СПОСОБ ТРЕХУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК G05B15/00 G05B17/00 G06F15/00 

Группа изобретений относится к области управления техническими средствами (ТС) и может быть использована для управления средствами различного назначения, например средствами охраны, связи, испытательной техники, защиты информации и др.

Известен способ удаленного управления аппаратурой (Германия, заявка №4125839, G05B 15/00, 1993 г.), заключающийся в формировании на компьютеризированном пульте управления команд в виде управляющих сигналов и передаче их по линиям связи устройству приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов исполнительным механизмам аппаратуры и система управления для его осуществления, содержащая компьютеризированный пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов исполнительным механизмам аппаратуры.

Основными недостатками этих как способа, так и системы является то, что они обеспечивают выполнение только части функций управления, заключающихся в формировании управляющих команд и передаче их исполнительным элементам, при этом они не обеспечивают трехуровневое централизованное управление группами ТС.

Известны также способ трехуровневого централизованного управления и система управления для его осуществления (Россия, патент №2451963, МПК¹¹ G05B 15/00, опубл. 27.05.2012, бюл. №15). Способ трехуровневого централизованного управления заключается в формировании на компьютеризированном пульте управления команд в виде управляющих сигналов и передаче их по линиям связи устройствам приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов. Предварительно последовательно на пункте управления (ПУ) третьего уровня формируют команду в виде управляющих сигналов на сбор данных о своих группах ТС, объектах воздействия и условиях обстановки и передают ее по линиям связи на ПУ второго уровня. На ПУ второго уровня после получения этой команды формируют базу данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, передают на ПУ третьего уровня данные о своих ТС, объектах воздействия и условиях обстановки. На ПУ третьего уровня собирают данные о состоянии своих групп ТС, об объектах воздействия и условиях обстановки, формируют базу данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, анализируют данные о своих группах ТС, об объектах воздействия и условиях обстановки, ранжируют объекты воздействия, оценивают возможности своих групп ТС по осуществлению воздействия на объекты, распределяют проранжированные объекты воздействия между группами ТС в соответствии с их возможностями, формируют задания группам ТС для осуществления воздействия на выбранные объекты, передают на ПУ второго уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия. На ПУ второго уровня принимают от ПУ третьего уровня данные об объектах, назначенных для осуществления воздействия, анализируют принятые данные путем их сравнения с ранее введенными в базу данных, при необходимости доопределяют данные об объектах воздействия, идентифицируют объекты воздействия, классифицируют объекты воздействия, определяют приоритеты объектов воздействия, формируют список объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их приоритетов, оценивают эффективность осуществления воздействия на внесенные в список приоритетные объекты воздействия штатными ТС, формируют случайным образом список ТС, значения эффективности которых оказались достаточными для осуществления воздействия на объекты из сформированного списка, распределяют объекты для осуществления воздействия между ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и ТС из соответствующих сформированных списков, формируют целеуказания штатным ТС для осуществления воздействия на выбранные объекты. Данный способ выбран в качестве прототипа для заявляемого способа.

Система трехуровневого централизованного управления по вышеуказанному патенту содержит первый компьютеризированный пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, линии компьютерной сети выполнены в виде последовательно соединенных аппаратуры передачи данных третьего уровня, каналообразующей аппаратуры третьего уровня, линии связи с ПУ второго уровня, каналообразующей аппаратуры второго уровня, аппаратуры передачи данных второго уровня, линий связи с ПУ первого уровня, каналообразующей аппаратуры первого уровня и аппаратуры передачи данных первого уровня, блок определения первичных характеристик, первый вход которого соединен с четвертым выходом первого пульта управления, блок измерения первичных характеристик, первый вход которого соединен с выходом блока определения первичных характеристик, блок вычисления вторичных характеристик, первый вход которого соединен со вторым выходом блока измерения первичных характеристик, блок сравнения первичных характеристик, первый вход которого соединен с третьим выходом блока измерения первичных характеристик, первый выход - со вторым входом блока определения первичных характеристик, а второй выход - со вторым входом блока измерения первичных характеристик, удаленный блок измерения первичных характеристик, вход которого соединен с третьим выходом, а выход - с третьим входом каналообразующей аппаратуры второго уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных второго уровня, второй выход которой соединен с первым входом первого пульта управления, третий выход - со вторым входом блока вычисления вторичных характеристик, а третий вход - с первым выходом блока измерения первичных характеристик, блок селекции объектов по характеристикам, первый вход которого соединен с выходом блока вычисления вторичных характеристик, устройство хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом первого пульта управления, второй выход - со вторым входом блока сравнения первичных характеристик, второй вход - с выходом, а третий выход - со вторым входом блока селекции объектов по характеристикам, первый блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом первого пульта управления, блок идентификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с шестым выходом, выход - с четвертым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а второй вход - с пятым выходом первого пульта управления, блок классификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с седьмым выходом первого пульта управления, второй вход - с восьмым выходом, а первый выход - с пятым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок определения приоритетов объектов воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации объектов воздействия, второй вход - с четвертым выходом, а первый выход - с шестым входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки эффективности воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а второй вход - с пятым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок формирования списка ТС по эффективности, вход которого соединен с выходом блока оценки эффективности воздействия, а выход - со вторым входом блока распределения объектов воздействия между ТС, блок формирования целеуказаний ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, второй вход - с восьмым выходом, а выход - с третьим входом первого пульта управления, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен с шестым выходом первого пульта управления, второй вход - с седьмым выходом устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, которые совместно с первым пультом управления, каналообразующей аппаратурой второго уровня и аппаратурой передачи данных второго уровня образуют ПУ второго уровня, количество которых определяется количеством групп ТС, также введены устройство управления ТС, которое совместно с каналообразующей аппаратурой первого уровня, аппаратурой передачи данных первого уровня и устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов составляют ПУ первого уровня, количество которых определяется количеством ТС, и ПУ третьего уровня, который составляют последовательно соединенные второй пульт управления, аппаратура передачи данных третьего уровня и каналообразующая аппаратура третьего уровня, второй выход которой соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных третьего уровня, второй выход которой соединен с первым входом второго пульта управления, устройство хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом второго пульта управления, второй блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, второй вход которого соединен с первым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход - с третьим выходом, а выход - со вторым входом второго пульта управления, блок ранжирования объектов воздействия, вход которого соединен с четвертым выходом, а первый выход - со вторым входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки возможностей своих групп ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока ранжирования объектов воздействия, а второй вход - со вторым выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между группами ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока ранжирования объектов воздействия, второй вход - с выходом блока оценки возможностей своих групп ТС, а первый выход - с третьим входом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, второе устройство отображения информации, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго пульта управления, второй вход - с третьим выходом устройства хранения базы данных своих групп ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, блок формирования заданий группам ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между группами ТС, второй вход - с пятым выходом, а выход - с третьим входом второго пульта управления. Данное устройство выбрано в качестве прототипа для заявляемого устройства.

