Удк 621. 398: 621. 317: 519. 5 Модели управления и мониторинга состояниями телекоммуникационной сети с использованием теории нечетких множеств icon

Удк 621. 398: 621. 317: 519. 5 Модели управления и мониторинга состояниями телекоммуникационной сети с использованием теории нечетких множеств


Смотрите также:
Удк 658. 5: 621(075. 8) Ббк 65. 304. 15-80я73 Н73...
Удк 658. 5: 621(075. 8) Ббк 65. 304. 15-80я73 Н73...
Удк 621. 317+528...
Проблемы производства высококачественных комплектующих для российской автомобильной...
Удк 681. 5;519. 16;519. 68...
495) 621-71-08 общие вопросы (495) 621-06-10 оргвзнос e-mail: doklad-rntores@mail ru...
Программа развития гоу «Школа №621 Санкт-Петербурга» на 2011-2015 годы «Школа равных...
Методология моделирования физических процессов в энергетических комплексах с нетрадиционными...
Удк 621. 8: 681. 5...
Методические указания Ярославль 2006 удк 621. 757...
Учебно-методическое пособие Томск 2000 удк 621. 039. 587...
Методические указания Волгоград 2010 удк 621. 91 Рецензент...



Загрузка...
страницы:   1   2   3
скачать
На правах рукописи


БЫЧКОВ Евгений Дмитриевич


УДК 621. 398:621.317:519.5


МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯМИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СЕТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ


Специальность: 05.12.13 – Системы, сети и устройства телекоммуникаций


А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук


ОМСК-2010


Работа выполнена на кафедре «Радиотехнических устройств и систем диагностики» ГОУ ВПО Омского государственного технического университета


Научный консультант: доктор технических наук, профессор,

академик МАН ВШ

Вешкурцев Юрий Михайлович


Официальные

Оппоненты:


Ведущая организация:

Защита состоится « ___» __________20__г., в ____ час. на заседании

диссертационного совета ________


Ваш отзыв в 2-х экземплярах, заверенной гербовой печатью, просим направить по адресу:


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «____» 20___ г.


Ученый секретарь

Диссертационного совета _____

Актуальность. За последнее десятилетие технология электросвязи или телекоммуникаций значительно видоизменилась, она стала интеллектуальной и проникла во все сферы деятельности общества, стала неотъемлемой его частью. Появились и продолжают возникать все новые виды услуг, предлагаемые обществу. В связи с бурным развитием IP-технологии, связанной с возможностью передачей и обработкой различных услуг связи по одним и тем же транспортным сетям, возникла необходимость пересмотреть концепции построения самих транспортных сетей связи и управления ими.

Составной частью современных сложных телекоммуникационных сетей являются распределенные системы управления и мониторинга (РСУиМ), к которым должны предъявляться очень высокие требования по качеству функционирования, с целью поддержания высокого уровня работоспособности элементов телекоммуникационной сети и качественного обеспечения как доставки услуг сети до потребителя, так и внедрения новых услуг. Поэтому задачи управления сетями связи являются актуальными.

Проблемам управления пакетными сетями связи, связанным с разработкой методов динамического управления и моделированием алгоритмов маршрутизации посвящены работы В.Г. Лазарева, Г.П. Захарова,

М.Н. Арипова и их учеников. Современные задачи управления мультисервисными сетями телекоммуникаций (поддержание их состояния и услуг) отражены в работах Я.С. Дымарского, Н.П. Крутяковой и Г.Г. Яновского, докторских диссертационных работых А.А. Костина, В.П. Мочалова, кандидатских работах В.В.Лохтина, Е.С. Коротокова, С.В. Яковлева, в которых основой алгоритмов анализа и определения состояний сложных элементов сети при управлении и мониторинге являются аппараты статистических решений, теории телетрафика, очередей, СМО. Успешное использование данных математических методов возможно в том случае, если априорная информация исходных данных статистически устойчивая, т.е. полная.

При управлении и мониторинге сложных процессов и сетевых элементов (СЭ) телекоммуникационной сети в реальном масштабе времени вышеприведенный аппарат может быть и неэффективным, т.к. возможны случаи, когда исходная информация является статистически неустойчивой либо неполной, либо вовсе отсутствует.

