Прогнозування точнісних характеристик систем управління посадкою літаків

РОЗДІЛ 2
ОРГАНІЗАЦІЯ МОНІТОРИНГУ ТОЧНІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ПОСАДКОЮ ЛІТАКІВ
2.1. Структура моніторингу визначальних параметрів САП та алгоритм обробки інформації
2.1.1 Загальна структура забезпечення етапів обробки інформації
Виходячи із запропонованої структури моніторингу [11] можна представити загальну структуру обробки інформації (рис. 2.1), центральною частиною якої є інтегрована система опрацювання даних про визначальні параметри [11, 45].
Задачею попередньої обробки є формування потоку достовірних даних вимірювань, що задовольняють заданим вимогам по точності. Для цього насамперед організується реєстрація необхідних виміряних параметрів на борту літака за допомогою якого не будь з описаних вище (п. 1.3.3) засобів.
Перенесення інформації з реєструючого пристрою об'єкта контролю до БД можна здійснювати різними способами, починаючи із застосування переносних пристроїв пам'яті, за допомогою яких працівники технічних служб періодично будуть переносити накопичену інформацію до центрального комп'ютера, закінчуючи використанням спеціальних каналів зв'язку, організованих для передачі цієї інформації.
Далі застосовується процес декодування і розшифровки, суть якого буде залежати від методу і засобів реєстрації та переносу даних, що використовуються. До складу математичного забезпечення в цьому випадку повинні входити алгоритми відбраковки аномальних вимірювань і фільтрації. Всі дані, що пройшли попередню обробку передаються до БД.
Всі подальші стадії обробки інформації відносяться до інтегрованої системи опрацювання даних, яка складається з БД, блоків первинної статистичної обробки поточної інформації, уводу-виводу, а також блоків обробки і виводу статистичної інформації і аналітичного та імовірнісного прогнозування, які у відповідності із вибраною класифікацією, можна віднести до етапу вторинної обробки інформації.
Рис. 2.1. Структура обробки інформації для здійснення моніторингу і прогнозування точнісних характеристик СУП
База даних в наведеній структурі є єдиним загальносистемним інформаційним ресурсом, що призначений для упорядкування і зберігання всіх виглядів інформації на всіх стадіях її обробки. Однак в складі БД умовно можна виділити два основних блоки - блок попередньої інформації, де проводиться первинне її накопичення за кожним виміряним визначальним параметром і блок статистичної інформації, де зберігаються результати обробки інформації на різних етапах, а так само результуюча визначальна і прогнозована інформація.
Структура БД повинна бути такою, що б при подальшій еволюції, зумовленій необхідністю обслуговування великої кількості об'єктів контролю, вона не вимагала перебудови схеми організації і була адаптивною до наростаючого об'єму інформації.
Блок уводу-виводу призначений для вибору відповідної вимірювальної інформації, з метою подальшої обробки іншими блоками відповідно заданій програмі.
Блок статистичної обробки поточної інформації обробляє вимірювальну інформацію, що поступає від об'єктів контролю послідовними алгоритмами [11]
,
,
,
і класичними алгоритмами по "пачці" поточної інформації (підвибірці):
де - статистичні характеристики, отримані за попередніми N вимірюванням, що зберігаються в блоці попередньої інформації БД, - поточний індекс номера інтервалу розбиття закону розподілу при його апроксимації, n - кількість вимірювань в "пачці" поточної інформації, Q - кількість інтервалів розбиття, прийнята в програмі.
Достоїнством наведених алгоритмів є простота і зручність їх машинної реалізації. Але головною перевагою (особливо у разі визначення щільності розподілу) є те, що не треба зберігати в пам'яті ЕОМ весь об'єм початкової (зростаючої за N) статистичної сукупності.
Блок обробки і виводу статистичної інформації вирішує задачу визначення законів розподілу для кожного з параметрів, що вимірюються за усім наростаючим обсягом поточної інформації шляхом перевірки гіпотез про параметри закону розподілу. Крім цього, із залученням параметричних і непараметричних методів визначається і оцінюється статистична імовірність попадання параметрів в задану область і на основі цієї інформації робиться висновок про відповідність об'єкта контролю заданим вимогам по точності. Ця інформація може бути відправлена для зберігання в БД, а також задокументованою.
Блок аналітичного та імовірнісного прогнозування стану об'єкта вирішує такі задачі:
1) Визначення мінімального розміру допустимої області для параметра, який досліджується при заданій імовірності, за результатами обробки поточної інформації.
2) Визначення поведінки об'єкта за отриманою поточною інформацією з метою:
* виявлення тренда параметрів і визначення часу досягнення допустимих меж;
* визначення імовірності попадання майбутніх значень параметрів в задану (допустиму) область.
3) Індивідуального прогнозування. З точки зору автора, найбільш прийнятним шляхом рішення цієї задачі є застосування одного з методів статистичної екстраполяції. Результатом рішення цієї задачі є визначення імовірності знаходження прогнозованих значень визначальних параметрів в заданій області.
2.1.2 Загальний алгоритм обробки інформації в інтегрованій системі
Відповідно до наданої структури забезпечення етапів обробки інформації в інтегрованій системі опрацювання даних (рис. 1.4) пропонується застосування загального алгоритму [11], який наведено на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Схема алгоритму обробки інформації для здійснення моніторингу і прогнозування точнісних характеристик СУП
Наведений алгоритм починається з уводу вектора визначальних параметрів , що отриманий на етапі попередньої обробки інформації. Першим блоком алгоритму є функціональний блок визначення статистичних характеристик потоку інформації за рекурентною процедурою, його зміст детально розглянуто у 3.1.2. Після цього йде цикл накопичення даних за N і визначення статистичних характеристик та Sn за підвибірками.
Далі розпо