Устройство для прогнозирования случайных событий

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности моделирования и прогноза случайных событий. Устройство для прогнозирования случайных событий содержит блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N ≥ 2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов, главный контроллер оперативного времени, блок анализа катастроф, блок задания пороговых значений количества отказов и блок анализа интервальных средних. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для оценки надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных, информационных или телекоммуникационных систем (ПИТС) произвольной структуры, в которых используется циклический характер производства, предоставления информационных или телекоммуникационных услуг, а также временное резервирование.

Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели и блок коррекции данных модели (см. патент РФ №2368003 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МГЖ 8 G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 20.09.2009, Бюл. №26).

Недостатком данного устройства является ограниченная возможность идентификации состояний системы, характеризующихся отсутствием динамики (невозможностью) смены параметров этих состояний ПИТС с учетом изменяющихся задач моделирования и прогнозирования, а также иных влияющих факторов.

Известно устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N ≥ 2 контроллеров оперативного времени модельных элементов и главный контроллер оперативного времени (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15).

Однако данное устройство имеет недостаток - относительно невысокую достоверность моделирования и прогноза случайных событий, связанную с невозможностью идентификации и верификации состояний граничного и аварийного (катастрофического) количества отказов ПИТС, состояний, характерных для аварийного, критического положения параметров надежности и устойчивости моделируемой системы.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству (прототипом) является устройство (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31), содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N ≥ 2 контроллеров оперативного времени модельных элементов, главный контроллер оперативного времени, блок анализа катастроф и блок задания пороговых значений количества отказов. При этом выход блока регистрации подключен к входу блока управления, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовыми входами блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели, блока коррекции данных модели, блока анализа катастроф и блока задания пороговых значений количества отказов, причем М ≥ 2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы, синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующим входам блока имитаторов состояний участков системы, блока модели системы, блока формирования сигналов отказов, блока регистрации, блока проверки данных модели, блока коррекции данных модели, блока анализа катастроф и блока задания пороговых значений количества отказов. Управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N групповых входов которого подключены к соответствующим N групповым выходам блока коррекции данных модели и блока проверки данных модели, N-разрядный выход которого соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели. Причем N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, управляющий вход блока формирования сигналов отказов подключен к управляющему выходу блока проверки данных модели и управляющему выходу блока коррекции данных модели, управляющий вход блока проверки данных модели подключен к управляющему выходу блока модели системы. При этом N групповых выходов блока имитаторов состояний участков системы соединены с информационными входами соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, информационные выходы которых соединены с соответствующими групповыми входами блока модели системы, корректирующие входы которого подключены к корректирующим выходам соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, причем корректирующие входы N контроллеров оперативного времени модельных элементов подключены к соответствующим выходам главного контроллера оперативного времени, входы которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» устройства. Сигнальный вход блока регистрации соединен с сигнальным выходом блока формирования сигналов отказов, информационный выход которого подключен к информационному входу блока анализа катастроф, информационный выход которого соединен с информационным входом блока регистрации, причем проверочный вход блока анализа катастроф соединен с выходом блока задания пороговых значений количества отказов, управляющий вход которого является входом «Ввод пороговых значений количества отказов» устройства, предупредительный выход блока анализа катастроф является выходом «Угроза катастрофы» устройства.

В прототипе реализуется возможность повышения степени адекватности моделируемых и прогнозируемых ситуаций (случайных событий), повышения уровня достоверности моделирования и оценки (прогнозирования) надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС, когда в динамике работы реальной системы, например, вычислительного или информационного комплекса, количество ее единовременных отказов может плавно изменяться под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов, создавая потенциальную возможность (опасность) блокировки, коллапса процесса функционирования ПИТС.

Однако устройство-прототип имеет недостаток - относительно невысокую достоверность моделирования и прогноза случайных событий в условиях постоянно изменяющейся и неоднородной исходной информации, получаемой по разным каналам наблюдения. Это связано с невозможностью получения в устройстве-прототипе интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за время выполнения всего сменного задания (время сеанса предоставления услуг пользователям). Устройство-прототип имеет узкую область применения, так как формирует ограниченную последовательность текущих точечных (пошаговых, потактовых, не объединенных единым временем выполнения всего сменного задания) оценок надежности и качества функционирования ПИТС за отдельные самостоятельные отрезки (шаги, такты) оперативного времени.

Это связано с тем, что устройство-прототип, позволяя моделировать и оценивать (прогнозировать) в условиях, когда количество единовременных отказов ПИТС может плавно изменяться под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов, создавая потенциальную опасность ее блокировки (коллапса), не способно формировать обобщенные интервальные (граничные верхние и нижние) оценки показателей надежности и качества функционирования ПИТС усредненные за период наблюдения - за время выполнения всего сменного задания.

Это исключает применение прототипа для моделирования реального процесса функционирования исследуемой системы в интересах прогнозирования случайных событий с учетом динамики, когда моделируемые параметры функционирования аппаратных и программных средств, как составных элементов ПИТС, постоянно изменяются, неопределенны. В этом случае даже при наличии необходимого объема статистических данных о текущих точечных, пошаговых значениях показателей надежности и качества элементов и процессов, реализуемых ПИТС, в реальных условиях редко наблюдается устойчивость этих значений во времени. Как результат - либо нельзя определить точный закон распределения значений показателей надежности и качества ПИТС и требуется рассматривать целый класс распределений, либо вообще нельзя определить ни закон, ни класс, а только некоторые частные текущие показатели надежности и качества функционирования ПИТС.К таким показателям можно отнести численные значения параметров, например, характеризующих оперативность (своевременность) - средние времена доступа авторизованных пользователей к ресурсу информационных систем, средние времена поиска запрашиваемого контента, или характеризующих надежность - средние времена наработки элементов ПИТС до отказа.

Получение не ограниченной последовательности текущих, точечных (пошаговых, потактовых) результатов моделирования на отдельных интервалах оперативного времени, а формирование интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за время выполнения системой всего сменного задания, очень важно. Текущие точечные, пошаговые оценки не всегда рациональны с точки зрения принятия решений по управлению элементами и ресурсами ПИТС в целом. Гораздо важнее для оптимального управления системами такого класса интервальные оценки их надежности и качества, усредненные за период наблюдения.

Вопросами получения таких интервальных оценок надежности и качества сложных технических систем с учетом объединения различных способов описания неопределенностей и с учетом возможности обработки разнородной, зачастую неполной информации наблюдения, занимается математическая теория, называемая теорией интервальных средних (иногда о методах теории интервальных средних говорят как о методах интервального анализа, статистического анализа интервальных наблюдений, интервальных статистических моделей) [1-6]. Математический аппарат теории интервальных средних основан на понятии «обобщенного среднего» и позволяет рассматривать при моделировании и оценке надежности и качества ПИТС произвольные типы исходных данных, имеющие самые различные источники. Позволяет получать точные нижнее и верхнее значения (границы) среднего уровня качества и эффективности ПИТС, наблюдаемого на интервале времени. С этой точки зрения данная теория является наиболее универсальным средством для анализа качества и надежности ПИТС, в описании которых присутствуют многие (разнородные) виды данных. Теория интервальных средних позволяет с единых позиций рассмотреть все подходы к описанию неопределенностей при решении задач анализа качества и надежности ПИТС [4].

Таким образом, специфика моделирования и оценки (прогнозирования) надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС, позволяет, во-первых, заключить, что предлагаемые в аналогах и в прототипе подходы к пошаговому анализу отдельных элементов ПИТС м ПИТС в целом носят частный характер и не означают общего подхода, позволяющего с единых позиций управления анализировать качество и надежность различных сложных систем на временном интервале. Во-вторых, разработка математических моделей для оценки надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС, как правило, сталкивается с необходимостью учета тех типов неопределенностей, которые зависят от источника информации [4]. В-третьих, ряд задач оценки надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС не могут быть решены в рамках теории вероятностей. Именно поэтому возникает объективная необходимость использования для этих целей теории интервальных средних. Не учет рассмотренной специфики поведения и анализа ПИТС облегчает задачу моделирования и оценки (прогнозирования) систем такого класса, однако снижает степень адекватности модели, уровень достоверности анализа и сужает область применения устройства, так как не позволяет получать интервальные оценки надежности и качества функционирования ПИТС, усредненные за время выполнения сменного задания (за весь период наблюдения).

Под «оперативным временем» понимается время выделяемое для выполнения системой отдельной частной задачи (оперативного задания) в рамках сменного задания, например, время предоставления пользователю услуги по доступу к Skype в рамках всего сеанса предоставления услуг пользователю. Обычно это минимальная единица времени (например, минута, за которую может быть выполнена частная оперативная задача (в рамках сменного задания)), задаваемая в виде тактов синхронизации работы устройства (t, t+1, t+2, …, T) с синхронизирующего выхода блока управления, либо определяемая главным контроллером оперативного времени, входящих в общую структурную схему.

Под «временем выполнения сменного задания (временем сеанса предоставления услуг пользователям)» понимается время Т, выделяемое для выполнения системой всего задания. Это время представляет собой сумму (множество) отрезков оперативных времен, за которые система выполняет весь перечень частных задач (например, множество оперативных задач предоставления отдельных информационных и/или телекоммуникационных услуг) в рамках сменного задания (за время сеанса). Временной резерв системы и ее участков образуется за счет увеличения времени, выделяемого для выполнения сменного задания.

Под «отказом системы» («отказом системы с непополняемым временным резервом») понимается несвоевременное выполнение частных оперативных задач сменного задания, т.е. отказ производственной, информационной или телекоммуникационной системы фиксируется тогда, когда оперативное время истекло, а оперативная частная задача из состава сменного задания еще не выполнена (за отведенное для этого оперативное время не предоставлена информационная или телекоммуникационная услуга).

Под «числом отказов» («количеством отказов») за единицу времени понимается количество q, где q=1, 2, …, Q (Q ≥ 1), как правило, составляющее от 1 (одного) до 50 (пятидесяти) и характеризующее возможное количество единовременных сбоев, ошибок, технических или программных отказов, несвоевременных выполнений частной задачи сменного задания за это отведенное оперативное время для этой конкретной задачи и т.п., возникающих (почти одновременно) за минимальную единицу времени (например, минуту), задаваемую в виде тактов синхронизации работы устройства с синхронизирующего выхода блока управления, либо определяемую главным контроллером оперативного времени, входящими в общую структурную схему.

Целью изобретения является разработка устройства для прогнозирования случайных событий, способного повысить достоверность моделирования и прогноза случайных событий - способного получать интервальные (граничные верхние и нижние) оценки показателей надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), устройства с более широким диапазоном применения, способного моделировать и прогнозировать случайные события с учетом динамики их изменения за весь интервал времени выполнения сменного задания, что очень важно для оптимального управления системами такого класса.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N ≥ 2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов, главный контроллер оперативного времени, блок анализа катастроф и блок задания пороговых значений количества отказов, дополнительно включен блок анализа интервальных средних, предназначенный для осуществления процедур вычисления интервальных средних (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования системы за все время выполнения сменного задания (за все время сеанса предоставления услуг пользователям), а также для выдачи оператору результатов вычисления интервальных средних оценок надежности и качества производственной, информационной или телекоммуникационной системы, причем выход блока регистрации подключен к входу блока управления, М ≥ 2 контрольных выходов блока управления подключены к соответствующим М контрольным входам блока модели системы, управляющий выход блока управления соединен с управляющим входом блока имитаторов состояний участков системы, N групповых входов которого подключены к N соответствующим групповым выходам блока коррекции данных модели и к N соответствующим групповым выходам блока проверки данных модели, N-разрядный выход которого соединен с N-разрядным входом блока коррекции данных модели, а сигнальный выход блока проверки данных модели соединен с сигнальным входом блока коррекции данных модели, N групповых входов блока проверки данных модели соединены с соответствующими N групповыми выходами блока модели системы, управляющий вход блока формирования сигналов отказов подключен к управляющему выходу блока коррекции данных модели и к управляющему выходу блока проверки данных модели, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу блока модели системы, при этом N групповых выходов блока имитаторов состояний участков системы соединены с информационными входами соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, информационные выходы которых соединены с соответствующими групповыми входами блока модели системы, корректирующие входы которого подключены к корректирующим выходам соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов, корректирующие входы N контроллеров оперативного времени модельных элементов подключены к соответствующим выходам главного контроллера оперативного времени, входы которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» устройства, информационный выход блока формирования сигналов отказов подключен к информационному входу блока анализа катастроф, проверочный вход которого соединен с выходом блока задания пороговых значений количества отказов, управляющий вход которого является входом «Ввод пороговых значений количества отказов» устройства, предупредительный выход блока анализа катастроф является выходом «Угроза катастрофы» устройства, сбросовый выход блока управления соединен со сбросовым входом блока имитаторов состояний участков системы, сбросовым входом блока модели системы, сбросовым входом блока формирования сигналов отказов, сбросовым входом блока регистрации, сбросовым входом блока проверки данных модели, сбросовым входом блока коррекции данных модели, сбросовым входом блока анализа катастроф, сбросовым входом блока задания пороговых значений количества отказов и сбросовым входом блока анализа интервальных средних, сигнальный вход которого соединен с сигнальным выходом блока формирования сигналов отказов, синхронизирующий выход блока управления подключен к синхронизирующему входу блока имитаторов состояний участков системы, синхронизирующему входу блока модели системы, синхронизирующему входу блока формирования сигналов отказов, синхронизирующему входу блока регистрации, синхронизирующему входу блока проверки данных модели, синхронизирующему входу блока коррекции данных модели, синхронизирующему входу блока анализа катастроф, синхронизирующему входу блока задания пороговых значений количества отказов и синхронизирующему входу блока анализа интервальных средних, сигнальный выход которого подключен к сигнальному входу блока регистрации, информационный вход которого соединен с информационным выходом блока анализа интервальных средних, информационный выход блока анализа катастроф соединен с информационным входом блока анализа интервальных средних, первый операторный выход блока анализа интервальных средних является выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, второй операторный выход блока анализа интервальных средних является выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.

Блок анализа интервальных средних состоит из центрального вычислителя, первичного и вторичного оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), при этом Т ≥ 1 входов В центрального вычислителя объединены и являются сигнальным входом блока анализа интервальных средних, Т входов А центрального вычислителя объединены и являются информационным входом блока, вход переноса центрального вычислителя является сбросовым входом блока, тактовый вход и вход разрешения выходов данных центрального вычислителя объединены и являются синхронизирующим входом блока анализа интервальных средних, инверсный выход генерации переноса центрального вычислителя соединен с разрешающими входами первичного и вторичного ОЗУ соответственно, базовые выходы которых являются соответственно информационным и сигнальным выходами блока, первый и второй выходы данных центрального вычислителя подключены к базовым входам соответственно первичного и вторичного ОЗУ, операторный выход первичного ОЗУ является первым операторным выходом блока анализа интервальных средних и выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, операторный выход вторичного ОЗУ является вторым операторным выходом блока анализа интервальных средних и выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.

Принцип создания предлагаемого устройства для прогнозирования случайных событий основан на известных результатах исследований в области теории интервальных средних, изложенных в работах [1-6]. Анализ данных работ позволяет сформировать математически корректный алгоритм моделирования и прогнозирования случайных событий с учетом динамики их изменения за весь интервал времени выполнения сменного задания, алгоритм получения интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Таким образом, в рамках прогнозирования случайных событий с учетом динамики их изменения за интервал времени (за весь интервал времени выполнения сменного задания), с учетом возможного (вероятного) наличия различного рода неопределенностей и с учетом объективной необходимости обработки разнородной, зачастую неполной информации наблюдения, решается задача получения интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям). С точки зрения физической интерпретации, это процесс моделирования (построения обобщенных статистических моделей) и интервального анализа показателей надежности и качества ПИТС с возможностью вывода (оповещения) пользователю (оператору, администратору) системы оценочных данных (интервальных оценок, усредненных за период наблюдения) для принятия обоснованных решений по управлению ПИТС.

При данном подходе к прогнозированию показателей надежности и качества функционирования сложной системы, возможно получение их интервальных (граничных верхних и нижних) оценок за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям). При этом весь интервал - все время выполнения сменного задания (время сеанса предоставления услуг пользователям), представляет собой сумму отрезков оперативных времен t, t+1, t+2, …, Т(Т ≥ 1; t = 1, 2, …, Т; Т = 50) выделяемых для выполнения отдельной конкретной задачи и задаваемых с помощью тактов синхронизации работы устройства, поступающих с синхронизирующего выхода блока управления, либо определяемое главным контроллером оперативного времени (как сумма оперативных времен), входящими в общую структурную схему.

Анализ теоретических подходов, освещенных в работах [1-6] и возможных практических приложений, рассмотренных в работах [7] и [8], позволяет предусмотреть в устройстве возможность такой оценки показателей надежности и качества ПИТС на основе методов теории интервальных средних. Математическая формализация точечных (пошаговых, потактовых) показателей надежности и качества ПИТС за отдельные отрезки оперативного времени, может быть представлена:

с точки зрения оценки надежности ПИТС - посредством определения на информационном выходе блока анализа катастроф сигналов отказов, соответствующих точечным (пошаговым, потактовым, за один интервал t оперативного времени) значениям количества отказов для каждого для каждого n-го участка (N ≥ 2; n=2, …, N; N=50) исследуемой системы.

с точки зрения оценки качества ПИТС - посредством определения на информационном выходе блока формирования сигналов отказов сигналов о выполнении отдельных частных задач (оперативных заданий из перечня общего сменного задания), соответствующих точечным (пошаговым, потактовым, за один интервал t оперативного времени) значениям количества выполненных задач, входящих в общее сменное задание для каждого n-го участка (N ≥ 2; n=2, …, N; N=50) исследуемой системы.

