Управління мережами І послугами телекомунікацій icon

Управління мережами І послугами телекомунікацій



скачать



Управління мережами і послугами телекомунікацій




УДК 623.765:681.513.6


Павленко М.А., к.т.н.; Руденко В.Н., к.т.н., доц; Бердник П.Г.


МЕТОД РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАТОРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СЕТЬЮ СВЯЗИ


Павленко М.А., Руденко В.М., Бердник П.Г. Метод розробки системи інформаційного забезпечення діяльності оператора системи управління інтелектуальною мережею зв'язку. У статті запропоновано метод розробки інформаційного забезпечення процесів управління інтелектуальною мережею зв'язку для перспективних автоматизованих систем управління складними об'єктами. Метод дозволяє враховувати специфіку розв'язуваних завдань управління й властивості інформаційних елементів, необхідних для рішення цих завдань. Запропоновано підхід до розробки структури засобів відображення інформації на центрах управління мережами зв'язку. Сформульовано завдання розподілу інформаційних елементів і запропоновано підхід до його рішення для вдосконаленої структури засобів відображення інформації.

Павленко М.А., Руденко В.Н., Бердник П.Г. Метод разработки системы информационного обеспечения деятельности оператора системы управления интеллектуальной сетью связи. В статье предложен метод разработки информационного обеспечения процессов управления интеллектуальной сетью связи для перспективных автоматизированных систем управления сложными объектами. Метод позволяет учитывать специфику решаемых задач управления и свойства информационных элементов, необходимых для решения этих задач. Предложен подход к разработке структуры средств отображения информации на центрах управления сетями связи. Сформулирована задача распределения информационных элементов и предложен подход к ее решению для усовершенствованной структуры средств отображения информации.

Pavlenko M.A., Rudenko V.M., Berdnik P.H. Method of dataware development for intelligent network management system operator activity. Method of development of dataware for intelligent network management processes for advanced automatic complex object management system is proposed. This method allows us to take into account the peculiarity of current management tasks and characteristics of information elements needed for these tasks to be solved. An approach to the development of structure of data mapping facilities in the telecommunication network management centers is proposed. The problem of distribution of information elements is defined and an approach to its solving for advanced structure of data mapping facilities is proposed.


^ Введение, постановка задачи

Расширение функционального назначения и перечня предоставляемых услуг в сетях связи, переход к новым стандартам и протоколам и развитие на их основе интеллектуальных сетей связи вызывает повышение сложности систем управления сетями (СУС), что обуславливает переход к новому поколению систем управления. В таких условиях актуальным является рассмотрение деятельности лиц, обеспечивающих работоспособность (ЛОР) и эксплуатацию систем управления. Одним из решающих условий эффективной работы ЛОР является разработка системы информационного обеспечения их деятельности на узлах управления.

В существующих СУС при разработке системы информационного обеспечения (СИО) главное внимание уделялось [1...4] антропометрическим, физиологическим и психофизиологическим особенностям оператора. Это в свою очередь определило структуру СИО, состав средств отображения, набор информационных моделей (ИМ) и форм представления информации об объекте управления (ОУ), а также другой информации необходимой для ее оценки. Оператору представляется та информация об объекте, которая обработана в СУС, без учета следующих факторов [1...5]:

– необходимости данной информации оператору;

– возможностей оператора по обработке информации;

– способов обработки информации оператором;

– соответствия информации задачам, которые он решает;

– условий деятельности оператора.

Исходя из этого, метод разработки СИО оценки ОУ должен включать в себя следующие составляющие:

– анализ информационного обеспечения процесса оценки ОУ оператором;

– определение перечня информационных признаков (ИП), обеспечивающих оценку ОУ и обоснование состава информационных элементов (ИЭ), представленных на средствах отображения информации (СОИ), которые обеспечат оперативную оценку ОУ;

– разработку структуры ИМ, обеспечивающих информационную поддержку оценки ОУ;

– разработку требований к форме представления ИЭ, которые бы наиболее полно отвечали характеру деятельности оператора при оценке ОУ.

– решение задачи распределения ИЭ между устройствами отображения информации.

