д.т.н., Бурмака А.А., Говорухина Т.Н., Разумова К.В.

Юго-Западный государственный университет

Перспективные тенденции развития информационно-измерительных систем

1. Введение в предметную область

В настоящее время масштабное развитие различных отраслей хозяйствующих субъектов опирается на современные и перспективные технологии реализации целенаправленных процессов (ЦНП). Контроль за их состоянием, текущими характеристиками и управлением ЦНП осуществляется с помощью информационно-измерительных систем (ИИС) и, соответственно, информационно-управляющих систем (ИУС) и комплексов [1, 2, 3].

Характерной особенностью ИИС является получение информации непосредственно от объекта с помощью датчиков и первичных средств измерения, формирование массивов выборочных значений измеряемых величин, их преобразование, сжатие первоначальной информации и представление её к виду, удобному для восприятия пользователем, которым, в частности, могут быть и ИУС [1].

Широчайшему применению и развитию ИИС и ИУС способствовало возникновение и совершенствование информационных технологий, вызванных, в свою очередь, необходимостью в информационном обеспечении соответствующих служб и средств, осуществляющих контроль, мониторинг и управление ЦНП и реализующих их объектами различного назначения и сложности. Особенности самих ЦНП, их объектовое применение потребовали от ИИС решения задач как универсального (типового), так и специализированного вида [4, 5, 6], что нашло отражение в их структурной и функциональной организации и эволюции их развития.

2. Анализ методических подходов и приемов развития ИИС и ИУС.

Под ИИС будем понимать совокупность технологических средств электроизмерительной техники, объединенных единством задачи и общим алгоритмом функционирования, характеризующихся установленными оценками и предназначенных для автоматического измерения и сбора информации непосредственно от объекта её преобразования (обработки), хранения и представления в форме, доступной для восприятия и управления (т.е. для передачи в ИУС).

Структурно ИИС содержат [2,6]:

- подсистему датчиков первичной информации в аналоговом, дискретном или цифровом виде;

- подсистему коммутации (коммутационную среду) сигналов и датчиков;

- ядро ИИС на базе одной или нескольких ЭВМ (в специализированном варианте - контроллеров);

- средства приема-передачи данных;

- средства отображения и документирования.

В связи с расширением и совершенствованием инфраструктуры различных отраслей, инициирующих ЦНП и технологии их реализации посредством строительства и эксплуатации сложных динамических объектов [4, 7] возникла необходимость в многомерных измерениях [2, 8], при этом подсистема датчиков расширяется до сотен и тысяч единиц и, соответственно, каналов связи (передачи первичной информации в подсистему коммутации). В этом случае на смену традиционному подходу детерминированного вида приходят интеллектуальные приемы и методы формирования первичного информационного поля [9, 10], где часть текущей информации подвергается переработке и сжатию с помощью функционального ресурса автономных измерительно-вычислительных модулей.

В связи с возрастающими объемами текущей информации при ограничениях на принятие решения алгоритмическое и программное обеспечение ядра ИИС изменяется путем использования адаптивных алгоритмов, в том числе – для управления структурой и связями ИИС, придавая им свойство информационно-логических систем (ИЛИС) с элементами самоорганизации и искусственного интеллекта [11, 12]. При этом для ИУС характерно формирование набора типовых ситуаций, который по мере адаптации систем к текущей обстановке и состоянию ЦНП пополняется и корректируется. Такая тенденция в эволюции ИЛИС и ИУС позволяет реконфигурировать их структуру и функциональную организацию (без существенного изменения состава компонентов) под конкретные задачи, диктуемые новыми технологиями реализации ЦНП и текущими ситуациями штатного и нештатного характера.

Литература:

1. Е.П. Балашов, Д.В. Пузанков. Проектирование и информационно-управляющих систем. М., «Радио и связь», 256 с.

2. В.И. Соболев. Основы измерений в многомерных системах. М., «Энергия», 1975, 128 с.

3. О.И. Шелухин, А.М. Теняшев, А.В. Осин. Моделирование информационных систем. М., «Радиотехника», 2005 г, 368 с.

4. Жукова Н.А. Методы и модели оперативного контроля состояния сложных динамических объектов на основе измерительной информации с использованием алгоритмов интеллектуального анализа данных: дис. … канд. техн. наук: 05.13.01. СПб., 2008. 159 с.

5. КорнильевЕ.А., Прокопенко И.Г., Чуприн В.М. Устойчивые алгоритмы в автоматизированных системах обработки информации. – Киев. «Техника» 1989 г. – 234 с.

6. БурмакаА.А., ЛевченкоА.В., ФишерИ.В. Архитектура информационно-измерительных систем многофакторного мониторинга для конфигураций открытого типа //Медико-экологические информационные технологии – 2009: сборник материалов XII Международной научно-технической конференции. Курск, 2009, с. 310-318.

7. Охтилев М.Ю., Соколов Б.В., Юсупов Р.М. Интеллектуальные технологии мониторинга и управления структурной динамикой сложных технических объектов. М., «Наука», 2006, 410с.

8. Бурмака А.А., Говорухина Т.Н., Левченко А.В., Фишер И.В. Стохастическая и адаптивная модель целенаправленных процессов коммутации сигналов в информационном поле измерительно-вычислительных систем //Системный анализ и принятие решений в биомедицинских системах. – Т.11. - №3. – 2012г. – С. 701-703.

9. Бурмака А.А., Бурмака О.А. Методический подход к построению самоорганизующихся информационно-логических систем // Известия Юго-Западного государственного университета. - №2. – 2012. – С. 84-87.

10. Говорухина Т.Н., Терехова О.А. Математические модели многошаговых процессов предобработки данных автоматическими сетевыми измерительными модулями // Известия Юго-Западного государственного университета. - №2.(41) – 2012. -Ч.1.– С. 57-60.

11. Бурмака А.А., Левченко А.В. Принципы построения самоорганизующихся информационно-логических измерительных систем для конфигураций открытого типа// Инновационные технологии в медицине и педагогических исследованиях: материалы межрегиональной научно-практической конференции – Ч. 1. – Курск. – 2009. – С. 43-47.

12. Бурмака А.А., Говорухина Т.Н. Организация целенаправленного процесса в произвольной территориально распределенной сети информационно-логической измерительной системы. / Образование и наука: современное состояние и перспективы развития: сборник научных трудов международной научно-практической конференции. – Тамбов. – 2013. – с. 31-32.