Интегрированная автоматизированная система космодрома Российский патент 2018 года по МПК G05B19/00 F41F3/00 B64G99/00 G06Q10/06 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться при автоматизации объектов управления ракетно-космической области, в частности технического и стартового комплексов космодрома.

Известна автоматизированная система управления подготовкой и пуском ракет-носителей (см. 1. патент на изобретение РФ №2450306, М. кл. G05B 19/00, опубл. 10.05.2012 г.), которая содержит четыре автоматизированных рабочих места операторов (АРМ), в которое входят последовательно соединенные устройство ввода/вывода, операционная система и устройство отображения, два устройства связи с волоконно-оптической линией передачи информации, пятнадцать блоков определения функциональной готовности, семь устройств связи с объектом - технологическим оборудованием, одиннадцать устройств запуска исполнительных элементов, восемь блоков ввода-вывода дискретной информации, пять устройств управления и связи, пульт подкомплекса контроля аппаратно-программных средств, два сетевых системных коммутатора, четыре устройства распределения первичного электропитания, устройство дистанционного управления первичным электропитанием выносного командного пункта, устройство дистанционного управления первичным электропитанием стартового сооружения, четыре устройства распределения вторичного электропитания для различных моделей семейства ракет-носителей, четыре устройства запитки исполнительных элементов и систем ракеты-носителя, пять программных имитаторов, четыре устройства бесперебойного электропитания, соединенных соответствующей совокупностью связей.

Данная система является сложным изделием, которое целесообразно применять в опасных условиях эксплуатации, в основном, в ракетно-космической области и характеризуется большим количеством пространственно разнесенных блоков и устройств, что снижает надежность и требует большой трудоемкости при техническом обслуживании, в частности, ее трудно использовать для заключительных этапов подготовки и пуска ракеты космического назначения (РКН), разгонного блока (РБ) и космической головной части (КГЧ) в случае, когда этапы технологических процессов подготовки и испытаний указанных узлов перекрываются во времени.

Кроме того, данная система требует наличия двух систем обслуживания - подготовки к работе на технических и стартовых комплексах, что снижает надежность и требует сложного управления и обслуживания.

Известна автоматизированная система управления подготовкой и пуском ракет-носителей (см. 2. патент на изобретение РФ №2491599, М.кл. G05B 19/409, F41F 3/04, опубл. 27.08.2013 г.), которая содержит четыре автоматизированных рабочих места операторов (АРМ), пульт подкомплекса контроля аппаратно-программных средств, передвижной пульт заказчика, пять устройств управления и связи, два устройства связи с волоконно-оптической линией передачи информации, два сетевых коммутатора, три устройства распределения первичного электропитания, устройство дистанционного управления первичным электропитанием, устройство дистанционного управления первичным электропитанием стартового сооружения, два устройства распределения вторичного электропитания (УРВЭП), два устройства запитки исполнительных элементов и систем, три устройства бесперебойного электропитания для УРПЭП, восемь устройств запуска исполнительных элементов, девять блоков определения функциональной готовности, семь блоков ввода/вывода дискретной информации, распределитель питания аппаратуры комплекса единого времени, устройство обработки временной информации, блок ввода-вывода аналоговой и дискретной информации, два устройства искробезопасного ввода аналоговой информации, семь устройств искробезопасного ввода дискретной информации, устройство искробезопасного ввода дискретных датчиков "контакта подъема", блок обработки дискретных сигналов, два устройства питания пироэлементов, при этом в АРМ входят последовательно соединенные устройство ввода/вывода, операционная система и устройство отображения, причем устройство ввода/вывода связано с устройствами управления и связи, устройствами связи с волоконно-оптической линией передачи информации и сетевыми коммутаторами, которые, в свою очередь, соединены с блоком ввода/вывода аналоговой и дискретной информации, блоком определения функциональной готовности, блоками ввода/вывода дискретной информации, устройствами запуска исполнительных элементов и с пультом подкомплекса контроля аппаратно-программных средств, связанным также с операционной комплексом АРМ, при этом исполнительные элементы соединены с устройством запуска исполнительных элементов, а питание блоков и устройств данной комплекса обеспечивается упомянутыми блоками первичного и вторичного электропитания.

Однако, как и предыдущий аналог, данная система функционирует на основе жесткой логики дискретных устройств и не способна обслуживать ракетные комплексы, относящиеся к другим классам. Наличие большого числа активных блоков измерения, управления и контроля требует наличия двух систем обслуживания - подготовки к работе на технических и стартовых комплексах, что требует сложного управления и обслуживания, и в результате не обладает достаточной надежностью работы.

