Способ моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи

Изобретение относится к способу моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи. Технический результат заключается в автоматизации моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи. В способе задают географический фрагмент территории, на котором планируется размещение элементов корпоративной системы управления, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание элементов корпоративной системы управления, задают количество и состав органов, структуру информационных направлений корпоративной системы управления, требования корпоративной системы управления к услугам связи, время моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления, период проверки координат и режима работы мобильных элементов корпоративной системы управления, определяют состав и структуру стационарной сети связи, подключают узлы связи элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи, генерируют варианты маршрутизации, выбирают вариант маршрутизации в заданных информационных направлениях с учетом требований к услугам связи, формируют маршруты между информационно взаимосвязанными абонентами корпоративной системы управления, при этом дополнительно задают координатную сетку географического фрагмента территории, требования мобильных элементов корпоративной системы управления к доступности услуг связи стационарной сети, правила перемещения мобильных элементов корпоративной системы управления, типы, характеристики, приоритетность и условия применения средств связи, применяемых для развертывания линий привязки, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание линий связи заданного типа, с заданным периодом проверки определяют координаты и режим работы мобильных элементов корпоративной системы управления, для каждого мобильного элемента, прибывшего в очередное место применения, по функциональному назначению определяют предельно возможный расход средств связи путем развертывания линий прямой связи с требуемыми характеристиками в каждом информационном направлении, оценивают расстояние до всех узлов связи стационарной сети относительно условий развертывания средств связи различных типов, для каждого типа линий связи для каждого мобильного элемента корпоративной системы управления строят вариационные ряды узлов связи стационарной сети по полученным расстояниям, исключают из вариационных рядов узлы, подключение к которым по физико-географическим условиям невозможно, оценивают расход средств связи, необходимых для развертывания линии привязки мобильного элемента корпоративной системы управления к ближайшему узлу стационарной связи в соответствии с условиями и приоритетом применения средств связи и сравнивают его с предельно возможным расходом средств связи, при превышении предельного возможного расхода средств связи развертывают линии прямой связи в каждом информационном направлении и запоминают тип и количество затраченных средств связи, если расход средств связи не превышает предельного значения, то подключают мобильный элемент корпоративной системы управления к ближайшему узлу связи стационарной сети, формируют маршруты в заданных информационных направлениях, проверяют выполнение требований к услугам связи в каждом информационном направлении и вычисляют коэффициент доступности услуг связи как отношение суммы предоставленных услуг с требуемым качеством к общему количеству необходимых для всех абонентов мобильного элемента корпоративной системы управления услуг, если вычисленный коэффициент доступности соответствует заданным требованиям, то запоминают тип и количество средств связи, затраченных на привязку мобильного элемента корпоративной системы управления к стационарной сети связи, если вычисленный коэффициент доступности не соответствует заданным требованиям, то повторяют действия по подключению мобильного элемента корпоративной системы управления к узлам связи стационарной сети со следующими по порядку членами вариационных рядов до тех пор, пока за счет суммарно подключенных узлов связи не будут обеспечены заданные требования по доступности услуг связи либо суммарный расход средств связи на развертывание линий привязки к задействованным узлам стационарной сети не превысит предельного значения, после окончания времени моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления для каждого мобильного элемента выводят типы и количество средств связи, необходимых для развертывания линий привязок и прямых связей. 1 ил.

 

Изобретение относится к области моделирования сетей связи и может быть использовано при планировании динамически взаимодействующих стационарных сетей и мобильных элементов систем управления для решения прямых и обратных задач обеспечения доступности телекоммуникационных ресурсов для мобильных органов управления.

В корпоративных системах управления (КСУ) могут возникать задачи, решение которых требует наличие мобильных пунктов, в которых размещены органы управления для решения частных задач в ограниченный, короткий период времени на ограниченной территории. Примерами таких задач могут выступать строительство протяженных объектов (газо-, нефтепроводов; автомагистралей), ликвидация последствий стихийных бедствий и техногенных катастроф, разведка ресурсов, экспедиции и. т.п.

Элементы корпоративной системы управления при решении таких задач, в условиях ограниченности ресурсов и времени, должны достаточно часто перемещаться между объектами и территориями, на которых решаются частные задачи. Эти объекты и территории, как правило, в разной степени оборудованы телекоммуникационной инфраструктурой.

