Record Details

Aspects of information support in ensuring the survivability of spacecraft under electrophysical effects

Dependability

View Archive Info
 
 
Field Value
 
Title Aspects of information support in ensuring the survivability of spacecraft under electrophysical effects
Особенности информационной поддержки в обеспечении живучести космического аппарата при электрофизических воздействиях
 
Creator E. Yurkevich V.; Federal State Publicly Funded Scientific Establishment Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences
L. Kriukova N.; Federal State Publicly Funded Scientific Establishment Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences
S. Saltykov A.; Federal State Publicly Funded Scientific Establishment Trapeznikov Institute of Control Sciences of the Russian Academy of Sciences
Е. Юркевич В.; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук
Л. Крюкова Н.; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук
С. Салтыков А.; Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук
 
Subject spacecraft survivability;electrophysical factors;intellectualization of controls;expert system;prognostic decision support system;simulation and correction of control;networked expert environment;knowledge management;intersubject audit;subjective expert evaluation;comprehensive multidimensional analysis technology
живучесть космического аппарата;электрофизические воздействия;интеллектуализация управления;экспертная система;система поддержки прогнозных решений;моделирование и коррекция управления;сетевая среда экспертов;управление знаниями;интерсубъектный аудит;субъективные оценки экспертов;технология комплексного многомерного анализа данных
 
Description In order to improve the operational efficiency of decision-making in the context of spacecraft (SC) endurance in operation, the task was set to increase the efficiency of adaptation of its control system to the environmental effects. The instruments installed on most Russian SCs in many cases do not provide for identification and timely elimination of accident sources due to delays in the identification of faults and failures. A technology is proposed that involves intellectualization of control systems. It is suggested to complement the SC control circuit with an expert system that includes a “prognostic decision support system”, a “control simulation and correction module”. Due to the ambiguity and common uncertainty of cosmic phenomena, it is suggested to predict the reaction of SC equipment to external effects rather than monitor such effects. The intelligence of the expert system is to be ensured through the analysis of the communication medium that defines the possibility to ensure SC survivability. The correction of control is suggested to be performed not on the basis of process parameters monitoring, but rather knowledge. This knowledge is held by experts who possess experience in SC flight mission performance. The results of the audit of external factors and development of SC functional units reactions represent the input data. After clearing, sorting and statistical analysis of data, it is suggested to regard it as information resources. The results of such resources analysis and design of messages based on expert conclusions transforms such resources into knowledge that is used in decision making and control correction. The diversity of architectures and processes of SC functional units design has defined the requirement to involve experts with diverse professional backgrounds. It was proposed to generate forecasts of SC equipment reactions development in the form of description of the dynamics of multifactor combination of the results of intersubject audit of functional units operations and subjective expert evaluations. In order to ensure agility of information analysis within the knowledge base, it was suggested to use the OLAP comprehensive multidimensional analysis technology. In particular, that regards fast analysis of shared multidimensional information that includes requirements for multidimensional analysis applications. The proposed model of systematic accumulation and processing of knowledge will enable flight control officers to timely identify inadequacies in the control inputs. The logical and statistical analysis capabilities ensured by this application will enable the delivery of analysis results to the experts within a time period sufficient for elimination of the causes of faults and failures in SC equipment operation. Multidimensional conceptual representation of data including the support of multiple hierarchies will define the capability to refer to any required information regardless of its size and place of storage. The proposed method of information support of SC equipment reactions forecasting is addressed in the light of the analysis of electrophysical effects that affect SC in near-Earth orbits. Combining the methods of computer data processing and intersubject analysis of functional units operation must insure efficient decision-making based on increased accuracy and agility of data processing and, consequently, selection of SC operation adaptation scenario subject to flight control officer’s preferences.
С целью повышения оперативности принятия решений при обеспечении живучести космического аппарата (КА) в полете поставлена проблема повышения эффективности адаптации его системы управления к влияниям внешней среды. Контрольно-измерительная аппаратура, установленная на большинстве отечественных КА, часто не позволяет выявлять и своевременно устранять причины аварий из-за задержек в идентификации сбоев и отказов. Предложена технология, ориентированная на интеллектуализацию управления. Контур управления КА предложено дополнить экспертной системой, включающей «Систему поддержки прогнозных решений» и «Модуль моделирования и коррекции управления». В связи с многозначностью, и часто неопределенностью, космических явлений предложено использовать мониторинг не внешних воздействий, а прогноз реакций на них средств оснащения КА. Интеллектуальность экспертной систем предложено обеспечивать использованием анализа коммуникационной среды, определяющей возможности обеспечения живучести КА. Коррекцию управления предложено проводить не на базе результатов контроля технологических параметров, а знаний. Носителями таких знаний являются эксперты, имеющие опыт в области выполнения полетных заданий КА. Результаты аудита внешних воздействий и развития реакций функциональных блоков КА представляют собой исходные данные. После фильтрации, сортировки и статистического анализа предложено их рассматривать как информационные ресурсы. Результаты анализа этих ресурсов и синтез сообщений на основе выводов экспертов преобразовывает такие ресурсы в знания, которые используются для принятия решений о коррекции управления. Разнообразие схем и технологий построения функциональных блоков КА определило необходимость использования экспертов с различной специализацией. Прогноз развития реакций средств оснащения КА предложено формировать в виде описания динамики многофакторного сочетания результатов интерсубъектного аудита работы функциональных блоков и субъективных оценок экспертов. Для обеспечения оперативности анализа информации в Базе знаний, предложено использовать технологию комплексного многомерного анализа OLAP. В частности, использовать быстрый анализ разделяемой многомерной информации, включающий требования к приложениям для многомерного анализа. Предложенная модель систематического накопления и обработки знаний позволит руководителю полета своевременно обнаруживать неадекватности в управленческих воздействиях. Возможность осуществления логического и статистического анализа, характерного для данного приложения определит предоставление эксперту результатов анализа за время, достаточное для устранения причин сбоев и отказов в работе средств оснащения КА. Многомерное концептуальное представление данных, включая поддержку для множественных иерархий определит возможность обращаться к любой нужной информации независимо от ее объема и места хранения. Предложенная методология информационной поддержки прогноза реакций средств оснащения КА рассмотрена в применении к анализу электрофизических воздействий на КА на околоземных орбитах. Соединение методов компьютерной обработки данных и интерсубъектного анализа работы функциональных блоков должно обеспечивать эффективность принятия решений на основе повышения точности и оперативности обработки данных, и, соответственно, выбора сценария адаптации работы КА в целом с учетом предпочтений руководителя полета.
 