Оба рассмотренные комплекса могут работать с одним семейством ракет.

Известен информационно-управляющий комплекс автоматизированной системы управления (ИУК АСУ) подготовкой двигательных установок и технологическим оборудованием ракет космического назначения на техническом и стартовом комплексах (см. 3. патент на изобретение РФ №2604362, М.кл. G05B 19/00, F41F 3/00, опубл. 16.11.2016 г.), выбранный в качестве прототипа, содержащий автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов, число которых соответствует числу технических подразделений, осуществляющих управление этапами технологического графика (ТГ) подготовки и пуска РКН, блок управления, связи и коммутации (БУСК), содержащий устройства коммутации локальной вычислительной сети (КЛВС), шлюз связи с комплексом единого времени (ШСЕВ), подключенные к первой двунаправленной шине передачи данных, блоки ввода/вывода измерительной информации и сигналов управления (БВВИ), число которых соответствует числу подсистем РКН, обслуживаемых комплексом ИУК АСУ, причем каждый из БВВИ содержит блок ввода дискретных данных (БДД), аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП) и формирователь сигналов управления (ФСУ), связанных друг с другом второй двунаправленной шиной передачи данных, а также устройство первичного электропитания (УПЭ), и блоки управляемого вторичного электропитания (БУВЭП) по числу блоков БВВИ, содержащий табло коллективного пользования (ТКП), блоки кабельных соединений (БКС), блоки соединений датчиков и исполнительных механизмов (БСД), причем число БКС и БСД соответствует числу участвующих в подготовке и пуске подсистем РКН с учетом технического и стартового комплексов, при этом БУСК также содержит базу данных технологической информации (БДТИ), систему управления информационным обменом (СУИО), устройство управления АРМ пользователя и технологическим процессом (УУ АРМ/ТП), связанные с КЛВС и с ШСЕВ первой двунаправленной шиной передачи данных, третьей двунаправленной шиной БУСК связан с ТКП и блоками БВВИ, причем каждый БВВИ дополнительно содержит микроконтроллер блока (МКБ), драйверы управления передачей данных (ДУПД) по двунаправленным шинам и контроллер целостности цепей управления (КЦУ), при этом соответствующие входы/выходы блоков АЦП, ЦАП, КЦУ, ФСУ и БДД являются дискретными входами и аналоговыми входами/выходами БВВИ, а четвертой двунаправленной шиной БУСК связан с блоками вторичного управляемого электропитания БУВЭП, выходы которых служат для подачи электропитания на БВВИ и БКС, при этом соответствующие выходы УПЭ соединены параллельно с соответствующими входами АРМ, ТКП, БУСК и БУВЭП, а сигнальные и управляющие входы и выходы каждого из блоков БВВИ соединены с соответствующими выходами и входами соответствующего БКС, каждый из которых, в свою очередь, связан сигнальными проводами и кабелями с исполнительными механизмами РКН и соответствующим БСД, выходные сигнальные провода и кабели которых связаны с соответствующими датчиками подсистем РКН.

Данный ИУК АСУ обеспечивает автоматизированную проверку и подготовку ракетных двигателей и управление технологическим оборудованием на техническом и стартовом комплексах ракет космического назначения. Однако инфраструктура космодрома содержит также значительное число систем общепромышленного и специального назначения, вспомогательных систем технологического оборудования и измерительных телеметрических систем ракеты, разгонного блока и космической головной части, управляемых каждая своей АСУ. Кроме того, в технологических операциях участвует значительное число технического персонала, обеспечение безопасности которых влияет на надежность и эффективность работы космодрома. Все это в совокупности: наличие большого количества разнообразных АСУ, имеющих не согласованные между собой форматы данных и алгоритмы управления (принятия решений), наличие большого объема разнородных данных о ходе выполнения технологических процессов при подготовке к пуску ракеты (измерительных данных, графиков, видео изображений), территориальная разнесенность систем обработки и хранения этих данных, значительно влияет на надежность, оперативность и эффективность работы лиц, принимающих решения при управлении процессами подготовки и пуска ракет космического назначения. При этом наличие большого числа узкоспециализированных автоматизированных систем, имеющих не согласованные между собой форматы представления итоговых результатов их работы, так же снижает эффективность и надежность принятия решений при подготовке и пуске ракет космического назначения (РКН).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является уменьшение времени подготовки и повышение надежности принятия управляющих решений в процессе выполнения технологических операций подготовки и пуска РКН, повышение эффективности эксплуатации космодрома путем повышения уровня автоматизации космодрома до уровня единой интегрированной автоматизированной системы.