Для обеспечения эффективного функционирования корпоративной системы управления в целом, между всеми ее стационарными и мобильными элементами необходим своевременный обмен информацией. Задача переноса информации между элементами системы управления решается ее сетью связи. Строительство собственной сети связи для решения каждой частной задачи на разнесенных территориях является экономически нецелесообразным и зачастую невыполнимым в условиях возникновения оперативных задач, время на решение которых ограничено (например, предупреждение чрезвычайных ситуаций и техногенных катастроф и ликвидация их последствий). Поэтому в таких системах управления целесообразно применение узлов связи, имеющих возможность сопряжения с сетями связи общего пользования. Эти узлы связи должны обеспечить органы управления всем перечнем необходимых услуг.

Доступность ресурсов стационарных сетей связи для сопрягаемых с ними узлами мобильных элементов корпоративной системы управления определяется физико-географическими условиями, плотностью телекоммуникационной оснащенности местности и техническими возможностями узлов стационарной сети по предоставлению услуг связи с требуемым качеством. Подключение мобильных элементов КСУ к стационарным сетям требует развертывания линий привязки, типы и количество средств связи которых обеспечат требуемое качество предоставляемых услуг во всех информационных направлениях.

Системы и сети связи относятся к классу больших систем, этапы проектирования, внедрения, эксплуатации и эволюции которых невозможны без использования различных видов моделирования (Советов Б.Я., Яковлев С.А. «Моделирование систем». – М.: Высшая школа, 2009, – 343 с).

Перечисленные выше факторы указывают на необходимость разработки способов моделирования подключения мобильных пользователей к стационарным сетям связи с учетом физико-географических условий и телекоммуникационного оснащения местности. Практическая необходимость таких способов определяется потребностями заблаговременного определения вероятностно-временных показателей доступности ресурсов сетей связи общего пользования для корпоративных сетей управления в планируемой местности их применения.

Термины, используемые в заявке.

Корпоративная система управления – совокупностью взаимозависимых и взаимосвязанных элементов, образующих единство, упорядоченную целостность в отношении объекта (объектов) управления.

Орган управления – элемент системы управления, состоящий из должностных лиц (абонентов) и обладающий правом принимать управленческие решения в пределах своей компетенции и следить за исполнением принятых решений.

Мобильный элемент КСУ – элемент системы управления, место функционального применения текущими задачами.

Сеть связи – технологическая система, включающая в себя средства и линии связи и предназначенная для электросвязи (Федеральный закон от 7 июля 2003 г. N 126-ФЗ «О связи»).

Узел связи – совокупность технических средств связи, обеспечивающих маршрутизацию трафика (данных), оказание услуг связи и присоединение пользователей к сети общего пользования.

Линия связи – линии передачи, физические цепи и линейно-кабельные сооружения связи.

Линия привязки – временная линия связи, предназначенная для подключения мобильного элемента КСУ к стационарной сети связи на время его функционирования в районе применения.

Информационное направление – совокупность технических средств связи, обеспечивающая перенос данных между корреспондентами (абонентами, пользователями).

Маршрутизация – процесс определения маршрута передачи данных в сетях связи.

Маршрут – организованный по каким-либо правилам, путь следования организованного потока данных через последовательность элементов (узлов и линий) сети связи.

Услуга связи – деятельность по приему, обработке, хранению, передаче, доставке сообщений электросвязи или почтовых отправлений (Федеральный закон от 7 июля 2003 г. N 126-ФЗ «О связи»). К услугам связи относятся: телефонная связь, передача данных, факсимильная связь, видеоконференцсвязь, обеспечение конфиденциальных подключений, формирование виртуальных подключений и т.д.

Из существующего уровня техники известны различные способы, направленные на предоставление мобильным корреспондентам услуг связи стационарных сетей.

Так, известен способ моделирования сети связи (патент РФ № 2379750, G06F 11/22, опубл. 20.01.2010 г.), который обеспечивает возможность имитации перемещения элементов сетей связи (узлов и средств связи) и абонентов (пользователей) сетей связи; моделирование особенностей физико-географических условий района, где функционирует сеть связи и находятся абоненты (пользователи); моделирование изменения топологии сети, изменение емкости каналов (линий) связи; а также повышение адекватности моделирования с учетом процессов функционирования реальной сети связи за счет реализации измерений значений показателей функционирования реальной сети связи, моделирования процессов функционирования моделируемой сети связи, сравнения значений показателей.

Недостатком данного способа является то, что в нем не учитываются влияние текущих характеристик узлов связи стационарных сетей, типов линий привязки и прямой связи на пространственную доступность услуг требуемого качества.

