Способ, комплекс обработки информации об отказах устройств беспроводных сенсорных сетей передачи данных и связанных сетей Российский патент 2023 года по МПК H04L41/06 H04L41/16 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области обработки информации об отказах устройств беспроводных сенсорных сетей передачи данных. С помощью изобретения решается техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства. Технический результат заключается в уменьшении количества ошибок определения первоначального отказавшего устройства при контроле и управлении беспроводной сенсорной сетью передачи данных за счет повышения достоверности определения источника первичной информации об отказе устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и других сетей.

Уровень техники

Раскрытие уровня техники осуществлено в той степени, в какой это известно заявителям. Работы изобретателей, согласно описанию, посвящены основам и аспектам описания изобретения, которые могут квалифицироваться как предшествующий уровень техники, необходимый для понимания сущности изобретения и экспертизы заявки. Уровень техники определяется следующими известными заявителю аналогами изобретения.

Известен «Fault diagnostics» (WO 2006/097675 A1, G06N 5/02 (2006.01), H04L 12/24 (2006.01), 18.03.2005), где метод основан на использовании системы принятия решений на основе прецедентов или события отказа, где система повторного принятия решений на основе прецедентов, содержит множество прецедентов, каждый из которых имеет ассоциированное решение и значимость, а упомянутый способ включает этапы сбора данных, связанных с отказом; определение степени совпадения, оценивающего степень соответствия между получаемыми данными по отказам и каждым из множества прецедентов; предоставление решения, связанного с одним из множества случаев, в зависимости от соответствия прецендента и значимости прецедента; получение актуального решения по действию в случае отказа; увеличение значимости или веса случая, связанного с предоставленным решением, если фактическое решение совпало с предоставленным системой решением; и добавление нового случая к множеству прецедентов, связанных с устранением неисправности, если фактическое решение не совпало с предоставленным системой решением, при этом фактическое решение связано с новым случаем отказа.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в аналоге изобретения используется подход, предусматривающий что случаи отказов имеют прецеденты, которые связаны только с событием отказа, но не связаны между собой в цепочке последовательных отказов, а добавление нового случая к множеству прецедентов не связано ранее определенными случаями.

Известен «Fault diagnosis in networks» (EP 2015058924 WO2016169616 A1 H04L 12/24 (2006.01), 24.05.2015)) которое относится к способам и устройствам для определения причин неисправностей в компьютерных или телекоммуникационных сетях, включающее устройство и соответствующий метод определения причины неисправности в сети. Устройство состоит из средства для приема, которое может быть приемником, настроенным для приема множества разделенных по времени выборок сетевых метрик, которые указывают на неисправность в сети, и множество разделенных во времени выборок одной или нескольких индикаторных метрик сети. Устройство также включает средство для осуществления корреляции в виде коррелятора, настроенном для определения одного или нескольких значений корреляции показателей, относящихся к зависимостям между выборками по начальным сетевым метрикам и выборками по конкретной метрике или нескольким индикаторным сетевым метрикам. Коррелятор дополнительно настраивается для определения одного или нескольких значений корреляции сбоев, относящихся к зависимостям между одним или несколькими значениями корреляции показателей и множеством сохраненных значения метрической корреляции, связанные с причиной неисправности. Устройство содержит средство определения неисправности, которое может быть определителем неисправности, сконфигурирован для определения причины неисправности на основе одного или нескольких значений корреляции неисправностей.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена потому что в аналоге изобретения нет возможности проверить с помощью дополнительного устройства или компьютерной программы точность и обоснованность действий коррелятора и определителя отказов.

Известна идентификация вариантов выявления неисправностей для устранения отказов сети (RU №2682018С2 C2 H04W 40/24 (2009.01), 19.03.2015), где изобретение относится к отрасли обработки и хранения данных. Технический результат – сокращение периода времени оператору для устранения неисправности сети. Для этого принимается аварийный сигнал, и на основе содержания аварийного сигнала идентифицируется отказавшее устройство. Для условий отказа для аварийного сигнала устанавливается соответствие симптому отказа, который мог проявляться отказавшим устройством, и варианты выявления неисправностей, использованные ранее для смягчения последствий симптома отказа, извлекаются из хронологических данных. Вариантам выявления неисправностей соответственно присвоены метки, причем метка является показателем вероятности того, что вариант выявления неисправностей, которому была присвоена метка, смягчит последствия симптома отказа.

Группировка аварийных сигналов может осуществлять несколькими способами, при этом первый сигнал может быть сгруппирован со вторым аварийным сигналом, сформированным вторым устройством, которое является соседом первого устройства в сети (например, через 1-2 транзитных участка в восходящем или нисходящем направлении в сетевой иерархической топографии); и группа избыточности; первый аварийный сигнал может быть сгруппирован со вторым аварийным сигналом, сформированным вторым устройством в той же самой группе избыточности, как первое устройство (например, может указать на проблему с протоколом аварийного переключения).

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена потому что в аналоге изобретения группа аварийных сигналов может представлять один отдельный отказ сети, и разные группы аварийных сигналов могут представлять разные отказы сети, а в результате не определен первичный отказавший объект, а рассматриваются аварийные сообщения всех сгруппированных элементов полученных в результате обработки сообщений.

Известен способ и устройство диагностики мобильных сетей (RU №2649746 С2 H04W 40/24 (2006.01), 13.02.2014), где изобретение относится к способу и устройству диагностики сети мобильной связи. Технический результат заключается в эффективном определении качества услуги передачи. Способ включает в себя прием устройством сетевого элемента информации о качестве услуги, отправленной множеством устройств сетевых элементов, включающих базовую станцию и основное сетевое устройство и расположенных на пути передачи потока служебных данных; определение качества услуги пути передачи потока служебных данных на основании информации о качестве услуги, отправленной множеством устройств сетевых элементов; отправку устройством управления сетевыми элементами сигнализации активации сеанса сквозной трассировки в сетевой элемент управления сетью, при этом сигнализация активации сеанса сквозной трассировки содержит данные диагностических измерений, так что сетевой элемент управления сетью отправляет данные диагностических измерений множеству устройств сетевых элементов; или отправку сигнализации активации сеанса сквозной трассировки в сервер абонентов, так что после того, как сервер абонентов отправит данные диагностических измерений в сетевой элемент управления сетью, сетевой элемент управления сетью отправляет указанные данные множеству устройств сетевых элементов. В раскрытии данного способа указано что для индикации изменения ситуации с качеством услуги пути передачи используется статистическая диаграмма и имеется модуль генерации, предназначенный для генерации статистической диаграммы на основании информации о качестве услуги, отправленной множеством устройств сетевых элементов, при этом статистическая диаграмма используется для индикации изменения ситуации с качеством услуги пути передачи.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена потому что в аналоге изобретения устройство управления сетевыми элементами может выявить устройство сетевого элемента, оказывающее наибольшее влияние на поток служебных данных, посредством определения устройства сетевого элемента, имеющего наихудшее качество услуги на пути передачи потока служебных данных, но не доказано, что сетевой элемент, имеющий наихудшее качество услуги на пути передачи потока служебных данных действительно является первоначально отказавшим устройством об отказе или ухудшение качества обслуживания произошло по причине негативного воздействия на него прочих сетевых элементов, среди которых находится первоначально отказавшее устройство.