Под повышением надежности принятия управляющих решений понимается всесторонний учет не только значений технологических параметров и данных телеметрических измерений, но и контроль нахождения персонала на рабочих местах, в том числе контроль нахождения личного состава в особо опасных помещениях и зонах, контроль распределения технических средств по территории, оперативный анализ телеметрических данных и интеграция информации об исполнении сводного, сквозного технологического графика подготовки и пуска, учет метеорологической обстановки, учет состояния технических систем специального и общепромышленного назначения.

Для достижения указанного технического результата в интегрированную автоматизированную систему космодрома (ИACK), содержащую автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов, число которых соответствует числу технических подразделений, осуществляющих управление этапами технологического графика (ТГ) подготовки и пуска ракет космического назначения (РКН), табло коллективного пользования (ТКП), основной блок управления, связи и коммутации (БУСК), содержащий устройства коммутации локальной вычислительной сети (КЛВС), шлюз связи с комплексом единого времени (ШСЕВ), базу данных технологической информации (БДТИ), систему управления информационным обменом (СУИО) и устройство управления АРМ пользователя и технологическими процессами (УУ АРМ/ТП), подключенные к первой двунаправленной шине передачи данных, блоки ввода/вывода измерительной информации и сигналов управления (БВВИ), при этом каждый из БВВИ содержит блок ввода дискретных данных (БДД), аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП), формирователь сигналов управления (ФСУ), микроконтроллер блока (МКБ), драйверы управления передачей данных (ДУПД) по двум двунаправленным шинам, и контроллер целостности цепей управления (КЦУ), связанные между собой второй двунаправленной шиной передачи данных, блоки кабельных соединений (БКС), блоки соединений датчиков и исполнительных механизмов (БСД), причем число БВВИ, БКС и БСД соответствует числу участвующих в обслуживании технических систем общепромышленного назначения, технологического оборудования космодрома, подсистем подготовки и пуска РКН с учетом технического и стартового комплексов, при этом каждый БВВИ соответствующими входами и выходами соединен с соответствующими выходами и входами соответствующего БКС, также содержащее устройство первичного электропитания (УПЭ), и блоки управляемого вторичного электропитания (БУВЭП) по числу блоков БВВИ и БУСК, причем соответствующие выходы УПЭ подключены ко входам соответствующих БУВЭП, АРМ и ТКП, третьей двунаправленной шиной связаны между собой основной БУСК, БВВИ, ТКП, АРМ, УПЭ, БУЭВП, выходы которых служат для подачи сигналов питания на БУСК, БВВИ и БКС, при этом соответствующие входы/выходы блоков АЦП, ЦАП, КЦУ, ФСУ и БДД блока БВВИ являются дискретными входами и аналоговыми входами/выходами БВВИ, а каждый из БКС связан сигнальными проводами и кабелями с исполнительными механизмами ТК, СК, РКН, и космодрома, а также с соответствующим БСД, выходные сигнальные провода и кабели которых связаны с соответствующими датчиками подсистем ТК, СК - РКН, и космодрома, дополнительно введены связанные между собой двунаправленной шиной система поддержания принятия решений (СППР) и формирователь мета-образа объекта управления (ФМООУ), подключенный к основному БУСК посредством упомянутой третьей двунаправленной шины, а СППР другой двунаправленной шиной связана с АРМ лица принимающего решения (ЛПР), вспомогательные БУСК по числу систем обслуживания космодрома, связанные с основным БУСК посредством упомянутой третьей двунаправленной шины, при этом каждый вспомогательный БУСК соединен двунаправленной шиной со своей системой сбора и обработки сигналов мониторинга и управления (ССОСМУ), включающей соответствующие БВВИ, БКС и БСД, связанные соответствующими входами и выходами между собой и соответствующими сигнальными проводами и кабелями - с датчиками и исполнительными механизмами объектов управления (ДиИМОУ) - подсистем космодрома, технического и стартового комплекса, а в основной БУСК введены адаптеры мета-данных (АМД) по числу вспомогательных БУСК, подключенные к упомянутой первой двунаправленной шине, а на соответствующие входы вспомогательных БУСК и ССОСМ поданы сигналы питания от соответствующего БУВПЭ.

При этом БВВИ может содержать ДУПД, выполненные в виде оптических интерфейсов передачи данных.

