CC BY
40
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 681.5.034
В.М. Артюшенко
д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой информационных технологий и управляющих систем, ГБОУ ВПО Моск. обл. «Финансово-технологическая академия» Б.А. Кучеров аспирант, ГБОУ ВПО Моск. обл. «Финансово-технологическая академия»
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ
Аннотация. Анализируется современное состояние автоматизации процесса распределения средств
управления космическими аппаратами. Отмечены наиболее хорошо проработанные вопросы. Приведены предполагаемые направления дальнейшего развития автоматизации данной задачи.
Ключевые слова: информационный обмен, обмен xml-документами, программное обеспечение, базы данных, космический аппарат, средства управления.
V.M. Artyschenko, Financial and Technological Academy, Moscow region
B.A. Kucherov, Financial and Technological Academy, Moscow region
ANALYSIS OF STATE OF AUTOMATION OF DISTRIBUTION OF CONTROL FACILITIES FOR
SPACECRAFTS
Abstract. The current state of automation of distribution of control facilities for spacecrafts is analyzed. The most elaborated issues have been marked. Prospective directions of the further development of automation of distribution of control facilities for spacecrafts have been given.
Keywords: information exchange, exchange by xml-documents, software, database, spacecraft, control
facilities.
В настоящее время в соответствии с Федеральной космической программой России проводится большой объем работ по укреплению и развитию её космического потенциала. Постоянное наращивание группировки космических аппаратов (КА), совместно с использованием малопунктной (2-4 наземных пункта) технологией их управления, предъявляют совершенно новые требования к процессу распределения средств управления космическими аппаратами [1-4].
Средства управления, с помощью которых осуществляется управление группировкой КА, являются средствами коллективного доступа. Для обеспечения бесконфликтного использования средств управления необходимо их централизованное распределение, осуществляемое единым органом - органом планирования [3-6].
При распределении средств управления КА в органе планирования протекает значительное количество сложных технических процессов. Возникает потребность в решении целого ряда трудоёмких задач, таких как:
- информационный обмен органа планирования с абонентами;
- составление плана задействования средств;
- статистическая обработка данных о задействовании средств;
- информирование о текущей обстановке;
- обеспечивающие задачи (контроль действий специалистов, оповещение о поступлении информации и т.д.).
Для повышения оперативности распределения средств управления КА проводятся ра-
боты по автоматизации вышеуказанных задач. Рассмотрим их текущее состояние.
Заметим, что разработка программного обеспечения ведется в среде Embarcadero RAD (Rapid Application Development) Studio XE2, с использованием Devart Oracle Data Access Components, Developer Express VCL (Visual Component Library), FastReport, GLScene. Центральным элементом автоматизации указанного процесса является база данных, реализованная в системе управления базами данных (СУБД) Oracle Database [3, 5].
Вопрос автоматизации информационного обмена органа планирования с абонентами к настоящему времени серьезно проработан. Предложены и реализованы три варианта организации автоматизированного информационного обмена. Благодаря использованию нескольких вариантов возможно осуществление обмена с абонентами, обладающими средствами обмена различного уровня [6-9].
Первый вариант организации обмена предполагает обмен через программу-клиента, устанавливаемую на компьютер абонента [6-9]. Данный вариант обеспечивает простоту и оперативность организации автоматизированного информационного обмена. Также к достоинствам варианта можно отнести универсальность программного обеспечения обмена - не требуется его доработка при подключении нового абонента.
Второй вариант заключается в обмене непосредственно между базами данных органа планирования и абонента. К достоинствам такого варианта можно отнести возможность интеграции информационного обмена в работу программного обеспечения абонента. К недостаткам - необходимость доработки программного обеспечения обмена, как со стороны абонента, так и со стороны органа планирования [6-9].
Третий вариант предполагает обмен xml-документами (xml - extensible Markup Language). Передача xml-документов может осуществляться через FTP-сервер (FTP - File Transfer Protocol), стороннее программное обеспечение передачи файлов или электронную почту. Данный вариант организации автоматизированного информационного обмена является наиболее предпочтительным. Его главными достоинствами являются унификация обмена органа планирования с абонентами и возможность интеграции информационного обмена в работу программного обеспечения абонентов. К недостаткам здесь следует отнести необходимость доработки программного обеспечения обмена абонентов для реализации информационного обмена с органом планирования, а также необходимость в средствах передачи xml-документов [6-9].
Процесс составления плана задействования средств является одним из ключевых процессов при распределении средств управления КА. Оперативность его выполнения имеет большое значение для оперативности распределения средств управления КА в целом. Автоматизации составления плана уделено большое внимание.
Реализовано сведение поступивших заявок в обобщенную таблицу (диаграмму). В указанной таблице осуществляется индикация конфликтных ситуаций, присутствует возможность фильтрации и группировки данных. Выходные документы могут быть распечатаны как по отдельности, так и в рамках пакетной печати.
Для разрешения конфликтных ситуаций был выбран алгоритм разрешения конфликтов путем исключения наименее приоритетных сеансов связи из плана и дальнейшего переноса их оператором на свободные временные интервалы. Алгоритм был реализован в виде пакета на языке PL/SQL [3, 5]. В дальнейшем планируется использование более совершенных алгоритмов, исследования по их созданию проводятся в настоящее время другими учеными.