Известен способ моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования (Патент РФ 2690213, МПК G06N 5/00 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01), опубл. 31.05.2019). Способ заключается в том, что присваивают информационно взаимосвязанным абонентам приоритеты и ранжируют их по приоритету, ранжируют узлы и линии связи по значимости, моделируют первоначальный вариант топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов с учетом их приоритета, значимости узлов и линий связи, допустимых интервалов взаимного удаления, формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами с учетом заданной структуры информационных направлений, повторяют действия по выбору мест топологического размещения информационно взаимосвязанных абонентов до достижения значений показателей качества связи каждого информационного направления требуемым, осуществляют вывод полученных результатов.

Недостатком способа является то, что в нем, при определении качества предоставляемых услуг связи, не учитывается правила перемещения корреспондентов и физико-географические условия в части условий развертывания средств связи различных типов.

Наиболее близким по технической сущности аналогом (прототипом) к заявленному способу является способ моделирования динамически взаимодействующих стационарных сетей и мобильных узлов связи с различными элементами сопряжения (Патент РФ 2723296, МПК H04W 16/22 (2009.01), G06N 30/27 (2020.01), опубл. 09.06.2020). Техническим результатом способа-прототипа является обеспечение доступности ресурсов стационарных сетей связи для подключаемых к ним мобильных узлов связи с различными элементами сопряжения за счет определения перечня необходимого количества и типов дополнительных интерфейсов для каждого заданного протокола из перечня протоколов, обеспечивающих выполнение требований функционирования сети связи, для каждого сопрягаемого узла. Технический результат достигается за счет определения перечня необходимого количества и типов дополнительных интерфейсов для каждого заданного протокола из перечня протоколов, обеспечивающих выполнение требований функционирования сети связи, для каждого сопрягаемого узла. Моделируют начальное состояние сети связи с учетом физико-географических условий, состава и потребностей корпоративной системы управления, телекоммуникационной оснащенности местности и изначального положения мобильной составляющей сети связи. Моделируют функционирование сети связи с учетом текущих изменений состава, структуры и требований системы управления. Собирают статистику о результатах сопряжения узлов связи. Определяют минимальный перечень необходимого количества и типов дополнительных интерфейсов для каждого заданного протокола, для выполнения требования по вероятности сопряжения любого мобильного узла с любым стационарным узлом.

Недостатком способа-прототипа является отсутствие оценки пространственной доступности ресурсов стационарных сетей связи для мобильных элементов корреспондентов с учетом плотности телекоммуникационной оснащенности местности и техническими возможностями узлов стационарной сети по предоставлению услуг связи с требуемым качеством.

Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое решение, является низкая пространственная доступность в заданный период времени ресурсов стационарных сетей связи для мобильных элементов КСУ, подключение к сети связи которых зачастую затруднено либо невозможно при изменении физико-географических условий функционального применения в районах с различной телекоммуникационной оснащенностью местности.

Техническая проблема решается за счет последовательного и обоснованного определения необходимых типов и количества средств связи, обеспечивающих заданную пространственную доступность ресурсов стационарной сети связи для мобильных элементов КСУ.

Техническим результатом изобретения является обеспечение заданной пространственной доступности ресурсов стационарной сети связи для мобильных элементов корпоративной системы управления с учетом динамики их перемещения и физико-географических условий за счет определения типов и количества средств связи для развертывания линий привязки и прямых связей в различных условиях.