Кроме того, предлагаемая система может дополнительно содержать блоки идентификации радиочастотных меток (БИРЧМ), входы/выходы которых подключены к соответствующему БСД.

Предлагаемая система может также дополнительно содержать в основном БУСК блок определения местоположения личного состава и транспорта (БОМЛСТ) на территории технического, стартового комплексов и космодрома, соединенный с одной стороны с СППР, а с другой - через вспомогательные БУСК, БВВИ и БСД двунаправленной шиной приема/передачи данных - с блоками идентификации радиочастотных меток БИРЧМ, размещенных на контролируемых территориях.

Покажем влияние указанных выше отличий предлагаемой системы на достижение технического результата.

Введение в предлагаемое устройство дополнительных блоков управления связи и коммутации БУСК, со своими системами ССОСМУ и ДиИМОУ каждый, блоков адаптации метаданных АМД, системы поддержки принятия решений СППР, блока формирования мета - образа объекта управления ФМООУ, автоматизированного рабочего места лица принимающего решения АРМ ЛПР позволяет охватить единой интегрированной автоматизированной системой управления ИАСК все АСУ служб и подсистем космодрома, прямо или косвенно влияющих на конечный результат - успешный запуск ракет космического назначения. И при этом избежать «проклятия размерности», когда потоки информации, генерируемые различными АСУ, становятся настолько мощными, что ЛПР не успевает их осмыслить и принять правильное решение. Это снижает надежность принимаемых решений и эффективность эксплуатации космодрома, а также увеличивает время подготовки к пуску РКН. Дополнительные блоки управления связи и коммутации БУСК, со своими системами ССОСМУ и ДиИМОУ каждый, обеспечивают включение в ИАСК всех АСУ, как информационного назначения, так и технологического и общепромышленного назначения, включая АСУ обеспечения безопасности персонала, пожарной и химической защиты.

Блоки адаптации метаданных (АМД) основного БУСК обеспечивают конвертацию форматов данных различных АСУ в формат, обеспечивающий представление разрозненных данных в едином согласованном формате метаданных. Данные в согласованном формате поступают по шинам передачи данных в СППР и на формирователь мета - образа объекта управления ФМООУ, в котором осуществляется преобразование потока данных в когнитивный образ космодрома, технического и стартового комплексов, ракеты-носителя, разгонного блока, космической головной части, технических и технологических систем, мест расположения личного состава, уровня химической и пожарной безопасности, общего уровня, характеризующего способность всего комплекса в целом выполнить успешный пуск РКН. На основании анализа мета - образа СППР формирует для лица, принимающего решения (ЛПР), незначительное количество альтернативных управленческих решений, что обеспечивает быструю их оценку и формирование управляющих воздействий. Подобный подход обеспечивает использование всего производственного опыта ЛПР, накопленного в процессе функционирования космодрома, учет всех без исключения факторов, влияющих на успешный пуск РКН, что в итоге снижает время подготовки, повышает надежность принимаемых решений и эффективность эксплуатации космодрома.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена структурная схема устройства-прототипа, на фиг. 2 - структурная схема предлагаемого устройства, на фиг. 3 - структурная схема системы сбора и обработки сигналов мониторинга и управления ССОСМУ, на фиг. 4 - структурная схема основного БУСК с АМД, СППР, ФМООУ и АРМ ЛПР, на фиг. 5 - структурная схема датчиков и исполнительных механизмов объектов управления ДиИМОУ, на фиг. 6 показан алгоритм подачи питающего напряжения и проверок начальных условий старта работы, на фиг. 7 показан когнитивный образ РКН в момент старта, на фиг. 8 показан когнитивный образ стартового комплекса с отметками расположения личного состава и возможностью видео - контроля.