В свою очередь, математическая формализация интервальных значений показателей надежности и качества ПИТС за все время оперативного задания, может быть представлена путем математического расчета интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время Т (Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(7)) выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Расчет интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время Т выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям) заключается в следующем. Имеется временной интервал Т(Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)) выполнения сменного задания (сеанса предоставления услуг пользователям) на котором будет осуществляться интервальная оценка показателей надежности и качества функционирования ПИТС. На множестве всех идентифицированных значений показателей надежности и качества, пошагово (на каждом такте, за каждый интервал t оперативного времени) получаемых соответственно с выхода блока анализа катастроф (сигналы числа отказов являются показателем надежности и численно характеризуют надежность системы) и с выхода блока формирования сигналов отказов сигналов (сигналы о выполнении отдельных оперативных заданий из перечня общего сменного задания являются показателем качества и численно характеризуют качество системы), путем анализа статистики за все время выполнения сменного задания Т, определяют интервальные показатели качества каждого заранее заданного состояния системы (показателей системы) μ(Sj) на этом временном интервале, а помощью этих значений находят интервальные (граничные верхние и нижние) оценки показателей надежности и качества функционирования ПИТС.

Иными словами, на основе статистического анализа наблюдаемых (измеряемых) параметров, показателей надежности и качества (наблюдения на интервале выполнения сменного задания Т) ПИТС и с использованием методов теории интервальных средних находят нижний и верхний средние уровни надежности и качества системы на этом интервале времени. Вычисляют точное нижнее и верхнее значение среднего уровня надежности и качества ПИТС, наблюдаемого на интервале времени Т (Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)), путем решения задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров (числа отказов и числа выполненных оперативных заданий) системы. Затем определяют интервальные оценки обобщенного показателя надежности и обобщенного показателя качества ПИТС с учетом результатов интервального анализа (идентификации) параметров системы. Это позволяет обеспечить непрерывность (динамику в непрерывном времени) анализа состояния, надежности и качества (получения интервальных оценок), повышение достоверности результатов моделирования, анализа и контроля систем такого класса в условиях постоянно изменяющейся и неоднородной исходной информации, получаемой по разным каналам наблюдения, а также расширение области применения средств моделирования, контроля и диагностики состояния, надежности и качества ПИТС с учетом внутренних и внешних (конструктивных и деструктивных) воздействий на систему на временных интервалах.

Сущность оценки значений показателей надежности и качества функционирования ПИТС на основе методов теории интервальных средних заключается в следующем [1-6]. Предположим, что показатель надежности (или качества) ПИТС имеет J состояний {S1, S2, …, Sj, …, SJ}, j=1, 2, 3, …, J. На множестве всех заранее заданных (идентифицированных) состояний параметра ПИТС (числа отказов или числа выполненных оперативных заданий) определим показатели надежности (или качества) каждого состояния μ(Sj) на временном интервале Т. Тогда показатель надежности Eн (или качества Ек) ПИТС на временном интервале Т с использованием заранее заданных (идентифицированных) состояний его параметра определяется как (например, для показателя надежности) [1]

где pj(T) - вероятность того, что система (показатель надежности) на временном интервале Т находится в идентифицированном состоянии Sj.

Предполагают, что вероятности pj(T) неизвестны. Но можно сформировать (заранее определить, получить от экспертов) нижнюю и верхнюю границы среднего уровня надежности (или качества и ПИТС, наблюдаемого на интервале времени Т. Тогда показатель надежности (или качества) μ может рассматриваться как признак (идентифицированный параметр системы - число отказов или число выполненных оперативных заданий), а функции и как нижнее и верхнее средние этого признака, т.е.

где и - нижние и верхние средние, причем при полном отсутствии сведений о параметре, например о параметре, характеризующем надежность - числе отказов

[1, 2].

При этом «признаком» случайного явления принято называть произвольную числовую функцию f(х), если x ∈ X, где Х - пространство элементарных исходов значений параметра [5]. В нашем случае «признаком» выступает уровень (значение) показателя надежности и качества ПИТС, наблюдаемого на интервале времени Т. Понятие «интервальные средние» - нижний и верхний средние уровни надежности и качества ПИТС, наблюдаемого на интервале времени Т.

Для показателя (признака) надежности и качества ПИТС можно определить его точное среднее M(f), которое, например, для оценки надежности, определяется по известной формуле [1, 2]

где F(x) - функция распределения случайной переменной (функция распределения параметров надежности). Интервальным средним (imprecise prevision) признака называется отрезок . Если не знаем точно функцию распределения F(x), а можем лишь говорить о ее границах для всех значений x ∈ Х, то точное среднее для показателя надежности (качества) ПИТС находится в пределах (f).

В нашем случае имеем ПИТС, реализующую каждое оперативное задание за выделенное оперативное время t. Сумма оперативных времен составляет время выполнения всего сменного задания Т - интервал времени, на котором необходимо определить надежность и качество системы. Тогда интервальные характеристики надежности и качества ПИТС могут быть получены по известным характеристикам надежности и качества на отдельных временных участках (за отдельные отрезки оперативного времени, выделяемого для конкретного оперативного задания) при помощи принципа продолжения, детально описанного в работе [1]. Для вычисления нижнего среднего уровня надежности (или качества ) ПИТС по имеющимся средним значениям признаков ее надежности (качества) и за отдельные отрезки t оперативного времени, необходимо определить точную нижнюю границу (наименьшую из всех верхних) [1]:

где с, ct - нижние средние значения идентифицированного параметра (признака) надежности (или качества) ПИТС за отдельное t-oe оперативное время; dt - верхние средние значения идентифицированного параметра (признака) надежности (или качества) ПИТС за отдельное t-е оперативное время (неотрицательные вещественные параметры), а с0 - произвольный вещественный параметр.

Для вычисления верхнего среднего уровня надежности (или качества ) ПИТС по имеющимся средним значениям признаков ее надежности (качества) и за отдельные отрезки t оперативного времени, необходимо определить точную верхнюю границу (набольшую из всех нижних) [1]:

Тем самым получаем средние и уровня надежности (или качества и ) ПИТС, наблюдаемого на всем интервале времени выполнения сменного задания Т, причем они вычислены как решение задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров надежности (качества) на каждом отдельном t-ом оперативном времени. Важно отметить, что при анализе надежности (или качества) ПИТС, наблюдаемого на всем интервале времени выполнения сменного задания Т в нашем случае не используется информация о независимости ее элементов. Тогда, для системы с мультипликативным обобщенным показателем надежности (качества), верно следующее соотношение, характеризующее функцию взаимосвязи показателей надежности (качества) ПИТС за интервал Т со значениями показателей ее надежности (качества) на каждом отдельном t-ом оперативном времени и, по сути определяющим обобщенную интервальную (граничную верхнию и нижнюю) оценку показателей надежности ( и ) и качества ( и ) функционирования ПИТС, например, для надежности [1, 3, 5]:

Анализ выражений (1) - (6) позволяет сделать вывод о технической возможности реализации процесса прогнозирования случайных событий при функционировании сложных автоматизированных и гибких ПИТС и процессов интервального анализа надежности или качества (4) и (5) ПИТС, а также обобщенной оценки надежности или качества функционирования ПИТС (6) на основе методов теории интервальных средних.

Благодаря новой совокупности существенных признаков, за счет введения блока анализа интервальных средних, предназначенного для осуществления процедуры получения интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям) а также вывода пользователю (оператору, администратору) системы оценочных данных - интервальных оценок надежности и качества, усредненных за период наблюдения, для принятия обоснованных решений по управлению ПИТС, достигается повышение достоверности моделирования и прогноза случайных событий и расширение диапазона применения заявленного устройства. В заявленном устройстве достигается возможность моделировать и прогнозировать случайные события с учетом динамики их изменения за весь интервал времени выполнения сменного задания, с учетом возможного наличия различного рода неопределенностей и объективной необходимости обработки разнородной, зачастую неполной информации наблюдения. Тем самым, применение заявленного устройства позволит обеспечить повышение уровня достоверности результатов анализа и контроля параметров ПИТС в условиях неоднородной (зачастую неопределенной, недостоверной) исходной информации, получаемой по разным каналам наблюдения, позволит обеспечить непрерывный интервальный анализ параметров системы.

Заявленное устройство поясняется чертежами, на которых представлены:

на фиг. 1 - структурная схема устройства для прогнозирования случайных событий;

на фиг. 2 - структурная схема блока анализа интервальных средних;

на фиг. 3 - структурная схема блока управления;

на фиг. 4 - пример структуры конкретной системы (из шести участков, N=6);

на фиг. 5 - структурная схема блока модели системы;

на фиг. 6 - структурная схема n-го () модельного элемента участка системы;

на фиг. 7 - структурная схема блока имитаторов состояний участков системы;

на фиг. 8 - структурная схема блока формирования сигналов отказов;

на фиг. 9 - структурная схема блока регистрации;

на фиг. 10 - структурная схема блока проверки данных модели;

на фиг. 11 - структурная схема блока коррекции данных модели.

на фиг. 12 - структурная схема n-го () контроллера оперативного времени модельных элементов;

на фиг. 13 - структурная схема главного контроллера оперативного времени;

на фиг. 14 - структурная схема блока анализа катастроф;

на фиг. 15 - структурная схема блока задания пороговых значений количества отказов.

Устройство для прогнозирования случайных событий, изображенное на фиг. 1, состоит из блока управления 1, блока модели системы 2, блока имитаторов состояний участков системы 3, блока формирования сигналов отказов 4, блока регистрации 5, блока проверки данных модели 6, блока коррекции данных модели 7, N ≥ 2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N, главного контроллера оперативного времени 9, блока анализа катастроф 10, блока задания пороговых значений количества отказов 11 и блок анализа интервальных средних 12. При этом выход 51 блока регистрации 5 подключен к входу 16 блока управления 1, М ≥ 2 контрольных выходов 141 - 14M блока управления 1 подключены к соответствующим М контрольным входам 241 - 24M блока модели системы 2, управляющий выход 15 блока управления 1 соединен с управляющим входом 34 блока имитаторов состояний участков системы 3, N групповых входов 311 - 31N которого подключены к N соответствующим групповым выходам 711 - 71N блока коррекции данных модели 7 и к N соответствующим групповым выходам 681 - 68N блока проверки данных модели 6, N-разрядный выход которого соединен с N-разрядным входом 74 блока коррекции данных модели 7, а сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 соединен с сигнальным входом 75 блока коррекции данных модели 7, N групповых входов 611 - 61N блока проверки данных модели 6 соединены с соответствующими N групповыми выходами 211 - 21N блока модели системы 2, управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 подключен к управляющему выходу 76 блока коррекции данных модели 7 и к управляющему выходу 66 блока проверки данных модели 6, управляющий вход 67 которого подключен к управляющему выходу 26 блока модели системы 2, при этом N групповых выходов 351 - 35N блока имитаторов состояний участков системы 3 соединены с информационными входами 811 - 81N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N, информационные выходы 831 - 83N которых соединены с соответствующими групповыми входами 251 - 25N блока модели системы 2, корректирующие входы 271 - 27N которого подключены к корректирующим выходам 841 - 84N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N. Корректирующие входы 821 - 82N N контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N подключены к соответствующим выходам 921 - 92N главного контроллера оперативного времени 9, входы 911 - 91N которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» 011 - 01N устройства. Информационный выход 44 блока формирования сигналов отказов 4 подключен к информационному входу 104 блока анализа катастроф 10, проверочный вход 105 которого соединен с выходом 111 блока задания пороговых значений количества отказов 11, управляющий вход 114 которого является входом «Ввод пороговых значений количества отказов» устройства, предупредительный выход 101 блока анализа катастроф 10 является выходом «Угроза катастрофы» устройства. Сбросовый выход 17 блока управления 1 соединен со сбросовым входом 32 блока имитаторов состояний участков системы 3, сбросовым входом 22 блока модели системы 2, сбросовым входом 42 блока формирования сигналов отказов 4, сбросовым входом 52 блока регистрации 5, сбросовым входом 62 блока проверки данных модели 6, сбросовым входом 72 блока коррекции данных модели 7, сбросовым входом 102 блока анализа катастроф 10, сбросовым входом 112 блока задания пороговых значений количества отказов 11 и сбросовым входом 122 блока анализа интервальных средних 12, сигнальный вход 125 которого соединен с сигнальным выходом 45 блока формирования сигналов отказов 4. Синхронизирующий выход 13 блока управления 1 подключен к синхронизирующему входу 33 блока имитаторов состояний участков системы 3, синхронизирующему входу 23 блока модели системы 2, синхронизирующему входу 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующему входу 53 блока регистрации 5, синхронизирующему входу 63 блока проверки данных модели 6, синхронизирующему входу 73 блока коррекции данных модели 7, синхронизирующему входу 103 блока анализа катастроф 10, синхронизирующему входу 113 блока задания пороговых значений количества отказов 11 и синхронизирующему входу 123 блока анализа интервальных средних 12, сигнальный выход 127 которого подключен к сигнальному входу 55 блока регистрации 5, информационный вход 54 которого соединен с информационным выходом 126 блока анализа интервальных средних 12. Информационный выход 106 блока анализа катастроф 10 соединен с информационным входом 124 блока анализа интервальных средних 12, первый операторный выход 120 блока анализа интервальных средних 12 является выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, второй операторный выход 121 блока анализа интервальных средних 12 является выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.

Число «N, (N ≥ 2)» (элементов, входов, выходов и т.п.) определяется в соответствии с возможным количеством участков исследуемой производственной, информационной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 50 (пятидесяти).

Число «М, (М ≥ 2)» характеризует возможное количество агрегатов участка исследуемой производственной, информационной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).

Число «L, (L ≥ 2)» характеризует возможное количество параллельно работающих участков исследуемой производственной, информационной или телекоммуникационной системы и, как правило, составляет от 2 (двух) до 20 (двадцати).

Число «K, (K ≥ 2)» характеризует возможное максимальное количество отказов системы за весь цикл ее работы, используется в интересах получения параметров эмпирического распределения наработки производственной, информационной или телекоммуникационной системы на отказ и, как правило, составляет от 2 (двух) до 500 (пятисот).

Число «q, (q ∈ Q; Q ≥ 1)» характеризует возможное число отказов (количество отказов) за единицу времени, где Q - максимально возможное количество единовременных сбоев, ошибок, технических или программных отказов, несвоевременных выполнений оперативных заданий и т.п., возникающих (почти одновременно) за минимальную единицу времени t (например, минуту), задаваемую в виде тактов синхронизации работы устройства. Это число изменяется в пределах q=1, 2, …, Q и, как правило, составляет от 1 (одного) до 50 (пятидесяти).

Число «T, (Т ≥ 1; Т=(t)+(t+l)+(t+2)+…+(T))» характеризует весь возможный отрезок времени выполнения сменного задания (состоящий из отрезков оперативного времени для каждой отдельной из задач в рамках этого сменного задания t, t+1, t+2, …, Т), задаваемое с синхронизирующего выхода блока управления, либо определяемое главным контроллером оперативного времени (как сумма оперативных времен), входящими в общую структурную схему, и, как правило, составляет от 1 (одного) до 50 (пятидесяти).

Число «j, (j ∈ J; J ≥ 1)» характеризует возможное количество состояний {S1, S2, …, Sj, …, SJ} показателя надежности (или качества) ПИТС, где J - максимально возможное количество состояний. Это число изменяется в пределах j=1, 2, 3, …, J и, как правило, составляет от 1 (одного) до 50 (пятидесяти).

Блок анализа интервальных средних 12 предназначен для осуществления процедуры получения (вычисления) интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), а также вывода пользователю (оператору, администратору) системы оценочных данных - интервальных оценок надежности и качества, усредненных за период наблюдения, для принятия обоснованных решений по оптимальному управлению ПИТС.

Блок анализа интервальных средних 12 (фиг. 2) состоит из центрального вычислителя 12.1, первичного 12.2 и вторичного 12.3 ОЗУ. При этом Т входов В (B1 - BT) центрального вычислителя 12.1 объединены и являются сигнальным входом 125 блока анализа интервальных средних 12, Г входов A (A1 - AT) центрального вычислителя 12.1 объединены и являются информационным входом 124 блока, вход переноса С0 центрального вычислителя 12.1 является сбросовым входом 122 блока, тактовый вход Т и вход 0Е разрешения выходов данных Y центрального вычислителя 12.1 объединены и являются синхронизирующим входом 123 блока анализа интервальных средних 12. Инверсный выход генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 соединен с разрешающими входами 12.2-2 и 12.3-2 первичного 12.2 и вторичного 12.3 ОЗУ соответственно, базовые выходы 12.2-3 и 12.3-3 которых являются соответственно информационным 126 и сигнальным 127 выходами блока, первый Y1 и второй Y2 выходы данных центрального вычислителя 12.1 подключены к базовым входам соответственно 12.2-1 и 12.3-1 первичного 12.2 и вторичного 12.3 ОЗУ. Операторный выход 12.2-4 первичного ОЗУ 12.2 является первым операторным выходом 120 блока анализа интервальных средних 12 и выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, операторный выход 12.3-4 вторичного ОЗУ 12.3 является вторым операторным выходом 121 блока анализа интервальных средних 12 и выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.