Из-за возрастающей сложности решаемых задач СЭ в системе телекоммуникаций усложняются и сами задачи управления и мониторинга. Следует отметить, что современные системы управления и мониторинга (СУиМ) являются человеко-машинными системами и с возрастающей сложностью объектов управления (ОУ/СЭ) возникает так называемый "человеческий фактор" при поиске критических состояний ОУ и сетевой ситуации. Этим самым вводится субъективный фактор в решение сложных задач мониторинга и распознавания качественными методами, что плохо поддается формализации классическими методами принятия решений.

Таким образом, возможная неустойчивость и неполнота статистической информации или её отсутствие, сложность ОУ и субъективный фактор в мониторинге и распознавании состояния распределенных ОУ приводит к методам принятия решений, основанным на концепциях теории нечетких (F) множеств.

^ Цель диссертационной работы заключается в развитии теории и разработке методов управления и мониторинга состояниями сетевых элементов NE и процессов телекоммуникационной сети в условиях неполной информации с использованием теории нечетких множеств (ТНМ).

Для достижения цели исследования была поставлена и решена следующая совокупность научно-технических задач:

  1. Адаптирована теория нечетких множеств к анализу систем связи.

  2. Разработана структурная схема иерархического управления на основе F-множеств.

3. Разработана и исследована F- модель объекта управления (ОУ).

4. Разработаны и исследованы F-модели транспортных каналов сети

управления.

5. Разработаны модели и методики принятия решения, распознавания и

прогнозирования состояния ОУ на основе F- множеств.

6. Разработана модель и алгоритм управления канальным ресурсом транспортной сети на основе F-методов.

7. Разработана F- модель и алгоритм маршрутизации данных в транспортной сети.

^ Методы исследования. В настоящей работе использованы методы теории вероятностей, теории алгебры логики, теории конечных автоматов, теории нечетких множеств, теории матричного анализа, теории систем массового обслуживания.

^ Научная новизна. В диссертационной работе на основе методов теории нечетких множеств разработан новый подход к задачам управления и мониторинга элементов телекоммуникационной сети, который может быть использован на этапах проектирования и эксплуатации РСУиМ, а также адаптированы основные теоретические положения и операции F- множеств для анализа систем связи. В связи с этим были получены новые научные результаты.

1. Показана область использования ТНМ в системах связи и разработана иерархическая модель управления сетью связи.

2. Рассмотрены и доказаны теоретические положения нечеткой меры и интеграла при анализе процессов систем связи.

3. Доказана теорема о взаимосвязи степени нечеткой связанности и степени нечеткости Ягера. Введены понятия степени нечеткой концентрации устойчивости нечетких множеств.

4. Разработаны F-модель цифрового объекта управления и две

методики определения состояния объекта управления на основе F-интеграла.

5. Разработаны методики принятия решения о состоянии цифрового объекта управления на основе метрического расстояния, меры включения, нечеткой меры пресечения, апостериорной нечеткой вероятности, на основе F-интеграла. Доказано выражение Байеса в нечеткой форме для функций с различной модальностью.

6. Разработана модель и методика прогнозирования состояния объекта управления на основе полинома Ньютона с использованием F-информации.

7. Построена теория, описывающая как механизм принятия решения о состоянии цифрового когерентного канала связи и регистрации единичного элемента на основе априорных F-шкал, так и формирование нечеткого кодового слова с использованием теории возможностей, а также процедура принятия решения о состоянии ОУ с учетом влияния каналов управления и реакции. Предложена теоретическая основа и F-модели цифровой фильтрации сигналов.

8. Разработан алгоритм цифрового приема сигналов на основе нечеткой логики в программной среде MATLAB.

9. Разработаны F-модель управления канальным ресурсом, алгоритм и

реализация F- управления канальным ресурсом.

10. Разработаны функциональные схемы F-вывода для различных

приоритетов очередей при управлении канальным ресурсом, модель СеМО системы управления «Менеджер- Агент».

11. Разработаны модель и алгоритм F- маршрутизации пакетов в сети

управления.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Иерархическая модель распределенной сети управления и

мониторинга сетью связи.

2. Теоретические положения нечеткой меры и интеграла при анализе процессов систем связи, теорема о взаимосвязи степени нечеткой связанности и степени нечеткости Ягера, степени нечеткой концентрации устойчивости нечетких множеств.