Согласно фиг. 1 устройство-прототип содержит устройство 1 первичного электропитания (УПЭ), по меньшей мере, два блока 2 вторичного электропитания (БУВЭП), (в общем случае число блоков БУВЭП соответствует числу подсистем РКН обслуживаемых комплексом ИУК АСУ ТО ПДУ), табло 3 коллективного пользования (ТКП), автоматизированные рабочие места 4 (АРМ) операторов, число которых соответствует числу технических подразделений, осуществляющих управление этапами технологического графика (ТГ) подготовки и пуска РКН, блок 5 управления, связи и коммутации (БУСК), содержащий, в свою очередь, базу 5.1 данных технологической информации (БДТИ), систему 5.2 управления обменом информацией (СУОИ), устройство 5.3 управления АРМ пользователя и технологическим процессом (УУАРМ/ТП), устройство 5.4 коммутации локальной вычислительной сети (КЛВС), шлюз 5.5 связи с комплексом единого времени (ШСЕВ), связанные между собой первой двунаправленной шиной передачи данных, по меньшей мере, два блока 6 ввода/вывода измерительной информации и сигналов управления (БВВИ) (в общем случае число БВВИ соответствует числу подсистем РКН обслуживаемых комплексом ИУК АСУ ТО ПДУ), причем каждый из БВВИ содержит микроконтроллер 6.1 блока (МКБ), не менее двух драйверов 6.2 управления передачей данных (ДУПД) по двунаправленным шинам, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи 6.3 и 6.4 (АЦП и ЦАП), формирователь 6.5 сигналов управления (ФСУ), контроллер 6.6 целостности цепей управления (КЦУ), блок 6.7 ввода/вывода дискретных данных (БДД), при этом соответствующие входы/выходы блоков АЦП 6.3, ЦАП 6.4, КЦУ 6.6, ФСУ 6.5 и БДД 6.7 являются дискретными входами/выходами и аналоговыми входами/выходами БВВИ и связаны между собой второй двунаправленной шиной передачи данных, с которой также связаны блоки 6.1 и 6.2, блоки 7 кабельных соединений (БКС), блоки 8 соединений (БСД) датчиков 9 и исполнительных механизмов или технологического оборудования 10, причем число БКС и БСД соответствует числу участвующих в подготовке и пуске подсистем ОУ (РКН) с учетом технического и стартового комплексов, при этом сигнальные и управляющие входы и выходы каждого из блоков БВВИ соединены с соответствующими выходами и входами соответствующего БКС, каждый из которых, в свою очередь, связан двунаправлено с соответствующим БСД, а сигнальными проводами и кабелями - с исполнительными механизмами или технологическим оборудованием 10 (ОУ-РКН), причем выходные сигнальные провода и кабели БСД связаны с соответствующими датчиками 9 подсистем (ОУ-РКН).

Согласно фиг. 2 заявляемое устройство содержит устройство 1 первичного электропитания (УПЭ), по меньшей мере, два блока 2 вторичного электропитания (БУВЭП), (в общем случае число блоков БУВЭП соответствует числу подсистем РКН обслуживаемых комплексом ИУК АСУ ТО ПДУ), табло 3 коллективного пользования (ТКП), автоматизированные рабочие места 4 (АРМ) операторов, число которых соответствует числу технических подразделений, осуществляющих управление этапами технологического графика (ТГ) подготовки и пуска РКН, основной блок 5 управления, связи и коммутации (БУСК), содержащий, в свою очередь, базу 5.1 данных технологической информации (БДТИ), систему 5.2 управления обменом информацией (СУОИ), устройство 5.3 управления АРМ операторов и технологическим процессом (УУАРМ/ТП), устройство 5.4 коммутации локальной вычислительной сети (КЛВС), шлюз 5.5 связи с комплексом единого времени (ШСЕВ), связанные между собой первой двунаправленной шиной передачи данных, вспомогательные БУСК 5, БВВИ 6, включая все его элементы 6.1-6.8, БКС 7, БСД 8, датчики 9 и исполнительные механизмы 10. При этом согласно фиг. 3 БВВИ 6, БКС 7 и БСД 8 связаны между собой соответствующими входами и выходами и сигнальными проводами и кабелями - с датчиками 9 и исполнительными механизмами 10 и объединены в системы 11 сбора и обработки сигналов мониторинга и управления (ССОСМУ), датчики 9 и исполнительные механизмы 10 объектов управления входят в ДиИМОУ 12 подсистем космодрома, технического и стартового комплексов, а каждый вспомогательный БУСК 5 соединен двунаправленной шиной с соответствующей ССОСМУ 11 (фиг. 2).

Кроме того, согласно фиг. 2 предлагаемая система (ИАСК) содержит связанные между собой двунаправленной шиной систему 13 поддержки принятия решений (СППР) и формирователь 14 мета - образа объекта управления (ФМООУ), другой двунаправленной шиной связанный с автоматизированным рабочим местом 15 лица, принимающего решения (АРМ ЛПР), адаптеры 16 метаданных по числу вспомогательных БУСК 5. При этом СППР 13, ФМООУ 14 и адаптеры 16 метаданных подключены к первой двунаправленной шине передачи данных, а на соответствующие входы вспомогательных БУСК 5 и ССОСМУ 11 поданы сигналы питания от соответствующего БУВПЭ 2.