Центральный вычислитель 12.1 блока анализа интервальных средних 12 (см. фиг. 2) предназначен для осуществления процедуры вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям). Центральный вычислитель 12.1 представляет собой серийно выпускаемую, наращиваемую и программируемую микропроцессорную секцию (МПС или MPS - Micro-Processoring Section) с высоким быстродействием, типа MPS KM1804ВС1, традиционно применяемую в составе периферийных контроллеров, устройств дискретной автоматики и цифрового управления и описанную, например, в [Основы электроники: учебник для СПО / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательство Юрайт, 2016. - 407 с. С. 231-233, рис. 4.4.4].

Первичный ОЗУ 12.2 блока анализа интервальных средних 12 (см. фиг. 2) предназначен для записи, хранения и выдачи на информационный выход блока пошаговых сигналов отказов (значений текущих параметров надежности), для записи, хранения и выдачи на первый операторный выход блока и на выход «Интервальные средние значения надежности» устройства полученных результатов - интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателя надежности ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), т.е., вывода пользователю (оператору, администратору) оценочных данных - интервальных оценок надежности, усредненных за период наблюдения. Первичный ОЗУ 12.2 блока анализа интервальных средних 12 может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого программируемого динамического ОЗУ, в соответствии с описанием, представленным в работе [Основы электроники: учебник для СПО / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательство Юрайт, 2016. - 407 с. С. 229-231, рис. 4.3.2].

Вторичный ОЗУ 12.3 блока анализа интервальных средних 12 (см. фиг. 2) предназначен для записи, хранения и выдачи на сигнальный выход блока пошаговых сигналов о выполнении оперативных заданий (значений текущих параметров качества), для записи, хранения и выдачи на второй операторный выход блока и на выход «Интервальные средние значения качества» устройства полученных результатов - интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателя качества ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), т.е., вывода пользователю (оператору, администратору) оценочных данных - интервальных оценок качества, усредненных за период наблюдения. Вторичный ОЗУ 12.2 блока анализа интервальных средних 12 также может быть технически реализован на базе серийно выпускаемого программируемого динамического ОЗУ, в соответствии с [Основы электроники: учебник для СПО / О.В. Миловзоров, И.Г. Панков. - 5-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательство Юрайт, 2016.-407 с. С. 229-231, рис. 4.3.2].

Блок управления 1 (фиг. 3), входящий в общую структурную схему, предназначен для генерации сигналов управления - уровня «0» (режим, когда блоки устройства переводятся в исходное состояние) либо уровня «1» (соответствующего режиму «Работа»), генерации тактовых импульсов, обеспечивающих работу устройства по определенным циклам (временам выполнения сменных заданий) и генерации единичных импульсов, синхронизирующих работу ряда блоков устройства по отсчетам оперативного времени. Структура блока управления 1 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 7), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 4) и проиллюстрирована на фиг. 3 данного описания. Блок управления 1 (см. фиг. 3) содержит формирователь импульсов 1.1, генератор тактовых импульсов 1.2, переключатель 1.3, элемент И 1.4, синхронный счетчик 1.5 и дешифратор 1.6.

Блок модели системы 2, входящий в общую структурную схему, предназначен для моделирования процесса функционирования взаимосвязанных участков конкретной производственной, информационной или телекоммуникационной системы, пример структуры которой приведен на фиг. 4. Структурная схема блока модели системы 2 известна, включает N модельных элементов участка системы, соединенных между собой в соответствии со структурой производственной, информационной или телекоммуникационной системы, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, опубликованный 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 5), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 6) и приведена на фиг. 5 данного описания, где, в качестве примера, количество участков N=6 и участки обозначены латинскими цифрами I, II, III, IV, V, VI и арабскими цифрами 2.1-2.N. При этом корректирующие входы N модельных элементов участка системы 2.1-2.N являются корректирующими входами 271 - 27N блока модели системы 2.

Каждый из модельных элементов участка системы 2.1-2.N (фиг. 6) блока модели системы 2 предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной, информационной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений, происходящих в случайные моменты времени и с учетом коррекции оперативных времен выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания в целом на конкретном модельном элементе участка системы. Структура каждого из модельных элементов участка системы 2.1-2.N известна, идентична для любого n-го () из участков системы, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08,27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 6), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 7) и проиллюстрирована в качестве примера для некоторого n-ого модельного элемента участка системы 2.n () на фиг. 6 данного описания. При этом n-ый модельный элемент участка системы 2.n (см. фиг. 6) содержит с первого по четвертый элементы ИЛИ 2.n.1 - 2.n.4, L элементов И 2.n.51-2.n.5L, первичный элемент И 2.n.6, вторичный элемент И 2.n.7, первичный триггер 2.n.8, вторичный триггер 2.n.9, первичный счетчик 2.n.10, вторичный счетчик 2.n.11, первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 и вторичный дешифратор 2.n.13. Причем корректирующий вход 2.n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 является корректирующим входом 2.n-7 n-го модельного элемента участка системы 2.n и соответствующим корректирующим входом 27n блока модели системы 2.

Блок имитаторов состояний участков системы 3 (фиг. 7), входящий в общую структурную схему, предназначен для имитации циклического процесса функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени. Структура блока имитаторов состояний участков системы 3 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 8), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 8) и представлена на фиг. 7 данного описания. Блок имитаторов состояний участков системы 3 (см. фиг. 7) состоит из N ≥ 2 имитаторов состояний участков системы 3.1-3.N, каждый из которых содержит, например, для имитатора состояний участков системы 3.1: элемент И 3.1.1, одновибратор 3.1.2, счетчик 3.1.3, дешифратор 3.1.4, элемент НЕ 3.1.5, М ≥ 2 генераторов случайных импульсов 3.1.61 - 3.1.6M, элемент И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 и элемент ИЛИ 3.1.8.

Блок формирования сигналов отказов 4 (фиг. 8), входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации и дешифровки результатов моделирования системы, поступающих с управляющего выхода блока проверки данных модели 6 или блока коррекции данных модели 7, а также учета и формирования числа выполненных за оперативное время оперативных заданий - численных значений количества изделий, изготовленных производственной системой или количества доведенных до абонента информационной или телекоммуникационной системы услуг за текущее оперативное время. Структурная схема блока формирования сигналов отказов 4 известна, подробно описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 9), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 9), а также приведена на фиг. 8 данного описания. Блок формирования сигналов отказов 4 (см. фиг. 8) содержит элемент ИЛИ 4.1, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики, основной 4.4 и дополнительный 4.5 дешифраторы.

Блок регистрации 5 (фиг. 9), входящий в общую структурную схему, предназначен для регистрации и учета данных о текущих численных значениях показателей надежности и качества функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Структура блока регистрации 5 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 10), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 10) и представлена на фиг. 9 данного описания. Блок регистрации 5 (см. фиг. 9) состоит из основного элемента И 5.1, K (где K ≥ 2) элементов И 5.21 - 5.2K, делителя частоты 5.3, элемента ИЛИ 5.4, первичного 5.5, вторичного 5.6 и третичного 5.7 счетчиков, K ≥ 2 счетчиков 5.81 - 5.8K, четверичного счетчика 5.9, первичного 5.10, вторичного 5.11, третичного 5.12 и четверичного 5.13 дешифраторов, одновибратора 5.14, переключателя 5.15 и элемента НЕ 5.16.

Блок проверки данных модели 6 (фиг. 10), входящий в общую структурную схему, предназначен для анализа и регистрации истинных значений параметров моделируемых сигналов, характеризующих принадлежность конкретного сигнала состояния к пространству состояния безотказной работы системы (выполнения оперативных заданий за оперативное время) либо к пространству отказов, а также для преобразования данных, идентифицируемых неоднозначно (недостоверно, неполно) к виду, пригодному для получения однозначных (достоверных) результатов прогнозирования случайных событий, т.е. преобразования из параллельного кода в последовательный, с целью последующего распознавания. Структура блока проверки данных модели 6 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 11), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 11) и представлена на фиг. 10 данного описания. Блок проверки данных модели 6 (см. фиг. 10) состоит из селектора исходных данных 6.1 и преобразователя недостоверных данных 6.2.

Блок коррекции данных модели 7 (фиг. 11), входящий в общую структурную схему, предназначен для записи, хранения результатов анализа данных и математически корректного распознавания (определения) параметров, полученных в результате моделирования производственного, информационного или телекоммуникационного процесса, соотношение которых характеризует состояние безотказной работы системы (выполнения оперативных заданий за оперативное время) или противоположное состояние - отказ системы, и преобразования этих данных из последовательного кода в параллельный с целью последующего продолжения моделирования производственного, информационного или телекоммуникационного процесса. Структура блока коррекции данных модели 7 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 12), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 12) и представлена на фиг. 11 данного описания. Блок коррекции данных модели 7 состоит (см. фиг. 11) из программируемого вычислителя 7.1, первичного 7.2 и вторичного 7.3 запоминающих элементов.

Контроллеры оперативного времени модельных элементов 81 - 8N (фиг. 12), входящие в общую структурную схему, идентичны и предназначены для дешифровки, дополнительного сравнения и контроля кода, обуславливающего новые значения оперативных времен выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания в целом на конкретном модельном элементе участка системы. Структура контроллера оперативного времени модельных элементов (например, n-ого контроллера) 8n, где n=1, 2,…,N, известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 2), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 13) и представлена на фиг. 12 данного описания. Контроллер оперативного времени модельных элементов (например, n-ый контроллер) 8n, где n=1, 2, …, N, (см. фиг. 12), состоит из дешифратора корректированного кода оперативного времени 8.1n и регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2n.

Главный контроллер оперативного времени 9 (фиг. 13), входящий в общую структурную схему, предназначен для динамической коррекции значений (границ) оперативных времен выполнения отдельных оперативных заданий и, как следствие - времени выполнения всего сменного задания в целом на конкретном модельном элементе любого из N участков производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Структура главного контроллера оперативного времени 9 известна, детально описана в (см. патент РФ №2551793 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 15/46, G06F 17/18, G06N 7/08, 27.05.2015, Бюл. №15, фиг. 3), в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 14) и представлена на фиг. 13 данного описания. Главный контроллер оперативного времени 9 (см. фиг. 13) состоит из регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 и элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2.

Блок анализа катастроф 10 (фиг. 14), входящий в общую структурную схему, предназначен для идентификации и верификации состояний граничного, аварийного (катастрофического) количества отказов системы при плавных изменениях параметров внешних условий и управляющих воздействий, а также для выработки сигналов логического нуля или логической единицы (сигнала предсказания и предупреждения), характеризующих соответственно отсутствие или наличие возможного катастрофического состояния числа отказов. Структура блока анализа катастроф 10 известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 2) и представлена на фиг. 14 данного описания. Блок анализа катастроф 10 (фиг. 14) состоит из центрального ОЗУ 10.0, N исполнительных ОЗУ 10.11 - 10.1N, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 10.2, элемента итерационного сравнения 10.3, элемента сравнения 10.4, промежуточного ОЗУ 10.5, промежуточного элемента И 10.6 и элемента И 10.7.

Блок задания пороговых значений количества отказов 11 (фиг. 15), входящий в общую структурную схему, предназначен для формирования допустимого значения количества единовременных отказов системы, при превышении значений которого система с большой вероятностью перейдет в аварийное (катастрофичное) состояние, для формирования последовательности пороговых значений количества единовременных отказов системы, а также для формирования сигнала логического нуля или логической единицы, характеризующих соответственно запрещение или разрешение администратора (оператора) на выдачу сигнала оповещения о наличии возможного катастрофического состояния количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Структура блока задания пороговых значений количества отказов 11 известна, детально описана в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 3) и представлена на фиг. 15 данного описания. Блок задания пороговых значений количества отказов 11 (фиг. 15) состоит из проверочного ОЗУ 11.0 и счетчика 11.1.

Устройство для прогнозирования случайных событий работает следующим образом. Известно [1-6], что с точки зрения обеспечения повышения достоверности моделирования, прогнозирования и оценки надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных, информационных и телекоммуникационных систем, с точки зрения реализации процедур интервального анализа и оповещения пользователя (оператора, администратора) системы об оценочных данных (интервальных оценках, оценках, усредненных за период наблюдения) для принятия им обоснованных решений по управлению ПИТС, существует возможность получения интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Эта возможность реализуется на основе алгоритмов интервального анализа, т.е. статистического анализа интервальных наблюдений, позволяющего осуществлять вычисления верхнего и нижнего средних уровней надежности и качества ПИТС за все интервал времени выполнения сменного задания по имеющимся средним значениям признаков (текущих параметров) ее надежности и качества за отдельные отрезки оперативного времени, с использованием методов теории интервальных средних.

Очевидно, что при прогнозировании случайных событий в условиях постоянно изменяющейся и неоднородной исходной информации, получаемой по различным каналам наблюдения, возникает объективная необходимость не только объединить различные способы описания неопределенностей и иметь возможность обрабатывать разнородную, зачастую неполную и нечеткую информацию наблюдения, но и получать интервальные (граничные верхние и нижние) оценки показателей надежности и качества функционирования ПИТС за время выполнения всего сменного задания (время сеанса предоставления услуг пользователям).

Анализ работ [1-6] и возможных практических реализаций методов теории интервальных средних в задачах анализа качества либо защищенности сложных технических систем, изложенных в работах [7-9], позволяет сделать вывод о возможности осуществления достоверного прогнозирования случайных событий, возможности повышения уровня достоверности моделирования и оценки надежности и качества функционирования сложных систем на основе технической реализации процедур вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Построение устройства для прогнозирования случайных событий на основе предложенного принципа работы позволяет получить преимущество перед прототипом, обеспечивая повышение достоверности моделирования и прогноза случайных событий за счет возможности получения интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), обеспечивая более широкий диапазон применения устройства, обусловленный его способностью моделировать и прогнозировать случайные события с учетом постоянно изменяющейся и неоднородной исходной информации, получаемой по различным каналам наблюдения и с учетом динамики изменения случайных событий за весь интервал времени выполнения сменного задания, что крайне важно для оптимального управления системами такого класса.

Техническая реализация процедур моделирования и интервального оценивания (статистического анализа интервальных наблюдений) с использованием методов теории интервальных средних в заявленном устройстве осуществлена путем осуществления (введения) процедур вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания, все время сеанса предоставления услуг пользователям (в заявленном устройстве реализованы в рамках блока анализа интервальных средних 12), а также оповещения пользователя (оператора, администратора) системы об оценочных данных, т.е., интервальных оценках, оценках, усредненных за период наблюдения (в заявленном устройстве - выходы «Интервальные средние значения надежности» и «Интервальные средние значения качества» устройства).

С учетом этого, в заявленном устройстве происходит прогнозирование случайных событий, где наряду с моделированием и оцениванием (прогнозированием) в условиях, когда количество единовременных отказов ПИТС может плавно изменяться под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов, создавая потенциальную опасность ее блокировки (коллапса), осуществляются вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС, усредненных за период наблюдения - за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), обуславливающие повышение уровня достоверности моделирования и оценки надежности и качества производственных, информационных или телекоммуникационных систем в реальных условиях, в которых им приходится функционировать, а также расширение области применения устройства.

Перед началом работы устройства с помощью переключателя 1.3 блока управления 1 (см. фиг. 3) на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3 подается «0». Затем, с выхода 1.1-1 формирователя импульсов 1.1 через сбросовый выход 17 блока управления 1 подается короткий импульс для установки блоков устройства в исходное состояние. По этому импульсу сбрасываются в ноль синхронный счетчик 1.5 блока управления 1, первичный 2.n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики каждого из модельных элементов участка системы (в нашем примере - элемента 2.n, где ) блока модели системы 2, счетчик 3.1.3 блока имитаторов состояний участков системы 3, основной 4.2 и дополнительный 4.3 счетчики блока формирования сигналов отказов 4, первичный 5.5, вторичный 5.6, третичный 5.7, четверичный 5.9 счетчики, K счетчиков 5.81 - 5.8K блока регистрации 5, 6.1 селектор исходных данных и 6.2 преобразователь недостоверных данных блока проверки данных модели 6, программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7, центральное ОЗУ 10.0 блока анализа катастроф 10, счетчик 11.1 блока задания пороговых значений количества отказов 11 и центральный вычислитель 12.1 блока анализа интервальных средних 12.

Установка начальных значений оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания Т в целом (как суммы этих оперативных времен) заключается в установке на каждом из N входов «Коррекция оперативного времени» 011 - 01N устройства (см. фиг. 1) через корректирующие входы 821 - 82N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N и корректирующие входы 271 - 27N блока модели системы 2 на корректирующие входы 2.1-7-2.7N-7 модельных элементов участков системы 2.1 - 2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6) логических значений кода, задающего начальное значение оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания Т в целом (как суммы этих оперативных времен) для каждого n-го () модельного элемента участков системы. Кроме того, при получении данного импульса первичный 2.n.8 и вторичный 2.n.9 триггеры каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере некоторого элемента 2.n - фиг. 6) блока модели системы 2 и делитель частоты 5.3 блока регистрации 5 устанавливаются в единичное состояние, М генераторов случайных импульсов 3.1.61 - 3.1.6M каждого из имитаторов 3.1-3.N блока имитаторов состояний участков системы 3 приводятся в исходное состояние, соответствующее работоспособному состоянию всех агрегатов производственной, информационной или телекоммуникационной системы. После этого устройство готово к работе.