К недостаткам указанных способа и устройства можно отнести сложность способа и системы управления из-за необходимости селекции объектов по характеристикам, идентификации и классификации объектов воздействия, определения приоритетов объектов воздействия, оценки эффективности, формирования списка ТС по эффективности.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая группа изобретений, является создание способа и системы трехуровневого управления ТС и объектом воздействия, обеспечивающих сбор, обработку, анализ данных об объекте воздействия и оценку его безопасности, принятие решения на осуществление воздействия ТС и оценку достоверности воздействия на объект.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе управления, включающем последовательное формирование на компьютеризированном ПУ третьего уровня команды в виде управляющих сигналов на сбор данных о ТС, объекте воздействия и условиях обстановки, передачу ее по линиям связи на ПУ второго уровня, формирование на ПУ второго уровня после получения этой команды базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки, последующую передачу на ПУ третьего уровня данных об объекте воздействия и условиях обстановки, получение на ПУ третьего уровня указанных данных, анализ данных об объекте воздействия и условиях обстановки, передачу на ПУ второго уровня команды в виде управляющих сигналов на формирование заданий ТС, прием на ПУ второго уровня от ПУ третьего уровня указанной команды, формирование заданий ТС для осуществления воздействия на объект, передачу заданий ТС на осуществление воздействия на объект на ПУ первого уровня, прием заданий на осуществление воздействия на ПУ первого уровня и адресную выдачу управляющих сигналов на ТС, а также измерение заданных параметров объекта в процессе воздействия и передачу и прием измеренных параметров для оценки достоверности воздействия, в отличие от прототипа новым является то, что на ПУ третьего уровня перед формированием команды в виде управляющих сигналов на сбор данных о ТС, объекте воздействия и условиях обстановки вводят исходные данные об условиях обстановки, после получения данных с ПУ второго уровня формируют базу данных об объекте воздействия и условиях обстановки, в процессе оказания воздействия на объект производят оценку достоверности и проверку условий безопасности осуществления воздействия на объект, причем при превышении по крайней мере одним из заданных параметров воздействия на объект критического значения формируют оперативное задание на корректировку задания ТС на осуществление воздействия на объект и передают по линиям связи через ПУ второго уровня на ПУ первого уровня; на ПУ второго уровня в ходе формирования базы данных о ТС, объекте воздействия и условиях обстановки идентифицируют уровень доступа пользователя к системе управления, в случае его соответствия заданному уровню передают на ПУ третьего уровня данные об объекте воздействия и условиях обстановки, после формирования задания ТС для осуществления воздействия на объект проверяют соответствие условий безопасности включения системы заданным, при их соответствии заданным осуществляют передачу задания ТС на осуществление воздействия на объект на ПУ первого уровня, в процессе выполнения воздействия на объект принимают измеренные параметры ТС, сравнивают с заданными, при их отклонении от программно заданных формируют корректирующее задание ТС на осуществление воздействия на объект; на ПУ первого уровня осуществляют управление объектом воздействия, измерение параметров ТС и объекта в процессе воздействия на объект и их передачу на ПУ второго уровня для контроля параметров воздействия, а также передачу параметров объекта воздействия через ПУ второго уровня - на ПУ третьего уровня для оценки безопасности и достоверности воздействия на объект.

Ввод исходных условий обстановки, сбор данных об объекте воздействия и условиях обстановки на ПУ третьего уровня, сбор данных о состоянии ТС, об объекте воздействия и условиях обстановки, формирование и корректировку задания ТС для осуществления воздействия на объект на ПУ второго уровня может быть осуществлен при одновременном отображении указанной информации на устройствах отображения.

