Обобщенное описание моделей и полимодельных комплексов

Прикладная теория управление структурной динамикой

Основные особенности построения современ-

СлО

Возможные варианты управле-

Рассматриваемое научное направление

ных АСУ АПО с перестраиваемой структурой

УПРАВЛЕНИЕ СТРУКТУРАМИ АСУ АПО В РАЗЛИЧНЫХ

ния структурами АСУ АПО

многоцелевой характер

функционирования

УСЛОВИЯХ ОБСТАНОВКИ

изменение

способов

и

целей

современных АПО;

на этапе создания

на этапе примене-

на этапе развития

мобильность основных элементов и подсис-

функционирования АСУ АПО, их

АСУ АПО

ния АСУ АПО

АСУ АПО

содержания,

последовательно-

тем АСУ АПО;

сти выполнения в различных ус-

избыточность основных элементов и под-

на этапе перспек-

на этапе долгосрочного и

на этапе опера-

ловиях обстановки;

систем АСУ АПО и связей между ними;

структурное подобие элементов и подсис-

тивного планирова-

оперативного планирова-

тивного управ-

перераспределение функций, за-

ния

ния

ления

тем АСУ АПО, находящихся на различных

дач

и

алгоритмов

управления

уровнях системы управления;

Решаемая проблема

между уровнями АСУ АПО;

многовариантность

реализации

функций

РАЗРАБОТКА НАУЧНЫХ ОСНОВ КОМПЛЕКСНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ

управление резервами АСУ АПО;

управления на каждом из уровней АСУ АПО,

ОПЕРАЦИЙ И УПРАВЛЕНИЯ СТРУКТУРАМИ АСУ АПО

использование гибких

технологий

управле-

концепции: системного анализа и моделирования, современной

реконфигурация

структур АСУ

ния;

унифицированных

технических

теории управления сложными динамическими системами с пере-

АПО;

наличие

страиваемой структурой

средств АСУ, объединённых в типовые вы-

перемещение

в

пространстве

принципы: программно-целевого управления системного модели-

числительные модули, КСА;

отдельных элементов и подсис-

рования, внешнего дополнения, необходимого разнообразия, погружения

наличие пространственно

распреде-

тем АСУ АПО

подходы: интегративный, категорийно-функторный, структурно-

лённой многоконтурной интегральной

требования: системного подхода к организации процессов управления,

сети обмена данными

адекватности, универсальности и проблемной ориентации, гибкости

(адаптивности), унификации; простоты и доступности

Исходные данные

Классы решаемых задач комплексного планирования операций и управления

Исходные данные

структурами АСУ АПО

состав, структура АСУ

АПО,

возможные

варианты

Задачи класса А (формулировка). Для заданных исходных данных найти совместные

множество

вариантов

взаимо-

воздействия

внешней

оптимальные

планы

целевого

применения

АПО,

варианты

программного

управления

связей основных её элементов,

среды на АСУ АПО;

структурами АСУ АПО и режимами её функционирования

подсистем структур;

цели

и задачи, стоя-

пространственно-временные,

Задачи класса Б (формулировка). Для заданных планов целевого применения АПО, заданных ИД

щие

перед

АСУ

АПО

технические и технологические

на заданном интерва-

найти такие варианты программного управления структурами АСУ АПО и режимами её функциониро-

ограничения, связанные

с функ-

ле времени;

вания, при которых создаются наилучшие условия выполнения целевых задач АПО

ционированием АСУ АПО;

показатели

и крите-

множество способов и методов

Задачи вспомогательного класса С (формулировка). Для заданных исходных данных провести:

рии

оценки

качества

управления

основными

элемен-

оценку показателей целевых и информационно-технологических возможностей АСУ АПО;

планирования

и

тами,

подсистемами

и

оценку структурной управляемости, устойчивости АСУ АПО;

управления основными

структурами АСУ АПО;

точное и приближённое агрегирование структур АСУ АПО;

элементами

и

под-

интервал

планирования

(про-

анализ вариантов деградации и реконфигурации структур АСУ АПО, выявить наиболее существен-

системами АСУ АПО

граммного управления)

ные факторы, влияющие на результаты целевого применения АСУ АПО

Прикладная теория управление структурной динамикой СлО

Задачи

Задачи

Задачи

РАЗРАБОТАННЫЕ И ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МЕТОДЫ

РАЗРАБОТАННЫЕ МОДЕЛИ КОМПЛЕКСНОГО ПЛА-

Задачи

Задачи

Задачи

НИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ И УПРАВЛЕНИЯ СТРУК-

класса

класса

класса

класса

класса

класса

РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

ТУРАМИ АСУ АПО

А

Б

С

С

Б

А

Методы построения областей достижимости для

Обобщённая математическая модель программного

управления АСУ АПО, построенная на основе аль-

АСУ АПО

тернативного системного графа с перестраивае-

Методы декомпозиции и агрегирования структур

мой структурой

АСУ АПО

Категорийно-функторное и структурно-

Методы анализа и поиска решений дифференци-

математическое описание многомодельного

комплекса для решения задач управления АПО, СО

альных игр с непротивоположными интересами,

Комплекс моделей программного управления:

описывающими динамику структур АСУ АПО

Комбинированные методы решения задач

целевыми и технологическими операциями в АСУ

АПО;