3. F-модель цифрового объекта управления и методика определения состояния ОУ на основе F-интеграла. Методика принятия решения о состоянии цифрового объекта управления с использованием метрического расстояния, меры включения, нечеткой меры пресечения, апостериорной нечеткой вероятности и нечеткого интеграла. Выражение Байеса в нечеткой форме для функций с различной модальностью.

4. Методика прогнозирования состояния объекта управления на основе полинома Ньютона с использованием F-информации.

5. F-модели дискретного канала со стиранием двоичного когерентного приемника, решающего устройства и методики формирования F-кодового слова на основе теории возможностей, а также модель и методика принятия решения о состоянии объекта управления с учетом состояния каналов связи.

6. Алгоритм цифрового приема сигналов на основе нечеткой логики в программной среде MATLAB.

7. F-модель управления канальным ресурсом, алгоритм и реализация F- управления канальным ресурсом.

8. Функциональные схемы F-вывода для различных приоритетов очередей при управлении канальным ресурсом, модель СеМО системы управления «Менеджер-Агент».

9. Модель и алгоритм F- маршрутизации пакетов в сети управления.

^ Практическая ценность работы заключается в создании теоретико-прикладных основ анализа и проектирования модулей распределенных систем управления различного назначения в условиях неполноты информации и включает следующее:

- расширение диапазона идентификации повреждений цифрового устройства (ЦУ) с использованием методики распознавания их состояний на основе модифицированного критерия Байеса в нечеткой форме и методики распознавания на основе n-кратного нечеткого интеграла;

-расширение функциональных возможностей системы прогнозирования АСУ состояний ЦУ за счет использования прогнозирующих полиномов на основе метода нечеткого обобщенного параметра. Данный метод прогнозирования позволяет в зависимости от полноты текущей информации также использовать опыт технического персонала;

-увеличение разрешающей способности приемника на основе методики регистрации единичного элемента с использованием композиционной априорной нечеткой шкалы и правила принятия решения на основе нечеткой логики. Исследование данной методики показало, что она достаточно эффективно работает в области помех малой и средней интенсивности;

- аналитические соотношения позволяющие оценивать состояния транспортных каналов в системе мониторинга;

- способ управления канальным ресурсом на основе прямых нечетких продукционных правил вывода modus ponens для нечеткой СМО;

- использование формализованного опыта операторов (технический персонал) и разработчиков, который является иногда единственным источником наиболее достоверной информации в периоды эксплуатации и разработки АСУ.

^ Реализация работы осуществлена в виде участия в хоздоговорных научно-исследовательских работах, проводимых Омским ИРСиД.

Результаты работы использованы в учебных процессах проводимых кафедрами РТУ и СД, ССИБ ОмГТУ, СПИ ОмГУПС, «Электросвязь» ИРСиД в рамках дисциплин «Сетевые информационные технологии», «Основы построения телекоммуникационных сетей и систем», «Сети и системы коммутации», «Теория электрической связи».

В рамках диссертационной работы автор осуществлял руководство студенческой работой, которая была отмечена серебряной медалью «За лучшую научную работу» по итогам открытого конкурса 2003 года на лучшую работу студентов в ВУЗах РФ Министерством образования РФ.

^ Апробация работы. Материалы и основные положения диссертации обсуждались на 3-х научных сессиях ВНТО РЭС им. А.С. Попова, 20-ти международных, всероссийских конференциях, симпозиумах, конгрессах (г. Новосибирск, г. Омск, г. Воронеж, г. Саратов, Н-Новгород, г. Кисловодск, г. Казань, г. Хабаровск), 6-ти региональных конференциях (г. Ташкент, г. Томск, г. Омск).

Результаты работы докладывались и получили одобрение на расширенных семинарах кафедры РТУ и СД и Радиотехнического факультета ОмГТУ, семинарах кафедры «Системы передачи информации» и на заседаниях постоянно-действующего НТ семинара ОмГУПС.

Публикации. По результатам диссертации опубликовано 64 работы, из них 33  материалы и тезисы докладов на различных международных симпозиумах и научно-технических конференциях, 14 статей в научных изданиях, в которых разрешается публиковать научные результаты докторских диссертаций, 12 статей в межвузовских и международных сборниках научных трудов, 2 учебных пособия электро- и радиотехнических специальностей, 1 монография, 1 комплект программ в Госфонде алгоритмов и программ, 1 авторское свидетельство на изобретение.

^ Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы ( 306 наименований) и ___ приложений, Общий объём работы составляет 356 страниц.

^ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана краткая характеристика состояния проблемы, обоснована актуальность темы, определены цель и задача работы, сформулированы полученные результаты и научные положения, выносимые на защиту.

^ Первая глава посвящена анализу проблемы управления телекоммуникационными сетями связи. Рассмотрены общие принципы, задачи и архитектуры системы управления в основе которых лежит идеология TMN. Приведен анализ системы OSS (Система поддержки функционирования предприятий связи) применительно к телекоммуникационным сетям. Рассмотрены математические модели иерархической системы TMN на основе теории СМО и модели управления сетью связи на основе теорий нейронной сети и тензорного анализа. Приведен пример реализации системы иерархического управления телекоммуникационной сетью ЕСМА (Единая система мониторинга и администрирования) ОАО «РЖД».

Согласно рекомендациям МСЭ модель системы управления сетью строится иерархически и имеет следующие уровни (снизу вверх): сетевых элементов; управления элементами; управления сетью; управление услугами; административного управления. Все функции, связанные с управлением, разбиваются на две части: общие и прикладные. Общие функции обеспечивают поддержку прикладных и включают, например, перемещение информации между элементами сети связи и системы управления, хранение информации, ее отображение, сортировку, поиск и т.п. Прикладные функции в соответствии с классификацией Международной организации стандартизации (ИСО) разделяются на пять категорий: управление конфигурацией – Configuration Management (CM); управление рабочими характеристиками (качеством работы) – Performance Management (PM); управление устранением неисправностей – Fault Management (FM); управление расчетами – Accounting Management (AM); управление безопасностью – Security Management (SM).

Архитектура системы автоматического управления (АСУ) сетями связи представляется в виде физической и информационной. Информационная архитектура представляется схемой «менеджер – агент». Под «агентом» понимается посредник (устройство, программа) между управляемым ресурсом и основной управляющей программой-менеджером. Чтобы один и тот же «менеджер» мог управлять различными реальными ресурсами, создается некоторая модель управляемого ресурса. Эта модель отражает только те характеристики ресурса, которые нужны для его контроля и управления. На основе этой схемы могут быть построены системы практически любой сложности с большим количеством агентов и менеджеров разного типа.

Схема «менеджер – агент» позволяет строить достаточно сложные в структурном отношении распределенные системы управления (РСУ). Чаще всего используются два подхода к их построению – одноранговое и иерархическое. Однако более гибким является иерархическое построение связей между менеджерами.

Распределенная система управления телекоммуникационной сетью TMN представляет собой отдельную инфраструктуру, которая должна обеспечивать согласованное взаимодействие между различными типами систем управления и оборудованием систем сети электросвязи, основой которой является сеть передачи данных (СПД). При этом область задач управления телекоммуникациями достаточно многообразная, сложная и в некоторой степени может быть противоречивой. В этой связи при управлении СПД TMN должна обеспечивать справедливое распределение ресурсов передачи сети для управляющих потоков информации до соответствующих служб.

Концепция BSS (Business support Systems) для разработчиков систем управления сетей связи дала новую идею – объединить задачи управления бизнесом и задачи управления сетью. Так на стыке двух задач родилась концепция OSS (Системы поддержки функционирования предприятий связи), которая, с одной стороны, содержала все наработки TMN, с другой – обеспечивала жесткую экономическую связку BSS/OSS, с третьей – включала новые тенденции, опыт и некоторые качественные дополнения, которые всегда сопутствуют синтезу двух независимых идей. Однако телекоммуникационная сеть является сложной распределенной структурой и внедрение OSS, в отличие от внедрения BSS, затрагивает саму основу работы сети связи – аппаратные и программные средства. Сбой в BSS чреват финансовыми потерями, сбой в OSS – потерями сегментов сети. Таким образом, при всей привлекательности OSS, ошибка при ее внедрении может иметь самые тяжелые последствия. Поэтому OSS необходимо рассматривать всего лишь как возможный вариант реализации некоторых задач эксплуатации систем связи, и у нее должны существовать альтернативы в других подсистемах эксплуатации.