Известен способ обработки информации об аварийных сигналах, соответствующее устройство и система (RU №2712438 С2 H04W 40/24 (2006.01), 02.04.2015), где изобретение относится к обработке информации об аварийных сигналах, а техническим результатом является снижение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание в сети, осуществляющей указанную обработку. Для этого менеджер виртуализованных сетевых функций (VNFM) принимает информацию об аварийных сигналах виртуальной машины (VM), переданную в виде отчета менеджером виртуализованной инфраструктуры (VIM), где информация об аварийных сигналах VM содержит третий идентификатор объекта; VNFM генерирует первое сообщение об аварийных сигналах в соответствии с VM информацией об аварийных сигналах содержит первую информацию ассоциации аварийных сигналов и первая информация ассоциации аварийных сигналов содержит по меньшей мере одно из: первого идентификатора объекта и заданной ассоциации между идентификаторами объектов; и VNFM передает первое сообщение об аварийных сигналах в систему управления элементами (EMS), где первое сообщение об аварийных сигналах используется EMS для осуществления корреляционного анализа первого и второго сообщений об аварийных сигналах, переданного менеджером сетевых функций (VNF), в качестве ответа. При этом ассоциация между идентификаторами объектов устанавливается предварительно.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в рассматриваемом аналоге изобретения используется заданное правило корреляции, требующее наличия первого набора информации об аварийных сигналах и второго набора информации, либо требуется получение третьего набора информации из первого набора и сравнение со вторым набором информации об аварийных сигналах для применения заданного правила корреляции, где в отсутствие второго набора по порядку следования делает невозможным применение корреляции.

Известен способ, устройство и система управления обработкой отказов (RU №2644146 С2 H04L 12/24 (2006.01), 30.09.2013), изобретение относится к области связи, а технический результат изобретения заключается в обеспечении управления отказами, реализуемого путем формирования сообщений об отказах и их обработкой в среде виртуализации сетевых функций NFV. Способ содержит этапы, на которых получают посредством администратора виртуализированных сетевых функций (VNFM) информацию об отказах объекта виртуализации сетевых функций VNF, содержащую идентификатор отказавшего объекта и тип отказа, причем информация об отказах используется для указания, что отказ происходит в первом объекте VNF, имеющем идентификатор отказавшего объекта, формируют посредством VNFM всестороннюю информацию об отказах в соответствии с информацией об отказах и выполняют посредством VNFM устранение отказов или сообщают об обработке в соответствии с всесторонней информацией об отказах. Кроме того, в одном из вариантов осуществления способа имеется вторая информация об отказах, которая дополнительно содержит по меньшей мере рабочее состояние или время отказа, вторая всесторонняя информация об отказах дополнительно содержит информацию о состоянии отказа и состояние отказа содержит по меньшей мере одно состояние из следующих: еще не обработано, обрабатывается, отказ устранен или отказ еще не устранен. При этом первая всесторонняя информация об отказах содержит первую информацию об отказах и коррелированную информацию об отказах первичной информации об отказах. В системе используется блок оркестратор, который в одном их способов реализации содержит политику устранения отказов, соответствующую типу отказа, в соответствии с политикой устранения отказов устраняют отказ первого устройства NFVI, отказ устройства NFVI, коррелированного с первым устройством NFVI, и отказ устройства VNF, коррелированного с первым устройством NFVI.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в аналоге изобретения сама информация об отказах указывает на то, что отказ происходит в первом объекте, имеющим идентификатор отказавшего объекта, без возможности проверить возможность возникновения данного типа отказа на идентифицированном объекте и, соответственно, без возможности подтвердить объективность коррелированной информации.

Известен способ, устройство и система управления обработкой отказов (RU №2672184 С1 H04L 12/24 (2006.01), 30.09.2013), где изобретение относится к области связи, и обеспечивает способ управления отказами, который может реализовывать сообщение об отказах и их обработку в среде виртуализации сетевых функций NFV. Технический результат изобретения заключается в возможности получения информации об отказах для аппаратурного и/или программного объекта для выполнения всесторонней обработки коррелированных фрагментов информации об отказах, которая может осуществить сообщение об отказах и обработку в среде NFV. Способ содержит этапы получения первичной информацию об отказах, содержащую идентификатор отказавшего устройства и тип отказа для объекта инфраструктуры виртуализации сетевых функций (NFVI), причем первая информация об отказах используется для указания, что отказ произошел в первом объекте NFVI, имеющем идентификатор отказавшего объекта; далее формируется первая всесторонняя информация об отказах, соответствующая первичной информации об отказах, причем первая всесторонняя информация об отказах содержит первую информацию об отказах и коррелированную информацию об отказах первичной информации об отказах; и далее выполняется устранение отказов или формируется сообщение об обработке в соответствии с первичной всесторонней информацией об отказах. При этом обеспечивается способ управления обработкой отказов, содержащий этапы, на которых: принимается посредством оркестратора вторая всесторонняя информация об отказах, переданная администратором виртуализированных сетевых функций VNFM, где вторая всесторонняя информация об отказах содержит вторую информацию об отказах, которая содержит идентификатор отказавшего устройства и тип отказа и вторая информация об отказах используется для индикации, что отказ произошел в первом устройстве инфраструктуры виртуализированных сетевых функций VNF, имеющем идентификатор отказавшего устройства.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении аналога изобретения не может быть решена, потому что в аналоге изобретения формируется вторая всесторонняя информация об отказах, которая в существенной части дублирует информационное содержание первичной всесторонней информацией об отказах, не позволяя верифицировать или подвердить данные о том, что первое устройство инфраструктуры, сформировавшее данный отказ, могло воздействовать на другие, взаимодействующие или взаимосвязанные устройства.

Аналогом, наиболее близким к изобретению – прототипом – является способ обработки информации об аварийных сигналах, соответствующее устройство и система (RU №2679344 С1 H04L 12/24 (2006.01), 02.04.2015), где изобретение относится к области обработки информации об аварийных сигналах. Технический результат заключается в обеспечении корреляционного анализа информации аварийных сигналов. Раскрыт способ обработки информации об аварийных сигналах, содержащий этапы, на которых: принимают, с помощью системы управления элементами (EMS) первое сообщение об аварийных сигналах, переданное в качестве отчета менеджером виртуализованных сетевых функций (VNFM), причем первое сообщение об аварийных сигналах содержит первую информацию ассоциации аварийных сигналов, и первая информация ассоциации аварийных сигналов содержит по меньшей мере одно из: первого идентификатора объекта и заданной ассоциации между идентификаторами объекта; принимают, с помощью EMS. Далее имеется второе сообщение об аварийных сигналах, сообщенное виртуализованной сетевой функцией (VNF), при этом второе сообщение об аварийных сигналах содержит вторую информацию ассоциации аварийных сигналов, и вторая информация ассоциации аварийных сигналов содержит по меньшей мере одно из: второго идентификатора идентификаторами объектов; и выполняют, с помощью EMS, корреляционный анализ первого сообщения об аварийных сигналах и второго сообщения об аварийных сигналах в соответствии с первичной информацией ассоциации аварийных сигналов и второй информацией ассоциации аварийных сигналов. При этом различные управляемые объекты распределяются на уровне инфраструктуры, уровне виртуализации и уровне услуги, где уровень услуги служит в качестве верхнего уровня, уровень виртуализации служит в качестве среднего уровня и уровень инфраструктуры служит в качестве нижнего уровня. Управляемый объект на одном уровне имеет определенное соответствие с другим уровнем. Когда управляемый объект на уровне инфраструктуры неисправен, то соответствующие управляемые объекты на уровне виртуализации и уровне услуги также являются неисправными. Когда управляемые объекты на всех уровнях неисправны, то идентификаторы управляемых объектов передаются в виде информации об аварийных сигналах. Идентификаторы управляемых объектов, имеющие такие соответствия, заранее связаны друг с другом для формирования ассоциации. Кроме того, информация об аварийных сигналах, которая находится в первом наборе информации об аварийных сигналах и второй наборе информации об аварийных сигналах, и имеет отношение корреляции, классифицируются в одну и ту же группу, идентификатор группы назначается каждой группе, и соответствующий идентификатор типа аварийных сигналов назначается информации об аварийных сигналах первопричины отказа и информацию о производных аварийных сигналов в каждой группе. Заданное правило корреляции может быть специально классифицировано в правило временной корреляции и правило пространственной корреляции, например, аварийный сигнал «предок-потомок» и «братский» аварийный сигнал.