Технический результат достигается тем, что в способе моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи задают географический фрагмент территории, на котором планируется размещение элементов корпоративной системы управления, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание элементов корпоративной системы управления, задают количество и состав органов, структуру информационных направлений корпоративной системы управления, требования корпоративной системы управления к услугам связи, время моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления, период проверки координат и режима работы мобильных элементов корпоративной системы управления, определяют состав и структуру стационарной сети связи, подключают узлы связи элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи, генерируют варианты маршрутизации, выбирают вариант маршрутизации в заданных информационных направлениях с учетом требований к услугам связи, формируют маршруты между информационно взаимосвязанными абонентами корпоративной системы управления; дополнительно задают координатную сетку географического фрагмента территории, требования мобильных элементов корпоративной системы управления к доступности услуг связи стационарной сети, правила перемещения мобильных элементов корпоративной системы управления, типы, характеристики, приоритетность и условия применения средств связи, применяемых для развертывания линий привязки, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание линий связи заданного типа, с заданным периодом проверки определяют координаты и режим работы мобильных элементов корпоративной системы управления, для каждого мобильного элемента, прибывшего в очередное место применения, по функциональному назначению определяют предельно возможный расход средств связи путем развертывания линий прямой связи с требуемыми характеристиками в каждом информационном направлении, оценивают расстояние до всех узлов связи стационарной сети относительно условий развертывания средств связи различных типов, для каждого типа линий связи для каждого мобильного элемента КСУ строят вариационные ряды узлов связи стационарной сети по полученным расстояниям, исключают из вариационных рядов узлы, подключение к которым по физико-географическим условиям невозможно, оценивают расход средств связи, необходимых для развертывания линии привязки мобильного элемента корпоративной системы управления к ближайшему узлу в соответствии с условиями и приоритетом применения средств связи и сравнивают его с предельно возможным расходом средств связи, при превышении предельного возможного расхода средств связи развертывают линии прямой связи в каждом информационном направлении и запоминают тип и количество затраченных средств связи, если расход средств связи не превышает предельного значения, то подключают мобильный элемент корпоративной системы управления к ближайшему узлу связи стационарной сети, формируют маршруты в заданных информационных направлениях, проверяют выполнение требований к услугам связи в каждом информационном направлении и вычисляют коэффициент доступности услуг связи по отношению суммы предоставленных услуг с требуемым качеством к общему количеству необходимых для всех абонентов мобильного элемента корпоративной системы управления услуг, если вычисленный коэффициент доступности соответствует заданным требованиям, то запоминают тип и количество средств связи, затраченных на привязку мобильного элемента корпоративной системы управления к стационарной сети связи, если вычисленный коэффициент доступности не соответствует заданным требованиям, то повторяют действия по подключению мобильного элемента корпоративной системы управления к узлам связи стационарной сети со следующими по порядку членами вариационных рядов до тех пор, пока за счет суммарно подключенных узлов связи не будут обеспечены заданные требования по доступности услуг связи, либо суммарный расход средств связи на развертывание линий привязки к задействованным узлам стационарной сети не превысит предельного значения, после окончания времени моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления для каждого мобильного элемента выводят типы и количество средств связи, необходимых для развертывания линий привязок и прямых связей.

Из уровня техники не выявлено решений, касающихся способов моделирования сетей связи, характеризующихся заявленной совокупностью признаков что, следовательно, указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие способ.

Заявленный способ поясняется фиг. 1 – блок-схема способа моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи.

Заявленный способ реализован в виде блок-схемы моделирования, представленной на фиг. 1.

В блоке 1 фиг.1 задают географический фрагмент территории, на котором планируется размещение корпоративной системы управления. Географические координаты, описывающие площадь фрагмента территории, могут быть заданы путем ввода указанных данных в память ЭВМ (либо на другие носители информации) при помощи известных устройств ввода, либо при помощи известного программного обеспечения (например: программное обеспечение «SAS.Планета», режим доступа: http://www.sasgis.org/sasplaneta/; программное обеспечение «Панорама», режим доступа: https://gisinfo.ru/products/map12_prof.htm, дата обращения 15.07.2020 г.).

В блоке 2 фиг.1 исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание элементов КСУ. Данное действие может быть также выполнено, например, путем ввода указанных данных в память ЭВМ (либо на другие носители информации) при помощи известных устройств ввода, либо при помощи известного программного обеспечения (например, Программное обеспечение. SAS.Планета. Режим доступа: http://www.sasgis.org/sasplaneta/, дата обращения 15.07.2020 г.).

В блоке 3 фиг.1 задают следующие исходные данные:

1. Координатную сетку географического фрагмента территории, необходимую для определения в дальнейшем координат любого элемента корпоративной системы управления. Координатную сетку можно задать с помощью различных известных геоинформационных систем (например: ГИС «Панорома», режим доступа: https://gisinfo.ru/products/map12_prof.htm, дата обращения 15.07.2020 г.);

2. Количество и состав органов корпоративной системы управления (КСУ). Состав органов управления определяется их абонентами, участвующими в информационном обмене КСУ.

3. Структуру информационных направлений корпоративной системы управления, определяемую потребностями ее информационно взаимосвязанных абонентов. Структура информационных направлений задается в виде матрицы, исходя из заданных количества органов и структуры корпоративной системы управления.

Матрица из M информационных направлений является квадратной матрицей размером n×n, где n – количество абонентов системы управления. Если m-ое информационное направление между абонентами существует
(), то в ячейки памяти, хранящие значения матрицы информационных направлений записывают «1», в противном случае, в ячейки памяти записывают «0» (Патент РФ 2481629, МПК G06F 17/50, опубл 10.05.2012.). Сформированную матрицу записывают в ПЗУ ЭВМ.

4. Требования корпоративной системы управления к услугам связи. Перечень услуг связи задают для каждого абонента в зависимости от его функциональных обязанностей и назначения органа системы управления. Состав услуг связи каждого абонента органа управления определяет критерии выбора варианта маршрутизации в необходимых информационных направлениях.