Анализ задействования средств управления КА, необходимый для их распределения, может проводиться по статистическим данным. Указанные данные могут быть разделены на две категории: статистика по запланированному задействованию средств и статистика по результатам их работы. Реализован расчет статистики в различных разрезах и за различные пе-
риоды. Статистическая обработка данных реализована средствами СУБД Oracle. Используются как агрегатные функции, так и аналитические.
Информирование о текущей обстановке обеспечивается за счет отображения состава и состояния группировки КА с использованием трехмерной графики [10] и отображения состава и состояния средств управления КА на географической карте. На трехмерной модели осуществляется отображение Земли, КА и их орбит, а также наземных пунктов, на которых размещены средства управления [10]. На географическую карту схематично наносятся пиктограммы наземных пунктов и средств, осуществляется индикация их состояния.
Автоматизация обеспечивающих задач является также достаточно важной. Так, оповещение специалистов о поступлении сообщений в процессе осуществления информационного обмена способствует своевременному реагированию на них. Это оказывает положительное влияние на оперативность распределения средств управления КА в целом. Оповещение реализовано с помощью технологии Oracle Advanced Queuing [5] и осуществляется как визуально, так и звуковым сигналом.
Контроль действий специалистов органа планирования реализован посредством аудита базы данных. Аудит реализован с помощью стандартных средств СУБД Oracle.
Таким образом, проведен анализ состояния автоматизации распределения средств управления космическими аппаратами. Показано, что наиболее хорошо проработан вопрос организации автоматизированного информационного обмена органа планирования с абонентами. Так же хорошо проработаны вопросы оповещения специалистов о наступлении событий и контроля их действий.
Рассмотрен подход к разрешению конфликтных ситуаций, реализованный в настоящее время. Дальнейшее развитие автоматизации данной задачи может оказать существенное влияние на повышение оперативности распределения средств управления КА. Освещены вопросы автоматизации статистической обработки данных для анализа задействования средств управления КА и информирования о текущей обстановке.
Список литературы:
1. Макаров М.И. Анализ проблем создания перспективных технологий измерений и управления космическими средствами / М.И. Макаров, С.С. Кукушкин, В.Б. Рудаков // Ракетно-космическая техника. Информационные системы и технологии: научные труды: в 2 т. М.: НИИ КС им. А.А. Максимова, 2012. Т. 1. С. 86-107.
2. Артюшенко В.М. Анализ систем управления космическим летательным аппаратом / В.М. Артюшенко, М.И. Видов // Информационные технологии. Радиоэлектроника. Телекоммуникации (ITRT-2011): сб. ст. II Междунар. заоч. науч.-техн. конф. Тольятти: Изд-во ПВГУС, 2011. C.18-29.
3. Артюшенко В.М. Повышение оперативности бесконфликтного управления группировкой космических аппаратов в условиях ресурсных ограничений / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2013. Т. 9, № 3. С. 59-66.
4. Артюшенко В.М. Оценка экономической эффективности использования автоматизированной системы распределения средств управления космическими аппаратами в условиях ресурсных ограничений / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Вестник поволжского государственного университета сервиса. Серия Экономика. 2013. № 5 (31). С. 131-136.
5. Артюшенко В.М. Информатизация управления группировкой космических аппаратов / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Прикладная информатика. 2013. № 6 (48). С. 6-14.
6. Artuschenko V.M. Analysis of information exchange in the process of distribution of control facilities for spacecrafts with resource restrictions / Artuschenko V.M., Kucherov B.A. // European Science and Technology: materials of the VI international research and practice conference, Vol. II, Munich, December 27th-28th, 2013 / publishing office Vela Verlag Waldkraiburg. - Munich -Germany. - 2013. - P. 243-246.
7. Артюшенко В.М. Организация информационного обмена между элементами наземного комплекса управления группировкой космических аппаратов / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Прикладная информатика. 2014. №1 (49). С. 38-48.
8. Артюшенко В.М. Автоматизация информационного обмена при распределении средств управления космическими аппаратами / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Высокие технологии, фундаментальные исследования, финансы: сб. ст. Шестнадцатой междунар. науч.-практ. конф. «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности и экономике», 5-6 дек. 2013 г., Санкт-Петербург / науч. ред. А.П. Кудинов. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2013. С. 79-82.
9. Артюшенко В.М. Повышение эффективности оперативного управления группировкой космических аппаратов в условиях ресурсных ограничений / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Сборник статей I Международной заочной научно-технической конференции «Алгоритмические и программные средства в информационных технологиях, радиоэлектронике и телекоммуникациях». 2013. Ч. 1. C. 244-249.
10. Артюшенко В.М., Кучеров Б.А. Анализ возможностей использования модели полета космических аппаратов для распределения средств управления / В.М. Артюшенко, Б.А. Кучеров // Materiaty IX Miçdzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Perspektywiczne opracowania sq naukq technikami-2013». Vol. 34. Nowoczesne informacyjne technologie. Przemysel, Nauka i studia. 2013. С. 26-30.
