Принципы хранения и мониторинга информации о конфигурациях в задаче управления избыточностью комплекса бортового оборудования

Предложены принципы формирования основных структурных компонентов для реализации задачи управления избыточными ресурсами комплекса бортового оборудования (КБО): таблиц конфигураций, индексов готовности и показателей функциональной эффективности программных и аппаратных компонентов оборудования, позволяющие формализовать процессы их разработки и использования в задаче управления избыточными ресурсами КБО. Предложено разделение избыточных компонентов на группы ресурсов: вычислительные модули, компоненты ядра операционной системы, компоненты бортового программного обеспечения, компоненты периферийной коммутационной системы, аппаратные периферийные компоненты КБО. Сформулированы общие принципы организации мониторинга избыточных ресурсов, позволяющие использовать схемы и возможности как традиционных встроенных средств контроля (нижний уровень мониторинга), так и более развитых алгоритмических решений на основе логической обработки результатов контроля (средний и верхний уровни мониторинга). Предложены механизмы формирования, а также формы таблиц конфигураций для аппаратных компонентов и бортовых приложений, а также правила их заполнения, ориентированные на использование в супервизорах конфигураций. Разработаны и детализированы принципы формирования индексов готовности и показателей функциональной эффективности, позволяющие реализовать в программной среде учет различных факторов, определяющих возможности и эффективность различных вычислительных средств и конфигураций КБО. Предложен способ коррекции показателей функциональной эффективности конфигураций за счет формирователя режимов, адаптирующего реконфигурирование комплекса к условиям его использования, решаемым задачам, командам оператора. Приведен пример учета разнообразия задач и режимов КБО воздушного судна: этапов полета, аварийных ситуаций, сервисных услуг и поддержки, режимов жизнеобеспечения, работы пилотажно-навигационного комплекса, а также управляющих команд экипажа. Предложенные решения могут быть использованы в системах автоматизированного проектирования комплексов оборудования, систем безопасности полетов, управления общесамолетным оборудованием, программно-управляемых систем радиосвязного оборудования, многоспектральных бортовых систем разведки, целеуказания и управления авиационным вооружением и специальными целевыми нагрузками перспективных авиационных комплексов.

1. 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.

2. Парамонов П. В., Жаринов И. О. Интегрированные бортовые вычислительные системы: обзор современного состояния и анализ перспектив развития в авиационном приборостроении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 2 (84). С. 1—17.

3. Digital Avionics Handbook. 3-d ed. / Ed. by C. R. Spitzer, U. Ferrell, T. Ferrell. London, N. Y.: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2015.

4. Федосов Е. А., Косьянчук В. В., Сельвесюк Н. И. Интегрированная модульная авионика // Радиоэлектронные технологии, 2015. № 1. С. 66—71.

5. DO-297. Integrated modular avionics (IMA) development guidance and certification considerations. Washington: RTCA Inc., 2005.

6. Hainaut D. Towards the Next Generation of Integrated Modular Avionics // Sixth European Aeronautics Days. Madrid. Spain. 2011. P. 135.

7. Bukov V., Kutahov V., Bekkiev A. Avionics of Zero Maintenance Equipment // 27th Congress of the International Council of the Aeronautical Sciences (Nice, France, ICAS 2010). P. 7—11.

8. Бронников А. М. Эффективность технической эксплуатации необслуживаемой в межсервисный период бортовой системы воздушного судна // Научный вестник МГТУ ГА. 2017.

9. Redding L. An Introduction to Integrated Vehicle Health Management — A Perspective from Literature // Integrated Vehicle Health Management: Perspectives on an Emerging Field / Ed. by I. K. Jennions. SAE Int., 2011. P. 17—26.

10. Ezhilarasu C. M., Zakwan Skaf Z., Jennions I. K. The application of reasoning to aerospace Integrated Vehicle Health Management (IVHM): Challenges and opportunities // Progress in Aerospace Sciences. 2019. N. 105. P. 60—73.

11. ГОСТ Р ИСО/МЭК 19762-1-2011. Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и сбора данных (АИСД). Гармонизированный словарь. Ч. 1. Общие термины в области АИСД. Москва: Стандартинформ, 2012.

12. Шубинский И. Б. Надежные отказоустойчивые информационные системы. Методы синтеза. М.: Журнал Надежность, 2016. C. 39.

13. 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. 72—82.

14. Буков В. Н., Бронников А. М., Агеев А. М., Гамаюнов И. Ф. Аналитический подход к формированию конфигураций технических систем // А и Т. 2017. № 9. С. 67—83.

15. Агеев А. М. Конфигурирование избыточных комплексов бортового оборудования // Изв. РАН. Теория и системы управления. 2018. № 4. С. 175—192.

16. Буков В. Н., Бронников А. М., Агеев А. М., Гамаюнов И. Ф. Интеграция комплекса оборудования выбранной конфигурации // А и Т. 2019. № 4. С. 105—125.

17. Агеев А. М., Буков В. Н., Гамаюнов И. Ф., Шурман А. В. Управление избыточностью вычислительных ресурсов интегрированной модульной авионики // Мехатроника, автоматизация, управление. 2019. Т. 20, № 6. С. 376—383.

18. Клюев В. В., Пархоменко П. П., Абрамчик В. Е. и др. Технические средства диагностирования: справочник / Под общей редакцией В. В. Клюева. М.: Машиностроение, 1989.

19. Буков В. Н., Озеров Е. В., Шурман В. А. Парный мониторинг избыточных технических систем // А и Т. 2020. № 1. С. 93—116.

20. Буков В. Н., Бронников А. М., Сельвесюк Н. И. Алгоритм локализации отказов бортового комплекса на основе смешанных направленных графов // Проблемы безопасности полетов. 2010. № 2. С. 57—71.

21. Джанджгава Г. И., Дядищев А. В., Гарифов Р. Ш. О концепции мониторинга технического состояния изделий авионики на основе применения средств и методов физической диагностики // Идеи и новации. 2018. Т. 6, № 3. С. 64—68.