<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">novtexmech</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Мехатроника, автоматизация, управление</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1684-6427</issn><issn pub-type="epub">2619-1253</issn><publisher><publisher-name>Commercial Publisher «New Technologies»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.17587/mau.23.263-273</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">novtexmech-1188</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>ДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА, УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Алгоритмы управления избыточностью комплексов бортового оборудования подвижных объектов. Часть 1. Парный арбитраж конфигураций</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Algorithms for Managing the Redundancy of Onboard Equipment Complexes of Mobile Objects. Part 1. Paired Arbitration of Conﬁgurations</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Агеев</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ageev</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>канд. тех. наук, докторант</p><p>г. Воронеж</p></bio><bio xml:lang="en"><p>PhD</p><p>Voronezh, 394064</p></bio><email xlink:type="simple">ageev_bbc@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Буков</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Bukov</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>д-р техн. наук, вед. науч. сотр.</p><p>г. Жуковский</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Zhukovsky, 140180</p></bio><email xlink:type="simple">v_bukov@mail.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Шурман</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Shurman</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>главный специалист</p><p>г. Жуковский</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Ramenskoye, 140103</p></bio><email xlink:type="simple">vshurman@rpkb.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>ВУНЦ ВВС "Военно-воздушная академия"</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>MESC AF "Air Force Academy"</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>АО "НИИАО"</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Research institute of aviation equipment</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-3"><aff xml:lang="ru"><institution>АО "РПКБ"</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Ramenskoye Instrument-Making Design Bureau</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2022</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>06</day><month>05</month><year>2022</year></pub-date><volume>23</volume><issue>5</issue><fpage>263</fpage><lpage>273</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Commercial Publisher «New Technologies», 2022</copyright-statement><copyright-year>2022</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Commercial Publisher «New Technologies»</copyright-holder><license xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice" xlink:type="simple"><license-p>https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNotice</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1188">https://mech.novtex.ru/jour/article/view/1188</self-uri><abstract><p>Решается задача оперативного выбора наиболее подходящей в сложившихся условиях функционирования конфигурации компонентов избыточного комплекса бортового оборудования в интересах как обеспечения высокой отказоустойчивости комплекса, так и достижения одновременно с этим других его эксплуатационно-технических характеристик. Основу системы управления избыточностью составляют программные объекты по числу заблаговременно отработанных конкурентоспособных конфигураций разнородного и неуниверсального оборудования комплекса, называемые супервизорами конфигураций. Выбор же предпочтительной конфигурации предлагается осуществлять путем выполнения многоуровневого арбитража, включающего две фазы парного арбитража вычислителей комплекса и парный арбитраж супервизоров конфигураций. Средства обоих видов арбитража предлагается включать в каждый супервизор конфигурации, что обеспечивает его самодостаточность при участии в конкурсном отборе. Первая часть статьи посвящена парному арбитражу супервизоров конфигураций, реализующему взаимно-перекрестный анализ индексов готовности и показателей функциональной эффективности конфигураций, объединенных в пару. Организованный перебор таких пар позволяет выявить предпочтительную конфигурацию для последующей реализации. В целях обеспечения достоверности конкурса в условиях возможных коллизий, связанных с недостоверностью информационных посылок в паре или со сбоями модулей арбитража, введены процедуры, заключающиеся во взаимной перекрестной проверке информационных посылок между супервизорами пары. В случае возникновения конфликтов при выборе предпочтения предусмотрен взаимный обмен местами входов модулей арбитража и повторная оценка предпочтений. Предложены и проанализированы два варианта парного арбитража конфигураций различной сложности и эффективности с бинарными оценками предпочтения (упрощенный и полный), а также вариант арбитража с триплексными оценками предпочтения. Представлены результаты сравнения вариантов арбитража, выбираемых разработчиком исходя из соображений гарантированной достоверности или ограничений конструирования системы. Приводится методический пример, иллюстрирующий возможности парного арбитража конфигураций и его особенности практического характера.