Технические науки
Приборостроение, метрология и информационно-измерительные приборы и системы
Информационно-измерительные и управляющие системы
Тайк Аунг Чжо, аспирант Чжо Зин Лин, аспирант (Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники»)
МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ ДОСТОВЕРНОСТИ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ
В соответствии с ГОСТ 26.205-88 достоверность систем технической диагностики оценивают по величине вероятности необнаруживаемого искажения информации помехами в канале связи. В соответствии с данным определением достоверность является степенью соответствия между принятого сигналом и переданным, при этом искажающим фактором, вызывающим данное несоответствие являются помехи в канале связи [1]. Так в технической документации по системам управления и технической диагностики различных производителей показано, что высокий уровень достоверности (вероятность необнаруживаемых искажений принимаемой информации достигается за счет использованием мощных помехозащитных кодов, ориентированных на защиту от искажений сообщений помехами в каналах связи. Вместе с тем данный показатель не учитывает возможность искажения информации до ее поступления в кодер, таким образом высокий уровень достоверности обеспечивается только на одном из участков трассы доставки информации от датчика приемнику [2].
В такой трактовке показателя достоверности не учитываются неисправности аппаратуры систем, которые приводят не к отказу от выполнения команды или передачи сигналов, а к необнаруживаемым искажениям команды управления или сигналов состояния оборудования, хотя очевидно, что отказы от выполнения команд несравнимо реже приводят к аварийным ситуациям, чем непосредственно выполнение ложной команды. В ходе проведенного анализа установлено, что :
- для повышения достоверности информации необходимо вводить узлы диагностики, которые позволяют в динамическом режиме обнаруживать искажения по всей трассе доставки информации приемнику;
- временной сдвиг между обнаружением отказа и отображением его на центральном пункте управления системы должен быть минимальным;
- узлы диагностики должны обеспечивать динамический контроль работоспособности всех элементов системы, то есть обнаруживать неисправности, эквивалентные как коротким замыканиям («лишним» сигналам «1»), так и разрывам связей («лишним» сигналам «0»).
Таким образом, что для обеспечения высокого уровня системной достоверности сигналов состояния оборудования в процессе технической диагностики необходимо совместить процедуры ввода информации от датчиков с кодированием, то есть включить устройство кодирования сигналов в состав модуля ввода информации. Динамический контроль работоспо-
собности может быть успешным, если в процессе ввода информации, совмещенного с ее кодированием, проверить возможность установки любого элемента модуля в состояние «1» и «0».Проведем расчет системной достоверности сигналов состояния электротехнического оборудования для предложенного способа кодирования.Расчет будем проводить при следующих начальных условиях, которые определяют структуру информационной посылки:
- код идентификации адреса контролируемого пункта (два байта);
ё2 - код идентификации типа информационного сообщения (два байта);
- информационное поле ( от 0 до 64 байт);
ё4 - поле защиты, контрольная последовательность кода (два байта).
При условии, что искажение каждого компонента информационного сообщения является независимым событием, определим вероятность необнаруживаемого искажения всего сообщения как сумму вероятностей всех его составляющих:
Рнеоб Рввод+ Ракп + Ртип + Рзащ. , (1)
где Рввод - необнаруживаемые искажения при вводе и одновременном кодированием для образования трехимпульсного корреляционного кода;Ракп - вероятность необнаруживаемого искажения кода идентификации адреса контролируемого пункта; Ртип - вероятность необна-руживаемого искажения кода идентификации типа сообщения; Рзащ - вероятность необнару-живаемого искажения контрольной последовательности кода.
Вероятность необнаруживаемого искажения информации при вводе информации и формировании трехимпульсного корреляционного кода составляет:
Рввод =П Р0 Рстроб (1 _ Рстроб) , (2)
где Р0 - вероятность такого воздействия помехи при повторном искажении вводимого сигнала состояния оборудования, которое противоположно воздействию при первичном искажении;
п -разрядность кодовой комбинации, равная количеству датчиков ,
Р 2
строб
( т Л2
р стр
ед т
^ цикл J
(3)
где Ред - вероятность однократного искажения сигнала из-за воздействия помех; Тстр - длительность сигнала стробирования сигнала от датчика; Тцикл - период между смежными циклами опроса состояния датчика
В (2) используется сомножитель п, а не число сочетаний тройных искажений, так как для трехимпульсного корреляционного кода контроль пар сигналов проводится отдельно. При
(1" Рстроб )П2 получим-
Р
ввод
п Ро
Р„
ед
т
цикл J
(4)
Использование контрольной последовательности циклического кода обеспечивает получение кодового расстояния d>4. Следовательно при наложении контрольной последовательности на Рввод получим
Р
ввод
nP
Т
P стр
У V
- ед
Т
цикл J
C4 .
(5)
Учитывая длину кодов идентификации адреса КП, типа информационного сообщения и контрольной последовательности циклического кода, получим показатель
р + р + р = p4 (c2di + c2d2 л c2^л
j- акп^ J- тип ^ ± защ ± е^^d3 "r ^d3 "r ^d3 ) '
(6)
Здесь d3 определяется исходя из разрядности представления информации для каждого датчика - 6 бит (по 3 бита прямого и инверсного кода) и общего количества датчиков, равного п=32.Тогда d3 = 6п/8=24 байт. Следовательно
(
р
необ =
(
nP0
Тстр р стр
2 Y
Т
цикл J
C4 + р4 i C 2 dl л C2 d2 л- C 2
^n^ ед у d3 d3 ^d3 ) •
(7)
Подставляя числовые значения: Ред=10'4, n=32, Тстр=10'7 с, Тцикл =10'2с, Р0=1/8, dj = d2
-12
d2 =2, получим Рнеоб ~ 1,1-10' .
Результирующее значение удовлетворяет наиболее жестким требованиям стандарта, причем оно практически полностью определяется вероятностью искажения дополнительных компонентов информационного сообщения, что делает актуальным использование более защищенных кодов идентификации адреса контролируемого пункта и типа сообщения.
Литература
1. ГОСТ 26.205-88. Комплексы и устройства телемеханики. Общие технические условия
2. Чжо Зо Е, Тайк Аунг Чжо, Чжо Зин Лин, Смирное В.О., Касимов Р.А. Повышение эффективности внутренних информационных обменов в распределенных системах управления // Естественные и технические науки, № 6(62). Москва, 2012. - с. 465-466.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.