В целом на «вживление» системы OSS с учетом требований потенциальных потребителей (процесс кастомизации) уходит от 3 до 10 лет, в зависимости от сложности сети. Если в течение этого срока оператор меняет свою техническую политику, сам факт построения системы OSS становится спорным. Поэтому более перспективным считается эволюционное внедрение новой технологи эксплуатации. На первом этапе создается система мониторинга, на втором этапе рассматриваются задачи для активной компоненты. Однако при внедрении очень часто системы мониторинга и управления импортного производства не могут применяться в России без существенной доработки. Это связано с разницей менталитетов, особенно в области инженерных подходов. В результате рано или поздно возникает вопрос о доработке любых программных продуктов.

Согласно отечественным исследователям (Захаров Г. П., Лазарев В.Г., Лазарев Ю.В., Арипов М.Н., Богуславский Л.Б.) процессы управления в сети связи подразделяются на функции динамического управления потоками информации и функции организационно-технического управления сетью. В соответствие с идеологией TMN все функции, связанные с управлением, можно разбить на две части: общие и прикладные. Общие функции обеспечивают поддержку прикладных процессов (FM, PM, CM, SM, AM). Таким образом, и математические модели традиционно подразделяются на два вышерассмотренных класса управления.

Формальная сторона построения моделей управления потоком (общие функции) заключается в следующем. При построении моделей сетей массового обслуживания (СеМО), позволяющих исследовать критерии эффективности глобального управления, рассматриваются пропускная способность сети передачи данных и среднее время доставки пакетов адресату (время задержки). При этом рассматриваемое СеМО должно удовлетворять уравнению глобального баланса (УГБ) согласно условиям теоремы ВСМР (Baskett, Chandy, Muntz, Palacios).

Первой работой в построении и разработке математической модели TMN на основе известных аналитических методов является докторская диссертация Костина А.А. «Модели и методы проектирования систем управления телекоммуникационными сетями» (2003г.). Здесь математическая модель TMN представляется в виде системы иерархических моделей СМО. Дальнейшее развитие направления Костина А.А. получило в работе его ученика Лохтина В.В. В данной работе предложена модель Интегрированной Системы Управления Телекоммуникациями (ИСУТ) для мультисервисной сети также на основе СМО.

Помимо вышерассмотренных работ, проблеме управления телекоммуникационной сетью на основе идеологии TMN посвящена кандидатская диссертационная работа Коротокова Е.С. В данной работе также на основе теорий очередей и СМО разработаны и исследованы модели прикладных функций TMN: модели TMN для категорий управления неисправностями; модели TMN для категорий управления рабочими характеристиками и конфигурацией. В этих моделях использованы типы СМО М/M/1 и M/G/1. В частности разработана и проанализирована многофазная модель контроля изменения конфигурации TMN.

Значительный вклад в разработку теории управления телекоммуникационными сетями внес Мочалов В.П. докторской диссертационной работой «Разработка распределенных систем управления телекоммуникационными сетями и услугами» (2006 г.). В частности, в этой работе разработаны: комплекс математических моделей оптимизации и исследования характеристик распределенной системы управления (РСУ) на уровнях административного управления, управления услугами, управления сетью, управления сетевыми элементами; информационная платформа анализа вероятностно-временных характеристик (ВВХ) РСУ телекоммуникационными сетями и услугами; методы анализа ВВХ распределенных систем управления телекоммуникационными сетями и услугами на основе аналитических, имитационных, графических и автоматных моделей.

Дальнейшее развитие направления Мочалова В.П. в области разработок управления телекоммуникационной сетью соответственно с идеологией TMN получило в кандидатской диссертационной работе Яковлева С.В. (2007 г.). Здесь на уровне управления услугами предложена модель системы управления услугами (СУУ), в которой в качестве метода многокритериальной оптимизации процесса управления телекоммуникационными услугами использован метод последовательных уступок. В качестве аналитической модели процесса управления конфигурированием системы управления услугами в этой работе выбрана двухфазная СМО.

Модели управления на основе нейронных сетей применительно к беспроводным телекоммуникационным сетям рассмотрены в работах Комашинского В.И., Смирнова Д.А. (2002 г.) и др. Здесь в качестве управляемого параметра потоков пакетов, посту­пающих в радиоканал, используется вероятность первичной и повторной передачи пакетов. Управление вероятностью передачи и выбор ее оптимального значения позволяют поддерживать коэффициент исполь­зования пропускной способности канала c множественным доступом (МД). Управление значением оптимальной вероятности передачи осуществляется на основе анализа пространства состоя­ний радиоканала. Для оценки пространства состояний, складывающегося в МД, и нахождения требуемого значения управляемого параметра используются нейросетевые модели.