Исследованию методов создания и управления ИМ при организации информационной поддержки процесса оценки ОУ посвящены работы [1...5]. Суть основных методов заключается в следующем.

Текстовые методы формирования ИМ [1, 3] используются при отображении статической информации. Основной задачей таких простых информационных моделей является представление статичных текстовых данных, необходимых в процессе работы оператора. Примером таких ИМ могут быть инструкции, алгоритмы работы, перечни решаемых задач, представленные оператору в виде текстовых документов.

Алгоритмические методы создания и управления ИМ [1, 2, 4] позволяют сформировать модели, отражающие алгоритм деятельности оператора, и в свою очередь подразделяются на информационно-логические и командно-информационные. Эти модели используются для управления одним сложным объектом (например, энергоблоком, ядерным реактором).

По способу воспроизведения информации и применяемому методу управления ИМ можно выделить [1, 2, 5] изобразительный подход к отображению информации без учета алгоритма деятельности оператора. Недостатками этого подхода к созданию ИМ являются:

– ИМ отражает информацию, необходимую для решения 1-2 задач управления;

– отображаемая информация не соответствует логике работы ЛОР;

– анализ модели требует больших затрат времени.

Следующий метод управления ИМ, основан на изобразительном подходе к отображению информации с ограниченным учетом алгоритма деятельности ЛОР [1, 3...5]. Такой подход позволяет создавать более совершенные ИМ по сравнению с предыдущим методом. Недостатками такого подхода являются:

– ограниченное число программ управления ИМ;

– не реализована поддержка распознавания оперативных ситуаций; не предусмотрена возможность адаптивного управления параметрами отображения ИМ;

– реализована поддержка деятельности ЛОР по ограниченному набору алгоритмов решения задач управления.

Таким образом, вопросы, связанные с созданием СИО процесса оценки ОУ оператором с учетом сложившейся ситуации исследованы и представлены в литературе недостаточно и требуют проведения дальнейших исследований.

^ Цель статьи. Представить метод разработки СИО процессов оценки ОУ оператором с учетом решения задачи распределения ИЭ между устройствами отображения.


^ Основная часть

Основным этапом при разработке СИО является этап выявления задач, решение которых возложено на оператора. Однако проведение данной процедуры должно быть проведено с учетом особенностей работы оператора в различных условиях. Такими условиями могут быть: несение дежурства, аварийные условия работы и т.д. Решение оператором определенных на этом этапе задач возможно лишь в том случае, если он обеспечен всей необходимой информацией для их решения.

Основным компонентом СИО, обеспечивающим информационную поддержку оценки ОУ является ИМ, как материальная основа построения концептуальной модели (КМ) ОУ и выработки управляющих воздействий [4, 5].

Сказанное определяет необходимость проведения анализа соответствия разрабатываемой ИМ основным принципам ее разработки [4, 6], а именно, принципам: адекватности ИМ, структурирования, оптимального объема информации, наглядности, оптимального кодирования, выделения конфликтных ситуаций.

Если принципы адекватности ИМ, структурирования и оптимального объема информации определяют содержание фрагментов и системы моделей в целом, то остальные принципы обеспечивают оптимальные условия восприятия информации.

В общем случае осложненные условия эксплуатации современных технологических комплексов приводят к необходимости учета в процессе контроля и управления следующих видов неопределенности:

1) Низкая точность оперативной информации, получаемой с объектов управления, возникающая ввиду погрешностей датчиков измерения технологических параметров, отказов каналов связи, запаздывания при передаче информации по уровням управления, отсутствия возможности получения параметров во всех точках управляемого объекта. Наличие такого вида неопределенности вызывает неточность в задании переменных величин в моделях, начальных и граничных условий.

2) Неточность моделей объектов контроля и управления, вызванная неэквивалентностью решений системных многоуровневых иерархических моделей и используемых на практике отдельных локальных задач. Неточность моделей может возникать из-за неверно проведенной декомпозиции общей задачи управления, излишней идеализации модели сложного процесса, разрыва существенных связей в технологическом комплексе, линеаризации, дискретизации, замены фактических характеристик оборудования паспортными, нарушения допущений, принятых при выводе уравнений (стационарности, изотермичности, однородности и т.д.).

