О совершенствовании автоматизированных систем управления связью

«Военная мысль» №11.2004г.(стр.25-28)

ИНФОРМАТИЗАЦИЯ ВООРУЖЕННЫХ СИЛ

О совершенствовании автоматизированных систем управления связью

А. В. ШУРМИН,

кандидат технических наук

В НАСТОЯЩЕЕ время система связи ВС РФ и ее подсистемы (управляемая сеть связи (УСС) и система управления связью) развернуты на сухопутной и морской территории РФ, в воздушном и космическом пространстве над ней.

Пункты системы управления связью взаимодействуют с пунктами систем управления объединений и соединений Минобороны РФ, Госсети РФ и сетями связи других министерств и ведомств РФ, развернутыми в данном регионе.

Время решения задач и реализации полученных результатов, заданное документами, составляет десятки минут. Поэтому для обеспечения устойчивости связи организуется многократное резервирование каналов, что значительно удорожает систему связи при одновременном уменьшении коэффициента использования каналов связи. Противоречия между требуемой устойчивостью связи и стоимостью системы связи в значительной мере устраняются автоматизацией системы управления связью.

К настоящему времени разработаны и внедрены в войска комплексы автоматизированной системы управления связью (АСУС) первого и второго поколений. Однако они имеют существенные недостатки:

из-за отсутствия автоматизированного стыка «средство связи - ЭВМ» решение любой задачи инициируется должностным лицом;

данные об УСС, хранящиеся в базах данных пунктов управления АСУС, отражают только содержание некоторых документов плана связи;

взаимодействие между комплексами средств автоматизации различных подсистем АСУС организуется через должностных лиц.

Из-за указанных недостатков, во-первых, возможны значительные перерывы связи; во-вторых, результаты решения задачи оценки состояния УСС, как правило, не соответствуют ее фактическому состоянию; в третьих, решение в реальном масштабе времени задачи выработки варианта восстановления связи, включая задачу перераспределения ресурсов связи, практически невозможно; в-четвертых, имеются значительные затруднения при организации взаимодействия различных функциональных подсистем АСУС. Эти недостатки могут быть устранены внедрением АСУС третьего поколения, исследования по созданию которой проводятся с конца 80-х годов XX столетия.

В качестве основных направлений создания и совершенствования АСУС третьего поколения приняты достижение информационно-логического единства ее подсистем, а также повышение устойчивости и эффективности функционирования.

Указанная АСУС строится по принципам целостной системы и суперпозиции ее функциональных подсистем с возможностью изменения контура управления и размерности управляемого участка сети. Целостность обеспечивается применением взаимоувязанных алгоритмов централизованного распределения и перераспределения ресурсов УСС, а также автоматизацией системы управления связью «снизу - вверх».

Типовые характеристики комплекса средств автоматизации (КСА) определены по специально разработанным методикам с учетом основных особенностей УСС и системы управления связью. КСА строится по принципу базовой системы и включает в себя: средства вычислительной техники с типовым комплексом программ и базой данных; средств ввода информации; средства отображения информации; исполнительные устройства; сеть передачи данных.

Исполнительные устройства АСУС представляют собой встроенные в средства связи микропроцессоры, автоматизированные кроссы каналов (трактов, линий) с местным и дистанционным управлением, с помощью которых могут изменяться режимы работы и использования средств связи. В составе КСА управления вторичными сетями используются исполнительные устройства, которые в определенных ситуациях изменяют интенсивность потоков входящих заявок.

Сеть передачи данных АСУС строится на основе специально выделенных каналов. В некоторых случаях могут использоваться каналы управляемых вторичных сетей. Данные по сети передачи данных передаются в одноадресном, многоадресном и циркулярном режимах.

Для организации работ по автоматизации стыка «средство связи - ЭВМ» определены функциональные и конструктивные требования к устройствам управления средствами и комплексами средств связи. Принято, что эти устройства должны обеспечить возможность ручного, автоматизированного и автоматического управления. Для этого разработаны правила обозначения объектов учета, формы представления данных, а также обобщенные структурные схемы информационного и измерительного каналов. Внедрение стыка исключит основные недостатки АСУС второго поколения и позволит упростить структуру системы управления связью на объекте за счет реорганизации многочисленной группы номеров дежурных расчетов центров узла связи в централизованную группу высококвалифицированных специалистов по эксплуатации средств связи на узле связи. В результате численность обслуживающего персонала на узле связи может уменьшиться в два-три раза.

Сетевые алгоритмы (подсистема программного обеспечения) АСУС третьего поколения позволят обеспечить возможность автоматизированного управления связью в других звеньях управления ВС и ресурсами сетей связи других ведомств.