Математическим ап­паратом, позволяющим оперировать обобщенными n-мерны­ми пространствами и объектами в них, является т е н з о р н ы й анализ. Приложение тензорного анализа значительно упрощает решение задач сетей мас­сового обслуживания при моделировании информационных систем, а также задач из многих других областей, что рассмотрено в работах Пасечникова И.И (2004 г.), Петрова М.Н. и др.(2008 г.), Петрова А.Е. (2009 г.).

Примером реализации иерархической системы управления является Единая система мониторинга и администрирования (ECMA), созданная для управления хозяйством связи ОАО «РЖД». ЕСМА базируется на системе ERP (Система планирования ресурсов предприятия), которая позволяет комплексно реализовать процессный подход к управлению качеством работы технологической сети связи ОАО «РЖД». Архитектура ЕСМА соответствует функциональной иерархической структуре TMN. Однако ЕСМА имеет трехуровневую иерархическую структуру, состоящую из уровня управления элементом сети, уровня управления элементами сети и уровня управления сетью, т.е. не охватывает уровень бизнес-процессов.

^ Во второй главе рассмотрены задачи мониторинга и управления на основе теории нечетких множеств: математический аппарат и источники F-ситуаций в процессах управления объектами связи; обобщенная модель иерархического управления сетью связи; обобщенная модель управления сетевым элементом; обобщенная поллинговая модель управления подмножеством сетевых элементов; транспортные функции в системе «менеджер – агент»; сформулированы цель и основные задачи диссертации.

Сеть электросвязи является сложной распределенной структурой. Модель управления можно представить в виде схемы, приведенной на рис.1. Обобщенная математическая модель иерархического управления имеет вид

где X0i – множество входных воздействий на объект управления; - оператор сетевого элемента NEi подсети j ; - оператор агрегирования по i первого уровня управления в подсети j ; - оператор агрегирования по j второго уровня управления сети k ; - оператор агрегирования по q третьего уровня управления; F4 - оператор четвертого уровня управления (управления бизнесом); n- количество сетевых элементов NE в подсети j ; m – количество подсетей NE в сети k ; q – количество сетей, обслуживаемых региональной TMN; i - неизвестный вектор воздействий на каждом уровне управления; Uij- управление соответствующего уровня; - корректирующее управление с вышестоящего уровня.

На основе результатов контроля и диагностики или мониторинга решаются задачи управления. При этом основными факторами всякого управления являются: цель управления (Z*); информация о состоянии объекта и природы (In), In = < XК, YК , Ξ>, где XК, YК, Ξ - множество входных, выходных и неизвестных воздействий на объект управления соответственно, определенных по результату мониторинга; целенаправленное воздействие на объект, т.е. собственно управление (U), U=(In,Z*);




Рис. 1. Иерархическая схема управления распределенной сетью связи: X0i – множество входных воздействий на объект управления; i - неизвестный вектор воздействий на каждом уровне управления; F1m, F1q, F3 – агрегирующие операторы соответствующих уровней: Yij – выходные векторы значений соответствующий уровней; U – векторы управлений; U* - корректирующие векторы управления; -оператор, устанавливающий зависимость выхода Y4 и цели управления Z, Y4= (Z)



алгоритм управления (), : In Z* U. Однако чаще всего в реальных условиях осуществление задач управления объектом эффективно в полном объеме не достигается из-за его сложности, неполноты информации об окружающей среде и состоянии объекта, неточно сформулированной цели управления, ограниченности ресурсов, дефицита времени принятия решения и других факторов. В этой связи в модели управления его составляющие могут формулироваться в концепциях теории нечетких (fuzzy) множеств. Тогда в зависимости от конкретной ситуации возможны различные варианты моделей управления:

МУП = < T, X, Y, , , , L, F, , G, , A, B >,

где Т = {t} – множество моментов управления; X = {x} – множество входных воздействий на объект управления (ОУ); Y= {y} – множество выходных откликов ОУ; - нечеткое множество управлений, (u) – нечеткая функция принадлежности, (u)  [ 0, 1 ] ; - нечеткое множество состояний; Z = {z} – множество целей; L, F – операторы перехода состояний и выходов соответственно L: T  X  Q  Q, F: T  X  Q  Y;  - оператор алгоритма управления; G{g(q)} – множество нечетких мер, g(q)[0, 1]; C = {c(u)} – множество цен управления; А = {(u)}, B = {(u)} – множества ошибок управления первого и второго рода соответственно.

