CC BY
47
исчезнут, продолжить движение текущим курсом, итерация завершается.
8. Если вихри в точке пересечения не успеют исчезнуть, следует выбрать оптимальный плоский маневр [3].
При достижении пункта назначения работа алгоритма завершается.
Результаты расчета характеристик вихревых следов
В рамках предложенной модели для расчета размеров вихревых следов была разработана программа. Использовался следующий порядок расчета: (т, Ь, с, 8^„), где т -масса; 10 - размах крыльев; ? - характерное время опускания вихрей; Г0 - начальная циркуляция вихрей; 1Лесау - время затухания вихрей; а, Ь, с -размеры полуосей ВЭ; - высота опускания. Результаты расчетов сведены в таблицу.
Характеристики вихрей, образованных различными типами ВС
Примечание: скорость К=150 м/с; шаг моделирования - 1 секунда; ошибка измерений ветра - 2 м/с; габаритная высота ВС - 20 м; ветер отсутствует.
Таким образом, в работе представлена модель эволюции вихревых следов ВС и приведены результаты расчетов их характеристик для различных типов ВС.
Реализован алгоритм избегания вихревых следов, который может быть пригоден при использовании многоагентного (децентрализованного) подхода к построению системы УВД, обеспечивающей предотвращение конфликтов разных видов (столкновений, опасных сближений, попаданий в вихревые следы).
Для апробации алгоритма разработан программный компонент в виде динамически подключаемой библиотеки. В дальнейшем в рамках системы УВД и соответствующей среды имитационного моделирования, в том числе с применением перспективной концепции Free Flight [5], предполагается использовать более общие тестовые сценарии и метрики [5] для оценки работы алгоритма.
Литература
1. Золотухин В.В., Исаев В.К., Давидсон Б.Х. Некоторые актуальные задачи управления воздушным движением // Труды МФТИ. 2009. Т. 1. № 3. С. 94-114.
2. Ярошевский В.А., Бобылев А.В., Гайфуллин А.М., Свириденко Ю.Н. Влияние вихревого следа на динамику полета пассажирского самолета // Полет. 2009. С. 93-99 (вып. ЦАГИ-90).
3. Исаев В.К., Золотухин В.В. Некоторые задачи 2D-маневрирования самолета с целью обеспечения вихревой безопасности // Вестник МАИ. 2009. Т. 16. № 7. С. 5-10.
4. Васильев С.Н., Жерлов А.К., Федосов Е.А., Федунов Б.Е. Интеллектное управление динамическими системами. М.: Физматлит, 2000. 352 с.
5. Bellomi F., Bonato R., Nanni V., Tedeschi A. Satisficing Game Theory for distributed conflict resolution and traffic optimisation: a simulation tool and experimental results // Eurocontrol Innovative Research Workshop, 2007.
Характеристики Тип ВС
ТУ-154М SuperJet 100-75LR A380-800 Boeing 737-900
Максимальная взлетная масса, 104 кг 8 4,3 56 7,9
Размах крыльев, м 37,5 27,8 79,8 34,3
Характерное время, c 37,6 28,5 51,7 46,2
Время затухания, с 211 139 324 280
Начальная циркуляция, м2/с 236 179 325 290
Максимальные размеры полуосей (а, Ь, с) ВЭ, м 573; 442; 433 427; 291; 287 800; 690; 660 710; 580; 570;
Высота опускания ВЭ, м 137 99 128 200
Протяженность вихревого следа, 103 м 32 21 48,7 42
УДК 004.414.3
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ ЗАДАЧИ ВЕСОВОГО КОНТРОЛЯ
С.В. Сорокин
(Московский физико-технический институт (государственный университет), [email protected])
Разработаны методическая и теоретическая базы для создания автоматизированной системы весового контроля. Проведены системный анализ и формализация предметной области на всех этапах жизненного цикла сложных изделий авиа- и машиностроения.
Ключевые слова: системный анализ, архитектура ПО, реляционное моделирование данных, паттерны проектирования.
Последние два десятилетия характеризуются повышением роли информационных технологий и появлением широкого спектра средств автоматизации разнообразных видов деятельности: от ре-
шения научных, проектно-конструкторских, технологических, производственных задач до автоматизации торговой, коммерческой, банковской и других видов деятельности [1].
В настоящей работе рассматривается пример автоматизированной системы весового контроля (АСВК), которая является интегрированной информационной средой обеспечения жизненного цикла изделия в авиастроительной отрасли, что позволяет решить важную задачу управления весом изделия.
Целью данной работы является демонстрация одного метода системного анализа и проектирования методической базы (стандартов, бизнес-процессов) на примере построения АСВК. Проводится формализация различных аспектов архитектуры, выделяются основные паттерны проектирования, обеспечивающие реализацию всех функциональных требований, предъявляемых к АСВК.
В качестве основного подхода к достижению заявленной цели используется системный анализ архитектуры. Проводится последовательный анализ процессов предметной области, структуры системы, альтернатив и вариантов применения различных технологических платформ для программной архитектуры. В ИТ-отрасли термин «архитектурная модель» может применяться к различным аспектам. Выделим четыре вида моделей: функциональная, информационная, технологическая, программная.
Функциональная модель
Данная модель определяет стратегию организации, структуру и ключевые бизнес-процессы в рамках организации. Основное внимание уделяется их анализу и формализации. В составе основного бизнес-процесса АСВК выделяются два типа процессов - внешний и внутренний.
Целью внешнего процесса АСВК является обеспечение обмена внешней информацией АСВК в информационной среде. Под внешней понимается информация, циркулирующая между участниками внешнего процесса, в отличие от внутренней информации, циркулирующей в рамках внутреннего процесса между подразделениями конкретного участника внешнего процесса. Выделяются следующие участники внешнего процесса: головные ОКБ, предприятия-смежники, информационный центр, главное управление.
Внешний процесс АСВК предназначен для своевременного обеспечения головных ОКБ, разрабатывающих основные изделия (летательные аппараты и двигатели), центровочными и массово-инерционными характеристиками (МИХ) комплектующих (покупных и кооперированных) изделий, разрабатываемых и изготовляемых предприятиями-смежниками.
Внешний процесс АСВК представлен в одном экземпляре и является связующим в распределенной сети участников.
Организационно-функциональная структура процесса представлена на рисунке 1.
Целью внутреннего процесса АСВК является обеспечение ввода, обработки и хранения сведений о массах, МИХ и центровочных характеристик на предприятии.
Внутренний процесс АСВК в рамках системы представлен по одному экземпляру, функционирующему в каждом из узлов АСВК. В настоящей работе в связи с целесообразностью учета специфики уже существующих производственных процессов участника предлагаются рассмотрение внутреннего процесса АСВК в качестве черного
Управляющие воздействия
Запросы Управляющие воздействия
5 И 5 I * Установленные лимитные массы Запросы Запросы
Корректировка лимитных масс ш О ф Сведения об установленных лимитных массах . 0> Я I о
0) г о 1-I 0) Ц т га . с >
к 5 Н Запросы ^ I т о Сведения о корректировке лимитных масс >5
К 5 О. С Текущие МИХ и центровочные данные^ ц о |_ Сигнал об отсутствии плановой передачи информации I I о 5 Сигнал об отсутствии информации по комплектующим изделиям 0) 0 1 т
ч: 0) о. с Фактические МИХ и центровочные данные^ Сигнал о недопустимом превышении лимитной массы ^ « г Сигнал о превышении га £
Фактические МИХ и . о лимитной массы
центровочные данные I
Запросы Справки
Рис. 1
ящика и формализация информационных структур.
Внутренний процесс АСВК должен способствовать установлению в организациях и на предприятиях единых правил контроля массы и МИХ изделий.
Информационная модель
Модель определяется информацией и средствами управления информацией предприятия. Информация (данные) становится наиболее важным инструментом организации в достижении поставленных целей. Системная архитектура должна обеспечивать информационную архитектуру, выступая в качестве эталонного каркаса.
При формировании банка данных весовых характеристик в АСВК используется существующая практика декомпозиции изделия на агрегаты, системы, узлы, сборочные единицы [2]. Таким образом, изделие-проект представляется в виде древовидной структуры в соответствии с декомпозицией самого изделия на агрегаты, системы и узлы с обязательным введением систем координат для описания каждой сборочной единицы.
Взаимосвязи между весовыми сущностями представлены в виде диаграммы Питера Чена на рисунке 2.
Изделие 1
Проект
Подпроект
Массово-инерционные -характеристики
Деталь
Рис. 2
Технологическая и программная модели
Технологическая модель системы соответствует системной архитектуре. Системная архитектура определяет программно-аппаратные подсистемы, модули и связи между ними, которые в целом охватывают и описывают интеграционную информационную среду организации. Бизнес-архитектура сопоставляется системной архитектуре. Системная архитектура должна обеспечить достижимость целей организации посредством использования интеграционной информационной среды,
которая обеспечивает весь жизненный цикл продукции. Назначение системной архитектуры - это обоснование фундамента, на основе которого могут быть разработаны все программные приложения и выстроены все информационные потоки.
Программная модель определяет нижний уровень, представленный в виде конкретных программно-аппаратных решений. Программная архитектура включает в себя модель предметной области в терминах и на языке программной вычислительной среды. С программной архитектурой связана специфика реализации решения, обусловленная применением той или иной технологической платформы, что является одной из отличительных черт системной архитектуры, которая, в отличие от программной архитектуры, является инвариантной к реализации [3].
Архитектура системы представлена в виде типового решения модель-представление-контроллер [4], что подразумевает выделение трех отдельных ролей (рис. 3).
Представление
Контроллер
Модель
Рис. 3
Модель - это объект, предоставляющий некоторую информацию о предметной области. У модели нет визуального интерфейса, она содержит в себе все данные и поведение, не связанные с интерфейсом. Представление отображает содержимое модели средствами графического интерфейса. Все изменения информации обрабатываются третьим участником системы - контроллером. Контроллер получает входные данные от пользователя, выполняет операции над моделью и указывает представлению на необходимость соответствующего обновления. В этом плане графический интерфейс (GUI) рассматривается как совокупность представления и контроллера.