5. Требования мобильных элементов корпоративной системы управления к доступности услуг связи стационарной сети. Показателями доступности услуг связи являются вероятность получения запрошенной услуги за установленный интервал времени. Установленные для мобильных элементов КСУ требования по вероятности и времени получения услуг являются требованиями к доступности.

6. Время T моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления;

7. Правила перемещения мобильных элементов корпоративной системы управления, к которым могут относиться:

– условия изменения места размещения мобильных элементов КСУ;

– направления перемещения мобильных элементов КСУ;

– расстояния, на которое могут перемещаться мобильные элементы КСУ;

– скорость перемещения мобильных элементов КСУ с учетом физико-географических условий;

– предельное время перемещения мобильных элементов КСУ;

– интервалы допустимых расстояний между элементами КСУ;

– и т.д.

8. Период ∆t проверки координат и режима работы мобильных элементов корпоративной системы управления, определяемый минимальным временем стационарного состояния корпоративной системы управления.

9. Типы, характеристики, приоритетность и условия применения средств связи, применяемых для развертывания линий привязки. К основным типам средств связи относятся: волоконно-оптические, электропроводные, радиорелейные, спутниковые, тропосферные. К основным характеристикам линий связи относятся: максимальная длина, используемый диапазон частот, амплитудно-частотная характеристика, затухание, пропускная способность, помехоустойчивость, перекрестные наводки на ближнем конце линии, достоверность передачи данных, удельная стоимость время развертывания и. т.д. Характеристики линий связи определяются характеристиками среды передачи, состоянием средств связи, погодными условиями, состоянием атмосферы, физико-географическими условиями и т.д.

Зависимость характеристик средств связи от внешних условий определяет устойчивость развертываемых на их основе линий связи и, соответственно, условия применения средств связи. Приоритетность применения средств связи определяется совокупностью их условий применения, показателей качества и количества услуг связи, предоставляемых посредством развернутых на их основе линий связи.

Так, волоконно-оптические линии связи имеют лучшие показатели по пропускной способности, коэффициенту ошибки, устойчивости к внешним воздействиям по сравнению с радиорелейными линиями, однако уступают им по времени развертывания и условиям размещения среды передачи (например, прокладка кабеля через болото с практической стороны нецелесообразна, а построение радиорелейного интервала через него не представляет практической сложности; или, построение радиорелейного интервала через горное ущелье возможно только при прямой видимости, что на практике является редкостью, а оптический кабель прокладывается по любому маршруту).

Заданные величины записывают в память ЭВМ.

В блоке 4 фиг.1 определяют состав и структуру стационарной сети связи в соответствии с текущей телекоммуникационной оснащенностью заданного географического фрагмента территории, либо моделируют при помощи известных способов моделирования фрагментов сетей связи, инвариантных реальных фрагментам сетей связи, при помощи способов, описанных в (Патент РФ 2546318, МПК G06F 17/10 (2006.01), G06F 17/50 (2006.01), H04W 16/22 (2009.01), опубл. 10.04.2015; патент РФ 2723296, МПК H04W 16/22 (2009.01), G06F 30/27 (2020.01), опубл. 09.06.2020; Беликова И.С., Закалкин П.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В. Моделирование сетей связи с учетом топологических и структурных неоднородностей // Информационные системы и технологии. 2017. № 2 (100). С. 93-101; Программное обеспечение. Bentley Fiber. Режим доступа: www.bentley.com/ru/products/product-line/utilities-and-communications-networks-software/bentley-fiber). Данное действие может быть выполнено путем выполнения операций по разработанным и указанным в перечисленных источниках алгоритмам при помощи ЭВМ.

В блоке 5 фиг.1 подключают узлы связи корпоративной системы управления к ближайшим узлам стационарной сети связи. Подключение может осуществляется посредством линий связи с различными типами линейного тракта (волоконно-оптические, электропроводные, радиорелейные и т.д.).

В блоке 6 фиг.1 генерируют варианты маршрутизации между узлами сети связи в необходимых информационных направлениях.