С помощью переключателя 1.3 блока управления 1 подается уровень «1», соответствующий режиму «Работа», на второй вход 1.4-2 элемента И 1.4 блока управления 1 (на первом входе 1.4-1 которого в этот момент присутствует «1») и на стробирующий вход 3.1.4-2 дешифратора 3.1.4 блока имитаторов состояний участков системы 3, тем самым разрешая его работу. На выходе 1.4-4 элемента И 1.4 блока управления 1 появляются импульсы генератора тактовых импульсов 1.2, распределитель импульсов на синхронном счетчике 1.5 и дешифраторе 1.6 начинает работать. На М контрольных выходах 141 - 14M блока управления 1 поочередно появляются единичные импульсы, синхронизирующие работу всего устройства. Контрольные выходы 141 - 14M блока управления 1 подключены к контрольным входам 241 - 24M блока модели системы 2, соединенным с контрольными входами 2.n-21 - 2.n-2M каждого из модельных элементов участка системы (в нашем случае - на примере элемента 2.n, см. фиг. 6) блока модели системы 2.

Каждый из N модельных элементов участка системы (например, элемент 2.n () блока модели системы 2, совместно с соответствующим имитатором 3.n () состояния участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3) предназначен для моделирования циклического процесса функционирования одного из участков производственной, информационной или телекоммуникационной системы с учетом отказов и восстановлений агрегатов участка, происходящих в случайные моменты времени.

Работу каждого из N имитаторов состояний участков системы блока имитаторов состояний участков системы 3 поясним на примере имитатора состояний участков системы 3.1 (т.е. n=1). Имитатор состояний участков системы 3.1. работает следующим образом (фиг. 7).

На второй вход 3.1-3 имитатора 3.1 (см. фиг. 7) через синхронизирующий вход 33 блока имитаторов состояний участков системы 3 при работе устройства поступает тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 (с выхода 1.6-3 дешифратора 1.6) блока управления 1. Помимо этого, тактовая последовательность импульсов с синхронизирующего выхода 13 блока управления 1 поступает на синхронизирующий вход 23 блока модели системы 2, синхронизирующий вход 43 блока формирования сигналов отказов 4, синхронизирующий вход 53 блока регистрации 5, синхронизирующий вход 63 блока проверки данных модели 6, синхронизирующий вход 73 блока коррекции данных модели 7, синхронизирующий вход 103 блока анализа катастроф 10, синхронизирующий вход 113 блока задания пороговых значений количества отказов 11 и синхронизирующий вход 123 блока анализа интервальных средних 12. Частота импульсов последовательности задает масштаб моделирования процесса функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы, т.е. интервалу времени между двумя соседними импульсами последовательности соответствует определенный интервал реального времени функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы - интервал времени выполнения системой всего сменного задания Т, как суммы оперативных времен t (Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)) для выполнения отдельных оперативных заданий в рамках сменного задания.

На третьем входе 3.1-4 имитатора 3.1 (см. фиг. 7) во время работы устройства присутствует единичный сигнал, поступающий через управляющий вход 34 блока имитаторов состояний участков системы 3 с управляющего выхода 15 блока управления 1. На четвертом входе 3.1-1 имитатора 3.1, соединенном с одним из N возможных групповых выходов 711 - 71N блока коррекции данных модели 7 и с одним из N возможных групповых выходов 681 - 68N блока проверки данных модели, единичный сигнал появляется в момент поступления требующего обработки изделия (требующей доведения до пользователя услуги) на участок системы. По переднему фронту этого сигнала одновибратор 3.1.2 формирует короткий импульс, сбрасывающий в ноль счетчик 3.1.3 имитатора состояний участков системы 3.1 блока имитаторов состояний участков системы 3.

Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 7) используются для распределения импульсов - задания циклограммы времени (циклов оперативного времени и времени выполнения всего сменного задания) работы агрегатов участка производственной, информационной или телекоммуникационной системы. После сброса счетчика 3.1.3 в ноль на его счетный вход 3.1.3-1 начинают поступать тактовые импульсы. Моменты включения и выключения отдельных агрегатов участка моделируются появлением и исчезновением единичных импульсов на соответствующих агрегатам выходах 3.1.4-31 - 3.1.4-3M дешифратора 3.1.4. Единичный сигнал с m-го (т=1,…, М) выхода 3.1.4-3m дешифратора 3.1.4 поступает на управляющий вход 3.1.6-2m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6m и обеспечивает в нем процессы, имитирующие возможный отказ m-го () агрегата во включенном состоянии (принимается допущение, что в выключенном состоянии износа агрегата не происходит и он отказать не может).

В случае, если m-ый () агрегат находится в работоспособном состоянии, чему соответствует нулевой сигнал на выходе 3.1.6-3m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6m, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 присутствует единичный сигнал, поступающий через соответствующий (в нашем случае первый) групповой выход 351 блока имитаторов состояний участков системы 3 на информационный вход 811 соответствующего (в нашем случае первого) контроллера оперативного времени модельных элементов 81, а затем, после проверки в блоке 81 соответствия текущему или вновь введенному значению оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания Т в целом (как суммы этих оперативных времен) на конкретном, в нашем случае первом, модельном элементе участка системы, на соответствующий, в нашем случае первый, групповой вход 251 блока модели системы 2. Это свидетельствует о нормальном ходе технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае первом, n=1, где n может принимать значения ) участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Если m-й агрегат отказывает в момент времени, когда он должен согласно циклограмме участвовать в обработке изделия (в передаче информации), то на выходе 3.1.6-3m m-го генератора случайных импульсов 3.1.6m появляется единичный сигнал, на выходе 3.1.7-3 элемента И-ИЛИ-НЕ 3.1.7 - нулевой сигнал, который через соответствующий контроллер оперативного времени модельных элементов 81 передается на групповой вход 251 блока модели системы 2 и воспринимается блоком модели системы 2 как сигнал о нарушении хода технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1,…,N) участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы. В этом случае счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 (фиг. 7) останавливаются до момента восстановления отказавшего агрегата производственной, информационной или телекоммуникационной системы (принимается допущение, что отказы агрегатов носят необесценивающий характер). Тем самым, оперативное время, затрачиваемое участком производственной, информационной или телекоммуникационной системы на обработку одного изделия (или предоставление одной информационной или телекоммуникационной услуги), при имитации отказов агрегатов увеличивается на время восстановления их работоспособного состояния.

Законы распределения (и их параметры) длительности импульсов на выходе генератора случайных импульсов 3.1.6m (время восстановления m-го агрегата) и длительности пауз между ними (работоспособное состояние агрегата) выбираются на основании статистических данных о наработке на отказ и времени восстановления агрегатов, работающих в аналогичных производственных, информациолнных или телекоммуникационных системах.

После того как на n-ом (в нашем случае - первом, где n=1,…, N) участке закончена обработка изделия (предоставление услуги), единичный сигнал появляется на (М+1)-ом выходе 3.1.4-3M+1 дешифратора 3.1.4 и через инвертор - элемент НЕ 3.1.5 запрещает прохождение тактовых импульсов на вход 3.1.3-1 счетчика 3.1.3. Счетчик 3.1.3 и дешифратор 3.1.4 останавливаются вплоть до момента поступления на четвертый вход 3.1.1 имитатора состояний участков системы 3.n (в нашем примере - 3.1) переднего фронта очередного импульса, соответствующего поступлению на участок очередного изделия (заказа на оказание очередной информационной или телекоммуникационной услуги).

Информация о ходе технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на участках поступает с N групповых выходов 351 - 35N блока имитаторов состояний участков системы 3 через информационные входы 811 - 81N и информационные выходы 831 - 83N соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N (фиг. 12), и далее, через N групповых входов 251 - 25N блока модели системы 2 (фиг. 5) на третьи входы 2.n-3 каждого n-ого из N модельных элементов участка системы (в нашем примере - на входы элемента 2.n, см. фиг. 6). Работу каждого из N модельных элементов участка системы (фиг. 6) рассмотрим на примере функционирования некоторого абстрактного n-ого (где n=1, …, L, …, N) модельного элемента участка системы 2.n. Модельный элемент участка системы 2.n работает следующим образом (фиг. 6). После подачи на первый вход 2.n-1 модельного элемента участка системы 2.n импульса установки исходного состояния устройства первичный триггер 2.n.8 находится в единичном состоянии, вторичный триггер 2.n.9, первичный 2.n.10 и вторичный 2.n.11 счетчики - в нулевом. Первичный триггер 2.n.8 предназначен для фиксации наличия на участке изделия, вторичный триггер 2.n.9 - для фиксации факта окончания обработки изделия агрегатами участка (завершение очередной фазы технологического, информационного или телекоммуникационного процесса).

Моделирование процесса функционирования участков ПИТС осуществляется непосредственно после установки режима «Работа» с помощью переключателя 1.3 блока управления 1. Единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где n=1, …, L, …, N) из N возможных участков требующего обработки изделия, с прямого выхода 2.«.8-3 первичного триггера 2.n.8 поступает на один из N групповых входов 611 - 61N блока проверки данных модели 6 для процедуры селекции сигналов состояния, характеризуемых однозначными (достоверными, полными) и неоднозначными (недостоверными, неполными) параметрами (также могут присутствовать единичные сигналы на других из N групповых входах 611 - 61N блока проверки данных модели, обуславливающие наличие на L параллельно работающих участках требующих обработки изделий) и в соответствии от принятого решения о логико-математической природе этих параметров этот единичный сигнал поступает сразу на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n, либо поступает сначала на вход 74 блока коррекции данных в составе N-разрядного кода для контрольного распознавания, а уже затем единичный сигнал состояния, характеризуемый однозначными (достоверными, полными) параметрами поступает на вход соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n и запускает счетчик 3.n.3 и дешифратор 3.n.4, работающие в соответствии с циклограммой функционирования агрегатов участка производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Сигнал с выхода 3.n-5 соответствующего n-го имитатора состояния участка системы 3.n поступает через соответствующий n-ый контроллер оперативного времени модельных элементов 8n на третий вход 2.n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Если агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, находится в работоспособном состоянии (единичный сигнал на третьем входе 2.n-3 n-ого модельного элемента участка системы 2.n), то тактовые импульсы с первого 2.n-1 и с вторых 2.n-21 - 2.n-2M входов n-ого модельного элемента участка системы 2.n поступают через первичный 2.n.6 и вторичный 2.n.7 элементы И на счетные входы 2.n.10-1 и 2.n.11-2 первичного 2.n.10 и вторичного 2.n.11 счетчиков соответственно (см. фиг. 6). Если же агрегат участка, производящий в данный момент времени обработку изделия, отказывает, то на третьем входе 2.n-3 модельного элемента участка системы 2.n появляется сигнал нулевого уровня и содержимое вторичного счетчика 2.n.11 перестает увеличиваться.

Вторичный счетчик 2.n.11 (см. фиг. 6) фиксирует чистое (без учета остановок технологического, информационного или телекоммуникационного процесса за счет отказов агрегатов) время обработки изделия (оказания информационной или телекоммуникационной услуги) на участке, первичный счетчик 2.n.10 - время его нахождения там до момента завершения обработки (момента окончания предоставления услуги).

Первичный корректируемый дешифратор 2.n.12 (см. фиг. 6) настроен на корректируемый двоичный код оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания Т в целом (как суммы этих оперативных времен), т.е. код текущего или вновь введенного времени, выделяемого для реализации определенной оперативной задачи или времени выполнения всего сменного задания как фазы технологического, информационного или телекоммуникационного процесса. На корректирующий вход 2.n.12-3 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 через соответствующий корректирующий вход 2.n-7 n-го модельного элемента участка системы 2.n и соответствующий корректирующий вход 27n блока модели системы 2 с корректирующего выхода 84n соответствующего «-ого контроллера оперативного времени модельных элементов 8n поступают новые, вновь вводимые в динамике функционирования устройства, значения оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания Т в целом (как суммы этих оперативных времен) на конкретном (в нашем случае n-ом) модельном элементе участка системы.

Вторичный дешифратор 2.n.13 настроен на код оперативного времени t, необходимого для обработки изделия (оказания телекоммуникационной услуги) безотказно работающими агрегатами участка. Момент окончания обработки изделия (момент окончания предоставления информационной или телекоммуникационной услуги) моделируется появлением единичного сигнала на выходе 2.n.13-2 вторичного дешифратора 2.n.13 и установкой вторичного триггера 2.n.9 в единичное состояние. Вторичный счетчик 2.n.11 при этом обнуляется. На втором выходе 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 6) появляется единичный сигнал, означающий завершение участком соответствующей фазы технологического, информационного или телекоммуникационного процесса и готовность изделия для передачи следующему (n+1)-ому участку. На инверсном выходе 2.n.9-4 вторичного триггера 2.n.9 появляется нулевой сигнал, который запрещает дальнейшее увеличение содержимого первичного счетчика 2.n.10.

Единичный сигнал со второго выхода 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n (см. фиг. 7), свидетельствующий о завершении обработки изделия участком производственной, информационной или телекоммуникационной системы, поступает на пятый вход 2.(n+1)-5 следующего (n+1)-ого модельного элемента участка системы 2.(n+1), выполняющего следующую фазу технологического, информационного или телекоммуникационного процесса. Если этот участок готов к приему изделия (единичный сигнал на инверсном выходе первичного триггера 2.(n+1).8), то срабатывает соответствующий элемент И 2.(n+1).51(где 1=1, …, L) и первичный триггер 2.(n+1).8 переходит в единичное состояние. Этим имитируется принятие изделия последующим участком. Одновременно единичный сигнал с прямого выхода 2.n.9-3 вторичного триггера 2.n.9 (см. фиг. 6) поступает на третий выход 2.n-9 принимающего изделие модельного элемента участка системы 2.n. Этот выход соединен с четвертым входом 2.(n- 1)-4 предыдущего (n-1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n-1), и единичный сигнал устанавливает первичный 2.(n-1).8, вторичный 2.(n-1).9 триггеры и первичный счетчик 2.(n - 1).10 (n - 1)-ого передающего модельного элемента участка системы 2.(n - 1) в нулевое состояние. Таким образом, моделируется освобождение участка производственной, информационной или телекоммуникационной системы и его готовность к приему на обработку очередного изделия. Если последующий, в нашем примере некоторый (n+1)-й участок из N, не готов к приему изделия (т.е. в этот момент на нем уже обрабатывается изделие), то изделие остается на предыдущем n-ом участке до момента освобождения последующего.

Наличие L элементов И (2.n.51 - 2.n.5L) в модельных элементах участка системы необходимо для синхронизации приема на участок изделий от нескольких параллельно работающих участков, выполняющих предшествующую фазу технологического, информационного или телекоммуникационного процесса. С помощью синхронизации исключается возможность моделирования одновременного приема на участок нескольких изделий, что в реальных производственных, информационных или телекоммуникационных системах рассматриваемого класса невозможно. Если обработка изделия n-ым участком завершена по истечении действующего оперативного времени t, (из набора оперативных времен, составляющих в сумме время выполнения сменного задания Т) то в момент его окончания, на выходе 2.n.12-2 первичного корректируемого дешифратора 2.n.12 появляется единичный сигнал, который поступает на второй выход 2.n-8 n-ого модельного элемента участка системы 2.n. Этот сигнал свидетельствует об отказе участка производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

За отказ участка системы принимается несвоевременное выполнение частных оперативных задач сменного задания, т.е. отказ производственной, информационной или телекоммуникационной системы фиксируется тогда, когда оперативное время истекло, а оперативная частная задача из состава сменного задания еще не выполнена (за отведенное для этого оперативное время не предоставлена информационная или телекоммуникационная услуга).

Блок модели системы 2 (фиг. 5) в рамках (в качестве примера) структуры ПИТС, схема которой представлена на фиг. 4, работает следующим образом. Производственная, информационная или телекоммуникационная система состоит из N=6 участков, часть из которых (III, IV, V) имеют невысокую производительность и поэтому работают параллельно, реализуя одну из фаз технологического, информационного или телекоммуникационного процесса. При построении блока модели производственной, информационной или телекоммуникационной системы (фиг. 5) принимается допущение, что на входе такой системы имеется неограниченный запас сырья (ресурса) для производства изделий или предоставления информационных или телекоммуникационных услуг. Это имитируется подачей с синхронизирующего входа 23 на пятый вход 2.1-5 первого модельного элемента участка системы 2.1 уровня «1». Принимается также допущение, что прием готовых изделий на склад или доведение информационных и телекоммуникационных услуг до абонентов с участка VI производится без задержки. Поэтому четвертый вход 2.6-4 VI-го модельного элемента участка системы 2.6 подключен к его второму выходу 2.6-8.

При моделировании процесса изготовления изделия (предоставления информационных или телекоммуникационных услуг) имитируется его передача от участка, завершившего очередную фазу технологического, информационного или телекоммуникационного процесса, к участку, реализующему следующую фазу. При параллельной работе нескольких участков (III, IV, V) изделие передается тому из них, который в момент передачи свободен. Если же свободно несколько участков, то передача изделия может осуществляться одному из них произвольным образом. Количество параллельно работающих участков при составлении модели системы и построении блока модели системы 2 ограничено количеством L элементов И (2.n.51 - 2.n.5L) в модельных элементах участка системы. Количество последовательно работающих участков при построении блока модели системы 2 ограничивается лишь количеством участков, имеющихся в реальной производственной, информационной или телекоммуникационной системе.

Нам каждом из N=6 участков производственной, информационной или телекоммуникационной системы возможна динамическая коррекция (см. фиг. 4) оперативного времени t выполнения отдельных оперативных заданий и времени выполнения всего сменного задания T в целом (как суммы этих оперативных времен).