Техническая проблема повышения достоверности определения первоначально отказавшего устройства при осуществлении прототипа не может быть решена, потому что в прототипе первое и второе сообщение об аварийных сигналов заранее содержит информацию об ассоциации, которая является встроенной частью сообщения, которая не может быть модифицирована в процессе применения по назначению, и в рамках раскрытия способа воспринимается системой EMS как неоспоримая и не может быть верифицирована внешними средствами кроме как определением факта ложной или искаженной ассоциации, что приводит к неверной корреляции и установлению неточной первопричины отказа.

Раскрытие сущности изобретения

Технический результат изобретения в виде уменьшения количества ошибок определения первоначально отказавшего устройства при контроле и управлении беспроводной сенсорной сетью передачи данных и связанных сетей за счет повышения достоверности определения источника первичной информации об отказе устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей достигается способом разделения источников информации об отказах на источник первичных сообщений об отказах и на источники вторичных собщений об отказах.

Сущность заявляемого способа состоит в получении сообщений об отказах в машиночитаемой форме от множества устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей с помощью устройства сбора сообщений об отказах. Устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей для раскрытия сущности изобретения при обработке сообщений об отказах определены как источники сообщений об отказах. Следующим действием определен класс источника отказов путем обработки полученной информации об отказах с помощью классификатора источников сообщений об отказах, причем классификатор предварительно создан экспертом на основе представления знаний об устройствах беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей, связях между устройствами, совокупно хранимых в энергозависимой памяти в машиночитаемой форме в виде компьютерной программы.

Для определения отказа, произошедшего непосредственно на устройстве, и не связанного с отказами других устройств, использовано устройство диагностики, подключенное к беспроводной сенсорной сети передачи данных и к устройствам связанных сетей и подключенное к комплексу обработки информации об отказах. Комплекс обработки информации об отказах предоставляет устройству диагностики информацию об источниках сообщений об отказах от устройства сбора сообщений об отказах.

Следующим действием, с помощью предварительно разработанных экспертом логических правил, основанных на классификаторе, есть определение источника первичного сообщения об отказе, где источником сообщения об отказе являются устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей.

Одновременно с применением логических правил, классификатор и информация об отказах от устройства сбора сообщений об отказах переданы как входные данные для запуска компьютерной модели машинного обучения с учителем, хранимой в энергозависимой памяти в виде компьютерной программы. Следующим действием получен выход модели машинного обучения с учителем в виде данных в машиночитаемой форме о связи источника сообщения об отказе и категории источника как источника первичного сообщения об отказе устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей.

Следующим действием программа обработки данных, хранимая в энергозависимой памяти, сравнивает идентификатор источника первичного сообщения об отказе, полученного с помощью правил логического вывода и источник сообщений об отказе, получивший в результате машинного обучения с учителем категорию источника первичного сообщения об отказе. Совпавшие сведения об источнике сообщения об отказе переданы в устройство диагностики для проверки первоначально отказавшего устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей.

Следующим действием устройство диагностики проводит проверку технического состояния устройства определенного источником первичного сообщения об отказе с помощью логических правил и машинного обучения.

Несовпавшие сведения об источнике сообщения об отказе, полученные с помощью правил логического вывода и в результате машинного обучения с учителем, определены программной обработки данных и переданы для изменения классификатора, правил логического вывода и нового обучения программы машинного обучения с учителем.

Осуществление изобретения

Осуществление заявляемого изобретения, выраженного в способе определения первоначально отказавшего устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей, производится в одном или в нескольких одинаковых или различных вариантах осуществления. Наиболее очевидный вариант осуществления обозначен как «предпочтительный» для раскрытия существенных признаков, а термины «содержащий», «включающий», «имеющий», «позволяющий» и т.п., используются в отношении варианта осуществления и являются синонимами.

Следует понимать, что могут использоваться и другие варианты осуществления и структурные или логические изменения заявляемого способа, что может быть выполнено без выхода за рамки предпочтительного варианта осуществления изобретения. Следовательно, последующее подробное описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, набор вариантов осуществления определены прилагаемой формулой изобретения.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения отказ физического или виртуального объекта беспроводной сенсорной сети (БСС) и связанных сетей сопровождается формированием сообщения об отказе, которое в рамках предпочтительного варианта раскрытия семантически обозначается «Fault» или «Отказ», и может генерироваться программным обеспечением устройства либо формироваться в результате анализа сообщения или физического сигнала устройством сбора сообщений об отказах. «Fault»-«Отказ» может формироваться как по причине отказа данного устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных в целом и любых его компонентов, а также отказом устройств связанных сетей, взаимодействующих с данным устройством или связанных с данным устройством. Отказ, произошедший только на данном конкретном устройстве беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей и не вызванный отказом других устройств, может определяться устройством диагностики.

В рамках предпочтительного варианта осуществления использована компьютерная модель для описания знаний об устройствах, являющихся источниками сообщений об отказах в беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетях, что позволяет единообразно описать разнородные устройства как источники сообщений об отказах с помощью единой системы классификации, где устройства относятся к классам, и далее для классов сформировано семантическое описание связей между ними, включая точное и объективное описание терминов, определяющих каждый класс.

В предпочтительном варианте осуществления используется онтологический подход позволяющий определить истинность или ложность отнесения источника и полученного сообщения об отказе от источника к определенному классу, и далее с помощью описания связей между классами устройств определяет логическую последовательность поступления сообщений об отказах. Это позволяет выявлять ситуацию, когда полученное сообщение об отказе не может быть связано с классом устройств и с отдельным устройством, что доказывает наличие нераспознанного отказа, подмены сообщения об отказе или наличие ранее неизвестного класса устройств в сети, что требует расширения и уточнения экспертом в проблемной области модели для описания знаний об источниках сообщений об отказах.

При разработке модели классам и связям между классами присваиваются уникальные имена и даются определения в предпочтительном варианте раскрытия. Определение классов и связей могут описываться с помощью формального или логического языка описания, что позволяет использовать логический вывод для получения фактов из существующих данных об отказах, полученных устройством сбора сообщений об отказах.

В качестве классов в предпочтительном варианте раскрытия рассматривается обобщенные описания физических устройств одного вида. При этом физическое устройство рассматривается как сущность, обладающая материальным существованием в реальном мире.

Дополнительно в рамках осуществления изобретения выделены виртуальные то есть цифровые (нематериальные) сущности, например программное обеспечение (прошивка) сенсорных узлов в объективной форме представления или описание события материального мира, например «Отказ».

В предпочтительном варианте осуществления определены, но не ограничиваясь ими, нижеследующие классы и соответствующие им термины, совокупно требуемые для осуществления изобретения.