3) Нечеткость в процессе принятия решений в многоуровневых иерархических системах, обусловленная наличием четких (точных) целей и координирующих решений на каждом уровне контроля и управления, что для каждого локального устройства регулирования затрудняет процесс координации и предопределяет длительный итеративный характер согласования решений.

4) Наличие ЛОР в контуре управления и ведение процесса координации в реальной системе на естественном языке, приводит к необходимости учета трудностей представления знаний о процессе управления в виде алгоритмов и согласованности полученного ЭВМ решения с его оценкой:

– ненадежность исходной информации, получаемой от ЛОР в режиме принятия решения, неточность оценок, недоопределенность понятий и терминов, неуверенность ЛОР в своих заключениях;

– нечеткость (неоднозначность) естественного языка (лингвистическая неопределенность) и языка представления правил в системах экспертного типа;

– процедура принятия решения базируется на неполной информации, т.е. нечетких посылках;

– неопределенность проявляется при агрегации правил и моделей, исходящих от разных источников знаний или от диспетчеров различных уровней управления (эти правила и модели могут быть противоречивыми, избыточными и т.п.).

Необходимость работы в этих условиях затрудняет использование стандартных систем автоматики и систем управления. Особенно сложным является описание областей допустимых режимов работы оборудования в таких условиях, т.к. задание жестких (четких) ограничений для таких систем приводит в настоящее время к отключению этих систем ЛОР.

Для реальных сложных систем характерно наличие одновременно разнородной информации:

– точечных замеров и значений параметров;

– допустимых интервалов их изменения;

– статистических законов распределения для отдельных величин;

– лингвистических критериев и ограничений, полученных от специалистов-экспертов и т.д.

Если провести разработку ИМ без учета приведенных выше условий это может привести к созданию ИМ, которые будут иметь следующие недостатки:

– различные задачи оценки ОУ будут решаться оператором с использованием однотипной ИМ;

– использование неэффективных способов кодирования информации, не соответствующих характеру деятельности оператора и решаемых ним задачами;

– отсутствие учета возможностей оператора по объему перерабатываемой информации, которое приводит к перегрузке информационного поля и увеличению времени его анализа;

– отсутствие логических взаимосвязей между отображаемыми ИЭ в ИМ;

– отсутствие возможностей отображения только той информации, которая относится к решаемой задаче оценки ОУ в сложившейся ситуации;

– не эффективное распределении ИЭ между устройствами отображения.

Ограниченный объем данной работы не позволяет рассмотреть все вопросы, связанные с разработкой ИМ оценки ОУ. Поэтому в дальнейшем ограничимся решением следующих задач:

– отбора ИП для формирования ИМ;

– разработки структуры ИМ оценки ОУ;

– распределения ИП между устройствами отображения.

Для определения состава ИП, обеспечивающих оценку ОУ положим, что существует множество ИП , описывающих возможную ситуацию в СУС, которое представим в виде множества U. Данное множество ИП может быть представлено в следующем виде:

. (1)

При этом возможно выделить множество различных ситуаций внешней среды . Каждой такой ситуации можно поставить в соответствие определенное множество ИП , которые ее характеризуют: , . (2)

Для каждой ситуации можно выделить множество определяющих информационных признаков : . (3)

Для каждой из ситуаций , кроме , во множестве U имеются ИП, характеризующие в деталях, отражающие те или иные их особенности. Назовем такие ИП дополнительными и обозначим их через . Для можно выделить множество информационных признаков : . (4)

При эргономическом проектировании ИМ и их фрагментов наряду с информационными признаками необходимо определить недостающие ИП. Эти ИП формируются на основе обработки исходной информации. Обозначим такие ИП через . После этого формируется массив : . (5)

Таким образом, состав ИП, характеризующих возможные состояния ОУ и внешней среды, можно представить следующим множеством: . (6)

Для формирования ИМ оценки ОУ необходимо также учитывать перечень задач, решаемых оператором в определенной ситуации. Множество Z всех задач оценки ОУ можно представить в следующем виде: . (7)

Тогда, множество задач оценки ОУ можно представить в следующем виде:

. (8)

Проведенный анализ задач оценки ОУ позволит определить необходимый состав ИП для решения данных задач. Множество необходимых ИП для решения задач :

. (9)

При этом необходимо учитывать, что возможна ситуация, такая, что будет включать в себя ИП из множеств : . (10)

Это определяет необходимость поиска (получения) дополнительной информации, а также учета данного фактора при проектировании ИМ с таким расчетом, чтобы обеспечить интеллектуальную деятельность оператора при самостоятельном определении недостающих ИП по той информации, которая представлена в ИМ.