Маршрутизация может осуществляться по известным алгоритмам (Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Закалкин П.В. Способ управления потоками данных распределенных информационных систем // Проблемы экономики и управления в торговле и промышленности. 2015. № 3 (11). С. 73-78; Основы сетевых технологий на базе коммутаторов и маршрутизаторов / Н.Н. Васин. Бином. Лаборатория знаний, 2017 –270 с.; Патент 2690213 Российская Федерация, G06N 5/00 (2018.08); H04W 16/22 (2018.08). Способ моделирования оптимального варианта топологического размещения множества информационно взаимосвязанных абонентов на заданном фрагменте сети связи общего пользования / Вершенник А.А., Вершенник Е.В., Латушко Н.А., Стародубцев Ю.И., заявитель Латушко Н.А., Стародубцев Ю.И. – 2018118104; заявл. 16.05.2018; опубл. 31.05.2019. бюлл. № 16 – 17 с.), например:

Алгоритм Дейкстры (находит кратчайший путь от одной из вершин графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер должен быть положительным);

Алгоритм Беллмана – Форда (находит кратчайшие пути от одной вершины графа до всех остальных во взвешенном графе. Вес ребер может быть отрицательным);

Алгоритм поиска A* (находит маршрут с наименьшей стоимостью от одной вершины (начальной) к другой (целевой, конечной), используя алгоритм поиска по первому наилучшему совпадению на графе);

Алгоритм Флойда – Уоршелла (находит кратчайшие пути между всеми вершинами взвешенного ориентированного графа).

Алгоритм Джонсона (находит кратчайшие пути между всеми парами вершин взвешенного ориентированного графа).

Алгоритм Ли (волновой алгоритм, находит путь между вершинами планарного графа, содержащий минимальное количество промежуточных вершин (ребер).

Алгоритм Килдала.

В блоке 7 фиг. 1. выбирают вариант маршрутизации в каждом информационном направлении. Вариант маршрутизации выбирается исходя из критериев (времени, длины маршрута, количества и типа устройств для построения маршрута и др.) соответствия типа и объема циркулирующего в информационном направлении трафика.

В блоке 8 фиг. 1 формируют множество маршрутов между информационно взаимосвязанными абонентами корпоративной системы управления с учетом заданной структуры информационных направлений и выбранного варианта маршрутизации для каждого информационного направления. Формирование маршрутов может быть осуществлено при помощи ЭВМ.

В блоке 9 фиг. 1 исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание линий связи заданного типа в соответствии с заданными условиями применения средств связи, на основе которых они развертываются Данное действие может быть также выполнено, например, путем ввода указанных данных в память ЭВМ (либо на другие носители информации) при помощи известных устройств ввода, либо при помощи известного программного обеспечения (например, Программное обеспечение. SAS.Планета. Режим доступа: http://www.sasgis.org/sasplaneta/, дата обращения 15.07.2020 г.).

В блоке 10 фиг. 1 моделируют функционирование КСУ в части перемещения ее мобильных элементов (изменения топологии) с подключением к сети связи, для чего выполняют действия блоков 11-30.

В блоке 11 фиг. 1 принимают t_i=t_i-1+Δt, где i – шаг моделирования,
i = 1, 2,…I., I – количество шагов моделирования. Записывают значение в ПЗУ ЭВМ.

В блоке 12 фиг. 1 определяют координаты (x,y) K элементов КСУ, где K – количество элементов КСУ, на основе заданной в исходных данных координатной сетки географического фрагмента территории. Вывод координат возможен с помощью известных геоинформационных программ (например: ГИС «Панорома», режим доступа: https://gisinfo.ru/products/map12_prof.htm, дата обращения 03.07.2020 г.).

В блоке 13 фиг. 1 проверяют соответствие координат K элементов КСУ на i-ом шаге моделирования координатам на (i-1)-ом шаге моделирования. Если координаты не соответствуют (на текущем шаге моделирования k-ый элемент находится в движении), то переходят к блоку 11 фиг. 1.

Если координаты соответствуют (на текущем шаге моделирования элемент КСУ стационарен), переходят к блоку 14 фиг. 1.

В блоке 14 фиг. 1 проверяют соответствие координат K элементов КСУ на i-ом шаге моделирования координатам на (i-2)-ом шаге моделирования. Если координаты соответствуют (элемент находится в стационарном состоянии), то переходят к блоку 11 фиг. 1.

Если координаты не соответствуют (k-ый элемент прибыл в очередное место применения по функциональному назначению), переходят к блоку 15 фиг. 1.

В блоке 15 фиг. 1 определяют предельно возможный расход средств связи для прибывших в очередное место функционального применения мобильных элементов КСУ путем суммирования расхода средств связи, необходимых для развертывания линий прямой связи с требуемыми характеристиками (обеспечивающими заданные требования к услугам связи) в каждом информационном направлении

,

где

– предельно возможный расход средств связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y);

– m-ое информационное направление k-го элемента КСУ, ; – информационные направления k-го элемента КСУ;

– расход средств связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y) на развертывание линии прямой связи  -го информационного направления.

Тип средств связи, необходимых для развертывания линий прямой связи, выбирается исходя из приоритетности и условий их применения.