Класс «Сенсорный узел» (Sensor Node) представляет собой описание в машиночитаемой форме устройства (сетевого элемента) в виде средства связи, который имеет в своём составе, по крайней мере один датчик и, возможно, исполнительное устройство с возможностями радиосвязи и обработки данных непосредственно на данном устройстве. Класс «Сенсор» (Sensor) представляет собой описание в машиночитаемой форме устройства, которое измеряет характеристики физического мира и преобразует их в цифровую форму. Класс «Исполнительное устройство» (Actuator) представляет собой описание в машиночитаемой форме устройства, которое меняет свойство физической сущности в ответ на входной сигнал заданным образом. Класс «Компонент» (Сomponent) представляет собой описание в машиночитаемой форме модульной, развертываемой и взаимозаменяемой части сенсорного узла, который реализует заданные функции и предоставляет набор интерфейсов для взаимосвязей со шлюзом и радиоканалом. Класс «Радиоканал» (RadioChannel) представляет собой описание в машиночитаемой форме комплекса технических средств и среды распространения, обеспечивающий передачу и прием сигнала электросвязи в установленных пределах радиочастотного спектра. Класс «Шлюз» (Gateway) представляет собой описание в машиночитаемой форме элемента беспроводной сенсорной сети, соединяющий сенсорную сеть с другой сетью, в том числе с другой архитектурой или протоколами связи, обеспечивающий обмен информацией между этими сетями. Класс «Беспроводная сенсорная сеть» (Wireless Sensor Network) представляет собой описание в машиночитаемой форме cистемы пространственно-распределенных сенсорных узлов и(или) шлюзов беспроводной связи, взаимодействующих друг с другом и, в зависимости от функций, возможно, с другой телекоммуникационной инфраструктурой для получения, обработки, передачи и предоставления информации, извлеченной из информационной среды, с основной функцией сбора сенсорной информации и возможностью управления. Класс «Узел связи» (Communication Node) представляет собой описание в машиночитаемой форме устройства, выполняющего функции коммутации каналов и пакетов для беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей. Класс «Магистральная сеть» (Backbone network) представляет собой описание в машиночитаемой форме связанной с беспроводной сенсорной сетью передачи данных сети, которая подключается к шлюзам. Под магистральной сетью понимается сеть Интернет, либо физические волоконно-оптические линии связи, либо радиоканалы.

Класс «Отказ» (Fault) представляет собой описание в машиночитаемой форме cобытия, заключающегося в нарушении работоспособного состояния устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанной сети. Отказ в рамках предпочтительного раскрытия рассматривается как полный отказ.

У рассмотренных классов устройств в рамках модели выделяются атрибуты. Атрибут представляет собой описание машиночитаемой форме свойства физического или виртуального устройства, и этой свойство описано физической величиной или качественным свойством, значение или сведения о котором может быть получено от устройства беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей путем считывания параметров настройки или производства устройство диагностики. Набор атрибутов в предпочтительном варианте осуществления представляет собой уникальный идентификатор устройства.

В предпочтительном варианте осуществления каждый класс имеет набор объектов класса, где каждый объект класса соответствует устройству беспроводной сети передачи данных.

В предпочтительном варианте осуществления событие отказа в беспроводной сенсорной сети передачи данных можно формально выразить в виде выражения–кортежа согласно формуле (1):

(1)

где Fault – общее обозначение события отказа в рамках предпочтительного варианта осуществления;

Obj – множество объектов классов компьютерной модели, то есть множество источников сообщений об отказах в предпочтительном варианте осуществления;

Attr(Obj)– множество атрибутов объектов классов компьютерной модели;

Rel (Obj) – множество семантических отношений между объектами классов – источниками сообщений об отказах в предпочтительном варианте осуществления.

Классификатор представляет множество физических и виртуальных объектов БСС и описывается формулой (2):

(2)

где – объекты класса «Сенсорный узел» (Sensor Node);

– объекты класса «Шлюз» (Gateway);

– объекты класса «Узел связи» (Communication Node);

– объекты класса «Магистральная сеть связи» (Backbone Network);

– объекты класса «Радиоканал» (RadioChannel);

– объекты класса «Программа обработки информации» (Processing program).

Классификатор позволяет разделить источники сообщений об отказах на классы согласно их уникальному идентификатору.

Для формирования семантических связей между классами используются отношения , которые формируются как семантические записи (предикаты), и которые характеризуют свойства соответствующих отношений между классами. В рамках предпочтительного варианта осуществления все объекты класса поддерживают описываемые далее связи в виде семантических отношений для «своего» класса.

В предпочтительном варианте осуществления отношение вида «связан с…»{connectedTo} показывает, что один объект класса связан со вторым объектом класса в процессе воздействия отказа и переноса информации об отказе.

В предпочтительном варианте осуществления отношение вида «выявлен отказ»{detectedWithFault} показывает, что объект класса связан со классом «Отказ», для описания обнаружения и фиксации факта отказа на устройстве в физическом мире.

В предпочтительном варианте осуществления действуют логические правила вывода для описания отношений между классами и объектами классов. Это описывается общим логическим правилом вида (3):

(3)

Общим логическим правилом установлено, что если имеется два различных класса и , то они могут быть связаны через класс , что означает, на частном примере, что концепт «Сенсорный узел» связан с концептом «Узел связи» через концепты «Шлюз» и «Беспроводная сенсорная сеть», и что событие «Отказ» на сенсорном узле напрямую воздействует на шлюз и через шлюз опосредованно воздействует на беспроводную сенсорную сеть и опосредованно воздействует на узел связи. Это приводит к появлению множества сообщений об отказах, когда отказ на датчике приводит к появлению сообщения об отказе, которое воспринимается сенсорным узлом как отказ одного из его элементов; это приводит к появлению сообщения об отказе от сенсорного узла, которое воспринимается шлюзом как отказ одного из связанных со шлюзом устройств, поскольку в предпочтительном варианте раскрытия сенсорный узел не передает шлюзу сообщение об отказе датчика, что приводит к появлению сообщения об отказе от шлюза; появление сообщения об отказе от шлюза, вызванное сенсорным узлом, воспринимается на узле связи как отказ, связанный с шлюзом, поскольку шлюз и сенсорный узел в предпочтительном варианта осуществления настоящего раскрытия не передают сообщение об отказе датчика.

В предпочтительном варианте осуществления с учетом правила (3) сообщение об отказе не содержит информацию об иных устройствах беспроводной сенсорной сети, кроме устройства–источника данного сообщения об отказе. Таким образом при наличии последовательно физически или функционально связанных устройств факт первоначального отказа приводит к возникновению первичного сообщения об отказе непосредственно на отказавшем устройстве. Получение первичного сообщение об отказе приводит к возникновению вторичного сообщения об отказе от устройства, которое связано с устройством – источником первично сообщения об отказе и такое связанное устройство, будучи само технически исправным, формирует вторичное сообщение об отказе в случае, если отказ на другом устройстве препятствует нормальной работоспособности; но при этом первичное сообщение об отказе не добавляется ко вторичному сообщению об отказе. Далее любое по порядку сообщение об отказе прямо или косвенно вызванное первичным сообщением об отказе считается вторичным

Получение второго сообщения об отказе приводит к возникновению третьего сообщения об отказе от устройства, которое связано с устройством – источником второго сообщения об отказе, и устройство, получившее второе сообщение об отказе, будучи технически исправным, формирует третье сообщение об отказе, если отказ на другом устройстве препятствует нормальной работоспособности, но не добавляя второе сообщение об отказе к третьему сообщению об отказе. Получение третьего сообщения об отказе приводит к возникновению четвертого сообщения об отказе от устройства, которое связано с устройством – источником третьего сообщения об отказе, и это устройство, будучи технически исправным и если отказ на другом устройстве препятствует его нормальной работоспособности, формирует четвертое сообщение об отказе вследствие получения третьего сообщения об отказе, но не добавляя третье сообщение об отказе к четвертому сообщению об отказе. Получение четвертого сообщения б отказе приводит к возникновению пятого сообщения об отказе от устройства, которое связано с устройством – источником четвертого сообщения об отказе, и это устройство, будучи технически исправным и если отказ на другом устройстве препятствует его работоспособности, формирует пятое сообщение об отказе вследствие получения четвертого сообщения об отказе, но не добавляя четвертое сообщение об отказе к пятому сообщению об отказе, причем пятый по порядку перечисления источник информации об отказе не ограничивает набор вариантов осуществления, которые реализуются аналогично т.е. в описываемой последовательности и на условиях, заданных настоящим описанием осуществления.