На фиг. 2 также показано подключение блока 17 идентификации радиочастотных меток (БИРЧМ) и блока 18 определения местоположения личного состава и транспорта (БОМЛСТ).

Согласно фиг. 3 система ССОСМУ содержит БВВИ 6, БКС 7, БСД 8 и также показан подключенный блок БИРЧМ 17.

Согласно фиг. 4 основной блок БУСК 5 содержит дополнительно блок 18 определения местоположения личного состава и транспорта (БОМЛСТ).

Согласно фиг. 5 ДиИМОУ 12 содержит исполнительные механизмы 10 и датчики 9.

Согласно фиг 6 алгоритм проверки начальных условий при подаче питающего напряжения содержит ряд последовательных проверок логических условий начала работ.

На фиг. 7 представлен когнитивный образ РКН в момент старта.

На фиг. 8 представлен когнитивный образ помещений стартового комплекса с отметками расположения личного состава и возможностью видео - контроля.

Работа предлагаемого устройства в соответствии фиг. 2 и 6 осуществляется следующим образом. При включении узла первичного электропитания УПЭ 1 первичное напряжение 220 вольт переменного тока подается на блоки БУВЭП 2, ТКП 3, АРМ 4, основной БУСК 5,систему сбора и обработки сигналов мониторинга и управления ССОСМУ 11, СППР 13, ФМООУ 14, АРМ ЛПР 15. На вспомогательные БУСК 5 и ССОСМУ 11 подается питающее напряжение от БУВЭП 2. После подачи питающих напряжений производится проверка начальных условий, условий технологических блокировок и принятие решения на начало работы.

При этом взаимодействие ТКП 3, АРМ 4, основного БУСК 5 осуществляется аналогично прототипу. Информация и данные собираются с помощью вспомогательных БУСК 5, соответствующих ССОСМУ 11 от ДиИМОУ 12 или АСУ 19 подсистем космодрома (в этом случае АСУ с помощью оптического интерфейса подключается к БВВИ 6 ССОСМУ 11 - см. фиг. 2). Данные от различных БУСК 5 поступают на вход всех АМД 16, далее по общей шине - в СППР 13 и в ФМООУ 14. В результате взаимодействия мета -данных, СППР 13 и ФМООУ 14 формируется трехмерный когнитивный мета - образ объекта управления, состояние которого (цвет, форма, пространственное положение и т.п.) зависит от поступающих измерительных данных.

Основу интероперабельности, при анализе и использовании данных различной природы (данные мониторинга в АСУ, видео или электронные документы), в едином информационном пространстве космодрома составляют метаданные, представляющие собой формальное описание обобщенной информационной модели данных и знаний, циркулирующих в информационном пространстве ИАСК. Метаданные используются для описания и автоматизированного анализа содержимого ресурса, построения поисковых индексов и позволяют обеспечить достаточно высокую точность и эффективность выбора и представления разнотипной информации

/См. 4. Кагаловский М.Р. Метаданные, их свойства, функции, классификация и средства представления

/htpp//:db3.nsc.ru:8080/jspi/bitstream/SBRAS/9043/l/kogalovsky-meta.pdf;

См. 5 ГОСТ Р ИСО/ТС 10303-25-2012 Системы автоматизации, приложение F;/.

После конвертации метаданных, в адаптере метаданных АМД 16, о данных различной природы в единый формат представления, осуществляется формирование мета - образа объекта управления или его части. Это формирование реализуется за счет интеллектуального сопоставления элементов общей информационной модели объекта управления (ОУ), информации базы знаний примитивов общей информационной модели и данных АСУ ИЛИ ДиИМОУ /См. 6. Фудоров В.Б. Технологии интеграции данных, применяемые в современной практике библиотек. - Библиосфера, 2005, №1, с. 47-54;

См. 7. Охтилев М.Ю. Унифицированная программная платформа для разработки прикладных СППР/www.ipiran.ru/niar/zadel/oxt.html;

См. 8. Цаплин В.В., Горохов В.Л., Витковский В.В. Когнитивные технологии визуализации многомерных данных для интеллектуальной поддержки принятия решений. - Программные продукты и системы, №3 (107), 2014. - с. 22-25;

См. 9. Новоселов Ю.В. Когнитивная графика для интеллектуальных систем поддержки принятия решений.: М: Автореф. … кандидата технических наук, 2013. - c. 19 /.

Таким образом, ЛПР с помощью АРМ 15 наблюдает и анализирует трехмерные мета - образы объектов наблюдения и их составляющих элементов, что обеспечивает достижение поставленной цели - быстрое принятие решений, повышение эффективности эксплуатации космодрома и надежности принимаемых решений.

1. ИАСК по существу должна быть системой высокой готовности.

Добиться этого можно используя технологии компьютерных кластеров /Отечественные операционные системы

/см. 10. http://www.русбитех.рф/i/spravka_buklet_astralinuxse.pdf/

Операционные системы, используемые в ИАСК, должны обеспечивать организацию вычислительного процесса как на серверах УУСК 5.3,СППР 13, ФМООУ 14, так и на АРМ всех типов. Логично требовать, чтобы операционные системы на всех типах оборудования использовались из одного семейства.

В настоящее время самыми распространенными семействами операционных систем, в той или иной мере удовлетворяющими всем перечисленным требованиям, являются следующие ОС:

Windows - разработки американской корпорации Microsoft;

Linux - семейство ОС с открытым исходным кодом, разработкой занимается международное сообщество. Ряд компаний осуществляет техническую поддержку своих дистрибутивов на коммерческой основе;

Unix - семейство ОС, в котором существуют как открытые, так и коммерческие дистрибутивы.

Для заявляемой ИАСК целесообразно использовать отечественные

разработки операционных систем

[см. 11. /http://www.русбитех.рф/i/spravka_buklet_astralinuxse.pdf./].

Функционирование территориально-распределенной информационной системы, какой является система ИАСК, невозможно без наличия в ее составе СУБД, посредством которой осуществляется вся работа с информационными ресурсами. Реализация СУБД, которая может быть применена В ИАСК, показана В [см. l2./IBusiness от 30.12.2014 http://old.ibusiness.ru/blog/isslyedovaniya/36425?&page=l; http://www.oracle.com/ru/index.htm; https://en.wikipedia.org /wiki/Comparison_of_relational_database_management_systems]. Из проведенного анализа по оценке объемов информации, планируемой к хранению в системе ИАСК следует, что необходимо иметь хранилище информации объемом до 50 Терабайт. Работа с такими объемами информации требует использования дисковых массивов (RAID - redundant array of independent disks - избыточный массив независимых дисков) - технология виртуализации данных, которая объединяет несколько дисков в логический элемент для избыточности и повышения производительности [см. 13. /RAID. https://ru.wikipedia.org/wiki/RAID/].

Для доступа к хранимым данным требуются системы хранения данных, например [см. 14. /NAS. https://ru.wikipedia.org/wiki/NAS/].

Сопоставление параметров, характеризующих заявляемое изобретение и прототип, позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство обеспечивает уменьшение времени подготовки, повышение надежности принятия решений и повышение эффективности эксплуатации космодрома.

Кроме указанного достигаемого технического результата следует также отметить такие дополнительные свойства заявляемого изобретение как извлечение и накопление новых знаний для всех этапов подготовки и пуска РКН.

Таким образом, приведенные сведения доказывают, что при осуществлении заявленного изобретения выполняются следующие условия:

- средство, воплощающее систему ИАСК, предназначено для использования при автоматизации подготовки и принятия решений на всех этапах жизненных циклах изделия (РКН);

- а именно, в энергетике (АЭС, ГЭС), в ракетно-космической отрасли при проектировании, изготовлении, эксплуатации и утилизации ракет космического назначения.

- Для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных или других известных до даты подачи заявки средств;

- Средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить получение указанного технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентноспособности «промышленная применимость».