Поставленная задача решается также за счет того, что в заявляемой системе трехуровневого централизованного управления, содержащей блок формирования заданий ТС, удаленный блок измерения первичных характеристик, блок оценки достоверности воздействия, ПУ третьего уровня, включающий второй компьютеризированный пульт управления, каналообразующую аппаратуру третьего уровня, аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня, второе устройство отображения информации, блок сбора и анализа данных об объекте воздействия, первый выход второго пульта управления соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных третьего уровня, его первый вход соединен с первым выходом аппаратуры приема и передачи данных третьего уровня, ее второй выход соединен с первым входом, а второй вход - с первым выходом каналообразующей аппаратуры третьего уровня, второй выход второго пульта управления соединен с первым входом второго устройства отображения информации, ПУ второго уровня, включающий первый компьютеризированный пульт управления, каналообразующую аппаратуру второго уровня, соединенную линиями связи с каналообразующей аппаратурой ПУ третьего уровня, аппаратуру приема и передачи данных второго уровня, устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки, блок определения первичных характеристик, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен с первым выходом первого пульта управления, первый вход которого соединен с первым выходом, а второй выход соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных второго уровня, второй выход и второй вход которой соединены соответственно с первым входом и первым выходом каналообразующей аппаратуры второго уровня, третий выход первого пульта управления соединен с входом блока определения первичных характеристик, его четвертый выход соединен с первым входом устройства хранения базы данных ТС, объекта воздействий и условий обстановки, первый выход которого соединен со вторым входом первого устройства отображения информации, ПУ первого уровня, включающий каналообразующую аппаратуру первого уровня, соединенную линиями связи с каналообразующей аппаратурой ПУ второго уровня, аппаратуру приема и передачи данных первого уровня, устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и устройство управления для каждого ТС, первый выход каналообразующей аппаратуры первого уровня соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных первого уровня, первый выход которой соединен с входом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, отдельный выход которого подключен к входу устройства управления каждого ТС, в отличие от прототипа блок оценки достоверности воздействия включен в состав ПУ третьего уровня, который содержит устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки, блок ввода исходных условий обстановки, блок оценки безопасности воздействия, блок оценки достоверности воздействия и блок формирования оперативных заданий ТС, при этом первый выход блока ввода исходных условий обстановки соединен со вторым входом второго устройства отображения информации, его второй выход соединен с первым входом устройства хранения базы данных, объектов воздействия и условий обстановки, первый выход которого соединен с входом блока сбора и анализа данных об объекте воздействия, второй выход соединен с третьим входом второго пульта управления, его третий выход соединен с третьим входом второго устройства отображения информации, а четвертый его выход соединен с входом блока ввода исходных условий обстановки, первый выход блока сбора и анализа данных об объекте воздействия соединен со вторым входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки, его второй выход соединен с входом блока оценки безопасности воздействия, а его третий выход подключен к входу блока оценки достоверности воздействия, выход которого соединен с четвертым входом второго пульта управления, третий выход которого соединен с третьим входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки, выход блока оценки безопасности воздействия соединен с входом блока формирования оперативных заданий ТС, выход которого соединен со вторым входом второго пульта управления; блок формирования заданий ТС включен в состав ПУ второго уровня, который также дополнительно содержит каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня, блок контроля параметров воздействия, блок идентификации пользователя, блок корректировки воздействия на объект, блок безопасности включения системы, вход которого соединен с пятым выходом первого пульта управления, а его выход подключен к третьему входу первого пульта управления, вход блока формирования заданий ТС подключен к шестому выходу первого пульта управления, а его выход соединен со вторым входом устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки, третьи выход и вход которого подключены соответственно к входу и выходу блока идентификации пользователя, а его второй выход соединен со вторым входом первого пульта управления, его четвертые выход и вход соединены соответственно с входом и выходом блока контроля параметров воздействия, третьи выход и вход аппаратуры приема и передачи данных второго уровня соединены соответственно с входом и выходом каналообразующей аппаратуры радиотракта второго уровня, пятый вход устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки соединен с выходом блока определения первичных характеристик, выход и вход блока корректировки воздействия на объект соответственно соединены с четвертым входом и седьмым выходом первого пульта управления; удаленный блок измерения первичных характеристик включен в состав ПУ первого уровня, который дополнительно содержит каналообразующую аппаратуру радиотракта первого уровня, связанную радиотрактом с каналообразующей аппаратурой радиотракта второго уровня, блок управления объектом воздействия, для каждого ТС последовательно соединенные исполнительное устройство, блок первичных преобразователей и измерительный модуль объекта воздействия, выход и первый вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня соединены соответственно с входом и выходом блока управления объектом воздействия, второй вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня соединен с выходом удаленного блока измерения первичных характеристик, выходы измерительных модулей ТС подключены к отдельным входам аппаратуры приема и передачи данных первого уровня, второй выход которой соединен со вторым входом каналообразующей аппаратуры первого уровня.

Блок безопасности включения системы может быть выполнен из последовательно соединенных устройства отображения видеоинформации, исполнительного устройства автоматического закрытия шлюза и блока ступеней предохранения, при этом вход устройства отображения информации является входом блока безопасности включения системы, а выход блока ступеней предохранения - его выходом.

Удаленный блок измерения первичных характеристик может быть выполнен из последовательно соединенных измерительного модуля и блока первичных преобразователей объекта воздействия, при этом выход измерительного модуля объекта воздействия является выходом удаленного блока измерения первичных характеристик.

Совокупность признаков заявляемых изобретений позволяют расширить функциональные возможности способа и системы трехуровневого управления ТС и объектом воздействия путем выполнения таких важных функций, как сбор, обработка, анализ данных об объекте воздействия и оценка его безопасности в режиме реального времени, принятие решения на осуществление воздействия ТС.

Предлагаемые технические решения являются новыми, поскольку из общедоступных сведений не известны предлагаемые способ и система трехуровневого управления с возможностью управления объектом воздействия и оценки в режиме реального времени безопасности и достоверности воздействия на него.

Заявляемые изобретения поясняются следующими фигурами. На фиг.1, 2 и 3 показана структурная схема системы трехуровневого управления ТС и объектом воздействия.

Система трехуровневого управления, которая реализует заявляемый способ управления, содержит ПУ трех уровней.

ПУ третьего уровня 3 включает второй компьютеризированный пульт управления 6, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5, второе устройство отображения информации 7, блок сбора и анализа данных об объекте воздействия 10, блок оценки достоверности воздействия 12, устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8, блок ввода исходных условий обстановки 9, блок оценки безопасности воздействия 11, блок формирования оперативных заданий ТС 13, при этом первый выход блока ввода исходных условий обстановки 9 соединен со вторым входом второго устройства отображения информации 7, первый выход второго пульта управления 6 и его первый вход соответственно соединены с первым входом и с первым выходом аппаратуры приема и передачи данных третьего уровня 5, ее второй выход соединен с первым входом а второй вход - с первым выходом каналообразующей аппаратуры третьего уровня 4. Второй выход второго пульта управления 6 соединен с первым входом второго устройства отображения информации 7. Второй выход блока ввода исходных условий обстановки 9 соединен с первым входом устройства хранения базы данных, объектов воздействия и условий обстановки 8, первый выход которого соединен с входом блока сбора и анализа данных об объекте воздействия 10, второй выход соединен с третьим входом второго пульта управления 6, его третий выход соединен с третьим входом второго устройства отображения информации 7, а четвертый его выход соединен с входом блока ввода исходных условий обстановки 9. Первый выход блока сбора и анализа данных об объекте воздействия 10 соединен со вторым входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки 8, его второй выход соединен с входом блока оценки безопасности воздействия 11, а его третий выход подключен к входу блока оценки достоверности воздействия 12, выход которого соединен с четвертым входом второго пульта управления 6, третий выход которого соединен с третьим входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки 8. Выход блока оценки безопасности воздействия 11 соединен с входом блока формирования оперативных заданий ТС 13, выход которого соединен со вторым входом второго пульта управления 6.

ПУ второго уровня 2 включает первый компьютеризированный пульт управления 18, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, соединенную линиями связи 41 с каналообразующей аппаратурой 4 ПУ третьего уровня 3, аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20, блок определения первичных характеристик 22, каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня 14, блок контроля параметров воздействия 21, блок идентификации пользователя 23, блок формирования заданий ТС 24, блок корректировки воздействия на объект 17, блок безопасности включения системы 28, первое устройство отображения информации 19, первый вход которого соединен с первым выходом первого пульта управления 18, первый вход которого соединен с первым выходом, а второй выход соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных второго уровня 16, второй выход и второй вход которой соединены соответственно с первым входом и первым выходом каналообразующей аппаратуры второго уровня 15. Третий выход первого пульта управления 18 соединен с входом блока определения первичных характеристик 22, его четвертый выход соединен с первым входом устройства хранения базы данных ТС, объекта воздействий и условий обстановки 20, первый выход которого соединен со вторым входом первого устройства отображения информации 19. Вход блока безопасности включения системы 28 соединен с пятым выходом первого пульта управления 18, а его выход подключен к третьему входу первого пульта управления 18. Вход блока формирования заданий ТС 24 подключен к шестому выходу первого пульта управления 18, а его выход соединен со вторым входом устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки 20, третьи выход и вход которого подключены соответственно к входу и выходу блока идентификации пользователя 23, а его второй выход соединен со вторым входом первого пульта управления 18, его четвертые выход и вход соединены соответственно с входом и выходом блока контроля параметров воздействия 21. Третьи выход и вход аппаратуры приема и передачи данных второго уровня 16 соединены соответственно с входом и выходом каналообразующей аппаратуры радиотракта второго уровня 14. Пятый вход устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки 20 соединен с выходом блока определения первичных характеристик 22. Выход и вход блока корректировки воздействия на объект 17 соответственно соединены с четвертым входом и седьмым выходом первого пульта управления 18.

Блок безопасности включения системы в данном примере выполнен из последовательно соединенных устройства отображения видеоинформации 25, исполнительного устройства автоматического закрытия шлюза 26 и блока ступеней предохранения 27, при этом вход устройства отображения видеоинформации 25 является входом блока безопасности включения системы, а выход блока ступеней предохранения 27 - его выходом.

ПУ первого уровня 1 включает каналообразующую аппаратуру первого уровня 30, соединенную линиями связи 42 с каналообразующей аппаратурой ПУ второго уровня 15, аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33, каналообразующую аппаратуру радиотракта первого уровня 29, связанную радиотрактом с каналообразующей аппаратурой радиотракта второго уровня 14, блок управления объектом воздействия 39, для каждого ТС последовательно соединенные устройство управления 35, исполнительное устройство 36, блок первичных преобразователей 37 и измерительный модуль 38, удаленный блок измерения первичных характеристик 40, который в данном случае выполнен из последовательно соединенных измерительного модуля объекта воздействия 32 и блока первичных преобразователей объекта воздействия 34, при этом выход измерительного модуля объекта воздействия 32 является выходом удаленного блока измерения первичных характеристик 40.

Первый выход каналообразующей аппаратуры первого уровня 30 соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных первого уровня 31, первый выход которой соединен с входом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33, отдельный выход которого подключен к входу устройства управления 35 каждого ТС. Выход и первый вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29 соединены соответственно с входом и выходом блока управления объектом воздействия 39, второй вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 30 соединен с выходом удаленного блока измерения первичных характеристик 40. Выходы измерительных модулей ТС 38 подключены к отдельным входам аппаратуры приема и передачи данных первого уровня 31, второй выход которой соединен со вторым входом каналообразующей аппаратуры первого уровня 30.

Заявляемый способ трехуровневого централизованного управления с помощью описанной системы управления осуществляется следующим образом.

Работу системы, в данном примере для трехуровневого централизованного управления испытательным комплексом, включающим технические средства в виде центрифуги и вибратора, начинают с активации второго пульта управления 6 на ПУ третьего уровня 3. Во второй пульт управления 6, который выполнен на основе персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением, для осуществления предусмотренных функций управления с помощью блока ввода исходных условий обстановки 9 вводят исходные условия обстановки, в данном случае: x_n, z_n - координаты центра масс объекта воздействия; x_эi, y_эi, z_эi - координаты центров масс первичных преобразователей объекта воздействия; α, β, γ - углы ориентации объекта воздействия; n_{x кр}, n_{y кр}, n_{z кр} - критические значения перегрузок по осям чувствительности первичных преобразователей объекта воздействия. Процесс ввода визуализируют на втором устройстве отображения информации 7, затем формируют команду в виде управляющих сигналов на сбор данных о ТС, об объекте воздействия и условиях обстановки и передают ее через аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15 и аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16 на первый вход первого пульта управления 18 ПУ второго уровня 2.

На ПУ второго уровня 2 после получения этой команды формируют базу данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки, при этом с помощью первого пульта управления 18 данные водят в устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20. Посредством блока определения первичных характеристик 22 определяют первичные характеристики ТС и объекта воздействия, идентифицируют уровень доступа пользователя к системе через блок идентификации пользователя 23, при их соответствии заданным условиям доступа с помощью первого пульта управления 18 передают данные об объекте воздействия и условиях обстановки через аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4 и аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5 на первый вход второго пульта управления 6 ПУ третьего уровня 3.

На ПУ третьего уровня 3 с помощью второго пульта управления 6 вводят полученные данные через третий вход в устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8, далее передают с первого выхода устройства хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8 на вход блока сбора и анализа данных об объекте воздействия 10, где собирают данные о состоянии объекта воздействия, анализируют собранные данные на их полноту и передают результат через устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8 на третий вход второго пульта управления 6, где также учитываются условия обстановки.

Таким образом, осуществляется сбор и анализ данных об объекте воздействия и условиях обстановки.

После сбора и анализа данных об условиях обстановки и объекте воздействия на ПУ третьего уровня 3 с помощью второго пульта управления 6 формируют команду в виде управляющих сигналов на формирование заданий ТС для осуществления воздействия на объект и передают ее через аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15 и аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16 на первый вход первого пульта управления 18 ПУ второго уровня 2.

На ПУ второго уровня принимают от ПУ третьего уровня команду на формирование заданий ТС, при этом с шестого выхода первого пульта управления 18 поступает управляющий сигнал на вход блока формирования заданий ТС 24, с выхода которого на второй вход устройства хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20 вводятся задания, характеристики которых наблюдают на первом устройстве отображения информации 19.

После формирования заданий ТС проверяют соответствие условий безопасности включения системы заданным, в ходе которого в данном примере с помощью первого пульта управления 18, с пятого выхода которого поступает запрос на вход устройства отображения видеоинформации 25, являющегося первым звеном блока безопасности включения системы 28 и в случае безопасной видеоситуации формируют разрешительный управляющий сигнал на вход исполнительного устройства автоматического закрытия шлюза 26, являющегося вторым звеном блока безопасности включения системы 28.

После закрытия шлюза с выхода исполнительного устройства автоматического закрытия шлюза 26 передают управляющий сигнал на вход блока ступеней предохранения 27, являющегося третьим звеном блока безопасности включения системы 28, который через первый пульт управления 18 выдает вместе с сигналом начать выполнение задания ТС результат на первый вход первого устройства отображения информации 19.

В случае принятия решения на начало выполнения задания на ПУ второго уровня 2 с помощью первого пульта управления 18 формируют команду в виде управляющих сигналов на передачу заданий ТС для осуществления воздействия на объект и передают ее через аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30 и аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, на вход устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33.

Устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33 определяет команду и загружает задание согласно адресу в устройство управления 35 соответствующее ТС, с выхода которого поступает управляющая команда на исполнительное устройство 36 ТС. Последнее посредством механических связей создает воздействие на объект (на фигуре 3 не показано).

Таким образом, создают воздействие на объект, в процессе которого блоки первичных преобразователей 37 преобразует механические величины воздействия: угловую скорость вращения ротора центрифуги ω(t) и вибратора ω(t) в электрические и передают на измерительные модули 38 своих ТС, с выхода которых информацию передают через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15 и аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, - на первый вход первого пульта управления 18, далее информацию вводят в устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20 и отображают на первом устройстве отображения информации 19.

В то же время в процессе воздействия на объект при помощи блока первичных преобразователей объекта воздействия 34, являющегося первым звеном удаленного блока измерения первичных харатеристик 40, преобразуют механические величины воздействия: перегрузки по осям чувствительности первичных преобразователей объекта воздействия n_xi(t), n_yi(t), n_zi(t) в электрические и передают их на вход измерительного модуля объекта воздействия 32, являющегося вторым звеном удаленного блока измерения первичных характеристик 40, с выхода которого информацию передают на второй вход каналообразующей аппаратуры радиотракта второго 14 и первого 29 уровней. Кроме того, в соответствии с программным заданием, принятым с первого пульта управления 18 с помощью каналообразующей аппаратуры радиотракта второго 14 и первого 29 уровней на вход блока управления объектом воздействия 39, передают управляющий сигнал на объект воздействия и принимают ответный сигнал. Информацию, полученную от измерительного модуля объекта воздействия 32 и блока управления объектом воздействия 39 с каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29, передают по радиоканалу на каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня 14 и через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 16 - на первый вход первого пульта управления 18, далее вводят в устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20 и отображают на первом устройстве отображения информации 19.

На ПУ второго уровня 2 при получении информации о воздействии на объект производят контроль параметров воздействия, при этом с помощью первого пульта управления 18 и устройства хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки 20 на вход блока контроля параметров воздействия 21 передают информацию о фактических величинах воздействия ω(t), ω_f(t), в котором величины сравнивают с программными значениями. Результат сравнения передают на четвертый вход устройства хранения базы данных технических средств, объекта воздействия и условий обстановки 20 и далее на второй вход первого пульта управления 18. В случае необходимости корректировки параметров воздействия на объект с седьмого выхода первого пульта управления 18 передают управляющий сигнал на вход блока корректировки воздействия на объект 17 с целью формирования корректирующего задания на изменение угловой скорости вращения ротора центрифуги на величину Δω(t) и вибратора на величину Δω_f(t). Сформированное в блоке корректировки воздействия на объект 17 корректирующее задание передают на четвертый вход первого пульта управления 18 и передают через аппаратуру приема и передачи данных второго уровня 16, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30 и аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31 - на вход устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов 33 и далее к устройству управления 35 соответствующего ТС.

Таким образом, системой управления принимается решения на осуществление и в случае необходимости на корректировку воздействия ТС.

Кроме того, информацию, полученную от измерительного модуля объекта воздействия 32 и блока управления объектом воздействия 39 с каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня 29, передают по радиоканалу на каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня 14 и через аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 16, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4 и аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5 - на первый вход второго пульта управления 6 ПУ третьего уровня 3, далее вводят в устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8 и отображают на втором устройстве отображения информации 7.

В течение работы системы управления на ПУ третьего уровня 3 в режиме реального времени проводят оценку безопасности и достоверности воздействия и при необходимости формируют оперативные задания ТС, при этом: с помощью второго пульта управления 6, устройства хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8 со второго выхода блока сбора и анализа данных об объекте воздействия 10 информацию о воздействии на объект передают на вход блока оценки безопасности воздействия 11, в котором производят сравнение фактических параметров воздействия на объект, полученных блоком первичных преобразователей объекта воздействия 34 с априорно заданными блоком ввода исходных условий обстановки 9 критическими значениями параметров: n_xi≥n_{x кр}, n_yi≥n_{y кр}, n_zi≥n_{z кр} причем в случае превышения по крайней мере одного из заданных параметров воздействия на объект критического значения на вход блока формирования оперативных заданий ТС 13 от блока оценки безопасности воздействия 11 выдают команду на корректировку задания, в частности на обеспечение ω_f(t)→0 с максимально быстрым темпом. После получения этой команды блок формирования оперативных заданий ТС 13 формирует необходимый закон регулирования и передает с помощью второго пульта управления 6 команды в виде управляющих сигналов через аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня 5, каналообразующую аппаратуру третьего уровня 4, линии связи с ПУ второго уровня 41, каналообразующую аппаратуру второго уровня 15, линии связи с ПУ первого уровня 42, каналообразующую аппаратуру первого уровня 30, аппаратуру приема и передачи данных первого уровня 31, устройство приема и адресной выдачи управляющих воздействий 33 - в устройство управления 35 соответствующего ТС.

Кроме того, с третьего выхода блока сбора и анализа данных об объекте воздействия 10 информацию о фактическом воздействии передают на вход блока оценки достоверности воздействия 12, в котором оценивают соответствие фактических параметров воздействия ω(t), ω_f(t), полученных блоком первичных преобразователей ТС 37 с программно заданными значениями n_xi(t), n_yi(t), n_zi(t), c целью оценки достоверности воздействия, результат которой передают на второй вход второго пульта управления 6 и далее в устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки 8.

Таким образом, системой управления проводят оценку безопасности объекта воздействия и проверяют достоверность воздействия на объект.

В результате, как следует из описания реализации способа и работы системы трехуровневого управления, достигается решение поставленной задачи, а именно расширение функциональных возможностей способа и системы управления за счет обеспечения трехуровневого управления ТС при выполнении таких важных функций управления, как оценка безопасности объекта, управление объектом, принятие решения на осуществление воздействия ТС и оценка достоверности воздействия на объект.

Изобретение относится к области управления техническими средствами (ТС) и может быть использована для управления средствами различного назначения, например средствами охраны, связи, испытательной техники, защиты информации и др. Технический результат - расширение функциональных возможностей за счет выполнения таких функций управления, как оценка безопасности объекта, управление объектом, принятие решения на осуществление воздействия ТС и достоверность воздействия на объект, корректировка процесса воздействия на объект. Система содержит: пункты управления (ПУ), каналообразующую аппаратуру, аппаратуру приема и передачи данных, линии связи с каналообразующей аппаратурой, каналообразующую аппаратуру радиотракта, блоки сбора и анализа данных об объекте воздействия, устройства хранения баз данных, оценки безопасности и достоверности воздействия, безопасности включения системы, определения первичных характеристик, идентификации пользователя, контроля параметров воздействия, корректировки воздействия на объект, формирования заданий и оперативных заданий ТС, управления объектом, пульты управления, устройства отображения информации, устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и устройства управления ТС, удаленный блок измерения первичных характеристик, исполнительные устройства, блоки первичных преобразователей, измерительные модули. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ трехуровневого централизованного управления, включающий, последовательное формирование на компьютеризированном пункте управления (ПУ) третьего уровня команды в виде управляющих сигналов на сбор данных о технических средствах (ТС), объекте воздействия и условиях обстановки, передачу ее по линиям связи на ПУ второго уровня, формирование на ПУ второго уровня после получения этой команды базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки, последующую передачу на ПУ третьего уровня данных об объекте воздействия и условиях обстановки, получение на ПУ третьего уровня указанных данных, анализ данных об объекте воздействия и условиях обстановки, передачу на ПУ второго уровня команды в виде управляющих сигналов на формирование заданий ТС, прием на ПУ второго уровня от ПУ третьего уровня указанной команды, формирование заданий ТС для осуществления воздействия на объект, передачу заданий ТС на осуществление воздействия на объект на ПУ первого уровня, прием заданий на осуществление воздействия на ПУ первого уровня и адресную выдачу управляющих сигналов на ТС, а также измерение заданных параметров объекта в процессе воздействия и передачу и прием измеренных параметров для оценки достоверности воздействия, отличающийся тем, что на ПУ третьего уровня перед формированием команды в виде управляющих сигналов на сбор данных о ТС, объекте воздействия и условиях обстановки вводят исходные данные об условиях обстановки, после получения данных с ПУ второго уровня формируют базу данных об объекте воздействия и условиях обстановки, в процессе оказания воздействия на объект производят оценку достоверности и проверку условий безопасности осуществления воздействия на объект, причем при превышении по крайней мере одним из заданных параметров воздействия на объект критического значения формируют оперативное задание на корректировку задания ТС на осуществление воздействия на объект и передают по линиям связи через ПУ второго уровня на ПУ первого уровня; на ПУ второго уровня в ходе формирования базы данных о ТС, объекте воздействия и условиях обстановки идентифицируют уровень доступа пользователя к системе управления, в случае его соответствия заданному уровню передают на ПУ третьего уровня данные об объекте воздействия и условиях обстановки, после формирования задания ТС для осуществления воздействия на объект проверяют соответствие условий безопасности включения системы заданным, при их соответствии заданным осуществляют передачу заданий ТС на осуществление воздействия на объект на ПУ первого уровня, в процессе выполнения воздействия на объект принимают измеренные параметры ТС, сравнивают с заданными, при их отклонении от программно заданных формируют корректирующее задание ТС на осуществление воздействия на объект, на ПУ первого уровня осуществляют управление объектом воздействия, измерение параметров ТС и объекта в процессе воздействия на объект и их передачу на ПУ второго уровня для контроля параметров воздействия, а также передачу параметров объекта воздействия через ПУ второго уровня - на ПУ третьего уровня для оценки безопасности и достоверности воздействия на объект.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ввод исходных условий обстановки, хранение данных об объекте воздействия и условиях обстановки на ПУ третьего уровня, сбор данных о состоянии ТС, об объекте воздействия и условиях обстановки, формирование и корректировку задания ТС для осуществления воздействия на объект на ПУ второго уровня осуществляют при одновременном отображении указанной информации на устройствах отображения информации.

3. Система трехуровневого централизованного управления, содержащая блок формирования заданий ТС, удаленный блок измерения первичных характеристик, блок оценки достоверности воздействия, ПУ третьего уровня, включающий второй компьютеризированный пульт управления, каналообразующую аппаратуру третьего уровня, аппаратуру приема и передачи данных третьего уровня, второе устройство отображения информации, блок сбора и анализа данных об объекте воздействия, первый выход второго пульта управления соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных третьего уровня, его первый вход соединен с первым выходом аппаратуры приема и передачи данных третьего уровня, ее второй выход соединен с первым входом, а второй вход - с первым выходом каналообразующей аппаратуры третьего уровня, второй выход второго пульта управления соединен с первым входом второго устройства отображения информации, ПУ второго уровня, включающий первый компьютеризированный пульт управления, каналообразующую аппаратуру второго уровня, соединенную линиями связи с каналообразующей аппаратурой ПУ третьего уровня, аппаратуру приема и передачи данных второго уровня, устройство хранения базы данных ТС, объекта воздействия и условий обстановки, блок определения первичных характеристик, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен с первым выходом первого пульта управления, первый вход которого соединен с первым выходом, а второй выход соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных второго уровня, второй выход и второй вход которой соединены соответственно с первым входом и первым выходом каналообразующей аппаратуры второго уровня, третий выход первого пульта управления соединен с входом блока определения первичных характеристик, его четвертый выход соединен с первым входом устройства хранения базы данных ТС, объекта воздействий и условий обстановки, первый выход которого соединен со вторым входом первого устройства отображения информации, ПУ первого уровня, включающий каналообразующую аппаратуру первого уровня, соединенную линиями связи с каналообразующей аппаратурой ПУ второго уровня, аппаратуру приема и передачи данных первого уровня, устройство приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов и устройство управления для каждого ТС, первый выход каналообразующей аппаратуры первого уровня соединен с первым входом аппаратуры приема и передачи данных первого уровня, первый выход которой соединен с входом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, отдельный выход которого подключен к входу устройства управления каждого ТС, отличающаяся тем, что блок оценки достоверности воздействия включен в состав ПУ третьего уровня, который содержит устройство хранения базы данных объекта воздействия и условий обстановки, блок ввода исходных условий обстановки, блок оценки безопасности воздействия, блок формирования оперативных заданий ТС, при этом первый выход блока ввода исходных условий обстановки соединен со вторым входом второго устройства отображения информации, его второй выход соединен с первым входом устройства хранения базы данных, объектов воздействия и условий обстановки, первый выход которого соединен с входом блока сбора и анализа данных об объекте воздействия, второй выход соединен с третьим входом второго пульта управления, его третий выход соединен с третьим входом второго устройства отображения информации, а четвертый его выход соединен с входом блока ввода исходных условий обстановки, первый выход блока сбора и анализа данных об объекте воздействия соединен со вторым входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки, его второй выход соединен с входом блока оценки безопасности воздействия, а его третий выход подключен к входу блока оценки достоверности воздействия, выход которого соединен с четвертым входом второго пульта управления, третий выход которого соединен с третьим входом устройства хранения базы данных объектов воздействия и условий обстановки, выход блока оценки безопасности воздействия соединен с входом блока формирования оперативных заданий ТС, выход которого соединен со вторым входом второго пульта управления, блок формирования заданий ТС включен в состав ПУ второго уровня, который также дополнительно содержит каналообразующую аппаратуру радиотракта второго уровня, блок контроля параметров воздействия, блок идентификации пользователя, блок корректировки воздействия на объект, блок безопасности включения системы, вход которого соединен с пятым выходом первого пульта управления, а его выход подключен к третьему входу первого пульта управления, вход блока формирования заданий ТС подключен к шестому выходу первого пульта управления, а его выход соединен со вторым входом устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки, третьи выход и вход которого подключены соответственно к входу и выходу блока идентификации пользователя, а его второй выход соединен со вторым входом первого пульта управления, его четвертые выход и вход соединены соответственно с входом и выходом блока контроля параметров воздействия, третьи выход и вход аппаратуры приема и передачи данных второго уровня соединены соответственно с входом и выходом каналообразующей аппаратуры радиотракта второго уровня, пятый вход устройства хранения базы данных ТС, объектов воздействия и условий обстановки соединен с выходом блока определения первичных характеристик, выход и вход блока корректировки воздействия на объект соответственно соединены с четвертым входом и седьмым выходом первого пульта управления, удаленный блок измерения первичных характеристик включен в состав ПУ первого уровня, который дополнительно содержит каналообразующую аппаратуру радиотракта первого уровня, связанную радиотрактом с каналообразующей аппаратурой радиотракта второго уровня, блок управления объектом воздействия, для каждого ТС последовательно соединенные исполнительное устройство, блок первичных преобразователей и измерительный модуль, выход и первый вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня соединены соответственно с входом и выходом блока управления объектом воздействия, второй вход каналообразующей аппаратуры радиотракта первого уровня соединен с выходом удаленного блока измерения первичных характеристик, выходы измерительных модулей ТС подключены к отдельным входам аппаратуры приема и передачи данных первого уровня, второй выход которой соединен со вторым входом каналообразующей аппаратуры первого уровня.

4. Система по п.3, отличающаяся тем, что блок безопасности включения системы выполнен из последовательно соединенных устройства отображения видеоинформации, исполнительного устройства автоматического закрытия шлюза и блока ступеней предохранения, при этом вход устройства отображения видеоинформации является входом блока безопасности включения системы, а выход блока ступеней предохранения - его выходом.

5. Система по п.3, отличающаяся тем, что удаленный блок измерения первичных характеристик выполнен из последовательно соединенных измерительного модуля и блока первичных преобразователей объекта воздействия, при этом выход измерительного модуля является выходом удаленного блока измерения первичных характеристик.