В предпочтительном варианте осуществления все устройства – источники информации об отказе способны передать информацию устройству сбора сообщения об отказах по выделенному либо произвольно формируемому каналу управления, либо по физическому проводнику в виде сигнала электросвязи, но не ограничиваясь рассмотренными способами.

Для описания правила определения источника первичного сообщения об отказе в предпочтительном варианте осуществления используется аналитическое выражение и описание его содержания. При этом часть аналитического выражения слева от символа «» соответствует начальному утверждению т.е. описанию классов объектов и связям между классами для получения логического вывода о источнике первичного сообщения об отказе, а часть выражения справа от символа «» соответствует собственно выводу в виде объекта класса, который является источником первичного сообщения об отказе. В результате, получив сообщение об отказе и проведя его формальный анализ в порядке, задаваемым аналитическим выражением, идентифицируется источник первичного сообщения об отказе.

Аналитическое выражение для описания правила логического вывода в предпочтительном варианте осуществления, но не ограничиваясь только заявленным правилом, имеет вид:

(4)

где знак «?» – есть служебный символ для выделения свойства или атрибута;

, , , , , , есть идентификаторы классов объектов;

, , , , , – имена переменных, которые обозначают индивидуальные объекты, относящиеся к классам;

– обозначает имя переменной, соответствующей сообщению об отказе;

выражение есть обозначение связи между двумя объектами в скобках (…), например означает связь между и и далее аналогично в предпочтительном варианте раскрытия;

есть обозначение возможности выявления на объекте отказа, например означает что отказ () связан с сенсорным узлом

() и далее аналогично в предпочтительном варианте осуществления;

есть обозначает наличие определенного состояния у объекта класса, например обозначает отсутствие отказов то есть событие, аналогичное состоянию технической исправности объекта, относящегося к классу ;

есть обозначает наличие отказа на объекте класса, который в рамках настоящего раскрытия считается источником первичного сообщения об отказе, например означает что источником первичной информации об отказе есть сенсорный узел.

Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления выражение (4) означает, что «Сенсорный узел» связан со «Шлюзом», «Шлюз» связан с «Радиоканалом», «Радиоканал» связан с «Беспроводной сенсорной сетью», «Беспроводная сенсорная сеть» связана с «Узлом связи», «Узел связи» связан с «Магистральной сетью связи», «Сенсорный узел» подвержен отказам, «Шлюз» подвержен отказам, «Радиоканал» подвержен отказам, «Беспроводная сенсорная сеть» подвержена отказам, «Узел связи» подвержен отказам, «Магистральная сеть связи» подвержена отказам, «Шлюз» имеет статус «Без отказа» и сам технически исправен, «Радиоканал» имеет статус «Без отказа» и сам технически исправен, «Беспроводная сенсорная сеть» имеет статус «Без отказа» и сама технически исправна, «Узел связи» имеет статус «Без отказа» и сам технически исправен, «Магистральная сеть связи» имеет статус «Без отказа» и сама технически исправна, следовательно источником первичной информации об отказе является «Сенсорный узел».

Другое аналитическое выражение для описания правила логического вывода в предпочтительном варианте осуществления, но не ограничиваясь только заявленным правилом, имеет вид:

(5)

где , , есть идентификаторы классов объектов;

, , – имена переменных, которые обозначают индивидуальные объекты, относящиеся к классам и далее все обозначения аналогичны (4) в предпочтительном варианте раскрытия.

Таким образом, в предпочтительном варианте осуществления выражение (5) означает, что «Датчик» связан с «Сенсорным узлом», «Компонент» связан с «Сенсорным узлом». «Исполнительное устройство» связано с «Сенсорным узлом», «Сенсорный узел» связан со «Шлюзом», «Шлюз» связан с «Радиоканалом», «Радиоканал» связан с «Беспроводной сенсорной сетью», «Беспроводная сенсорная сеть» связана с «Узлом связи», «Узел связи» связан с «Магистральной сетью связи», «Датчик» подвержен отказам, «Компонент» подвержен отказам, «Исполнительное устройство» подвержено отказам, «Сенсорный узел» подвержен отказам, «Шлюз» подвержен отказам, «Радиоканал» подвержен отказам, «Беспроводная сенсорная сеть» подвержена отказам, «Узел связи» подвержен отказам, «Магистральная сеть связи» подвержена отказам, «Датчик» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Компонент» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Шлюз» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Сенсорный узел» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Радиоканал» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Беспроводная сенсорная сеть» имеет статус «Без отказа» и технически исправна, «Узел связи» имеет статус «Без отказа» и технически исправен, «Магистральная сеть связи» имеет статус «Без отказа» и технически исправна, источником первичной информации об отказе является «Актуатор».

С помощью приведенных логических правил, но не ограничиваясь ими, объекты классов как источники сообщений об отказах и их сведения могут быть сопоставлены и взаимоувязаны в одном семантическом пространстве и сделан логический вывод об источнике первичного сообщения об отказе и определен отказавший объект класса.

Разработанная классификация объектов используется для реализации модели машинного обучения с учителем, с помощью которой реализуется классификации источников информации в рамках модели машинного обучения, причем в предпочтительном варианте осуществления требуется найти зависимость между входными и выходными параметрами, где в качестве входных параметров рассматриваются классы объектов «Сенсорный узел», «Шлюз», «Радиоканал», «Беспроводная сенсорная сеть», «Узел связи», «Магистральная сеть связи», «Датчик», «Компонент», «Исполнительное устройство», для которых заранее известен набор объектов каждого класса и установлена возможность быть отнесенным к категории источника первичного сообщения об отказе и(или) быть любым по порядку следования источником информации об отказе кроме источника первичной информации об отказе, а в качестве выхода рассматривается категория, позволяющая указать на объект класса как на источник первичного сообщения об отказе, при этом кроме признака, соответствующего идентификатору объекта класса и признака, указывающего на возможность быть источником первичного сообщения об отказе и признака, указывающего на возможность быть любым по порядку следования источником информации об отказе, кроме источника первичной информации об отказе, допускается использовать, но не ограничиваясь ими, признак указывающий на время формирования сообщения об отказе, признак, указывающий на связь объекта класса с объектом того же класса, признак, указывающий на связь объекта класса с объектом другого класса.

Таким образом, модель машинного обучения с учителем, которая функционирует с помощью компьютерного устройства обработки данных, получает на входе информацию в машиночитаемой форме о сообщениях об отказах от источников сообщений об отказах, а на выходе автоматически определяет категорию источника сообщения об отказе, при этом устанавливается категорийный признак источника первичного сообщения об отказе, то есть машинное обучение с учителем в виде программы для ЭВМ обрабатывает входные данные и на выходе определяет, относится ли источник к источнику первичной информации об отказе, либо источник не относится к категории источника первичной информации об отказе, тем самым повышается достоверность определения источника первичной информации об отказе с помощью известных в других осуществлениях метода k-ближайших соседей, метода опорных векторов, метода k-средних, метода деревьев решений, алгоритма случайного леса, но не ограничиваясь ими, при этом определение объёма обработанных сообщений об отказах в качестве обучающей и контрольной последовательности при машинном обучении с учителем не относится к настоящему осуществлению.