Publisher LLC Journal Dependability
 
Contributor —
—
 
Date 2016-12-06
 
Type info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
—
—
 
Format application/pdf
application/pdf
 
Identifier http://www.dependability.ru/jour/article/view/172
10.21683/1729-2646-2016-16-4-30-35
 
Source Dependability; Том 16, № 4 (2016); 30-35
Надежность; Том 16, № 4 (2016); 30-35
2500-3909
1729-2646
10.21683/1729-2646-2016-16-4
 
Language rus
eng
 
Relation http://www.dependability.ru/jour/article/view/172/342
http://www.dependability.ru/jour/article/view/172/350
Подиновский В. В., Потапов М. А. Метод взвешенной суммы критериев в анализе многокритериальных решений: pro et contra // «Бизнес-информатика». – 2013. – № 3(25). – С. 41–48.
Ст. Бир Кибернетика в управлении производством – М.:, «Наука», 1968, с. 74.
Эшби У. Р. Введение в кибернетику. – М.: «Иностранная литература», 1959.
Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. – М.: Изд. Иностранной литературы, 1963.
Смит Д.Дж. Безотказность, ремонтопригодность и риск. Практические методы для инженеров, включая вопросы оптимизации надежности и систем, связанных с безопасностью. – М.: ООО «Группа ИТД», 2007. – 432 с.
Трахтенгерц Э.А., Иванилов Е.Л., Юркевич Е.В. Современные компьютерные технологии управления информационно-аналитической деятельностью. – М.: СИНТЕГ, 2007.
Шубинский И.Б. Функциональная надежность информационных систем. Методы анализа. – Ульяновск. Областная типография «Печатный двор», 2012. – 216 с.
 
Rights Authors who publish with this journal agree to the following terms:Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).
Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договорённости, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).