Взаимосвязь между подсистемами является динамически изменяющейся как следствие воздействия одной подсистемы на другую подсистему, так и вследствии необходимости принятия компромиссных соглашений относительно качества