В предпочтительном варианте осуществления результат машинного обучения сравнивается с результатом определения источника первичного сообщения об отказе, полученного с помощью правил логического вывода для определения факта предметной области, что объект класса отнесен к источнику первичного сообщения об отказе.

При этом в случае поступления сообщения об отказе от неизвестного объекта класса в рамках классификатора и (или) модели машинного обучения экспертом определено описание нового объекта как источника сообщений об отказах и формируется класс новых объектов, который добавляется в классификатор, для которого формируются правила логического вывода в форме (4) или (5), но не ограничиваясь ими, после чего классификатор и сообщения об отказах от источников передаются в качестве входной информации в модель машинного обучения с учителем для повторного обучения.

Различные последовательности и сочетания связанных классов объектов в рамках вариантов осуществления, кроме предпочтительного варианта осуществления, могут быть описаны иным, наиболее полезным, для понимания заявленного, способом. Состав классов объектов, порядок описания последовательности связей, статусов, признаков, классификатор классов объектов не следует толковать как подразумевающий, что существует явная и прямая зависимость осуществления заявляемого способа от порядка следования и состава классов, количества и содержания связей между классами объектов, заявленных признаков классификации и моделей машинного обучения. В частности, состав классов объектов, порядок описания содержания и последовательности связей между классами объектов, количество и смысл статусов, набор объектов каждого класса, состав и назначение признаков объектов класса могут быть иным и формироваться не в порядке, описанном в предпочтительном варианте осуществления, и быть связанными другим, по сравнению с описанным, образом.

Описанные классы объектов, термины, выражения и связанные с выражением операции над объектами, методы машинного обучения могут реализовываться в ином порядке, чем в предпочтительном варианте осуществления. Возможны различные дополнительные классы объектов, термины, связи, выражения, признаки объектов классов. выполняемые операции и/или описанные операции, методы машинного обучения с учителем, которые могут быть реализованы в дополнительных вариантах осуществления по отношению к предпочтительному варианту осуществления.

Краткое описание чертежей

В нижеследующем подробном описании сделаны ссылки на прилагаемые чертежи, которые составляют часть подробного описания, на которых одинаковые цифры обозначают одинаковые части на всем протяжении, и в котором в качестве иллюстрации показан вариант осуществления, который наиболее полно отражает раскрытие сущности изобретения, но не является при этом единственно возможным вариантом, который может быть реализован на практике.

На фигуре 1 представлена функциональная схема связности беспроводной сенсорной сети передачи данных, внешних устройств и сетей.

На фигуре 2 представлена схема классов объектов предметной обработки сообщений об отказах области беспроводной сенсорной сети передачи данных, внешних устройств и сетей, и связей между классами.

На фигуре 3 показан алгоритм процедур обработки информации в рамках заявляемого способа.

На фиг.1 схематично показана беспроводная сенсорная сеть (100) (далее «Сеть 100»), которая организует связь между сенсорным узлом (105) (далее «Узел 105»), шлюзом (125) (далее «Шлюз 125») и узлом связи (130) (далее «Узел 130»), магистральной сетью связи (135) (далее «Сеть 135») и комплекс обработки информации об отказах (140) (далее «Комплекс 140»).

«Сеть 100», «узел 105», «шлюз 125», «узел 130», «сеть 135» технически способны принимать и обрабатывать сообщения об отказах от других узлов, формировать сообщения об отказе в связи с приёмом сообщений об отказах других узлов, не добавляя при этом к таким сообщениям об отказе информацию о собственном отказе, а при наступлении собственного отказа «Сеть 100», «Узел 105», «Шлюз 125», «Узел 130», «Сеть 135» формируют собственное сообщение об отказе.

«Узел 105» принимает сообщение об отказе датчика (115), сообщение об отказе исполнительного устройства (120), сообщение об отказе компонента (110) и транслирует сообщения об отказе от датчика (115), от исполнительного устройства (120), от компонента (110) в «Комплекс 140».

«Узел 105» формирует сообщение об отказе, обусловленное получением сообщения об отказе, полученного от датчика (115), от компонента (110), от исполнительного устройства (120), но не ограничиваясь таким сообщением вследствие возможности формирования сообщения о собственном отказе, не связанного с полученными сообщениями об отказах от других устройств, и передает сообщение об отказе в «Комплекс 140».

«Шлюз 125» принимает сообщение об отказе от «Узла 105», но не ограничиваясь им, транслирует сообщения от «Узла 105» в «Комплекс 140».

«Шлюз 125» формирует сообщение об отказе, обусловленное получением сообщения об отказе от «Узла 105», но не ограничиваясь таким сообщением вследствие возможности формирования сообщения о собственном отказе, не связанного с полученными сообщениями об отказах от других устройств, и передает сообщение об отказе в «Комплекс 140».

«Узел связи 130» принимает сообщение об отказе «сСети 100», сообщение об отказе «Шлюза 125», но не ограничиваясь ими, транслирует сообщения об отказе от «Шлюза 125», от «Сети 100» в «Комплекс 140».

«Узел связи 130» формирует сообщение об отказе, обусловленное получением сообщения от «Шлюза 125», но не ограничиваясь таким сообщением вследствие возможности формирования сообщения о собственном отказе, не связанного с полученными сообщениями об отказах от других устройств, и передает сообщение об отказе в «Комплекс 140».

«Сеть связи 135» принимает сообщение об отказе «Узла связи 130», но не ограничиваясь ими, транслирует сообщения об отказе от «Узла связи 130» в «Комплекс 140».

«Сеть 135» формирует сообщение об отказе, обусловленное получением сообщения от «Узла 130», но не ограничиваясь таким сообщением вследствие возможности формирования сообщения о собственном отказе, не связанного с полученными сообщениями об отказах от других устройств, и передает сообщение об отказе в «Комплекс 140».

«Комплекс 140» с помощью устройства сбора сообщений об отказах (145) принимает, распознаёт полученную информацию об отказе датчика (115), информацию об отказе исполнительного устройства (120), информацию об отказе компонента (110), информацию об отказе «Узла 105», информацию об отказе «Шлюза 125», информацию об отказе «Узла 130», информацию об отказе «Сети 100», информацию об отказе «Сети 135» и далее передаёт информацию об отказах для обработки компьютерным устройством обработки данных (150) с помощью программы обработки данных (155).

Компьютерное устройство обработки данных (150) хранит в машиночитаемой памяти программу обработки данных (155).

Компьютерное устройство обработки данных (150) хранит в энергозависимой памяти классификатор и правила логического вывода (165) в объективной форме представления для применения в отношении распознанных сообщений и их источников устройством сбора сообщений об отказах (145) и программой обработки данных (155), для определения источника первичного сообщения об отказе.

Компьютерное устройство обработки данных (150) хранит в энергозависимой памяти (165) модель машинного обучения (170) в объективной форме представления для применения машинного обучения с учителем к распознанной информации устройством сбора сообщений об отказах (145) для определения источника первичной информации об отказе с помощью классификатора (165).

Компьютерное устройство обработки данных (150) хранит в энергозависимой памяти 165 результат применения классификатора и правил логического вывода (165) и результат применения модели машинного обучения с учителем (170) в виде данных в электронном виде для сравнения таких результатов с помощью программы обработки данных 155, причем если имеется совпадение результатов, то сведения об источнике первичного сообщения об отказе передаются системе диагностики (175) для проведения индивидуальной проверки работоспособности устройства беспроводной сенсорной сети, внешних устройств и сетей, являющегося источником первичного сообщений об отказе, а в случае несовпадения результатов, программа обработки данных (155) и комплекс (140) предоставляют эксперту в проблемной области компьютерное устройство обработки для изменения классификатора и правил логического вывода и модели машинного обучения с учителем непосредственно в энергозависимо памяти (165).

На фиг. 2 представлена схема классов объектов предметной обработки сообщений об отказах области беспроводной сенсорной сети передачи данных, внешних устройств и сетей, и связей между классами.

«Отказ» (201) описывает объекты класса «Отказ» в виде элемента для представления информации в виде записи, хранимой в машиночитаемой памяти (165) в битовой форме после обработки устройством сбора сообщений об отказах (145) физических сигналов или сообщений об отказах, и далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). При этом источниками для появления элемента для представления информации или записи об отказах в машиночитаемой форме являются компоненты в виде элемента для представления информации для хранения и обработки данных об одноименных объектах «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105», «Датчик (Sensor)»-датчик (115), «Компонент (Component)»-компонент (110), «Исполнительное устройство (Actuator)»-исполнительное устройство (120), «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125», «Радиоканал (RadioChannel)» (210), «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100», «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130», «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135», но не ограничиваясь ими. Для моделирования связи между перечисленными компонентами и компонентом «Отказ» 201 используется отношение «выявлен отказ» (detectedWithFault) (210), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в машиночитаемой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объекту «Отказ (Fault)» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в машиночитаемой памяти (165) и соответствующих объектам «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105», «Датчик (Sensor)»-датчик (115), «Компонент (Component)» – компонент (110), «Исполнительное устройство (Actuator)»-исполнительное устройство (120), «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125», «Радиоканал (RadioChannel)» (210), «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100», «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130», «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135».

Компонент «Датчик (Sensor)» (115) описывает объекты класса «Датчик» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Датчик (Sensor)»-датчик (115) и компонентом «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 100» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Датчик (Sensor)» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105».

Компонент «Компонент (Component)» – компонент (110) описывает объекты класса «Компонент» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Компонент (Component)» -компонент (110) и компонентом «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Компонент (Sensor)»-сенсор (110) приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Сенсор 105».

Компонент «Исполнительное устройство (Actuator)»-исполнительное устройство (120) описывает объекты класса «Исполнительное устройство» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Исполнительное устройство (Actuator)»-исполнительное устройство (120) и компонентом «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Исполнительное устройство (Actuator)» – исполнительное устройство (120) приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105».

Компонент «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105» описывает объекты класса «Сенсорный узел» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Сенсорный узел (Sensor Node)» – «Узел 105» и компонентом «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125».

Для моделирования связи между компонентом «Сенсорный узел (Sensor Node)» – «Узел 105» и компонентом «Радиоканал (Radiochannel)» (205) используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Радиоканал (Radiochannel)» (205).

Компонент «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125» описывает объекты класса «Шлюз» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125» и компонентом «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объекту «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объекту «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100».

Компонент «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)» -«Сеть 100» описывает объекты класса «Беспроводная сенсорная сеть» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100» и компонентом «Радиоканал (Radiochannel)» (205) используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объекту «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимых в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объекту «Радиоканал (Radiochannel)» (205). Для моделирования связи между компонентом «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100» и компонентом «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130» используется отношение «связан с (connectedTo)» 220, которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130».

Компонент «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130» описывает объекты класса «Узел связи» в виде элемента для представления информации или записи, хранимой в энергозависимой памяти (165) в битовой форме, далее обрабатывается в форме данных компьютерной программой обработки данных (155), онтологическим классификатором и правилами логического вывода (165), моделью машинного обучения с учителем (170). Для моделирования связи между компонентом «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130» и компонентом «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135» используется отношение «связан с (connectedTo)» (220), которое отображает факт наличия зависимости при хранении, обработки, модификации и предоставления данных в битовой форме, хранимых в энергозависимой памяти (165), когда запись, изменение и считывание данных по объектам класса «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130» приводит к записи, считыванию и изменению данных, хранимыми в энергозависимой памяти (165) и соответствующих объектам класса «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135».

На фиг. 3 схематично показан алгоритм процедур обработки данных в рамках заявляемого способа.

В блоке «Прием сообщения об аварийном сигнале, переданное объектом беспроводной сенсорной сети» (305) (далее блок 305) осуществляется сбор и анализ сообщений о информацией об отказах, переданных объектами беспроводной сенсорной сети и внешних сетей, но не ограничиваясь ими с помощью «Устройства сбора сообщений об отказах» (145), после чего сообщения об отказах в машиночитаемой форме с учетом связей с источниками информации об отказе становятся доступными средствам компьютерной обработки данных и системе диагностики (175).

В блоке «Проверка состояния объектов беспроводной сенсорной сети и внешних сетей с помощью системы диагностики» (310) осуществляется контроль работоспособности устройств беспроводной сенсорной сети и связанных сетей из блока (305), но не ограничиваясь ими с помощью «Устройства сбора сообщений об отказах» (145), причем информации о наличии и отсутствии отказов объектов беспроводной сенсорной сети и связанных сетей записывается в энергозависимую память в виде данных, причем запись данных приводит к изменению сведений по объектам класса «Отказ (Fault)» (201), «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105), «Датчик (Sensor)»-сенсор (115), «Компонент (Component)»-компонент (110), «Исполнительное устройство (Actuator)»-исполнительное устройство (120), «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125», «Радиоканал (RadioChannel)» (210), «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100», «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130», «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135», для чего обрабатываются онтологическим классификатором для отнесения данных диагностики к объекту класса, и становится доступна средствам компьютерной обработки данных.

На фиг. 3 схематически показан алгоритм процедур обработки сообщений об отказах в рамках заявляемого способа.

В блоке «Прием сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и иных сетей» (305) происходит сбор сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных, от узлов связи и магистральных сетей связи.

В блоке «Проверка устройством диагностики технического состояния устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и иных сетей» (310) происходит проверка наличия собственных отказов, а не вызванных отказами других устройств, для устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных, узлов связи и магистральных сетей связи.

В блоке «Классификация источников сообщений об отказах, выполнение правил логического вывода для определение источника первичного сообщения об отказе» (315) автоматически осуществляется разделение источников отказов на классы объектов с помощью классификатора, с помощью правил логического вывода определяется источник первичного сообщения об отказе.

В блоке «Прием сообщений об отказах на вход для запуска машинного обучения с учителем» (320) параллельно с блоком (315) происходит запуск исполняемой компьютерной программы для получения результатов машинного обучения с учителем, где для входных данных в машиночитаемой форме используются сведения классификатора блока (315) и данные блока (310).

В блоке «Вывод данных о категории источника с первичным сообщением об отказе» (325) происходит формирование результата машинного обучения с учителем, где выходные данные в машиночитаемой форме представляют собой определение категорийного признака для отнесения объекта классов «Сенсорный узел (Sensor Node)»-«Узел 105», «Датчик (Sensor)»-сенсор (115), «Компонент (Component)»-компонент (110), «Исполнительное устройство (Actuator)»-устройство (120), «Шлюз (Gateway)»-«Шлюз 125), «Радиоканал (RadioChannel)» (210), «Беспроводная сенсорная сеть (Wireless Sensor Network)»-«Сеть 100», «Узел связи (Communication Node)»-«Узел 130), «Магистральная сеть связи (Backbone Network)»-«Сеть 135» к источнику первичного сообщения об отказе.