При работе устройства каждый импульс на управляющем выходе 26 блока модели системы 2 соответствует изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге за оперативное время t. Эти импульсы поступают на управляющий вход 67, блока проверки данных модели 6 (фиг. 10), а также на N групповой вход 611 - 61N блока проверки данных модели 6 поступают данные о наличие изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной системы услуги) на n (где n=1, …, L, …, N) модельных участках системы. Процедура селекции однозначных (достоверных, полных) и неоднозначных (недостоверных, неполных) сигналов о выполнении оперативных заданий (в рамках всего сменного задания) и принятие решения о математической природе этих данных осуществляется в селекторе исходных данных 6.1. Данные на N групповых входах блока проверки данных модели, которые априори (изначально) аутентифицированы как сигналы о наличие изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) на n (где n=1, …, L, …, N) модельных участках системы, поступают на N групповых входов селектора исходных данных 6.1, который рассчитан на хранение в каждой ячейке определенного количества разрядов поступающей информации. Импульсы, поступающие на управляющий вход R×D селектора исходных данных 6.1, априори (изначально) аутентифицированы как сигналы об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге.

Если единичный сигнал, обуславливающий наличие на n-ом (где n=1, …, L, …, N) из N возможных модельных участков требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) присутствует больше чем на L из N возможных групповых входах селектора исходных данных, где L -количество параллельно работающих модельных участков, значит, с точки зрения математики - эта кодовая последовательность содержит избыточность, обусловливающую недостоверность (неполноту) данных, характеризующих об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента системы услуге. В этом случае с разрешающего выхода МТ селектора исходных данных 6.1 на разрешающий вход DST преобразователя 6.2 поступает в двоичном коде команда, инициирующая начало регистрации данных, характеризующих неоднозначные (недостоверные, неполные) сигналы о наличие на n > L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) и начало преобразования этих данных из параллельного кода в последовательный. Преобразователь недостоверных данных 6.2 регистрирует полученные через свои TV групповые входы данные, признанные селектором исходных данных 6.1 недостоверными (неполными, неоднозначными) и преобразовывает их из параллельного кода в последовательный. При этом с запрещающего выхода DSR преобразователя 6.2 на инверсный запрещающий вход селектора исходных данных 6.1 поступает в двоичном коде команда, инициирующая запрет трансляции информации с TV групповых выходов селектора исходных данных 6.1 на соответствующие TV групповые выходы 681 - 68N блока проверки данных модели 6. Последовательный код недостоверных (неполных, неоднозначных) данных с N-разрядного выхода преобразователя 6.2 через N-разрядный выход 64 блока проверки данных модели 6 поступает на 74 N-разрядный вход блока коррекции данных 7. С выхода T×D преобразователя 6.2 через сигнальный выход 65 блока проверки данных модели 6 на сигнальный вход 75 блока коррекции данных 7 поступает сигнал об изготовленном производственной системой изделии (или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге) необходимый для процедуры проверки полноты (однозначности).

Если с N групповых входов 611 - 61N блока проверки данных модели 6 (фиг. 10) на TV групповых входов селектора исходных данных 6.1 и на N групповых входов преобразователя 6.2 поступают достоверные (полные, однозначные) данные о наличие на n ≤ L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги), то в этом случае, не получая на свой разрешающий вход DST соответствующую команду, преобразователь недостоверных данных 6.2 запирает свой N -разрядный выход и выход T×D, а селектор исходных данных 6.1 транслирует параллельный код, характеризующий однозначные (достоверные, полные) данные о наличие на n ≤ L из N возможных модельных участках производственной системы изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги), со своих N групповых выходов 6.1-71 - 6.1-7N через соответствующие N групповые выходы 681 - 68N блока проверки данных модели 6 на соответствующие N групповые входы 311 - 31N блока имитаторов состояний участков системы 3 (фиг. 7), а с выхода T×D селектора исходных данных 6.1 через управляющий выход 66 блока проверки данных модели 6 на управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (фиг. 8) поступают однозначные (достоверные, полные) сигналы - импульсы об изготовленном производственной системой изделии (или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге).

Данные, характеризующие неоднозначные (недостоверные, неполные) сигналы о наличие на n ≥ L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) определенные в блоке проверки данных модели 6 (фиг. 10) как неоднозначные (недостоверные, неполные), поступают с N-разрядного выхода 64 блока проверки данных 6 на N-разрядный вход 74, а сигнал об изготовленном производственной системой изделие (или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге) с сигнального выхода 65 блока проверки данных модели 6 поступает на сигнальный вход 75 блока коррекции данных модели 7, который осуществляет запись, хранение и регистрацию результатов анализа распознавания и математически корректную проверку n (n ≤ L) модельных участков, на которых изготовлено изделие. Преобразование определенных (распознанных) неоднозначно исходных данных, характеризующих сигналы о наличии на n ≥ L из N возможных модельных участках требующего обработки изделия (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги), к виду, пригодному для однозначного принятия решения о том, на каких именно n ≥ L из N возможных модельных участках присутствует требующего обработки изделие (или заявка на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги), осуществляется в программируемом вычислителе 7.1 блока коррекции данных модели 7.

При этом программируемый вычислитель 7.1 блока коррекции данных модели 7 (см. фиг. 11) технически реализуется на базе программируемой (с точки зрения матрицы весов - причинно-следственных когнитивных мнений о текущих параметрах состояния системы, формулируемых экспертами) микропроцессорной секции, выполняющей роль программируемого параллельного АЛУ, реализующего вычислительный нейросетевой алгоритм (ЭНС), который детально описан в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31, фиг. 12). Неоднозначно (недостоверно, неполно) определенные исходные данные, характеризующие сигналы о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) на n ≥ L из N возможных модельных участках системы, и изготовлении производственной системой изделия (или доведения до абонента информационной или телекоммуникационной услуги), поступают на вход 7.1-1 и N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1, реализующего функции программируемого параллельного АЛУ. Программируемый вычислитель 7.1, реализующий функции программируемого параллельного АЛУ, опираясь на запрограммированные значения элементов матрицы весов - аналитически описанные причинно-следственные когнитивные мнения о данных, формулируемые экспертами, осуществляет процедуру вычисления (экстраполяции) в соответствии с вычислительным нейросетевым алгоритмом. При этом входные ячейки E1-EN соответствуют разряду (1, …, N) последовательного кода, поступающего на N-разрядный вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 и вместе с синхронизирующим входом 7.1-4 являются равноправными (N+1) входами ((N+1)вх) вычислителей (нейронов) входного слоя Sa экстраполирующей нейронной сети (ЭНС), на N входов которой подаются значения N разрядов кода, имеющего физический смысл неоднозначно (недостоверно, неполно) определенных данных о наличие изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) на n ≥ L из N возможных модельных участках системы и на (N+l)-ый вход - сигнал, имеющий физический смысл неоднозначно (недостоверно, неполно) определенных данных об изготовленном системой изделии (оказанной услуге). Набор прямых и обратных связей (N+1)вх с (N+1)вых ЭНС, программно реализованный в рамках программируемого вычислителя 7.1, позволяет учитывать весовые коэффициенты, сформулированные экспертами в виде когнитивных карт и получать на N выходах 7.1-61 - 7.1-6N программируемого вычислителя 7.1 экстраполированные значения N разрядов параллельного кода, имеющего физический смысл математически корректно проверенных данных о наличии изделия требующего обработки (или заявки на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги) на n ≤ L из N возможных модельных участках производственной системы, определенных на основе проверенных (достоверных, полных) исходных данных и на (N+1)-ом выходе 7.1-5 математически корректно проверенные данные об изготовленном производственной системой изделии или доведенной до абонента услуге. При этом подача на n-ый, где n=1, 2, …, N, вход 7.1-2 программируемого вычислителя 7.1 значения разряда кода, характеризующего неоднозначно (недостоверно, неполно) на каких n ≥ L модельных участках системы присутствует изделие, инициирует выдачу с соответствующего n-го выхода 7.1-61 - 7.1-6N программируемого вычислителя 7.1 (выхода n-то нейрона выходного слоя Sb) запрограммированного, согласно вычислительного нейросетевого алгоритма, значения математически корректно преобразованного, относительно достоверного разряда кода, характеризующего на каких именно n ≤ L модельных участках производственной системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги).

В результате, на N групповых выходах 7.1-61 - 7.1-6N программируемого вычислителя 7.1 (фиг. 11) и на соответствующих N групповых входах 7.3-11 - 7.3-1N запоминающего элемента 7.3 получаем информацию, характеризующую (на основе анализа полученного в рамках ЭНС интегрированного мнения экспертов) на каких именно n≤ L из N возможных модельных участках производственной системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги), преобразованный в интересах повышения точности (достоверности) идентификации состояния производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Первичный запоминающий элемент 7.2 записывает, хранит и выдает со своего выхода 7.2-2 - через соответствующий управляющий выход 76 блока коррекции данных модели 7 на соответствующий управляющий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 единичный сигнал - импульс, содержащий проверенные результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге.

Вторичный запоминающий элемент 7.2 (фиг. 11) записывает, хранит и выдает со своих N выходов 7.3-21 - 7.3-2N через соответствующую группу N выходов 711 - 71N блока коррекции данных модели 7 на соответствующие N входы 311 - 31N блока имитаторов состояний участков системы 3 код, содержащий проверенные данные на каких именно n ≤ L модельных участках системы присутствует изделие (или заявка на предоставление абоненту информационной или телекоммуникационной услуги).

При поступлении на соответствующий вход 41 блока формирования сигналов отказов 4 (см фиг. 8) единичного сигнала - импульса, содержащего проверенные результаты, соответствующие изготовленному производственной системой изделию или доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге дополнительный счетчик 4.3 блока формирования сигналов отказов 4 фиксирует значения количества изделий, изготовленных производственной системой или количество доведенных до абонента информационных или телекоммуникационных услуг за оперативное время t выполнения отдельного оперативного задания и передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.5-1 дополнительного дешифратора 4.5. Когда это количество (χ и (у)) достигает запланированного на оперативное время t (отдельное частное оперативное задание выполнено), то на выходе дополнительного дешифратора 4.5 блока формирования сигналов отказов 4 появляется кратковременный единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 4.1 осуществляет сброс основного 4.2 и дополнительного 4.3 счетчиков. Основной счетчик 4.2 фиксирует поступающие из блока 6 или из блока 7 однозначные значения времени t выполнения оперативного задания (из множества оперативных заданий, составляющих сменное задание) и передает эту информацию в двоичном коде на вход 4.4-1 основного дешифратора 4.4.

Если действующее на данный момент время t выполнения оперативного задания (из множества оперативных заданий, составляющих сменное задание) выполняется с опозданием, то на выходе 4.4-2 основного дешифратора 4.4 блока формирования сигналов отказов 4 появляется единичный сигнал, свидетельствующий об отказе производственной, информационной или телекоммуникационной системы - невыполнении в срок, т.е., за отведенное оперативное время t, конкретного оперативного задания из множества оперативных заданий, составляющих общее сменное задание.

Сформированные однозначные сигналы о выполнении в срок, т.е., за отведенное оперативное время t, конкретного оперативного задания из множества оперативных заданий, составляющих общее сменное задание, с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через сигнальный выход 45 блока формирования сигналов отказов 4 поступают на сигнальный вход 125 блока анализа интервальных средних 12.

На информационный вход 124 блока анализа интервальных средних 12 с информационного выхода 106 блока анализа катастроф 10 поступают сформированные и проверенные (идентифицированные с точки зрения теории катастроф) однозначные сигналы отказов, произошедших за отведенное оперативное время t, предназначенное для выполнения конкретного оперативного задания из множества оперативных заданий, составляющих общее сменное задание.

Задачи идентификации и верификации состояний граничного (катастрофического) количества таких отказов и предупреждение оператора о возможном катастрофическом их количестве, детально описаны в прототипе (см. патент РФ №2705010 «Устройство для прогнозирования случайных событий» МПК G06F 17/18, G06N 7/00, опубликованный 01.11.2019, Бюл. №31), и реализуются в блоке анализа катастроф 10 и блоке задания пороговых значений количества отказов 11 следующим образом.

Сформированные (но пока не идентифицированные с точки зрения теории катастроф) сигналы отказов, произошедших за отведенное оперативное время предназначенное для выполнения конкретного оперативного задания из множества оперативных заданий, поступают с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через информационный выход 44 блока формирования сигналов отказов 4 на информационный вход 104 блока анализа катастроф 10. Для фиксации и регистрации количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационного системы в интересах идентификации и верификации состояний граничного и аварийного (катастрофического) числа таких отказов, используется информационный вход 10.0-1 центрального ОЗУ 10.0 блока анализа катастроф 10, позволяющий производить подсчет поступающих на него единичных сигналов. Эти сигналы - единичные импульсы, содержащие проверенные результаты об обнаруженной ошибке (отказе): не изготовленному производственной системой изделию или не доведенной до абонента информационной или телекоммуникационной услуге.

Далее в рамках блока анализа катастроф 10 и блока задания пороговых значений количества отказов 11 осуществляется динамическое управление значением допустимого числа отказов, при превышении которого система (объект моделирования и прогноза) с большой вероятностью перейдет в аварийное состояние из любого другого состояния, идентификация и верификация состояний граничного (катастрофического) количества таких отказов, а также формирование сигналов логического нуля или логической единицы (сигнала предсказания и предупреждения), характеризующих соответственно отсутствие или наличие возможного катастрофического состояния числа отказов.

Блок задания пороговых значений количества отказов 11 (фиг. 15) предназначен для формирования управляющей кодовой последовательности (состоящей из элементов множества QN (где q ∈ Q; Q ≥ 1, Qn - допустимое (пороговое, максимальное), a qn - реальное для каждого n-го участка системы значение числа отказов за единицу времени, при превышении которого система (объект моделирования и прогноза) с большой вероятностью перейдет в аварийное состояние из любого другого состояния), а также для формирования сигнала логического нуля или логической единицы, характеризующих соответственно запрещение или разрешение администратора (пользователя, оператора) на выдачу сигнала оповещения о наличии возможного катастрофического состояния количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Блок задания пороговых значений количества отказов 11 состоит из проверочного ОЗУ 11.0, счетчика 11.1 и может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 15. Формирование управляющей кодовой последовательности допустимых значений количества отказов, а также формирование сигнала логического нуля или логической единицы производится следующим образом. С внешнего источника через вход «Ввод пороговых значений количества отказов» устройства, управляющий вход 114 блока задания пороговых значений количества отказов 11 и управляющий вход 11.0-4 в ячейки памяти проверочного ОЗУ 11.0 (см. фиг. 15) производится последовательная запись в двоичном коде набора допустимых (пороговых) значений числа отказов для каждого n-го участка системы, а также запись логического нуля или логической единицы, характеризующих соответственно запрещение или разрешение на выдачу сигнала оповещения о наличии возможного катастрофического состояния количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Отсчеты t, (t+1), (t+2) и т.д. оперативного времени t (тактов, шагов) в рамках цикла работы (в рамках времени выполнения сменного задания) производственной, информационной или телекоммуникационной системы, иными словами, оперативного времени t (тактов, шагов) проверки (контроля) соответствия допустимых значений количества отказов их реальному количеству, поступают с синхронизирующего выхода 13 блока управления на синхронизирующие входы 103 и 113 блока анализа катастроф 10 и блока задания пороговых значений количества отказов 11 соответственно, являясь отчетами оперативного времени t (тактов, шагов) в рамках всего времени выполнения сменного задания (времени цикла работы производственной, информационной или телекоммуникационной системы). Данные сигналы (отсчеты) поступают через синхронизирующий вход 113 блока задания пороговых значений количества отказов 11 на синхронизирующий вход 11.1-3 счетчика 11.1 и определяют, поступая с тактового выхода 11.1-1 счетчика 11.1 на тактовый вход 11.0-2 проверочного ОЗУ 11.0, момент начала последовательного считывания в двоичном коде хранящейся в проверочном ОЗУ 11.0 QN - набора допустимых (пороговых) значений числа отказов за единицу времени (за оперативное время t) для каждого n-го участка системы. Последовательное считывание допустимых (пороговых) значений числа отказов для каждого n-го участка системы осуществляется через проверочный выход 11.0-1 проверочного ОЗУ 11.0 и выход 111 блока задания пороговых значений количества отказов 11 на проверочный вход 10.2-2 ПЗУ 10.2 блока анализа катастроф 10 (фиг. 14), а также определяет момент начала считывания хранящегося в проверочном ОЗУ 11.0 логического нуля или логической единицы. Считывание логического нуля или логической единицы также производится с проверочного выхода 11.0-1 проверочного ОЗУ 11.0 и выхода 111 блока задания пороговых значений количества отказов 11 на второй вход 10.7-2 элемента И 10.7 блока анализа катастроф 10 (фиг. 14). С освобождающего выхода 11.0-3 проверочного ОЗУ 11.0 (фиг. 15) на освобождающий вход 11.1-4 счетчика 11.1 в момент считывания последовательности допустимых (пороговых) значений количества отказов и считывания логического нуля (логической единицы) поступает сигнал, очищающий (освобождающий, сбрасывающий) значения счетчика 11.1 и дающий команду счетчику 11.1 начать новый отсчет для вновь введенных управляющих воздействий (Qn - последовательности допустимых (пороговых) значений числа отказов за единицу времени для каждого «-го участка системы), и для вновь введенных управляющих воздействий - логического нуля (логической единицы).