оптимального программного управления

вещественными, энергетическими, информацион-

многоуровневыми сетевыми динамическими систе-

ными потоками;

Комбинированные методы анализа и решения задач

ресурсами АСУ АПО;

оптимального программного управления АСУ АПО

динамикой группового подведения элементов и

в условиях неопределённости

подсистем АСУ АПО

Методы структурной и параметрической адапта-

Имитационные модели реализации программ управ-

ции моделей и алгоритмов программного управле-

ления операциями и структурами АСУ АПО в раз-

ния операциями и структурами АСУ АПО

личных условиях обстановки

О С Н О В Н Ы Е П Р А К Т И Ч Е С К И Е Р Е З У Л Ь Т А Т Ы

Выбранные варианты способов и методов управления АСУ АПО, соответствующие поставленным ВЗУ целевым

задачам и позволяющие наилучшим образом выполнить комплекс операций взаимодействия с ОБО на интервале

планирования.

Классы эквивалентных структурных состояний АСУ АПО, упорядоченные по уровням значений показателей ин-

Основные научные ре-

Основные научные ре-

формационно-технологических и целевых возможностей.

Для каждого из указанных классов определены: планы взаимодействий АПО с ОБО и режимы их функционирования;

зультаты

зультаты

планы взаимодействия АПО с СО, режимы их функционирования; планы взаимодействия АПО с АПО (систем АПО) и

методы

системного

методологические основы

режимы их функционирования; планы взаимодействия и перемещения основных элементов и подсистем СО, режи-

комплексного

планирова-

моделирования

процес-

ния операций и управления

мы их функционирования

сов

автоматизирован-

структурами АСУ АПО;

Количественные многокритериальные оценки планов целевого применения АПО, варианты программного управле-

ного

управления АПО и

модели

и

методы

ком-

их

использование

при

плексного

планирования

ПРЕДПОЛАГАЕМЫЙ ЭФФЕКТ ОТ ВНЕДРЕНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

комплексном

планирова-

операций

и

управления

нии операций и управле-

структурами АСУ АПО;

повышение пропускной способности АСУ АПО; уменьшение возможности возникновения пиковых нагру-

ния

структурами

АСУ

принципы,

методы

фор-

АПО;

организации

мального описания много-

зок в АСУ АПО;

методики

уровневых

сетевых

диф-

снижение инерционности АСУ АПО, повышение оперативности применения средств СО в различных

комплексного

планиро-

ференциальных динамиче-

условиях;

вания

операций

и

ских систем с перестраи-

управления

АПО

ваемой структурой

оптимальное распределение ограниченных ресурсов АСУ АПО при деградации её структуры;

структурами АСУ

СПИИ РАН

74

Методологические основы комплексного

моделирования

Основные результаты

Пути практической реализации

полученных результатов

Анализ существования решений в

Проверка адекватности описания

задачах УСД СлО

процессов управления СлО в моделях

управления

Условия управляемости и

Проверка реализуемости технологий

достижимости в задачах

управления СлОна интервале

УСД СлО

управления, выявления основных

факторов, влияющих на Ц и ИТВ СлО

Условия единственности

Оценка возможности получения

оптимальных программ

оптимальных планов применения МРТС

управления в задачах

планирования применения СлО

Необходимые и достаточные

Предварительный анализ структуры

условия оптимальности в

оптимальных программ управления

задачах УСД СлО

МРТС

Условия устойчивости и

Оценивание устойчивости

чувствительности в задачах

(чувствительности) УСД СлО к

УСД СлО

возмущающим воздействиям, к

изменению состава и структуры

исходных данных

СПИИ РАН

75

Внешний

адаптер

Подготовка

Расчет

(кор-

Содержа-

и формиро-

рекция)

опе-

тельный и

вание ис-

ративного

Плано

формаль-

ходной ин-

плана и

ный ана-

Учет и котроль

формации

лирующих

лиз рез-в

Внутренний

адаптер

СПИИ РАН

76

Методологические основы комплексного

моделирования

x0( p )

ξ( p )

Мg – динамические модели

u( p )

Мp

5

x

( p )

управления движением

x0(k )

ξ (k )

МРТС;

x0( )

ξ( )

J( k ) , J( g ) , J( o ) ,

Мk – динамические модели

x

(k )

J ( p )

J( p ) , J( n) , J(е)

управления каналами МРТС;

Мk

1

М

4

Мо – динамические модели

u(k )

ξ (c)

x0(o)

ξ (o)

u( )

x

( )

управления операциями в

x0(c)

J (k )

J ( )

x(c)

МРТС;

J

(k )

3

x(o)

8

Мn – динамические модели

u0(o)

Мo

Мc

u(c)

управления потоками МРТС;

(g )

(g )

Мр – динамические модели

x0

ξ

J (o)

x0(n)

x ( ) (Tf )

J (c)

2

управления ресурсами СлО;

Мg

6

x(n)

Ме – динамические модели

u(g )

x(g )

Мп

u(n)

управления параметрами

J

(g )

J (n)

ξ (n)

x0(e)

x(e) (Tf )

операций в МРТС;

x(e)

Мс – динамические модели

Ме

7

управления структурной

u(e)

динамикой МРТС;

Мn – динамические модели

J (e)

ξ (e)

управления

вспомогательными

Обобщенная схема взаимодействия моделей

управления МРТС

операциями

СПИИ РАН

78