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может использоваться при автоматизации объектов управления ракетно-космической области, технического и стартового комплексов космодрома. В систему введены система поддержания принятия решений, формирователь метаобраза объекта управления, автоматизированное рабочие место лица принимающего решения, вспомогательные блоки управления, связи и коммутации по числу систем обслуживания космодрома, соединенные со своей системой сбора и обработки сигналов мониторинга и управления, включающей блоки ввода/вывода измерительной информации и сигналов управления, блоки кабельных соединений, блоки соединений датчиков и исполнительных механизмов, связанные с датчиками и исполнительными механизмами объектов управления, адаптеры метаданных. Уменьшается время подготовки и повышается надежность принятия управляющих решений в процессе выполнения технологических операций подготовки и пуска ракеты космического назначения. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Интегрированная автоматизированная система космодрома (ИАСК), содержащая автоматизированные рабочие места (АРМ) операторов, число которых соответствует числу технических подразделений, осуществляющих управление этапами технологического графика (ТГ) подготовки и пуска ракет космического назначения (РКН), табло коллективного пользования (ТКП), основной блок управления, связи и коммутации (БУСК), содержащий устройства коммутации локальной вычислительной сети (КЛВС), шлюз связи с комплексом единого времени (ШСЕВ), базу данных технологической информации (БДТИ), систему управления информационным обменом (СУИО) и устройство управления АРМ пользователя и технологическими процессами (УУ АРМ/ТП), подключенные к первой двунаправленной шине передачи данных, блоки ввода/вывода измерительной информации и сигналов управления (БВВИ), при этом каждый из БВВИ содержит блок ввода дискретных данных (БДД), аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи (АЦП и ЦАП), формирователь сигналов управления (ФСУ), микроконтроллер блока (МКБ), драйверы управления передачей данных (ДУПД) по двум двунаправленным шинам и контроллер целостности цепей управления (КЦУ), связанные между собой второй двунаправленной шиной передачи данных, блоки кабельных соединений (БКС), блоки соединений датчиков и исполнительных механизмов (БСД), причем число БВВИ, БКС и БСД соответствует числу участвующих в обслуживании технических систем общепромышленного назначения, технологического оборудования космодрома, подсистем подготовки и пуска РКН с учетом технического и стартового комплексов, при этом каждый БВВИ соответствующими входами и выходами соединен с соответствующими выходами и входами соответствующего БКС, также содержащая устройство первичного электропитания (УПЭ), и блоки управляемого вторичного электропитания (БУВЭП) по числу блоков БВВИ и БУСК, причем соответствующие выходы УПЭ подключены ко входам соответствующих БУВЭП, АРМ и ТКП, третьей двунаправленной шиной связаны между собой основной БУСК, БВВИ, ТКП, АРМ, УПЭ, БУЭВП, выходы которых служат для подачи сигналов питания на БУСК, БВВИ и БКС, при этом соответствующие входы/выходы блоков АЦП, ЦАП, КЦУ, ФСУ и БДД блока БВВИ являются дискретными входами и аналоговыми входами/выходами БВВИ, а каждый из БКС связан сигнальными проводами и кабелями с исполнительными механизмами технического комплекса (ТК), стартового комплекса (СК), РКН и космодрома, а также с соответствующим БСД, выходные сигнальные провода и кабели которых связаны с соответствующими датчиками подсистем ТК, СК - РКН и космодрома, отличающаяся тем, что дополнительно введены связанные между собой двунаправленной шиной система поддержания принятия решений (СППР) и формирователь метаобраза объекта управления (ФМООУ), подключенный к основному БУСК посредством упомянутой третьей двунаправленной шины, а СППР другой двунаправленной шиной связана с АРМ лица, принимающего решения (ЛПР), вспомогательные БУСК по числу систем обслуживания космодрома, связанные с основным БУСК посредством упомянутой третьей двунаправленной шины, при этом каждый вспомогательный БУСК соединен двунаправленной шиной со своей системой сбора и обработки сигналов мониторинга и управления (ССОСМУ), включающей соответствующие БВВИ, БКС и БСД, связанные соответствующими входами и выходами между собой и соответствующими сигнальными проводами и кабелями - с датчиками и исполнительными механизмами объектов управления (ДиИМОУ) - подсистем космодрома, технического и стартового комплекса, а в основной БУСК введены адаптеры метаданных (АМД) по числу вспомогательных БУСК, подключенные к упомянутой первой двунаправленной шине, а на соответствующие входы вспомогательных БУСК и ССОСМ поданы сигналы питания от соответствующего БУВПЭ.

2. Интегрированная автоматизированная система космодрома по п. 1, отличающаяся тем, что каждый БВВИ содержит ДУПД, выполненный в виде оптических интерфейсов передачи данных.

3. Интегрированная автоматизированная система космодрома по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит блоки идентификации радиочастотных меток (БИРЧМ), входы/выходы которых подключены к соответствующему БСД.

4. Интегрированная автоматизированная система космодрома по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в основном БУСК блок определения местоположения личного состава и транспорта (БОМЛСТ) на территории технического, стартового комплексов и космодрома, соединенный с одной стороны с СППР, а с другой - через вспомогательные БУСК, БВВИ и БСД двунаправленной шиной приема/ передачи данных - с блоками идентификации радиочастотных меток БИРЧМ, размещенных на контролируемых территориях.