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article solves the task of an operational choice of the most suitable conditions for the functioning of the configuration of the components of a redundant onboard equipment in the interests at the same time as ensuring the high fault tolerance of the complex and the achievement of its other performance and technical characteristics. The basis of the redundancy management system is the program subjects in terms of the number of well-developed competitive configurations of heterogeneous and non-communicable equipment complex, called configuration supervisors. The choice of preferred configuration is proposed by performing a multi-level arbitration, which includes the comprising two phases of the pair arbitrator of the computers of the complex and the paired arbitration of configuration supervisors. To ensure the reliability of the competition in the conditions of possible collisions related to the unreliability of information parcels in a pair or with failures of arbitration modules, procedures have been introduced consisting in mutual cross-checking of information parcels between the supervisors of the pair. In case of conflicts when choosing a preference, mutual replacement of the inputs of the arbitration modules and re-evaluation of preferences is provided. The means of both types of arbitration are invited to include in each configuration supervisor, which ensures its self-sufficiency with participation in a competitive selection. The first part of the article is devoted to the paired arbitration of configuration supervisors that implements mutually crossanalysis of readiness indices and indicators of the functional efficiency of configurations combined into a pair. The brute force organized by any way allows you to identify the preferred configuration for subsequent implementation. Two options for paired arbitration of configurations of various complexity and efficiency with binary estimates of preferences (simplified and complete), as well as an arbitration option with triplex preference estimates are also proposed and analyzed. The results of the comparison of the arbitration options are presented, which is selected by the developer based on considerations of guaranteed presence or restrictions of the system design. A methodological example is given illustrating the possibilities of paired arbitration of configurations and its features of a practical nature.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>супервизор конфигурации</kwd><kwd>парный арбитраж конфигураций</kwd><kwd>информационная посылка</kwd><kwd>матрица предпочтений</kwd><kwd>индекс готовности</kwd><kwd>показатель функциональной эффективности</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>configuration supervisor</kwd><kwd>paired arbitration of configurations</kwd><kwd>information package</kwd><kwd>preference matrix</kwd><kwd>readiness index</kwd><kwd>functional efficiency indicator</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Алешин Б. С., Бабкин В. И., Гохберг Л. М. и др. Форсайт развития авиационной науки и технологий до 2030 года и на дальнейшую перспективу: Справочное пособие. М.: Изд. ФГУП ЦАГИ, 2014.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aleshin B. S., Babkin V. I., Gohberg L. M. Foresight of Aviation Science and Technology Development until 2030 and Beyond: A Reference Guide, Moscow, Izd. FGUP CAGI, 2014 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Федосов Е. А., Косьянчук В. В., Сельвесюк Н. И. Интегрированная модульная авионика // Радиоэлектронные технологии. 2015. № 1. С. 66—71.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fedosov E. A., Kos’yanchuk V. V., Sel’vesyuk N. I. Integrirovannaya modul’naya avionika, Radioelektronnye Tekhnologii, 2015, no. 1, pp. 66—71 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Парамонов П. В., Жаринов И. О. Интегрированные бортовые вычислительные системы: обзор современного состояния и анализ перспектив развития в авиационном приборостроении // Науч.-техн. вестн. инф. технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 1—16.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Paramonov P. V., Zharinov I. O. Nauchno-tekhnicheskij vestnik informacionnyh tekhnologij, mekhaniki i optiki, 2013, no. 2 (84), pp. 1—17 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Джанджгава Г. И. Перспективные унифицированные комплексы бортового оборудования // Радиоэлектронные технологии. 2022. № 1. С. 31—36.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Dzhandzhgava G. I. Perspektivnye unifitsirovannye kompleksy bortovogo oborudovaniya, Radioehlektronnye tekhnologii, 2022, no. 1, pp. 31—36 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Digital Avionics Handbook. 3-d ed. / Ed. by C. R. Spitzer, U. Ferrell, T. Ferrell. London, N. Y.: CRC Press, Taylor &amp; Francis Group, 2015.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Spitzer C. R., Ferrell U., Ferrell T. ed. Digital Avionics Handbook, London, N. Y., CRC Press, Taylor &amp; Francis Group, 2015.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Butz H. The airbus approach to open integrated modular avionics (IMA): technology, methods, processes, and future road map // Workshop on Aircraft System Technologies. AST 2007. March 29-30. Hamburg, Germany.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gaska T., Watkins C., Chen Y. Integrated Modular Avionics — Past, present, and future, IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 2015, 30(9), pp.12—23.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gatti M., Matet T. IMA2G Issues and challenges // MAKS Avionics Conference, August 27th, 2015 Moscow, Russia. URL: http://www.modern-avionics.ru/Files/02-Thales-Gatti-27.08.2015.pdf (дата обращения 13.09.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gatti M., Matet T. IMA2G Issues and challenges, MAKS Avionics Conference, August 27th, 2015 Moscow, Russia, available at: http://www.modern-avionics.ru/Files/02-Thales-Gatti-27.08.2015.pdf (accesed 13.09.2021).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Авакян А. А. Унифицированная интерфейсно-вычислительная платформа для систем интегральной модульной авионики // Тр. МАИ: Электронный журнал. № 65. 