Модели сети связи для решения задач оперативного управления связью и структура данных в комплексе средств автоматизации АСУС разрабатываются в предположении, что стык «средство связи - ЭВМ» автоматизирован. В соответствии с определением УСС разрабатываются две базовые модели.

В первой базовой модели (граф сети связи) учтены следующие структурные свойства.

Первое. Два средства связи могут быть соединены между собой только одной линией (проводным средством связи или средой распространения электрического сигнала).

Второе. Множество объектов, составляющих трассы линий связи, линейных трактов, каналов связи, уникальны.

Третье. Схема соединения средств связи имеет постоянную и изменяемую части, но изменение схемы соединений проводится по постоянным правилам.

Четвертое. Состояния «Норма», «Предупреждение», «Авария» любого средства связи изменяются в случайные моменты независимо от состояния других средств связи, но состояния объектов управления других классов (например, направлений связи) коррелированны с состоянием средств связи и, как правило, между собой.

Во второй базовой модели (граф ресурсов вторичных сетей) учтены ограничения по перераспределению ресурсов связи между вторичными сетями.

Можно констатировать, что сущность оперативного управления связью составляют решения оперативного дежурного пункта управления связью (ПУС) и действия номеров дежурных расчетов узлов связи по изменению состояний и (или) схемы соединения средств связи. Изложенные положения вместе с базовыми моделями приняты исходными данными для разработки частных (расчетных) моделей, необходимых для решения задач управления связью.

В настоящее время разработаны типовые структуры данных об объекте управления (ОУ) и задаче управления (рис.), учитывающие все особенности УСС и процессов управления связью и упрощающие первоначальную подготовку и корректирование баз данных (БД) пунктов системы управления связью.

Общий объем данных об управляемой сети связи составляет около пяти гигабайт. Однако примерно 80% этих данных могут храниться в периферийных устройствах КСА и в БД пунктов управления первичными и вторичными сетями (локальных базах данных). Например, данные о критериях состояний средств и каналов связи, линейных трактов целесообразно хранить в исполнительных устройствах АСУС (датчиках информации), встраиваемых в каналообразующие и коммутационные средства связи, а такие же данные о направлениях первичных и вторичных сетей - в БД пунктов управления этих сетей. Центральная и локальные БД одного объекта, узла связи образуют его распределенную БД.

Размер центральной БД дополнительно может быть снижен в семь-восемь раз двумя способами.

Во-первых, заменой на первом-четвертом уровнях системы управления связью данных об объекте управления программами синтеза этих данных, а именно: данных о трассах каналов связи и линейных трактов - программой синтеза двухполюсных сетей без обходов; данных о структурах связей и направлений первичных и вторичных сетей, а также комплексных направлений связи - программами синтеза двухполюсных сетей с обходами.

Во-вторых, заменой на тех же уровнях системы управления связью данных о сетевых координатах объектов управления программой синтеза структуры сети связи. В результате размер центральной БД составит не более 120 Мбайт.

Базы данных должны подготавливаться по специальной методике, оформленной как нормативно-технический документ. Его основными разделами являются: описание модели УСС; схема разделения объектов управления по уровням системы управления связью; система назначения имен объектов и задач управления; формы входных и выходных документов для работы должностных лиц с базой данных; приоритеты задач АСУС по отношению друг к другу; критерии изменения состояний объектов управления; типовой контрольный пример. Нетрудно видеть, что документ является, по существу, постановкой задачи для разработки специального математического и программного обеспечения АСУС третьего поколения. Все решения необходимо апробировать на моделирующем стенде. Исходная информация об УСС записывается в БД в центре по эксплуатации программного и информационного обеспечения и подготовки баз данных.

Множество разработанных типовых характеристик АСУС третьего поколения и ее КСА представляет два нормативно-технических документа. В обоих документах системы и комплексы управления связью классифицируются по критериям принадлежности к звену и уровню системы управления связью в каждом звене, а также по критерию мобильности. Структуры общих тактико-технических требований, предъявляемых к АСУС и ее КСА, в основном совпадают. Для обоснования значений характеристик использованы специально разработанные методики.

Дополнительные затраты на создание АСУС третьего поколения, в том числе на организацию центра по эксплуатации программного и информационного обеспечения и подготовки баз данных, автоматизацию стыка «средство связи - ЭВМ», компенсируются значительным повышением эффективности работы сети связи. По результатам уже проведенных исследований можно утверждать, что вероятностно-временные характеристики УСС от внедрения АСУС третьего поколения улучшатся в пять-восемь раз. Достичь такого же результата другими способами с сохранением АСУС второго поколения будет в четыре-пять раз дороже. Кроме того, АСУС третьего поколения не потребует в дальнейшем принципиальных переработок при внедрении новых информационных технологий.