Software & Systems

Для обеспечения информационных систем пилотируемых космических кораблей и станций электронной бортовой документацией (ЭБД) [1] на Земле ведется разработка документов в специфических, совместимых с бортовым интерфейсом форматах [2]. Наиболее ответственным этапом технологического процесса подготовки ЭБД является преобразование информации в бортовых условиях [3].

После доставки пакета обновления на борту должны решаться следующие задачи:

–      прием и распаковка пакетов обновления ЭБД;

–      серверная конверсия элементов ЭБД в совместимый формат;

–      сборка композиций по файлам наземной разметки;

–      рассылка авторизованных обновлений на планшетные компьютеры членов экипажа;

–      воспроизведение ЭБД на планшетах, обеспечение полной информационной поддержки каждого космонавта в соответствии с его ролью [4];

–      протоколирование работы персонала, передача пакетов бортовому серверу и далее на Землю для анализа и архивирования [5].

Для реализации такой последовательности на приемной стороне (на бортовом сервере RSK2) устанавливается комплекс специального ПО (см. рисунок).

В состав утилит бортового комплекса входят диспетчер системы информационного обеспечения (СИО) многофункциональной информационной системы (МИС) MIS.exe; архиватор 7z.exe; конвертер форматов PDF – JPG convert.exe; файл-сервер FileZilla; реконструктор разметки процедур JurasApp.exe; терминальные модули интерфейса пользователя (МИП) на сервере и планшетах экипажа.

Диспетчер MIS.exe стартует на бортовом сервере в качестве объекта автозапуска. Он отсле- живает доставку на борт обновления archive.7z. Версия входящего архива archive.7z сравнивается с мета-данными в файле status.xml, и, если входящий архив более поздний по времени доставки, чем предыдущий, инициализируется процесс распаковки пуском программы 7z.exe в режиме командной строки с аргументами:

<адрес архива 7z> -o<адрес папки назначения>.

Каждый полученный файл PDF-описания страницы конвертируется в графическую форму JPG модулем convert.exe в режиме командной строки с аргументами:

-density 300 <адрес pdf> -scale 1612 x 2280 -alpha remove <адрес jpg>.

Файлы JPG визуальной основы ЭБД позиционируются на сервере FileZilla в папку Classic Library (первичная загрузка) или в индексированные папки Source_<дата#> (для частичных досылок или нетиповых инструкций).

После этого в файле status.xml фиксируется время создания (версия) архива, из которого производилось текущее обновление.

Файлы реестров обновления update_<да­та#>.xml и файлы разметок реконструкции нетиповых инструкций (НИ) RemakeInfo_<дата#> помещаются в корневую директорию сервера FileZilla. Там же находится серверное хранилище дополнительных иллюстраций и звукового сопровождения Classic Library/Media.

Следующим этапом обработки информации является реконструкция НИ при наличии в обновлении соответствующих файлов разметки Remake­Info_<дата#>. По этим разметкам программа JurasApp.exe выполняет «повторную сборку» документов в том виде, в каком они были сформированы на Земле. Источником материалов является Classic Library, результат реконструкции размещается в «перевалочной базе» Source_<дата#>.

Завершающий этап процесса – обновление персональной ЭБД на планшете пользователя по его инициативе. Оператор соглашается на обновление после получения на экране и в голосовой форме извещения о готовности канала. Он нажимает на кнопку обновления функциональной панели персонального МИП.

МИП обращается к соответствующему файлу update_<дата#>.xml и по содержащимся в нем атрибутам выполняет загрузку обновления в свою локальную библиотеку ЭБД BIBL. Процесс загрузки индицируется слайдером в нижней части экрана.

Предусмотрена также обратная передача данных по каналу борт–Земля. На Землю отправ- ляются лог-файлы с протоколами поведения операторов и авторизованные разработки экипажа, например, результаты проектирования внутренних инструкций на автономном модуле планирования, записи в блокноте и т.п.

Передача осуществляется upload-командами ftp-протокола из МИП на файл-сервер fileZilla. Во временном хранилище данных сервера создается папка пользователя для аккумуляции лог-файлов, отправляемых на файл-сервер РС МКС. Формируется очередь пакетов данных на передачу в соответствии с содержимым папок МИП Content/ LOG//log_<дата>.xml.

В заданной по компьютерному времени периодичности диспетчер MIS.exe пытается инициировать отправку данных файл-серверу РС МКС.  Для этого проверяется папка LOG. Если папка не пуста, программа осуществляет ее упаковку в архив LOGS.7z пуском программы 7z.exe в режиме командной строки с аргументами:

a <адрес архива 7z> <адрес папки LOG >.

Затем осуществляется перенос содержимого временного хранилища лог-файлов LOG в постоянное хранилище Output Information.

После успешной передачи лог-файлы из временного хранилища удаляются.

Исходящий архив LOGS.7z отправляется на Землю по расписанию работы канала связи борт–Земля средствами бортовой связи.

Таким образом, все сервисные операции с ЭБД выполняются автоматически, без участия экипажа.

Описанный бортовой комплекс МИС обеспечивает существенные преимущества по сравнению с бумажной документацией и предлагавшейся ранее в работе [4] технологией полной переработки данных в компьютерном терминале на рабочем месте космонавта.

Наиболее затратные и ненадежные вычис- лительные процедуры перенесены из бортовых алгоритмов реального времени на этап наземной офисной работы. Доставляемый на борт исходный массив обновляемых данных представляет собой полуфабрикат, готовый к быстрой переработке.

Значительная часть операций переработки осуществляется на бортовом сервере с единственной операционной системой (Windows). Роль персонального, как правило, планшетного, тер- минала сводится к сборке электронного документа из мультимедийных и интерактивных составляющих.

Существенно повышается надежность взаимосвязей между элементами страницы бортовой документации на всех этапах ее формирования и преобразования.

Появляется возможность реализации терминальных МИП на различных операционных систе-мах (Windows, Android, iOS) с их минимальной взаимной адаптацией.

Впервые обеспечивается гибкая дисциплина контроля актуальности и ежедневного персонализированного обновления информации на личных планшетах членов экипажа в соответствии с их ролью и компетенцией [6].

Кроме того, значительно ускоряется реакция системы, что особенно важно при принятии решений в нештатных ситуациях [7], обеспечивается непрерывное протоколирование действий экипажа в информационном пространстве [8], а также реализуется комплекс мероприятий по ситуационному анализу и автоматизированной объективной оценке деятельности членов экипажа [9, 10] по итогам миссии.

Литература

1.     Операции и эксперименты на Международной космической станции 25 апреля 2013 года. URL: http://www.federal­space.ru/main.php?id=2&nid=20060 (дата обращения: 15.05.2015).

2.     Технические эксперименты и исследования на Российском сегменте МКС. Эксперимент «ВИРУ». URL: http://www. energia.ru/ru/iss/researches/techn/58.html (дата обращения: 15.05.2015).

3.     Кравченко С.И. Бортовой модуль информационной поддержки экипажа Международной космической станции // Программные продукты и системы. 2013. № 3 (103). С. 68–72.

4.     Душенко А.Г., Арестов Д.С. Многофункциональная информационная система поддержки действий экипажа // Программные продукты и системы. 2013. № 3 (103). С. 54–61.

5.     Жук Е.И., Гуторов А.М. Применение виртуальных руководств при подготовке к проведению научных исследований на пилотируемых орбитальных комплексах: Науч. чтения памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 2009. URL: http://readings. gmik.ru/lecture/2009-primenenie-virtualnih-rukovodstv-pri-podgo­tovke-k-provedeniyu-na­uchnih-issledovaniy-na-pilotiruemih-orbi­talnih-kompleksah (дата обращения: 15.05.2015).

6.     Милицин А.В., Самсонов В.Н., Ходак В.А. и др. Отображение информации в Центре управления космическими полетами. М.: Радио и связь, 1982. 192 с.

7.     Соловьев В.А., Лысенко Л.Н., Любинский В.Е. Управление космическими полетами. Ч. 2. Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. 205 c.

8.     Беляев М.Ю. Научные эксперименты на космических кораблях и орбитальных станциях. М.: Машиностроение, 1984. 264 с.

9.     Девятков В.В. Системы искусственного интеллекта. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 352 с.

10.  Любинский В.Е., Станиловская В.И. Планирование полета длительно функционирующих пилотируемых космических аппаратов // Космонавтика и ракетостроение. 2004. № 4 (37). С. 98–104.