2013. С. 1—15. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=35845 (дата обращения 13.09.2021).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Avakyan A. A. Tr. MAI: Ehlektronnyi zhurnal, 2013, no. 65, pp. 1—15, available at: http://trudymai.ru/published.php?ID=35845 (accesed 13.09.2021) (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bukov V., Kutahov V., Bekkiev A. Avionics of Zero Maintenance Equipment // Proc. of 27th Congr. of the Int. Council of the Aeronautical Sciences, 19—24 Sept. 2010, Nice, France. ICAS. 2010. N. 2. Paper 7—1—1.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bukov V., Kutahov V., Bekkiev A. Avionics of Zero Maintenance Equipment, Proc. of 27th Congr. of the Int. Council of the Aeronautical Sciences, 19—24 Sept. 2010, Nice, France, ICAS, 2010, no. 2, pp. 7—1—1.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Буков В. Н., Бронников А. М., Агеев А. М., Гамаюнов И. Ф., Озеров Е. В., Шурман В. Н. Концепция управляемой избыточности комплексов бортового оборудования // Науч. чтения по авиации, посвящ. пам. Н. Е. Жуковского: Матер. XVI Всерос. науч.-практ. конф. (11—12 апр. 2019, Москва). М.: ИД Акад. Жуковского, 2019. С. 17—33.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bukov V. N., Bronnikov A. M., Ageev A. M., Gamayunov I. F., Ozerov E. V., Shurman V. N. Nauch. chteniya po aviatsii, posvyashch. pam. N. E. Zhukovskogo: Mater. XVI Vseros. nauch.prakt. konf. (11—12 apr. 2019, Moscow), Ed. by S. P. Khalyutin, Moscow, ID Akad. Zhukovskogo, 2019, pp. 17—33 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Anderson T., Lee P. A. Fault Tolerance, Principles and Practices. London: Prentice Hall, 1981.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Anderson T., Lee P. A. Fault Tolerance, Principles and Practices, London, Prentice Hall, 1981.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ezhilarasu C. M., Zakwan Skaf Z., Jennions I. K. The Аpplication of Reasoning to Аerospace Integrated Vehicle Health Management (IVHM): Challenges and Оpportunities // Progress in Aerospace Sciences. 2019. N. 105. P. 60—73.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ezhilarasu C. M., Zakwan Skaf Z., Jennions I. K. The Аpplication of Reasoning to Аerospace Integrated Vehicle Health Management (IVHM): Challenges and Оpportunities, Progress in Aerospace Sciences, 2019, no. 105, pp. 60—73.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Watkins C. B. Integrated Modular Avionics: Managing the Allocation of Shared Intersystem Resources // IEEE/AIAA 25th Digital Avionics Systems Conference (DASC). Portland, Oregon, USA, 2006. P. 1—12.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Watkins C. B. Integrated Modular Avionics: Managing the Allocation of Shared Intersystem Resources, IEEE/AIAA 25th Digital Avionics Systems Conference (DASC), Portland, Oregon, USA, 2006, pp. 1—12.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Amato F., Cosentino C., Mattei M., Paviglianiti G. A Direct/functional Redundancy Scheme for Fault Detection and Isolation on an Aircraft // Aerospace Science and Technology. 2006. Vol. 10, N 4. P. 338—345.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amato F., Cosentino C., Mattei M., Paviglianiti G. A Direct/functional Redundancy Scheme for Fault Detection and Isolation on an Aircraft, Aerospace Science and Technology, 2006, vol. 10, no 4, pp. 338—345.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Hainaut D. SCAlable &amp; ReconfigurabLe Electronics plaTforms and Tools — Towards the next generation of Integrated Modular Avionics. An Introduction to SCARLETT // Aerodays 2011 (30 Mar — 01 Apr 2011). Madrid, Spain, 2011. P. 135.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Hainaut D. SCAlable &amp; ReconfigurabLe Electronics plaTforms and Tools — Towards the next generation of Integrated Modular Avionics. An Introduction to SCARLETT, Aerodays 2011 (30 Mar — 01 Apr 2011), Madrid, Spain, 2011, pp. 135.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Каляев И. А., Мельник Э. В. Реконфигурируемые информационно-управляющие системы // Матер. пленар. засед. 5-й Росс. мультиконф. по пробл. управления. С-Пб.: Изд. ЦНИИ "Электроприбор", 2012. С. 36—37.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kalyaev I. A., Mel’nik Eh. V. Mater. plenar. zased. 5-i Ross. mul’tikonf. po probl. Upravleniya, S-Pb., Izd. TSNII "EhlektropriboR" , 2012, pp. 36—37 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Дегтярев А. Р., Медведев Г. В. Алгоритм распределения задач в многопроцессорных комплексах интегрированной модульной авионики // Автоматизация процессов управления. 2014. № 1 (35). С. 79—84.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Degtyarev A.nR., Medvedev G. V. Avtomatizatsiya protsessov upravleniya, 2014, no. 1 (35), pp. 79—84 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агеев А. М., Бронников А. М., Буков В. Н., Гамаюнов И. Ф. Супервизорный метод управления избыточностью технических систем // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2017. № 3. С. 59—69.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ageev A. M., Gamayunov I. F., Bronnikov A. M., Bukov V. N. Supervisory control method for redundant technical systems, Journal of Computer and Systems Sciences International, 2017, vol. 56, no. 3, pp. 410—419.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Агеев А. М. Средства хранения и мониторинга конфигураций в задаче управления избыточностью комплекса бортового оборудования // Мехатроника, автоматизация, управление. 2022. Т 31, № 1. С. 45—55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ageev A. M. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, 2022, no. 1, vol. 31, pp. 45—55 (in Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