Полученные значения предельно возможного расхода средств связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y) для всех прибывших в очередное место функционального применения мобильных элементов КСУ записывают в ПЗУ ЭВМ.

В блоке 16 фиг. 1 для всех прибывших в очередное место функционального применения мобильных элементов КСУ оценивают расстояние от k-го элемента до всех узлов связи стационарной сети относительно условий развертывания средств связи различных типов. Для каждого типа развертываемых линий связи эти расстояния будут зависеть от физико-географических и погодных условий (например, трасса прокладки оптического кабеля определяется проходимостью местности для средств прокладки (Портнов Э.Л., Сенявский А.Л., Хромой Б.П. Метрология в оптических телекоммуникационных системах. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2019. – 272 с: ил.), а максимальная длина радиорелейного интервала – состоянием атмосферы и ветровой нагрузкой на антенно-мачтовые устройства (Калинин А.И. Расчет трасс радиорелейных линий. – М.: Издательство Связь, 1964. – 244 с.)).

В блоке 17 фиг. 1 для каждого типа линий связи k-го мобильного элемента КСУ строят вариационные ряды узлов связи стационарной сети по полученным расстояниям (Вариационные ряды и их характеристики / И.Г. Венецкий. М.: Статистика, 1970 – 160 с.) от минимального расстояния (старший член вариационного ряда) к максимальному (младший член вариационного ряда).

В блоке 18 фиг. 1 исключают из вариационных рядов элементы, соответствующие узлам связи стационарной сети, подключение к которым по каким-либо условиям невозможно (например, физико-географическим, погодным, техническим).

В блоке 19 фиг. 1 выбирают вариационный ряд в соответствии с условиями и приоритетом применения средств связи для развертывания линии привязки к стационарной сети связи.

В блоке 20 фиг. 1 оценивают расход средств связи, необходимых для развертывания линии привязки k-го мобильного элемента корпоративной системы управления к ближайшему узлу (старшему члену вариационного ряда).

В блоке 21 фиг. 1 вычисляют суммарный расход средств связи для развертывания всех линий привязки к стационарной сети связи

,

где – суммарный расход средств связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y);

– l-ая линия привязки k-го элемента КСУ, ;

– линии привязки k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y);

– расход средств связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y) на -ую линию привязки.

В блоке 22 фиг. 1 сравнивают расход средств связи для развертывания всех линий привязки к стационарной сети связи с предельно возможным расходом средств связи, необходимых для развертывания линий прямой связи с требуемыми характеристиками (обеспечивающими заданные требования к услугам связи) в каждом информационном направлении.

Если расход средств связи для развертывания всех линий привязки к стационарной сети связи превышает предельно возможный  , то в блоке 23 фиг. 1 развертывают линии прямой связи в каждом информационном направлении и запоминают тип и количество затраченных средств связи в блоке 28 фиг. 1.

Если расход средств связи не превышает предельно возможного , то в блоке 24 фиг. 1 подключают k-й мобильный элемент корпоративной системы управления к узлу связи стационарной сети, соответствующему старшему члену выбранного вариационного ряда (ближайшему узлу связи).

В блоке 25 фиг. 1 формируют маршруты в заданных информационных направлениях k-го элемента КСУ в соответствии с выбранными вариантами маршрутизации для каждого информационного направления.

В блоке 26 фиг. 1 проверяют выполнение требований к услугам связи в каждом информационном направлении k-го элемента КСУ. Запоминают количество услуг, соответствующих и несоответствующих требованиям в каждом информационном направлении.

В блоке 27 фиг. 1 для каждого прибывшего в очередное место функционального применения мобильного элемента КСУ, вычисляют коэффициент доступности услуг связи по отношению суммы предоставленных услуг с требуемым качеством к общему количеству необходимых для всех абонентов мобильного элемента корпоративной системы управления услуг

,

где – коэффициент доступности услуг связи k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y);

– n-ая услуга связи требуемого качества k-го элемента КСУ, ;

– количество услуг связи требуемого качества k-го элемента КСУ в месте его функционального применения (x,y);

– общее заданное количество необходимых, для всех абонентов k-го элемента КСУ, услуг связи.

В блоке 28 фиг. 1 сравнивают вычисленные коэффициенты доступности каждого прибывшего в очередное место функционального применения мобильного элемента КСУ к услугам связи стационарной сети с требуемыми коэффициентами доступности .

Если вычисленный коэффициент доступности соответствует заданным требованиям , то в блоке 29 фиг. 1 запоминают тип и количество средств связи, затраченных на привязку мобильного элемента корпоративной системы управления к стационарной сети связи.