В блоке сравнения «Результат логического вывода и машинного обучения совпали?» (330) происходит сравнение в машиночитаемой форме результата определения источника первичного сообщения об отказе с помощью правил логического вывода в блоке (315) и результата машинного обучения с учителем в блоке (325).

В блоке «Диагностика объекта» (335) происходит запуск технической диагностики устройства, соответствующего источнику первичного сообщения об отказе.

В блоке «Изменение классификатора, правил логического вывода» (340) экспертом осуществляется изменение данных классификатора и правил логического вывода, хранимых в энергозависимой памяти для включения в классификатор нового класса устройств, объектов классов и правил логического вывода.

В блоке «Изменение модели машинного обучения с учителем» (345) происходит повторный запуск компьютерной программы обучения с учителем со входом в виде нового классификатора блока (340) и обучающей последовательности с результатом блока (310).

Изобретение относится к способу и устройству обработки сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей. Технический результат заключается в повышении надежности выявления первоначально отказавшего устройства. Способ содержит этапы, на которых принимают, с помощью системы управления сетевыми элементами, первое сообщение об аварийных сигналах с первой информацией об ассоциации аварийных сигналов, содержащей первый идентификатор объекта беспроводной сенсорной сети (БСС), и принимают второе сообщение об аварийных сигналах со второй информацией ассоциации аварийных сигналов, содержащей второй идентификатор объекта БСС, и выполняют корреляционный анализ первого сообщения об аварийных сигналах и второго сообщения об аварийных сигналах, при этом заменяют корреляционный анализ этапом классификации объектов БСС, и с помощью классификатора классов объектов БСС определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу датчиков, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу исполнительных устройств, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу компонент, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу сенсорных узлов, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу шлюзов, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу узлов связи, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу магистральных сетей связи, и используют этап контроля технического состояния классифицированных объектов БСС для определения вида их технического состояния, и определяют вид технического состояния классифицированных объектов БСС с первыми и вторыми идентификаторами, и далее используют этап применения правил логического вывода, которыми устанавливают логические связи между классифицированными объектами БСС с первыми идентификаторами и видом их технического состояния, и классифицированными объектами БСС со вторыми идентификаторами и видом их технического состояния, и получают логический вывод о первоначально отказавшем устройстве в виде классифицированного объекта БСС с первым идентификатором и находящемся в неработоспособном состоянии, и одновременно с использованием правил логического вывода используют этап машинного обучения с учителем с классификатором классов объектов БСС, и используют в модели машинного обучения с учителем отношения принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу датчиков, или к классу исполнительных устройств, или к классу компонент, или к классу сенсорных узлов, или к классу шлюзов, или к классу узлов связи, или к классу магистральных сетей связи, и используют сведения о виде технического состояния классифицированных объектов БСС, и получают вывод машинного обучения с учителем в виде первого идентификатора классифицированного объекта БСС, отнесенного к категории первичного источника сообщений об отказах и находящегося в неработоспособном состоянии, и сравнивают вывод машинного обучения с учителем с результатом действий правил логического вывода, и определяют совпадение первого идентификатора объекта БСС, полученного по правилам логического вывода и по модели машинного обучения с учителем, и определяют первоначально отказавшее устройство. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ обработки сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей, содержащий этапы, на которых: принимают, с помощью системы управления сетевыми элементами, первое сообщение об аварийных сигналах с первой информацией об ассоциации аварийных сигналов, содержащей первый идентификатор объекта беспроводной сенсорной сети (БСС), и принимают второе сообщение об аварийных сигналах со второй информацией ассоциации аварийных сигналов, содержащей второй идентификатор объекта БСС, и выполняют корреляционный анализ первого сообщения об аварийных сигналах и второго сообщения об аварийных сигналах, отличающийся тем, что заменяют корреляционный анализ этапом классификации объектов БСС, и с помощью классификатора классов объектов БСС определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу датчиков, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу исполнительных устройств, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу компонент, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу сенсорных узлов, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу шлюзов, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу узлов связи, или определяют отношение принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу магистральных сетей связи, и используют этап контроля технического состояния классифицированных объектов БСС для определения вида их технического состояния, и определяют вид технического состояния классифицированных объектов БСС с первыми и вторыми идентификаторами, и далее используют этап применения правил логического вывода, которыми устанавливают логические связи между классифицированными объектами БСС с первыми идентификаторами и видом их технического состояния, и классифицированными объектами БСС со вторыми идентификаторами и видом их технического состояния, и получают логический вывод о первоначально отказавшем устройстве в виде классифицированного объекта БСС с первым идентификатором и находящемся в неработоспособном состоянии, и одновременно с использованием правил логического вывода используют этап машинного обучения с учителем с классификатором классов объектов БСС, и используют в модели машинного обучения с учителем отношения принадлежности объекта БСС с первым и вторым идентификатором к классу датчиков, или к классу исполнительных устройств, или к классу компонент, или к классу сенсорных узлов, или к классу шлюзов, или к классу узлов связи, или к классу магистральных сетей связи, и используют сведения о виде технического состояния классифицированных объектов БСС, и получают вывод машинного обучения с учителем в виде первого идентификатора классифицированного объекта БСС, отнесенного к категории первичного источника сообщений об отказах и находящегося в неработоспособном состоянии, и сравнивают вывод машинного обучения с учителем с результатом действий правил логического вывода, и определяют совпадение первого идентификатора объекта БСС, полученного по правилам логического вывода и по модели машинного обучения с учителем, и определяют первоначально отказавшее устройство.

2. Способ обработки сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей по п. 1, в котором определяют отсутствие совпадения первого идентификатора объекта БСС, отнесенного к первоначально отказавшему устройству по правилам логического вывода и отнесенного к категории первичного источника сообщений об отказах по выводу модели машинного обучения с учителем, и изменяют классификатор класса объектов БСС, и изменяют правила логического вывода до совпадения первого идентификатора объекта БСС, отнесенного к первоначально отказавшему устройству по правилам логического вывода с первым идентификатором объекта БСС, отнесенного к категории первичного источника сообщений об отказах по выводу модели машинного обучения с учителем.

3. Устройство обработки сообщений об отказах от устройств беспроводной сенсорной сети передачи данных и связанных сетей для осуществления способа по п. 1, содержащее: устройство диагностики для контроля технического состояния классифицированных объектов БСС и комплекс обработки информации об отказах, включающий в себя: блок устройства сбора сообщений об отказах для приема поступающих первых и вторых сообщений об аварийных сигналах, блок энергозависимой памяти для записи в машиночитаемой форме первых и вторых сообщений об аварийных сигналах и для хранения и исполнения в машиночитаемой форме программы обработки данных и классификатора и правил логического вывода и модели машинного обучения с учителем, блок компьютерного устройства обработки данных для запуска, останова в машиночитаемой форме программы обработки данных и для запуска, останова классификатора и правил логического вывода и для запуска, останова модели машинного обучения с учителем и для управления записью и считыванием результатов обработки данных в блок энергозависимой памяти, при этом устройство диагностики соединено с магистральной сетью связи, и через магистральную сеть соединено с объектами БСС, а также соединено с комплексом обработки информации об отказах, в котором блок устройства сбора сообщений от отказах соединен с магистральной сетью связи, блок энергозависимой памяти соединен с блоком устройства сбора сообщений об отказах, блок компьютерного устройства обработки данных соединен с блоком энергозависимой памяти, блок устройства сбора сообщений об отказах соединен с компьютерным устройством обработки данных.