Блок анализа катастроф 10 предназначен для осуществления процедур идентификации и верификации состояний граничного, аварийного (катастрофического) количества отказов системы при плавных изменениях параметров внешних условий и управляющих воздействий, а также для выработки сигналов логического нуля или логической единицы (сигнала предсказания и предупреждения), характеризующих соответственно отсутствие или наличие возможного катастрофического состояния числа отказов. Блок анализа катастроф 10 может быть реализован по схеме, представленной на фиг. 14. Идентификация и верификация граничных и аварийных (катастрофичных) состояний количества отказов системы, а также выработка сигналов логического нуля или логической единицы (сигнала предсказания и предупреждения) осуществляется в блоке анализа катастроф 10 следующим образом. С информационного выхода 44 блока формирования сигналов отказов 4 через информационный вход 104 блока анализа катастроф 10 на информационный вход 10.0-1 центрального ОЗУ 10.0 поступают в двоичном коде и записываются в ячейки памяти сигналы, характеризующие на (t+1)-ом отрезке оперативного времени (такте, шаге) из всего времени выполнения сменного задания (цикла работы производственной, информационной или телекоммуникационной системы) количество отказов, предопределяющих плавный дрейф числа таких отказов для каждого n-го участка данной системы в сторону граничного и катастрофического состояния (см. фиг. 14).

С синхронизирующего выхода 13 блока управления 1, через синхронизирующий вход 103 блока анализа катастроф 10 на тактовый вход 10.0-3 центрального ОЗУ 10.0 и на тактовый вход 10.2-1 ПЗУ 10.2 поступает синхронизирующий тактовый сигнал, инициируя последовательное считывание из ячеек памяти центрального ОЗУ 10.0 каждого qn из Q элементов множества Qn значений количества отказов, предопределяющих плавный дрейф числа таких отказов в сторону граничного и катастрофического состояния на (t+1)-ом отрезке оперативного времени (такте, шаге) из всего времени выполнения сменного задания (цикла работы производственной, информационной или телекоммуникационной системы), а именно тех, которые соответствуют множеству Q отказов системы и имеют физический смысл превышения порога возможностей системы по отказам и, как следствие, высокой вероятности перехода системы (объекта моделирования и прогноза) в аварийное, катастрофическое состояние.

Значения количества q из общего числа Q отказов, предопределяющих плавный дрейф числа таких отказов в сторону граничного и катастрофического состояния на (t+1)-ом отрезке оперативного времени (для каждого n-го участка системы - значения количества qn из общего числа Qn отказов) последовательно считываются с каждого соответствующего n-го из исполнительных выходов 10.0-41 - 10.0-4N центрального ОЗУ 10.0 на входы соответствующих n-ых исполнительных ОЗУ 10.11 - 10.1N, а также на первый вход 10.3-1 элемента итерационного сравнения 10.3 и на второй вход 10.4-2 элемента сравнения 10.4 (см. фиг. 14). С выхода каждого л-го из исполнительных ОЗУ 10.11 - 10.1N на второй вход 10.3-2 элемента итерационного сравнения 10.3 в двоичном коде последовательно считываются хранившиеся в ячейках памяти значения количества q из общего числа Q отказов, предопределяющих плавный дрейф числа таких отказов в сторону граничного и катастрофического состояния (для каждого n-го участка системы - значения количества qn из общего числа Qn отказов) на (t)-ом (предыдущем) отрезке оперативного времени (такте, шаге) работы производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Кроме того, синхронизирующий тактовый сигнал, поступающий с синхронизирующего входа 103 блока 10 на тактовый вход 10.2-1 ПЗУ 10.2, инициирует считывание в двоичном коде из ячеек памяти ПЗУ 10.2 на первый вход 10.4-1 элемента сравнения 10.4 заранее записанного допустимого значения количества отказов для любого л-го участка системы, при превышении которого система с большой вероятностью перейдет в аварийное (катастрофическое) состояние из любого другого состояния. На базе элемента сравнения 10.4 осуществляется процедура идентификации состояний граничного, аварийного (катастрофического) количества отказов системы при плавных изменениях параметров внешних условий и управляющих воздействий. Данная процедура осуществляется путем последовательного (за каждое оперативное время t, потактового) априорного оценивания и сравнения значений количества отказов каждого n-го из qn элементов множества Qn с целью определения наличия или отсутствия возможного превышения этими значениями допустимого порога.

Таким образом, элемент сравнения 10.4 осуществляет потактовое (за каждое оперативное время t) сравнение последовательно поступающих в двоичном коде с исполнительных выходов 10.0-41 - 10.0-4N центрального ОЗУ 10.0 значений каждого qn(t+1), со значением Qn, поступившим с выхода ПЗУ 10.2. Не превышение любым n-ым (qn(t+1)) значением данного порога Qn, характеризует не выполнение условия сравнения и результат процедуры идентификации (сравнения) выражается в появлении на выходе элемента сравнения 10.4 логического нуля, который в двоичном коде поступает на первый вход 10.7-1 элемента И 10.7. Превышение любым n-ым (qn(t+1)) значением данного порога Qn, характеризует выполнение условия сравнения и начало плавного изменения числа отказов для этого n-го участка системы в сторону граничного и катастрофического состояния, а результат процедуры идентификации (сравнения) выражается в появлении на выходе элемента сравнения 10.4 логической единицы, которая в двоичном коде поступает на первый вход 10.7-1 элемента И 10.7.

На базе элемента итерационного сравнения 10.3, промежуточного ОЗУ 10.5 и промежуточного элемента И 10.6 осуществляется процедура верификации граничных и аварийных (катастрофических) состояний числа отказов системы. Данная процедура осуществляется в два этапа. Первый этап осуществляется на базе элемента итерационного сравнения 10.3 путем последовательного потактового (за каждое оперативное время t) априорного оценивания и сравнения каждого n-го значения количества отказов qn за данное t-oe оперативное время работы системы со значением количества qn за следующее (t+1)-oe оперативное время. С этой целью в элементе итерационного сравнения 10.3 осуществляется потактовое (за каждое оперативное время t) сравнение последовательно и попарно поступающих в двоичном коде с выходов N исполнительных ОЗУ 10.11 - 10.1N каждого из значений qn(t) количества отказов за данное t-oe оперативное время с соответствующими значениями qn(t+1) количества отказов за следующее (t+1)-oe оперативное время, поступающими с исполнительных выходов 10.0-41 - 10.0-4N центрального ОЗУ 10.0. Не превышение любым n-ым (qn(t+1)) из значений количества отказов за следующее (t+1)-ое оперативное время соответствующего n-ого (qn(t)) из значений количества отказов за данное t-ое (предыдущее) оперативное время, характеризует не выполнение условия сравнения по тактам и результат первого этапа процедуры верификации (сравнения последующего значения числа отказов с предыдущим) выражается в появлении на выходе элемента итерационного сравнения 10.3 логического нуля, который в двоичном коде поступает на вход промежуточного ОЗУ 10.5 и на второй вход 10.6-2 промежуточного элемента И 10.6. Превышение любым n-ым (qn(t+1)) из значений количества отказов за следующее (t+1)-ое оперативное время соответствующего n-ого (qn(t)) из значений количества отказов за данное t-oe (предыдущее) оперативное время, характеризует выполнение условия сравнения по тактам, имеет физический смысл выявленной тенденции повышения вероятности изменения числа отказов в сторону граничного и аварийного (катастрофического) состояния, а результат первого этапа процедуры верификации (сравнения последующего значения числа отказов с предыдущим) выражается в появлении на выходе элемента итерационного сравнения 10.3 логической единицы, которая в двоичном коде поступает на вход промежуточного ОЗУ 10.5 и на второй вход 10.6-2 промежуточного элемента И 10.6.

Второй этап процедуры верификации в блоке 10 (см. фиг. 14) осуществляется на базе промежуточного ОЗУ 10.5 и промежуточного элемента И 10.6 путем сравнения в промежуточном элементе И 10.6 полученного за t-oe (предыдущее) оперативное время результата первого этапа (логический нуль или логическая единица), хранящегося в промежуточном ОЗУ 10.5 и поступающего на первый вход 10.6-1 промежуточного элемента И 10.6, с результатом первого этапа (логический нуль или логическая единица), полученным за следующее (t+1)-oe оперативное время работы системы и поступающим с выхода элемента итерационного сравнения 10.3 на второй вход 10.6-2 промежуточного элемента И 10.6. Физический смысл второго этапа верификации заключается в подтверждении (собственно верификации) выявленной тенденции повышения вероятности изменения числа отказов в сторону граничного и аварийного (катастрофического) состояния, а результат второго этапа верификации выражается в появлении на выходе промежуточного элемента И 10.6 логической единицы или логического нуля, которые в двоичном коде поступают на первый вход 10.7-1 элемента И 10.7. Если полученный за t-oe (предыдущее) оперативное время результат первого этапа (например, логическая единица) совпадает с результатом первого этапа (логическая единица), полученным за следующее (t+1)-ое оперативное время, результат второго этапа процедуры верификации выражается в появлении на выходе промежуточного элемента И 10.6 логической единицы. Если полученный за t-ое (предыдущее) оперативное время результат первого этапа (например, логическая единица) не совпадает с результатом первого этапа (логическая единица), полученным за следующее (t+1)-oe оперативное время, или полученный за t-oe (предыдущее) оперативное время результат первого этапа представляет собой логический нуль и совпадает с результатом первого этапа (логический нуль), полученным за следующее (t+1)-oe оперативное время, результат второго этапа процедуры верификации выражается в появлении на выходе промежуточного элемента И 10.6 логического нуля.

Синхронизирующий тактовый сигнал (см. фиг. 15), поступающий на синхронизирующий вход 113 блока задания пороговых значений количества отказов 11, инициирует считывание с выхода 111 блока 11 через проверочный вход 105 блока 10 (см. фиг. 14) на второй вход 10.7-2 элемента И 10.7 логического нуля или логической единицы, характеризующих соответственно запрещение или разрешение администратора (пользователя, оператора) на выдачу сигнала оповещения о наличии возможного катастрофического состояния количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Если с проверочного входа 105 блока 10 (см. фиг. 14) на второй вход 10.7-2 элемента И 10.7 получена логическая единица (оповещение о возможном катастрофическом состоянии числа отказов необходимо) и логическая единица получена с выхода элемента сравнения 10.4 или с выхода промежуточного элемента И 10.6, результат идентификации и верификации граничных и аварийных (катастрофичных) состояний количества отказов выражается в появлении на выходе элемента И 10.7 логической единицы. Логическая единица с выхода элемента И 10.7 поступает на считывающий вход 10.0-5 центрального ОЗУ 10.0 и запирает центральное ОЗУ 10.0, не позволяя идентифицированным и верифицированным сигналам, характеризующим содержание и количество отказов, последовательно считываться с информационного выхода 10.0-2 центрального ОЗУ 10.0 через информационный выход 106 блока анализа катастроф 10 (см. фиг. 1) на информационный вход 124 блока анализа интервальных средних 12 в интересах вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности (характеризуется числом отказов) ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Кроме того, логическая единица с выхода элемента И 10.7 через предупредительный выход 101 блока 10 поступает на выход «Угроза катастрофы» устройства, являясь сигналом предсказания и предупреждения, характеризующим наличие возможного катастрофического состояния числа отказов и призывающим администратора (пользователя, оператора) произвести внешнюю коррекцию количества отказов (например, ввести временный запрет или принудительное ограничение на учет отказов) или пороговых, допустимых значений количества таких отказов с целью не допустить аварийного (катастрофического) скачкообразного изменения состояния объекта прогноза при малых возмущениях, обусловленных внешними или внутренними воздействиями.

Если с проверочного входа 105 блока 10 (см. фиг. 14) на второй вход 10.7-2 элемента И 10.7 получен логический нуль (администратор не нуждается в оповещении о возможном катастрофическом состоянии числа отказов), а с выхода элемента сравнения 10.4 или с выхода промежуточного элемента И 10.6 получен либо логический нуль, либо логическая единица, результат идентификации и верификации граничных и аварийных (катастрофических) состояний числа отказов выражается в появлении на выходе элемента И 10.7 логического нуля. Если с проверочного входа 105 блока 10 на второй вход 10.7-2 элемента И 10.7 получена логическая единица (оповещение о возможном катастрофическом состоянии числа отказов необходимо), а с выхода элемента сравнения 10.4 или с выхода промежуточного элемента И 10.6 получен логический нуль, результат идентификации и верификации граничных и аварийных (катастрофических) состояний числа отказов выражается в появлении на выходе элемента И 10.7 логического нуля. Логический нуль с выхода элемента И 10.7 поступает на считывающий вход 10.0-5 центрального ОЗУ 10.0 и открывает центральное ОЗУ 10.0, позволяя идентифицированным и верифицированным сигналам, характеризующим количество отказов, последовательно считываться с информационного выхода 10.0-2 центрального ОЗУ 10.0 через информационный выход 106 блока анализа катастроф 10 (см. фиг. 1) на информационный вход 124 блока анализа интервальных средних 12 в интересах вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности (характеризуется числом отказов) ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям).

Кроме того, логический нуль с выхода элемента И 10.7 через предупредительный выход 101 блока 10 поступает на выход «Угроза катастрофы» устройства, являясь сигналом предсказания и предупреждения, характеризующим отсутствие возможного катастрофического состояния числа отказов. Таким образом, наличие на предупредительном выходе 101 блока анализа катастроф 10 и на выходе «Угроза катастрофы» устройства сигнала логической единицы служит показателем блокировки устройства, а наличие на предупредительном выходе 101 блока анализа катастроф 10 и на выходе «Угроза катастрофы» устройства сигнала логического нуля служит показателем разблокировки устройства для прогнозирования системы в целом.

Таким образом, в интересах интервальной оценки качества (характеризуется числом выполненных заданий за оперативное время), сформированные однозначные сигналы о выполненных в срок, т.е., за отведенное оперативное время t, оперативных заданиях (из множества оперативных заданий, составляющих общее сменное задание), с выхода 4.5-2 дополнительного дешифратора 4.5 через сигнальный выход 45 блока формирования сигналов отказов 4 поступают на сигнальный вход 125 блока анализа интервальных средних 12, на информационный вход 124 которого, в интересах интервальной оценки надежности (характеризуется числом отказов), с информационного выхода 106 блока анализа катастроф 10 поступают сформированные и проверенные (идентифицированные с точки зрения теории катастроф) однозначные сигналы отказов, произошедших за отведенное оперативное время предназначенное для выполнения конкретного оперативного задания из множества оперативных заданий, составляющих общее сменное задание.

Расчет интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время Т(Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(Т)) выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям) происходит в блоке анализа интервальных средних 12 следующим образом (фиг. 2).

Отсчеты t, (t+1), (t+2) и т.д. оперативного времени t (тактов, шагов) в рамках цикла работы (в рамках времени выполнения сменного задания) производственной, информационной или телекоммуникационной системы, поступают с синхронизирующего выхода 13 блока управления 1 на синхронизирующий вход 123 блока анализа интервальных средних, являясь отчетами оперативных времен t (тактов, шагов) в рамках всего времени выполнения сменного задания. Данные сигналы (отсчеты) поступают через синхронизирующий вход 123 блока 12 (см. фиг. 2) на тактовый вход Т и на вход ОЕ разрешения выходов данных Y центрального вычислителя 12.1 блока 12. Причем поступая на тактовый вход Т эти сигналы определяют момент начала последовательного считывания в двоичном коде поступающих из блока анализа катастроф 10 через информационный вход 124 на T входов А (A1 - AT) центрального вычислителя 12.1 значений числа проверенных (идентифицированных с точки зрения теории катастроф) однозначных сигналов отказов, произошедших за каждое оперативное время t из состава времени выполнения сменного задания. Эти сигналы (отсчеты) определяют также момент начала последовательного считывания в двоичном коде поступающих из блока формирования сигналов отказов 4 через сигнальный вход 125 на T входов В (B1 - BT) центрального вычислителя 12.1 значений числа сигналов о выполненных в срок, т.е., за отведенное оперативное время t, оперативных заданий из множества всех оперативных заданий сменного задания.

Поскольку T входов A (A1 - AT) центрального вычислителя 12.1 (см. фиг. 2) объединены и являются информационным входом 124 блока 12, и T входов В (B1 - BT) центрального вычислителя 12.1 объединены и являются сигнальным входом 125 блока 12, запись в эти входы A (A1 - AT) и В (B1 - BT) осуществляется поступательно, последовательно на каждый t-ый вход At и Bt (t ∈ T) поступают сигналы отказов и сигналы о выполнении оперативных заданий соответственно, характеризующие текущие точечные (пошаговые, потактовые) значения показателей надежности и качества соответственно именно за один этот интервал t оперативного времени. Иными словами, например, сигналы отказов, произошедших за оперативное время t - поступают на вход At, сигналы отказов, произошедших за следующее оперативное время (t+1) - поступают на вход At+1, и так далее, вплоть до окончания времени Г выполнения всего сменного задания. Таким образом, сигналы отказов и сигналы о выполнении оперативных заданий поступают на соответствующие по отчетам оперативного времени входы А и В поступательно, шаг за шагом, на каждом отрезке оперативного времени, в сумме составляющими все время выполнения сменного задания T=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)), т.е., на каждом отрезке оперативного времени для каждой отдельной из задач в рамках всего сменного задания t, t+1, t+2,…, T).

Расчет интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности ПИТС за все время T (T=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)) выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям) происходит в блоке анализа интервальных средних 12 следующим образом (см. фиг. 2). Поступающие в двоичном коде через T входов A (A1 - AT) центрального вычислителя 12.1 последовательно на каждый t-ый вход At (t ∈ T) сигналы отказов, характеризующие текущие точечные (пошаговые, потактовые) значения показателя надежности за один интервал t оперативного времени, являются статистическими исходными данными для вычисления нижнего и верхнего среднего уровня надежности, а также обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней) оценки показателя надежности. При этом точный нижний средний уровень надежности за интервал T определяется путем решения в центральном вычислителе 12.1 задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров надежности на каждом отдельном t-ом оперативном времени в соответствии с выражением (4) - как точная нижняя граница надежности (наименьшая из всех верхних).