Клиентское приложение АСВК обеспечивает уровень представления и взаимодействия с серверными объектами, реализующими программную логику системы (контроллер). Взаимодействие заключается в отправке на веб-сервер запросов пользователя на просмотр, изменение и поиск данных. Для передачи информации используются стандартные Internet-протоколы передачи данных: HTTP, SOAP.
Серверная часть системы представлена в виде фасада веб-сервисов, принимает и обрабатывает запросы пользователей, генерирует ответы на запросы. Пользователь системы осуществляет работу на своем персональном компьютере, используя
клиентское ПО. Сервисы взаимодействуют с СУБД на основе ^¿-запросов с использованием объектов доступа к данным.
Клиентская и серверная части АСВК в совокупности представляют типовое интеграционное решение Портал [5]. Фактически в основе ядра предлагается использовать концепцию HTTP-модулей: все запросы перенаправляются в программный модуль, который на основе анализа веб-адреса узла и передаваемых параметров формирует соответствующий отклик системы. Технически это осуществляется с использованием типового решения Front Page Controller [5].
Подытоживая, отметим, что в статье проведен анализ требований и предложены подходы к формализации предметной области и архитектуры программно-технического решения в машиностроении на примере автоматизированной системы весового контроля. Описаны основные методы, введено подразделение на виды моделей интеграционной информационной среды.
Предложенный подход может использоваться как основа для создания отраслевого стандарта по формализации САТ^-требований к интеграционной информационной среде в машиностроении.
Литература
1. Васильев С.Н. [и др.]. Интеллектное управление динамическими системами. М.: Физматлит, 2000. 352 с.
2. Исаев В.К., Матушкин С.С. Структура информационного хранилища автоматизированной системы весового контроля (АСВК) // Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук: тр. XLYIII науч. конф. МФТИ. 2005. Ч. III. С. 46-47.
3. Сорокин С.В. Программная модель автоматизированной системы весового контроля (АСВК) // Технологии Microsoft в теории и практике программирования: тр. IV Все-росс. конф. студ., аспирант. и молод. ученых. М.: Вузовская книга, 2007. С. 23-24.
4. Нестерихин Ю.Е. [и др.]. Применение объектно-ориентированного подхода при создании информационных систем управления жизненным циклом в машиностроении // Проблемы машиностроения: сб. тр. конф. М.: Ин-т машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, 2008. С. 376-379.
5. Фаулер М. Архитектура корпоративных программных приложений. М.: Издат. дом «Вильямс», 2004.
УДК 517(070)
ЗАДАЧА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРУППЫ РИСКА ДЛЯ ОДНОРОДНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ УЗЛОВ
Веслав Пасевич, к.т.н.
(Институт математики Западно-Поморского технологического университета, г. Щецин, Польша, 1.аге]уеу(@рт-згсгесъп.р1)
Метод дискриминантного анализа позволяет построить линейную дискриминантную функцию, делящую все однородные транспортные узлы на две группы с целью оценки риска их существования или банкротства в зависимости от основных показателей финансово-хозяйственной деятельности. Настоящая работа посвящена решению задачи построения модели определения группы риска для однородных транспортных узлов (порт, терминал, грузовая площадка и т.п.).
Ключевые слова: транспортный узел, вероятность, риск, модель, дискриминантная функция.
Вероятностная интерпретация моделей риска в транспортных системах обусловливает необходимость использования метода дискриминантного анализа и распределений многомерных, статистически зависимых случайных величин [1].
Так, например, выборке Ю. Бригхема соответствует дискриминантная функция Z= -0,3877--1,0736K1Ъ+0,0579DЖ, где Къ - коэффициент текущей ликвидности, Dж - доля заемного капитала.
В практике транспортных предприятий (ТП) вполне применима модель Э.И. Альтмана, как это показано, например, в [2]: Z=0,012xl+0,014x2+ +0,033х3+0,006х4+0,999х5, где х1 - отношение собственных оборотных средств к сумме активов, х2 -отношение нераспределенной прибыли к сумме активов, х3 - отношение прибыли до вычета процентов и налогов к сумме активов, х4 - отношение
рыночной стоимости обыкновенных и привилегированных акций к балансовой оценке заемного капитала, х5 - отношение выручки от реализации к сумме активов.
Однако следует заметить, что использование дискриминантной функции Z в случае транспортного узла (ТУ) может дать лишь качественную оценку риска [3]. Например, вероятность банкротства ТУ по модели Альтмана оценивается как очень высокая при Z<1,8, высокая при 1,8^<2,7, возможная при 2,7^<2,9, очень низкая при Z>2,9. Это обстоятельство объясняется тем, что распределение вероятностей индекса Z в дискриминант-ном методе не оценивается.
Традиционно оценка степени доверия основывается на методе экспертных оценок, ретроспективном анализе и независимом аудиторском контроле. В результате проведенного анализа может