Иерархическую модель распределённого управления с нечеткими составляющими, с учетом вышеизложенного, можно представить в виде:

Y = F4 (F3 (F2 (F1 (X1 , 1 , 1), 2 , 2), 3 , 3), 4 , 4).

От качественного функционирования сетевых элементов NE существенно зависит и функционирование всей сети связи в целом. Поэтому целью управления сетевым элементом является поддержание его состояния в заданном фазовом пространстве средствами контроля и диагностики (мониторинга), которое достигается своевременной доставкой контролирующей информации до устройства управления (УУ) и управляющей информации до объекта управления. Сетевые элементы NE по своей структуре и назначению в телекоммуникационной сети неоднородны. С точки зрения объектов управления их можно классифицировать как пассивные и активные. К пассивным NE можно отнести оборудование, являющееся относительно несложным и не обладающее самоорганизующими свойствами. К активным NE можно отнести узлы коммутации, Switch-коммутаторы, маршрутизаторы, некоторые сетевые шлюзы и базы данных. Приведенные NE обладают уже некоторым техническим интеллектом. Обобщенная модель управления активным сетевым элементом имеет вид, приведенный на рис. 2.

^ Обобщенная модель управления подмножеством сетевых элементов. В сети связи или в современных мультисервисных телекоммуникационных сетях множество сетевых элементов NE неоднородно. При этом вышестоящий менеджер (или УУ) по уровню иерархии TMN управляет определенным подмножеством NE. Модель такого управления приведена на рис. 3. В данной модели (см. рис. 3) подмножество NE имеет разный характер. Исполнение алгоритмов управления здесь может быть следующим: 1) алгоритм управления только пассивного подмножества NE; 2) алгоритм управления только активного подмножества NE; 3) алгоритм управления комбинированного подмножества. Взаимодействие менеджера в этой модели (см. рис.3) с каждым элементом NE происходит в форме определенного упорядоченного опроса, которая называется поллинговой системой (ПС). Данная система считается разновидностью СМО с несколькими очередями и с одним общим обслуживающим устройством (сервером, здесь в качестве него – менеджер) или несколькими устройствами Математические модели систем поллинга достаточно полно рассмотрены Вишневским В.М., Семеновым О.В. (2007 г.).




Рис.2. Структурная схема управления активным сетевым элементом: MIB- информационная модель ресурса или информационная база управления модели; УУ, УУВ(ведомое)- устройства управлении или процессоры; КХ, КУ – преобразующие устройства сигналов параметров; ИМ – исполнительный механизм или преобразователь сигналов управления; КU, КR - каналы управления и реакции (отклика) соответственно


Рис.3. Поллинговая модель

управления сетевыми элементами



Транспортная сеть состоит из каналов и трактов, качественное функционирование которых существенно определяет надежность доставки услуг связи по сети передачи данных (СПД) до потенциального потребителя. Математические модели каналов некоторых СПД достаточно хорошо изучены как отечественными, так и зарубежными учеными с точки зрения доставки услуг связи до потребителя, где допускается сравнительно высокая избыточность информации. Однако для специальных транспортных сетей (например, TMN), где передается некоммерческая информация, каналы связи мало изучены (рис. 2). Особенно это относится к каналам связи для передачи приема контрольно-диагностической информации о состоянии сетевых элементов NE, т.к. на основании этой информации в конечном итоге формируется стратегия обслуживания телекоммуникационной сети.

Задачи, связанные с описанием моделей функционирования трактов и каналов СПД РСУ рассмотрены в диссертационной работе Мочалова В. П. Данные задачи являются многомерными и решаются на основе теории СМО и Марковского процесса. Решения этих задач приближенные, даже при условии ряда оговорок (условий) и наличия исходной статистической информации. Поэтому представляет интерес разработки и исследований моделей каналов связи с использованием аппарата теории нечетких множеств и их влияния на процессы принятия решения о состоянии сетевых элементов NE.





Скачать 0.53 Mb.
оставить комментарий
страница1/3
БЫЧКОВ Евгений Дмитриевич
Дата29.09.2011
Размер0.53 Mb.
ТипАвтореферат, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

страницы:   1   2   3
отлично
  1
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх