Программные продукты и системы

Эффективность работы сложной системы, в том числе и автоматизированной системы управления движением судов (АСУДС), оценивают с помощью показателей или критериев, которые являются числовыми характеристиками. Критерий электромагнитная защищенность информационных каналов (ЭМЗИК) представляет собой одну из таких числовых характеристик – Кэмз (см.: Вишневский Ю.Г., Сикарев А.А. Поля поражения сигналов и электромагнитная защищенность информационных каналов в АСУДС – СПб: Судостроение, 2006).

От ЭМЗИК, определяющей и электромагнитную эффективность АСУДС, в определенной степени зависит своевременность прохождения сообщения в системе, определяемая вероятностью Рсв, и достоверность приема сообщений.

Системный подход в оценке эффективности требует, чтобы сравнение систем проводилось не по отдельно взятым параметрам, а по совокупности параметров в целом.

При выборе показателей качества системы учитываются показатели, в наибольшей степени характеризующие качество системы.

Если выполняются требования независимости, однородности и нормированности, то единственным обобщенным показателем качества (ОПК), сохраняющим отношение предпочтения, является:

, (1)

где 0

Оценка влияния ЭМЗИК на своевременность основывается на представлении радиолиний (линий радиосвязи и местоопределения) как систем с отказами, способных восстанавливаться. Формула для коэффициента надежности, то есть для вероятности своевременной передачи i-го сообщения, может быть записана следующим образом:

Рсв.i=Р(tпер.i≤tдоп.i)=[Кэмз +Кпе-(λ+μ)t] е-λtдоп.i, (2)

где Кп – коэффициент простоя радиолинии; λ – интенсивность отказов; μ – интенсивность восстановления; t – время безотказной работы системы и момент начала воздействия взаимных помех; tдоп – допустимое время прохождения информации в системе.

Так как Кп=1–Кэмз, перепишем формулу в следующем виде:

Рсв.i=[Кэмз +(1–Кэмз) е-(λ+μ)t] е-λ t доп.i . (3)

Вычисляя Кэмз с использованием поля поражения сигнала [1] и получая значения Кэмз= =0,4÷1,0, можем определить γ (см. табл.) и тогда, например, при μ=2, получаем величину λ и Рсвоевр. В таблице представлены результаты расчетов при t=1 и при различных tдоп. По результатам расчетов на рисунке 1 построены графики зависимостей Рсв=f(Кэмз).

Таблица

С точки зрения проектировщиков, эксплуатационников и экспертов АСУДС, немаловажно знать, каким образом может зависеть общая эффективность системы, определяемая ее структурой, своевременностью передачи и доставки сообщений в ней, а также ее электромагнитной защищенностью, от изменения числовых значений последней.

При этом ЭМЗИК локальных, региональных и дифференциальных подсистем, с которыми могут взаимодействовать АСУДС, является определяющей, так как именно эти подсистемы обеспечивают высокую точность местоопределения судов и повышают эффективность управления водным транспортом [1].

Полагая электромагнитную защищенность АСУДС в общем случае определять как: j1=Кэмз£1, а своевременность как: j2=Рсв(t£tдоп)£1, и, наконец, структурную эффективность как: j3=e*£1, следует использовать ОПК, описываемый формулой (1), при p=3. Геометрически (1) при p=3 можно представить в виде случайной точки в пространстве координат e*, Рсв, Кэмз. В этом случае a=2. Тогда ОПК (Q) АСУДС можно представить в виде:

(4)

При этом достоверность переводим в разряд ограничений, то есть принимаем: Рош.доп.=10-2.

Общая эффективность Э АСУДС оценивается как степень приближения качества реальной системы Q к качеству эталонной системы Qэ, поэтому:

. (5)

Для эталонной системы, где eэ*=1, Рсв э (t£tдоп)=1 и Кэмз э=1, сумма весовых коэффициентов равна 1.

Ввиду этого эффективность АСУДС можно оценивать по формуле:

. (6)

Допустим, что выбрана оптимальная структура АСУДС, расчетная эффективность которой составляет e*=0,676. При этом будет изменяться только величина экспертной оценки от 0,5 до 0,1. Величина экспертной оценки своевременности доставки сообщений фиксирована и равна 0,4 [1]. На основании расчетов построены графики на рисунках 2, 3.

Анализируя таблицы и графики, следует отметить, что общая эффективность АСУДС почти линейно зависит от электромагнитной защищенности информационных каналов в информационных сетях связи и обсервации до значения Кэмз=0,96, а при Кэмз>0,96 наблюдается ее резкий подъем.

И чем больше внимания уделяется ЭМЗИК в плане организационно-технических мероприятий, как свидетельствуют экспертные оценки, тем большей эффективности системы можно добиться при одних и тех же структурных показателях и показателях своевременной доставки сообщений. Например, при Кэмз=0,7 эффективность системы составляет: ЭI=0,560, если а1=0,1 и Эv=0,572, если а1=0,5; при Кэмз=0,99 – ЭI=0,830, если а1=0,1 и Эv=0,948, если а1=0,5.

Таким образом, исследования показывают значительный вклад электромагнитной эффективности в общую эффективность АСУДС, предложенная оценка которой в значительной степени характеризует качество системы.