Если вычисленный коэффициент доступности не соответствует заданным требованиям , то переходят к блоку 19 фиг. 1 и повторяют действия по подключению мобильного элемента корпоративной системы управления к узлам связи стационарной сети со следующими по порядку членами вариационных рядов до тех пор, пока за счет суммарно подключенных узлов связи, не будут обеспечены требования по доступности услуг связи, либо суммарный расход средств связи на развертывание линий привязки к задействованным узлам стационарной сети не превысит предельного значения.

В блоке 30 фиг. 1 проверяют, истекло ли время T моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления.
Если время моделирования не истекло , то в блоке 11 фиг. 1 переходят к следующему шагу моделирования через время ∆t.

Если время моделирования истекло , то в блоке 31 выводят для каждого мобильного элемента типы и количество средств связи, необходимых для развертывания линий привязок к стационарной сети и прямых связей.

Таким образом, за счет за счет последовательного и обоснованного определения необходимых типов и количества средств связи для развертывания линий привязки и прямых связей в различных физико-географических условиях с учетом телекоммуникационной опосредованности местности и динамики перемещения элементов корпоративной системы управления, обеспечивается заданная пространственная доступность ресурсов стационарной сети связи для мобильных элементов корпоративной системы управления. Технический результат достигнут.

Способ моделирования подключения мобильных элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи, заключающийся в том, что задают географический фрагмент территории, на котором планируется размещение элементов корпоративной системы управления, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание элементов корпоративной системы управления, задают количество и состав органов, структуру информационных направлений корпоративной системы управления, требования корпоративной системы управления к услугам связи, время моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления, период проверки координат и режима работы мобильных элементов корпоративной системы управления, определяют состав и структуру стационарной сети связи, подключают узлы связи элементов корпоративной системы управления к стационарной сети связи, генерируют варианты маршрутизации, выбирают вариант маршрутизации в заданных информационных направлениях с учетом требований к услугам связи, формируют маршруты между информационно взаимосвязанными абонентами корпоративной системы управления, отличающийся тем, что дополнительно задают координатную сетку географического фрагмента территории, требования мобильных элементов корпоративной системы управления к доступности услуг связи стационарной сети, правила перемещения мобильных элементов корпоративной системы управления, типы, характеристики, приоритетность и условия применения средств связи, применяемых для развертывания линий привязки, исключают локальные фрагменты территории, на которых невозможно развертывание линий связи заданного типа, с заданным периодом проверки определяют координаты и режим работы мобильных элементов корпоративной системы управления, для каждого мобильного элемента, прибывшего в очередное место применения, по функциональному назначению определяют предельно возможный расход средств связи путем развертывания линий прямой связи с требуемыми характеристиками в каждом информационном направлении, оценивают расстояние до всех узлов связи стационарной сети относительно условий развертывания средств связи различных типов, для каждого типа линий связи для каждого мобильного элемента корпоративной системы управления строят вариационные ряды узлов связи стационарной сети по полученным расстояниям, исключают из вариационных рядов узлы, подключение к которым по физико-географическим условиям невозможно, оценивают расход средств связи, необходимых для развертывания линии привязки мобильного элемента корпоративной системы управления к ближайшему узлу стационарной связи в соответствии с условиями и приоритетом применения средств связи и сравнивают его с предельно возможным расходом средств связи, при превышении предельно возможного расхода средств связи развертывают линии прямой связи в каждом информационном направлении и запоминают тип и количество затраченных средств связи, если расход средств связи не превышает предельного значения, то подключают мобильный элемент корпоративной системы управления к ближайшему узлу связи стационарной сети, формируют маршруты в заданных информационных направлениях, проверяют выполнение требований к услугам связи в каждом информационном направлении и вычисляют коэффициент доступности услуг связи как отношение суммы предоставленных услуг с требуемым качеством к общему количеству необходимых для всех абонентов мобильного элемента корпоративной системы управления услуг, если вычисленный коэффициент доступности соответствует заданным требованиям, то запоминают тип и количество средств связи, затраченных на привязку мобильного элемента корпоративной системы управления к стационарной сети связи, если вычисленный коэффициент доступности не соответствует заданным требованиям, то повторяют действия по подключению мобильного элемента корпоративной системы управления к узлам связи стационарной сети со следующими по порядку членами вариационных рядов до тех пор, пока за счет суммарно подключенных узлов связи не будут обеспечены заданные требования по доступности услуг связи либо суммарный расход средств связи на развертывание линий привязки к задействованным узлам стационарной сети не превысит предельного значения, после окончания времени моделирования процесса функционирования корпоративной системы управления для каждого мобильного элемента выводят типы и количество средств связи, необходимых для развертывания линий привязок и прямых связей.