Формальное задание процедур отбора необходимых ИП для формирования ИМ можно представить множеством морфизмов, формализующих процедуры их отбора.

На основании выполнения процедур распознавания ситуации [8] можно определить множество решаемых задач оценки ОУ , в сложившейся ситуации :

. (11)

На основании полученного перечня решаемых задач оценки ОУ определим множество ИП, обеспечивающих их решение: . (12)

Далее необходимо отобрать определяющие , дополнительные и вспомогательные ИП, необходимые для решения задач . Формально данные процедуры зададим следующим образом: ; (13)


; (14)


. (15)

Для решения задач , выделяется множество общих ИП, обеспечивающих фон, на котором представлены остальные ИП. Для этого выделим множество статических ИП : . (16)

Тогда для решения задач необходимо отобрать множество ИП , обеспечивающих их решение: . (17)

Таким образом, ИМ, обеспечивающую информационную поддержку решения задач в условиях , можно представить следующим множеством ИМn:

. (18)

Для формирования ИМ выделены четыре группы ИП:

  • определяющие: отражают характерные особенности ситуации и позволяют провести ее оценку в целом, определить ее отношение к определенному классу;

  • дополнительные: характеризуют детали ситуации, представляют ее особенности для решения частных задач в сложившихся условиях;

  • вспомогательные: представляют информацию о тех ИП, данные о которых получены на основе дополнительного анализа и преобразования определяющих и вспомогательных ИП и которые не могут быть получены явно;

– статичные: характеризуют статичные данные, помогающие при решении конкретных задач оценки ОУ. Разработку структуры ИМ проведем на основе этапов отбора ИП, рассмотренных выше, обеспечивающих оценку ОУ.

При формировании базовой ИМ оценки ОУ используются не все имеющиеся ИП, а только те, которые при минимальном составе обеспечивают понимание оператором сложившейся ситуации.

После модификации происходит модификация ИМ от базовой ИМ (БИМ) к БИМ1.

Такой процесс может быть представлен в виде графа, вершины которого обозначают тип отображаемой ИМ, а дуги - переход от одной ИМ к другой (рис.1).

Определив характер и границы изменения ИП, формируем окончательную структуру ИМ. Пример структуры ИМ представлен на рис. 2.

Такая ИМ является функциональной ИМ оценки ОУ. Данная структура
ИМ обеспечивает обозримость, расчлененность и сопоставимость имеющейся информации для более полного и всестороннего ее анализа оператором, а также соответствует его характеру деятельности и особенностям обработки информации. Однако для наиболее полной оценки ситуации и ОУ возможно использование параллельной функционально-линейной ИМ (рис.3).

Разработанная структура ИМ определяет необходимость решения еще двух задач:

  1. Разработки требований и проекта рабочего места оператора, соответствующего разработанной ИМ.

  2. Разработки форм представления информации о результатах автоматизированной оценки ОУ с учетом особенностей мыслительных процессов оператора при обработке данной информации.

Преимущества параллельной функциональной структуры ИМ могут быть реализованы только при применении соответствующих устройств отображения (УО) и их структуры.

Параллельная функционально-линейная структура ИМ реализует все преимущества функционально-линейной структуры ИМ, обеспечив при этом большую гибкость при создании и управлении ИМ на нескольких УО [1, 2, 5]. При этом, на одном устройстве отображения организуется отображение ИМ, представляющей общую состояние системы управления а на дополнительных УО представ-ляются ИМ для решения частных задач оценки и управления ОУ.

При использовании нескольких УО становится актуальным решение задачи распределения ИЭ между ними.


Сформулируем данную задачу.