Точный верхний средний уровень надежности за интервал выполнения сменного задания T определяется также путем решения в центральном вычислителе 12.1 задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров надежности на каждом отдельном t-ом оперативном времени в соответствии с выражением (5) - как точная верхняя граница надежности (набольшая из всех нижних). Затем, в соответствии с выражением (6), в центральном вычислителе 12.1 определяется обобщенная интервальная (граничная верхняя и нижняя ) оценки показателя надежности.

Наряду с выполнением роли исходных данных для решения задачи вычисления интервальных средних значений надежности, сигналы отказов, характеризующие текущие точечные (пошаговые, потактовые) значения показателя надежности за каждый интервал t оперативного времени в двоичном коде транзитом через центральный вычислитель 12.1 с его первого Y1 выхода данных (см. фиг. 2) последовательно поступают на базовый вход 12.2.-1 первичного ОЗУ 12.2 и записываются в его ячейках памяти для последующей последовательной передачи через базовый выход 12.2-3 первичного ОЗУ 12.2 и информационный выход 126 блока анализа интервальных средних 12 на информационный вход 54 блока регистрации 5 (фиг. 9), где, после обработки, фиксируются четверичным счетчиком 5.9, ведущим учет количества отказов.

Полученные в центральном вычислителе 12.1 блока анализа интервальных средних 12 (см. фиг. 2) значения нижнего и верхнего среднего уровня надежности, а также обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя надежности в двоичном коде с первого Y1 выхода данных центрального вычислителя 12.1 последовательно поступают на базовый вход 12.2.-1 первичного ОЗУ 12.2 и записываются в его ячейках памяти для последующей выдачи через свой операторный выход 12.2-4 на первый операторный выход 120 блока 12 и на выход «Интервальные средние значения надежности» устройства полученных результатов - интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателя надежности ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), т.е., вывода пользователю (оператору, администратору) оценочных данных - интервальных оценок надежности, усредненных за период наблюдения.

Расчет интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей качества ПИТС за все время Т(Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(T)) выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям) происходит в блоке анализа интервальных средних 12 следующим образом (см. фиг. 2). Поступающие в двоичном коде через T входов В (B1 - BT) центрального вычислителя 12.1 последовательно на каждый t-ый вход Bt (t ∈ T) сигналы о выполнении оперативных заданий, характеризующие текущие точечные (пошаговые, потактовые) значения показателя качества за один интервал t оперативного времени, являются статистическими исходными данными для вычисления нижнего и верхнего среднего уровня качества, а также обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней) оценки показателя качества. При этом, как и в задачах анализа надежности, точный нижний средний уровень качества за интервал Т определяется путем решения в центральном вычислителе 12.1 задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров качества на каждом отдельном t-ом отрезке оперативного времени в соответствии с выражением (4) - как точная нижняя граница качества (наименьшая из всех верхних).

Точный верхний средний уровень качества за интервал выполнения сменного задания Г определяется также путем решения в центральном вычислителе 12.1 задачи линейного программирования на основе средних значений идентифицированных параметров качества на каждом отдельном t-ом оперативном времени в соответствии с выражением (5) - как точная верхняя граница качества (набольшая из всех нижних). Затем, по аналогии с анализом надежности и в соответствии с выражением (6), в центральном вычислителе 12.1 определяется обобщенная интервальная (граничная верхняя и нижняя ) оценки показателя качества.

Как и для интервального анализа надежности, наряду с выполнением роли исходных данных для решения задачи вычисления интервальных средних значений качества, сигналы о выполнении оперативных заданий, характеризующие текущие точечные (пошаговые, потактовые) значения показателя качества за один интервал t оперативного времени в двоичном коде транзитом через центральный вычислитель 12.1 с его второго Y2 выхода данных (см. фиг. 2) последовательно поступают на базовый вход 12.3.-1 вторичного ОЗУ 12.3 и записываются в его ячейках памяти для последующей последовательной передачи через базовый выход 12.3-3 вторичного ОЗУ 12.3 и сигнальный выход 127 блока анализа интервальных средних 12 на сигнальный вход 55 блока регистрации 5 (фиг. 9), где фиксируются вторичным счетчиком 5.6, ведущем учет выпущенной продукции, оказанный информационных или телекоммуникационных услуг.

Полученные в центральном вычислителе 12.1 блока анализа интервальных средних 12 (см. фиг. 2) значения нижнего и верхнего среднего уровня качества, а также обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя качества в двоичном коде со второго Y2 выхода данных центрального вычислителя 12.1 последовательно поступают на базовый вход 12.3.-1 вторичного ОЗУ 12.3 и записываются в его ячейках памяти для последующей выдачи через свой операторный выход 12.3-4 на второй операторный выход 121 блока 12 и на выход «Интервальные средние значения качества» устройства полученных результатов - интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателя качества ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), т.е., вывода пользователю (оператору, администратору) оценочных данных - интервальных оценок качества, усредненных за период наблюдения.

Перед началом работы устройства на вход переноса С0 центрального вычислителя 12.1 через сбросовый вход 122 блока анализа интервальных средних 12 (фиг. 2) со сбросового выхода 17 блока управления 1 (см. фиг. 1) подается короткий импульс для установки блока анализа интервальных средних 12 в исходное состояние. По этому импульсу центральный вычислитель 12.1 блока анализа интервальных средних 12 сбрасывается в ноль.

Моменты считывания с первого Y1 и второго Y2 выходов данных центрального вычислителя 12.1 в двоичном коде текущих сигналов отказов (с первого Y1 выхода данных на базовый вход 12.2-1 первичного ОЗУ 12.2), текущих сигналов о выполнении оперативных заданий (со второго Y2 выхода данных на базовый вход 12.3-1 вторичного ОЗУ 12.3), значений нижнего и верхнего среднего уровня надежности, значений обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя надежности (с первого Y1 выхода данных на базовый вход 12.2-1 первичного ОЗУ 12.2), а также значений нижнего и верхнего среднего уровня качества и значений обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя качества (со второго Y2 выхода данных на базовый вход 12.3-1 вторичного ОЗУ 12.3) определяются на основе отсчетов поступающих через синхронизирующий вход 123 блока анализа интервальных средних 12 (фиг. 2) на тактовый вход Т и вход 0Е разрешения выходов данных Y центрального вычислителя 12.1 тактовых сигналов за все время Т(Т=(t)+(t+1)+(t+2)+…+(Т)) выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям). При этом моменты считывания этих данных определяются путем подачи управляющего сигнала с входа 0Е разрешения выходов данных Y через инверсный выход генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 на разрешающие входы 12.2-2 и 12.3-2 первичного 12.2 и вторичного 12.3 ОЗУ соответственно.

Управляющий сигнал с инверсного выхода генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 (фиг. 2), поступая на разрешающий вход 12.2-2 первичного ОЗУ 12.2, определяет для этого ОЗУ момент начала считывания в двоичном коде через его базовый выход 12.2-3 и через информационный выход 126 блока анализа интервальных средних 12 на информационный вход 54 блока регистрации 5 (фиг. 9) текущих сигналов отказов, которые, после обработки, фиксируются четверичным счетчиком 5.9, ведущим учет количества отказов.

Кроме того, этот управляющий сигнал, поступая с инверсного выхода генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 (фиг. 2) на разрешающий вход 12.2-2 первичного ОЗУ 12.2, также определяет для этого ОЗУ момент начала считывания в двоичном коде через его операторный выход 12.2-4 и через первый операторный выход 120 блока анализа интервальных средних 12 на выход «Интервальные средние значения надежности» устройства, вычисленных в центральном вычислителе 12.1 и хранящихся в первичном ОЗУ 12.2 значений результатов интервального анализа надежности - значений нижнего и верхнего среднего уровня надежности, а также значений обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя надежности функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Управляющий сигнал с инверсного выхода генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 (фиг. 2), поступая на разрешающий вход 12.3-2 вторичного ОЗУ 12.3, определяет для этого ОЗУ момент начала считывания в двоичном коде через его базовый выход 12.3-3 и через сигнальный выход 127 блока анализа интервальных средних 12 на сигнальный вход 55 блока регистрации 5 (фиг. 9) текущих сигналов о выполнении оперативных заданий, которые фиксируются вторичным счетчиком 5.6, ведущем учет выпущенной продукции, оказанный информационных или телекоммуникационных услуг.

Помимо этого, как и в случае интервальной оценки (прогнозирования) надежности, этот управляющий сигнал, поступая с инверсного выхода генерации переноса G центрального вычислителя 12.1 (фиг. 2) на разрешающий вход 12.3-2 вторичного ОЗУ 12.3, также определяет для этого ОЗУ момент начала считывания в двоичном коде через его операторный выход 12.3-4 и через второй операторный выход 121 блока анализа интервальных средних 12 на выход «Интервальные средние значения качества» устройства, вычисленных в центральном вычислителе 12.1 и хранящихся во вторичном ОЗУ 12.3 значений результатов интервального анализа качества - значений нижнего и верхнего среднего уровня качества, а также значений обобщенной интервальной (граничной верхней и нижней ) оценки показателя качества функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

В итоге, в блоке анализа интервальных средних 12 осуществлено получение (вычисление) интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), а также вывод оператору оценочных данных - вывод (для непосредственного восприятия оператором на цифровом табло или регистрации на ином цифровом устройстве регистрации) интервальных оценок надежности и качества (соответственно через выходы «Интервальные средние значения надежности» и «Интервальные средние значения качества» устройства), усредненных за период наблюдения, для принятия обоснованных решений по оптимальному управлению производственной, информационной или телекоммуникационной системой.

Далее процесс оценивания и прогнозирования случайных событий в устройстве осуществляется следующим образом (фиг. 1). На информационном выходе 126 блока анализа интервальных средних 12 имеем в двоичном коде текущие сигналы отказов, которые поступают на информационный вход 54 блока регистрации 5 (см. фиг. 9). По переднему фронту каждого такого сигнала отказа, одновибратор 5.14 формирует короткий импульс, который фиксируется четверичным счетчиком 5.9, ведущим учет количества отказов. Кроме того, этот импульс фиксируется одним из счетчиков 5.81 - 5.8K, предназначенных для получения гистограммы наработки на отказ системы. Каждый сигнал отказа с информационного входа 54 блока регистрации 5 поступает через элемент ИЛИ 5.4 на сбросовый вход 5.5-2 первичного счетчика 5.5, вход 5.3-2 делителя частоты 5.3 и сбрасывает их в ноль. После окончания сигнала отказа первичный счетчик 5.5 начинает считать импульсы, поступающие с выхода 5.3-3 делителя частоты 5.3. Коэффициент деления делителя частоты 5.3 задает величину интервалов гистограммы. Третичный счетчик 5.7, на вход 5.7-2 которого поступают тактовые импульсы, фиксирует время функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Если в ходе процесса функционирования системы инициировано внешнее динамическое управление оперативным временем t, t+1, t+2, T, выделяемым для выполнения отдельной конкретной оперативной задачи в рамках общего сменного задания для любого n-го () модельного элемента участка системы, с внешнего устройства в десятичном коде (либо с помощью человека-оператора, либо с помощью специального управляющего устройства), через N входов «Коррекция оперативного времени» 011 - 01N устройства на N входов 911 - 91N главного контроллера оперативного времени 9 (см. фиг. 13) поступают новые, дополнительно вводимые в динамике управления, значения оперативного времени t в рамках времени выполнения сменного задания Т для каждого конкретного n-го () модельного элемента участков системы. Главный контроллер оперативного времени 9 может быть реализован в соответствии со схемой, изображенной на фиг. 13. Динамическая коррекция значений оперативного времени t в рамках времени выполнения сменного задания Т для всех, нескольких из N или конкретного модельного элемента участков системы осуществляется в главном контроллере оперативного времени 9 следующим образом.

Новые, дополнительно вводимые в динамике управления процессом функционирования системы, значения оперативного времени t (t=1, 2, …, Т) в рамках времени выполнения всего сменного задания Т для конкретных модельных элементов участков системы, в десятичном коде поступают через N входов 911 - 91N главного контроллера оперативного времени 9 на N входов 9.1-11 - 9.1-1N регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 (см. фиг. 13) для контроля и регистрации. С N выходов 9.1-21 - 9.1-2N регистрирующего элемента оперативного времени 9.1 новые значения оперативного времени t поступают на соответствующие N входов 9.2-11 - 9.2-1N элемента хранения нового значения оперативного времени 9.2, который записывает и хранит в десятичном коде эти значения до момента введения очередного управляющего воздействия, а также со своих N выходов 9.2-21 - 9.2-2N, через соответствующие N выходов 921 - 92N главного контроллера оперативного времени 9, передает эти новые значения оперативного времени t на корректирующие входы 821 - 82N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N. Дешифровка, дополнительное сравнение и контроль кода, обуславливающего новое значение оперативного времени t для каждого конкретного модельного элемента участка системы в контроллерах оперативного времени модельных элементов 81 - 8N осуществляется следующим образом (см. фиг. 12). Дешифратор корректированного кода оперативного времени 8.1n (см. фиг. 12) контроллера оперативного времени модельных элементов 8n* осуществляет преобразование десятичного кода, обуславливающего новое, вводимое в процессе управления, значение оперативного времени t (а значит, в итоге, и времени выполнения всего сменного задания) на конкретном n-ом модельном элементе участка системы, в двоичный код, передачу этого нового значения на проверочный вход 8.2n-2 регистра сравнения-коррекции оперативного времени 8.2n для анализа и выдачу нового значения оперативного времени t в двоичном коде через корректирующие выходы 841 - 84N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N на корректирующие входы 271 - 27N блока модели системы 2, затем на корректирующие входы 2.1-7-2.7N-7 модельных элементов участков системы 2.1 - 2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6).

В регистре сравнения-коррекции оперативного времени 8.2n контроллера оперативного времени модельных элементов 8n осуществляется дополнительная проверка (сравнение) соответствия оперативного времени с изначальным и вновь вводимым оперативным временем и формирование (ретрансляция по итогам сравнения) на выходе контроллера оперативного времени модельных элементов 8n единичного сигнала, характеризующего соответствие оперативного времени требуемому значению с учетом коррекции и подтверждающего нормальный ход технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы. При этом на информационных входах 811 - 81N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N, а значит и на информационных входах 8.21-1-8.2N-1 регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.21 - 8.2N, присутствуют единичные сигналы (из блока 3), характеризующие соответствие оперативного времени t действующему требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы. Регистры сравнения-коррекции оперативного времени 8.21-8.2N (см. фиг. 12) регистрируют изначальный код (записанный при подготовке устройства к работе, т.е. начальное оперативного времени t) и сравнивают его с вновь вводимым в динамике управления кодом нового оперативного времени t, который поступает через проверочные входы 8.21-2 - 8.2N-2.

Причем, коррекция (формирование по итогам сравнения) на информационных выходах 8.21-3 - 8.2N-3 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.21-8.2N единичных сигналов, характеризующих соответствие оперативного времени t вновь введенному (корректированному) значению и подтверждающих нормальный ход технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы, осуществляется следующим образом. Если на проверочных входах 8.21-2 - 8.2N-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.21-8.2N есть сигнал, обуславливающий новое, вводимое в динамике управления оперативное время t выполнения оперативного задания, этот сигнал идентифицируется как приоритетный, и именно с новым оперативным временем происходит идентификация (сравнение норма -не норма) хода технологического, информационного или телекоммуникационного процесса. Если на проверочных входах 8.21-2 - 8.2N-2 соответствующих регистров сравнения-коррекции оперативного времени 8.21-8.2N нет сигнала, обуславливающего новое, вводимое в динамике управления оперативное время t выполнения оперативного задания, то приоритетными признаются ранее записанные значения кода, задающего начальное (предыдущее) оперативное время.

Таким образом, с корректирующих выходов 841 - 84N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N на корректирующие входы 271 - 27N блока модели системы 2, а следовательно, на корректирующие входы 2.1-7 - 2.7N-7 модельных элементов участков системы 2.1 - 2.N и на корректирующие входы 2.1.12-3-2.N.12-3 первичных корректируемых дешифраторов 2.1.12-2.N.12 (см. фиг. 6) поступают логические значения кода, задающего новые, вводимые в динамике управления процессом, значения оперативное время t выполнения оперативного задания для каждого л-го модельного элемента участков системы. С информационных выходов 831 - 83N соответствующих контроллеров оперативного времени модельных элементов 81 - 8N на соответствующие групповые входы 251 - 25N блока модели системы 2 поступают проверенные, с точки зрения соответствия новому оперативному времени, единичные сигналы, характеризующие соответствие оперативного времени этому действующему на данный момент требуемому значению и подтверждающие нормальный ход технологического, информационного или телекоммуникационного процесса на конкретном n-ом участке производственной, информационной или телекоммуникационной системы.

Данные, характеризующие текущие (пошаговые, не интервальные) численные значения показателей надежности и качества функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы накапливаются в счетчиках блока регистрации 5 (см. фиг. 9) после проведения одной реализации процесса функционирования системы (выполнения всего сменного задания). Проведение такой реализации (выполнение всего сменного задания) может быть закончено автоматически либо по достижении заданного объема выпущенной продукции или заданного объема предоставленных абонентам информационных или телекоммуникационных услуг (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.11-2 вторичного дешифратора 5.11), либо по истечении заданного времени моделирования (выход 51 блока регистрации 5 при этом подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.12-2 третичного дешифратора 5.12), либо при достижении заданного количества отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы (выход 51 блока регистрации 5 подключен с помощью переключателя 5.15 к выходу 5.13-2 четверичного дешифратора 5.13). Проведение реализации (выполнение сменного задания) может быть закончено и с помощью снятия сигнала «Работа» переключателем 1.3 блока управления 1. Автоматическое прекращение моделирования происходит при появлении нулевого сигнала на выходе 51 блока регистрации 5. Этот сигнал поступает на вход 16 блока управления 1 и запрещает выдачу синхронизирующих тактовых импульсов, обеспечивающих работу всего устройства.

Накапливаемые в счетчиках блока регистрации 5 (фиг. 9) текущие данные, служившие исходными данными для вычислений в блоке 12, поступившие из этого блока в блок 5 транзитом, и полученные как с учетом коррекции оперативного времени, так и с учетом идентификации и верификации состояний граничного, аварийного (катастрофического) количества отказов системы, позволяют осуществлять прогнозирование случайных событий с учетом изменяющихся внешних воздействий, позволяют определять текущие (пошаговые) численные значения оценок надежности и качества функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы, в том числе пошаговую вероятность невыполнения отдельных оперативных заданий на выпуск продукции, оказание информационных или телекоммуникационных услуг (отношение содержимого четверичного счетчика 5.9 к содержимому вторичного счетчика 5.6), текущую (не интервальную) производительность производственной, информационной или телекоммуникационной системы (показания вторичного счетчика 5.6 делятся на показания третичного счетчика 5.7 с учетом масштаба моделирования), текущее эмпирическое распределение наработки производственной, информационной или телекоммуникационной системы на отказ (по текущим показаниям значений количества отказов системы, реализуемых счетчиками 5.81 - 5.8K) и другие показатели.

Исходными данными, основой для определения в блоке 5 текущих (пошаговых, не интервальных) численных значений оценок надежности и качества функционирования производственной, информационной или телекоммуникационной системы, наряду с текущими данными, поступающими на сигнальный вход 55 блока регистрации 5 с сигнального выхода 127 блока анализа интервальных средних 12, являются поступающие на информационный вход 54 блока регистрации 5 с информационного выхода 126 блока анализа интервальных средних 12 текущие сигналы отказов.

Таким образом, предлагаемое устройство для прогнозирования случайных событий обеспечивает повышение достоверности моделирования и прогноза случайных событий, а также расширение области его применения за счет реализации возможности получения достоверных интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), за счет реализации возможности достоверно моделировать и прогнозировать случайные события на основе математических методов теории интервальных средних, в условиях постоянно изменяющейся, неоднородной и недостоверной исходной информации, получаемой по разным каналам наблюдения, с учетом динамики изменения случайных событий за весь интервал времени выполнения сменного задания, что очень важно для оптимального управления системами такого класса.

Расширение области применения, интервальное оценивание в устройстве происходит за счет реализуемой в блоке анализа интервальных средних 12 процедуры получения (вычисления) интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования ПИТС за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), а также вывода пользователю (оператору, администратору) системы оценочных данных - интервальных оценок надежности и качества, усредненных за период наблюдения, для принятия обоснованных решений по оптимальному управлению производственной, информационной или телекоммуникационной системой.

Анализ принципа работы заявленного устройства для прогнозирования случайных событий показывает очевидность того факта, что наряду с сохраненными и описанными в прототипе возможностями по моделированию и оцениванию (прогнозированию) в условиях, когда количество единовременных отказов производственной, информационной или телекоммуникационной системы может плавно изменяться под влиянием управляющих воздействий или внешних факторов, создавая потенциальную опасность ее блокировки (коллапса), устройство способно повысить достоверность моделирования и прогноза случайных событий путем реализации (применяя методы теории интервальных средних) вычисления интервальных (граничных верхних и нижних) оценок показателей надежности и качества функционирования системы, усредненных за период наблюдения - за все время выполнения сменного задания (все время сеанса предоставления услуг пользователям), а также расширение области применения устройства в реальных условиях, в которых этой системе приходится функционировать, обеспечивая возможность своевременно выдавать администратору (оператору) полученные результаты - интервальные оценки показателей надежности и качества производственной, информационной или телекоммуникационной системы, безусловно необходимые для принятия решений по оптимальному управлению системами такого класса.

Данное устройство обеспечивает повышение уровня достоверности моделирования и прогнозирования, когда в динамике управления реальной системой, например, вычислительным или информационным комплексом, используются алгоритмы ситуационного (кусочно-интервального) управления, управления, вводимого по результатам интервальных, но не текущих, сиюминутных наблюдений. Это существенно расширяет область применения устройства, расширяет функциональные возможности вычислительных систем, ориентированных на достоверный контроль надежности и качества функционирования сложных автоматизированных и гибких производственных, информационных или телекоммуникационных системы произвольной структуры, где заявленное устройство для прогнозирования случайных событий будет использовано.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Гуров С. В., Уткин Л.В., Надежность систем при неполной информации. - СПб.: Любавич, 1999.-160 с.

2. Шокин Ю.А. Интервальный анализ. - Новосибирск: Наука, 1981. - 112 с.

3. Алефельд Г., Херцбергер Ю. Введение в интервальные вычисления. - М.: Мир, 1987.-360 с.

4. Боран-Кешишьян А.Л. Использование теории интервальных средних для оценки надежности сложных технических систем // В мире научных открытий. 2011. №4.1. С. 531-534.

5. Кузнецов В.П. Интервальные статистические модели. - М.: Радио и связь, 1991. -352 с.

6. Лемешко Б.Ю., Постовалов С.Н. О решении задач статистического анализа интервальных наблюдений // Вычислительные технологии. Т. 2. - Новосибирск: 1997. С. 28-36.

7. Паращук И.Б., Крюкова Е.С., Малофеев В.А. Анализ современных подходов к оценке качества систем хранения данных и электронных библиотек // Новые информационные технологии и системы: сборник научных статей XVI Международной научно-технической конференции (г.Пенза, 27-29 ноября 2019 г. ). -Пенза: Изд-во ПГУ, 2019. - 312 с, С. 177-180.

8. Паращук И.Б., Крюкова Е.С., Михайличенко Н.В., Чернявский А.В. Актуальные вопросы разработки методики многоканального анализа качества электронной библиотеки образовательных и научно-исследовательских организаций Вооруженных сил Российской Федерации // Научно-технический сборник №107. Труды академии. - СПб.: ВАС, 2019. - 154 с, С. 58-64.

9. Авраменко B.C., Беденков В.Н., Селяков М.Н. Прогнозирование защищенности информации в автоматизированных системах // Региональная информатика и информационная безопасность. Выпуск 4. - СПб.: СПОИСУ, 2017. С. 26-27.

1. Устройство для прогнозирования случайных событий, содержащее блок управления (1), блок модели системы (2), блок имитаторов состояний участков системы (3), блок формирования сигналов отказов (4), блок регистрации (5), блок проверки данных модели (6), блок коррекции данных модели (7), N ≥ 2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов (81 - 8N), главный контроллер оперативного времени (9), блок анализа катастроф (10) и блок задания пороговых значений количества отказов (11), при этом выход (51) блока регистрации (5) подключен к входу (16) блока управления (1), сбросовый выход (17) которого соединен со сбросовым входом (32) блока имитаторов состояний участков системы (3), сбросовым входом (22) блока модели системы (2), сбросовым входом (42) блока формирования сигналов отказов (4), сбросовым входом (52) блока регистрации (5), сбросовым входом (62) блока проверки данных модели (6), сбросовым входом (72) блока коррекции данных модели (7), сбросовым входом (102) блока анализа катастроф (10) и сбросовым входом (112) блока задания пороговых значений количества отказов (11), М ≥ 2 контрольных выходов (141 - 14М) блока управления (1) подключены к соответствующим М контрольным входам (241 - 24М) блока модели системы (2), синхронизирующий выход (13) блока управления (1) подключен к синхронизирующему входу (33) блока имитаторов состояний участков системы (3), синхронизирующему входу (23) блока модели системы (2), синхронизирующему входу (43) блока формирования сигналов отказов (4), синхронизирующему входу (53) блока регистрации (5), синхронизирующему входу (63) блока проверки данных модели (6), синхронизирующему входу (73) блока коррекции данных модели (7), синхронизирующему входу (103) блока анализа катастроф (10) и синхронизирующему входу (113) блока задания пороговых значений количества отказов (11), управляющий выход (15) блока управления (1) соединен с управляющим входом (34) блока имитаторов состояний участков системы (3), N групповых входов (311 - 31N) которого подключены к N соответствующим групповым выходам (711 - 71N) блока коррекции данных модели (7) и к N соответствующим групповым выходам (681 - 68N) блока проверки данных модели (6), N-разрядный выход которого соединен с N-разрядным входом (74) блока коррекции данных модели (7), а сигнальный выход (65) блока проверки данных модели (6) соединен с сигнальным входом (75) блока коррекции данных модели (7), N групповых входов (611 - 61N) блока проверки данных модели (6) соединены с соответствующими N групповыми выходами (211 - 21N) блока модели системы (2), управляющий вход (41) блока формирования сигналов отказов (4) подключен к управляющему выходу (76) блока коррекции данных модели (7) и к управляющему выходу (66) блока проверки данных модели (6), управляющий вход (67) которого подключен к управляющему выходу (26) блока модели системы (2), при этом N групповых выходов (351 - 35N) блока имитаторов состояний участков системы (3) соединены с информационными входами (811 - 81N) соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов (81 - 8N), информационные выходы (831 - 83N) которых соединены с соответствующими групповыми входами (251 - 25N) блока модели системы (2), корректирующие входы (271 - 27N) которого подключены к корректирующим выходам (841 - 84N) соответствующих N контроллеров оперативного времени модельных элементов (81 - 8N), корректирующие входы (821 - 82N) N контроллеров оперативного времени модельных элементов (81 - 8N) подключены к соответствующим выходам (921 - 92N) главного контроллера оперативного времени (9), входы (911 - 91N) которого являются соответствующими N входами «Коррекция оперативного времени» (011 - 01N) устройства, информационный выход (44) блока формирования сигналов отказов (4) подключен к информационному входу (104) блока анализа катастроф (10), проверочный вход (105) которого соединен с выходом (111) блока задания пороговых значений количества отказов (11), управляющий вход (114) которого является входом «Ввод пороговых значений количества отказов» устройства, предупредительный выход (101) блока анализа катастроф (10) является выходом «Угроза катастрофы» устройства, отличающееся тем, что дополнительно введен блок анализа интервальных средних (12), при этом сбросовый выход (17) блока управления (1) соединен со сбросовым входом (122) блока анализа интервальных средних (12), сигнальный вход (125) которого соединен с сигнальным выходом (45) блока формирования сигналов отказов (4), синхронизирующий выход (13) блока управления (1) подключен к синхронизирующему входу (123) блока анализа интервальных средних (12), сигнальный выход (127) которого подключен к сигнальному входу (55) блока регистрации (5), информационный вход (54) которого соединен с информационным выходом (126) блока анализа интервальных средних (12), информационный выход (106) блока анализа катастроф (10) соединен с информационным входом (124) блока анализа интервальных средних (12), первый операторный выход (120) блока анализа интервальных средних (12) является выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, второй операторный выход (121) блока анализа интервальных средних (12) является выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.

2. Устройство для прогнозирования случайных событий по п. 1, отличающееся тем, что блок анализа интервальных средних (12) состоит из центрального вычислителя (12.1), первичного (12.2) и вторичного (12.3) оперативных запоминающих устройств (ОЗУ), при этом Т ≥ 1 входов В (B1 - BT) центрального вычислителя (12.1) объединены и являются сигнальным входом (125) блока анализа интервальных средних (12), T входов A (A1 - AT) центрального вычислителя (12.1) объединены и являются информационным входом (124) блока, вход переноса (С0) центрального вычислителя (12.1) является сбросовым входом (122) блока, тактовый вход (Т) и вход (0Е) разрешения выходов данных Y центрального вычислителя (12.1) объединены и являются синхронизирующим входом (123) блока анализа интервальных средних (12), инверсный выход генерации переноса (G) центрального вычислителя (12.1) соединен с разрешающими входами (12.2-2) и (12.3-2) первичного (12.2) и вторичного (12.3) ОЗУ соответственно, базовые выходы (12.2-3) и (12.3-3) которых являются соответственно информационным (126) и сигнальным (127) выходами блока, первый (Y1) и второй (Y2) выходы данных центрального вычислителя (12.1) подключены к базовым входам соответственно (12.2-1) и (12.3-1) первичного (12.2) и вторичного (12.3) ОЗУ, операторный выход (12.2-4) первичного ОЗУ (12.2) является первым операторным выходом (120) блока анализа интервальных средних (12) и выходом «Интервальные средние значения надежности» устройства, операторный выход (12.3-4) вторичного ОЗУ (12.3) является вторым операторным выходом (121) блока анализа интервальных средних (12) и выходом «Интервальные средние значения качества» устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области передачи данных. Технический результат заключается в повышении производительности веб-страниц.

Изобретение относится к устройству вычисления математического ожидания. Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства.

Изобретение относится к области вычислительной техники и телекоммуникационным системам и предназначено для использования в комплексах автоматизированных систем управления телекоммуникационными сетями. Техническим результатом заявленного решения является повышение степени точности определения состояния телекоммуникационной сети в условиях зашумленности.

Изобретение может быть использовано для анализа функционирования широкого класса технических систем, в частности, в ракетно-космической технике для контроля состояния жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) на переходных режимах огневых стендовых испытаний. Для принятия решений о возникновении неисправности, прекращении испытания и определении неисправного агрегата на переходных режимах стендового испытания статистической оценке на основе критерия Стьюдента подвергаются временные ряды значений градиентов изменения измеряемых параметров, обладающие свойством стационарности, обусловленное тем, что при стендовых испытаниях, проводимых по заданной циклограмме, на переходных режимах управление двигателем обеспечивается изменением угла привода агрегата управления по линейному закону.

Изобретение относится к области вычислительной техники для предоставления парковочного места. Технический результат заключается в обеспечении возможности предоставления парковочного места на основании расчета оценочного показателя безопасности вождения водителя.

Изобретение относится к области информационно-измерительных систем и может быть использовано для робастной фильтрации стохастических сигналов и параметров состояния стохастических систем в условиях неопределенности вероятностных характеристик помех измерения. Технический результат заключается в повышении быстродействия и точности робастной фильтрации динамических процессов, а также сокращении вычислительных затрат за счет реализации робастного фильтра измеряемого сигнала в дифференциальной форме.

Изобретение относится к области адаптивных систем и может быть использовано для адаптивной фильтрации стохастических сигналов и параметров состояния стохастических систем. Технический результат - обеспечение устойчивости и повышение точности калмановской фильтрации за счет адаптивного определения компонентов дисперсионной матрицы помех измерения в процессе текущего оценивания стохастических сигналов и параметров состояния стохастических систем на основе точных измерений, поступающих в нерегулярные (или случайные) моменты времени.

Изобретение относится к вычислительной технике и телекоммуникационным сетям и может быть использовано для параметрической оценки законов распределения потоков многопакетных сообщений, циркулирующих в сетях передачи данных (СПД), и оценки состояния сетей в целом. Техническим результатом является повышение точности оценки интенсивности потока сообщений за минимальное необходимое количество шагов наблюдения и обеспечение оценки состояния сети передачи данных в целом.

Изобретение относится к системам подсчета и определения распределения пассажиров в транспортном средстве. При сенсорном анализе датчиков (ZS1,…ZSi,…ZSn) подсчета в транспортных средствах (FZ1,…FZi,…FZn) для перевозки пассажиров, в частности в рельсовом и дорожном сообщении, предлагается посредством аналитических моделей коррелировать показания датчиков (ZS1,…ZSi,…ZSn) подсчета на транспортных средствах (FZ1,…FZi,…FZn) для относящейся к конкретному перегону перевозки пассажиров, в частности в рельсовом и дорожном сообщении, данные (ZISF, FS) перегона и транспортного средства, текущие данные (FIZ, O) поездки, текущие данные (FZI) транспортного средства, а также взаимосвязанные с названными данными контекстные данные (KI) таким образом, чтобы при базирующемся на них анализе по меньшей мере одного датчика подсчета (ZSi, ZSi+1, ZSi+2,…) и выдаваемом в каждом случае показании датчика находились и отображались воздействия или отклонения на анализируемом датчике подсчета, возникающие при действительной информации (I-FGZIZS, FZ) о числе пассажиров, по этой действительной информации (I-FGZIZS, FZ) о числе пассажиров оценивалась информация о числе пассажиров, которая возникает в каком-либо месте в транспортном средстве без датчика подсчета, и/или по этой действительной информации (I-FGZIZS, FZ) о числе пассажиров делалось заключение о распределении пассажиров в транспортном средстве.

Изобретение относится к области радиоизмерений. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей анализатора и упрощении процесса поиска моды, необходимой для получения оценки исследуемых временных интервалов.

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в повышении достоверности моделирования и прогноза случайных событий. Устройство для прогнозирования случайных событий содержит блок управления, блок модели системы, блок имитаторов состояний участков системы, блок формирования сигналов отказов, блок регистрации, блок проверки данных модели, блок коррекции данных модели, N ≥ 2 идентичных контроллеров оперативного времени модельных элементов, главный контроллер оперативного времени, блок анализа катастроф, блок задания пороговых значений количества отказов и блок анализа интервальных средних. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

Наверх