Систему информационного обеспечения составляют средства отображения информации различного назначения. К средствам отображения информации относятся:

1) рабочих мест с:

-средствами отображения информации индивидуального пользования. При этом: , , , (19) , , (20)


, . (21)

-средствами отображения с заданным набором информации (табло, планшеты, схемы, таблицы и т.д.). Набор информации, отображаемой на данных средствах отображения, задан и строго ограничен. Данные средства отображения могут не рассматриваться при решении задачи распределения ИЭ, так как их функциональное назначение определено заранее и набор информационных моделей задан и динамически изменен быть не может.

2) -интерактивных средств отображения информации: , . (22)

Информационная емкость средства отображения ограничивается размерами в пикселях.

Средства отображения информации обеспечивают информационное обеспечение ЛОР в различных условиях обстановки С: . (23)

Ситуация характеризуется множеством признаков : . (24)

В условиях ситуации система информационного обеспечения должна обеспечивать решение задач характерных для данной ситуации : . (25)

На средствах отображения информации представлена информация, которая состоит из множества информационных признаков : . (26)

Каждый признак описывается вектором параметров: , (27)

где – значение признака; – характер отображения (масштабируемость, цвет и др.);
– принадлежность к ситуации ; – принадлежность к решаемой задаче ;
– информационная емкость; – физический размер.

При этом каждый информационный элемент обладает определенной информационной емкостью и физическими размерами (в пикселях).

Таким образом, за минимальное время необходимо обработать такое количество информации, которое позволит оценить ситуацию и не превысит возможностей оператора по обработке информации.

Необходимо найти такой вариант структуры средств отображения и распределения ИЭ между ними при котором будет обеспечено максимальное быстродействие ЛОР с учетом ограничений относительно общей стоимости технической реализации и допустимой загрузки элементов ИМ.

Решение данной задачи можно провести с использованием методов линейного программирования, а при уточнении ограничений и параметров методами нечеткого линейного программирования.

Кроме того, важным условием решения данной задачи является необходимость решения задачи расчета информационной емкости ИЭ и средств отображения информации.


Выводы

Метод разработки СИО деятельности ЛОР интеллектуальных сетей связи включает в себя следующие этапы: определение состава задач управления, определение информационных потребностей оператора при решении задач управления, разработку структуры ИМ, которые обеспечат информационную поддержку процесса управления, а также распределения ИЭ между устройствами отображения. Предложенный метод позволяет разрабатывать системы информационного обеспечения деятельности оператора в перспективных системах управления интеллектуальными сетями связи.


Литература

  1. Шнепс-Шнеппе М.А. Лекции по сетям связи нового поколения  NGN. – М.: МАКС Пресс, 2005. – 232 с.

  2. Семенов Ю.В. Проектирование сетей связи следующего поколения. – М.: ОАО «ГИПРОСВЯЗЬ», 2005. – 240 стр.

  3. Гургенидзе А.Т., Кореш В.И. Мультисервисные сети и услуги широкополосного доступа. – СПб.: Наука и Техника, 2003. – 400 с.

  4. Герасимов Б.М., Тарасов В.А., Токарев И.А. Человеко-машинные системы принятия решений с элементами искусственного интеллекта. – К.: Наукова думка, 1993. – 184 с.

  5. Середа Г.К., Бочаров Г.В., Репкина Г.В. Инженерная психология. – К.: Вища школа,1976. – 307 с.

  6. Хрестоматия по инженерной психологии / Сост.: Б.А. Душков, Б.Ф. Ломов, Б.А. Смирнов / Под ред. Б.А. Душкова. – М.: Высшая школа, 1991. – 287 с.

  7. Пятков Ю.П. Организация управления военно-техническими системами: Учебное пособие. – Харьков: ХВУ, 1997. -205 с.

  8. Павленко М.А Разработка процедуры многоэтапной формализации знаний для экспертных систем реального времени // Системи обробки інформації. – Харків: ХВУ.- 2004.- Вип. 9(37).- С. 124-133.




Скачать 161,31 Kb.
оставить комментарий
Дата30.09.2011
Размер161,31 Kb.
ТипДокументы, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
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
Документы

наверх