Дипломная работа: Оценка состояния сложных технических объектов

- антенно-фидерные устройства (АФУ);

3. Программно-технический комплекс подсистемы мониторинга инженерных (несущих) конструкций (ПТК СМИК) включает в себя:

- программный комплекс сервера системы мониторинга инженерных конструкций (ПК Сервера СМИК) - предназначен для приема и обработки информации о состоянии инженерных (несущих) конструкций объекта, записи и архивированию данных ;

- программный комплекс автоматизированного рабочего места системы мониторинга инженерных конструкций (ПК АРМ СМИК) - предназначен для визуализации и редактирования информации об объектах;

- программный комплекс локального сервера системы мониторинга инженерных конструкций (ПК ЛС СМИК) - предназначен для приема и обработки данных о состоянии инженерных (несущих) конструкций объекта, передачи их на сервер СМИК;

- датчики контроля изменения состояния инженерных (несущих) конструкций (конструктивных элементов) объекта.

ПК АРМ СМИК

Назначение

ПК АРМ СМИК предназначен для отображения информации о состоянии инженерных конструкций зданий, сооружений и опасных природных явлений, сигнализации о нарушении нормальной эксплуатации несущих конструкций, отображения исторических данных показания и состояний датчиков, для обеспечения информационной поддержи принятию решений по предупреждению чрезвычайных ситуаций и решений задач периодического (внеочередного) мониторинга.

Принцип действия

ПК АРМ СМИК (рисунок 2) непрерывно в режиме реального времени получает данные от ПК сервера СМИК о сравнении показаний измерительных устройств с установленными порогами и отображает текущее состояние датчиков в местах их расположения в статичной трёхмерной модели конструкции в виде пиктограмм с цветовым фоном:

- нормальное состояние (зеленый цвет);

- предаварийное состояние (жёлтый цвет);

- аварийное состояние (красный);

- нерабочее состояние датчика или проведение регламентных работ (серый цвет).

В случае выхода показаний датчика за пороговые значения ПК АРМ СМИК выдаёт звуковой сигнал с возможностью его отключения.

Рисунок 2 - Рабочий экран отображения информации о состоянии объекта ПК АРМ СМИК

Диспетчерский программный комплекс “ИСКРа”

Диспетчерский программный комплекс “ИСКРа” [3] (рисунок 3) это пакет программ, предназначенных для централизованного сбора данных из контроллеров серии ТЭКОН-20, информации о процессах энергопотребления и о состоянии технических объектов, ее первичной обработки и архивирования.

Благодаря открытой архитектуре программного комплекса “ИСКРа”, любой отчетный документ может быть сформирован специалистами заказчика как на основе средств Microsoft Office (Word; Excel; Access и др.), так и с помощью других программ, работающих с ODBC-источниками данных (Delphi; Visual FoxPro; Crystal Report и т.п.).

Минимальный комплект программного комплекса:

- База данных (накопление информации);

- Менеджер комплекса (создание конфигурации);

- Рабочее место технолога (формирование табличных отчётов);

- Один из серверов опроса, в зависимости от типа связи (уточняется при заказе).

- Типы серверов опроса в программном комплексе:

- Сбор информации из контроллеров по выделенным и коммутируемым линиям связи (GSM/GPRS, TCP/IP, serial port), по запросу диспетчера или в автоматическом режиме (в соответствии с заданным расписанием опроса контроллеров);

- Дополнение центральной базы данных из баз данных удалённых диспетчерских пунктов;

- Сбор данных из переносных регистраторов информации РИ-197, РИ-97.

Диспетчерский программный комплекс “ИСКРа” предоставляет возможность работы с большими объёмами информации в удобном виде: графики любых параметров и групп параметров, задаваемые пользователем и предустановленные отчетные формы, ведомости утечек, ведомости работы узлов учёта и оборудования.

Рабочее место оператора в программном комплексе “ИСКРа”:

- Анализ информации об энергопотреблении;

- Контроль состояния оборудования объектов, выявление аварийных ситуаций, ведение журнала отказов;

- Визуализация оперативной информации в виде графиков, таблиц, отображение данных на мнемосхемах;

- Звуковое оповещение об аварийных состояниях объектов.

Модуль “Анализ аварийных ситуаций”

Этот модуль позволяет в автоматическом режиме выделить из огромного объёма информации узлы учета с отклонениями в режимах теплопотребления: превышение погрешности расхода и тепла, сосчитанного счетчиком, несоответствие фактического потребления объекта нормативному потреблению тепла и воды, нарушение режима входных параметров по сравнению с температурным графиком.

Даёт возможность предотвратить развитие аварийной ситуации на предварительной стадии, характеризующейся определённым набором параметров. Критерии аварийной ситуации задаёт пользователь, программа выдаёт сводку событий на указанный момент времени. Информация может быть представлена в табличном и графическом виде.

Рисунок 3 - Соблюдение температурного графика поставщиком энергоресурсов Модуля “Анализ аварийных ситуаций”

Дополнительные функции программного комплекса:

Наличие возможности подключения заказных карт города или района, а также мнемонических схем расположения объектов и оборудования позволяет быстро увидеть их адреса, расположение, состояние и т.д.

При поступлении аварийных сигналов из контроллеров комплекс выдает в режиме реального времени звуковые сообщения, а также выполняет соответствующие записи в журнале регистрации отказов.

Работа в локальных сетях позволяет получать информацию широкому кругу заинтересованных пользователей и служб.

Комплекс предоставляет диспетчеру большой объем информации о контролируемом объекте: графики любых параметров или групп параметров, графики параметров оперативного контроля, суточные, месячные отчеты по задаваемым пользователем формам, ведомости утечек, ведомости времени исправной /неисправной работы узлов учета и оборудования.

Время хранения накопленной информации в базе данных, по-умолчанию составляет 1 год, так же устанавливаются пользователем.

Версии программного комплекса:

Базовая

Цена: 9,204 Руб.

- До 4-х контроллеров;

- Любой вид связи на выбор;

- Неограниченное кол-во рабочих мест технолога;

- Бесплатное обновление комплекса в течении 5 лет.

Оптимальная

Цена: 56,463 Руб.

- До 20 контроллеров;

- Неограниченное кол-во рабочих мест технолога;

- Неограниченное кол-во рабочих мест оператора;

- Любой вид связи на выбор;

- Модуль резервного копирования;

- Бесплатное обновление комплекса в течении 5 лет.

Неограниченная

Цена: 101,303 Руб.

- Неограниченное кол-во контроллеров;

- Неограниченное кол-во серверов опроса;

- Неограниченное кол-во рабочих мест технолога;

- Неограниченное кол-во рабочих мест оператора;

- Любой вид связи на выбор;

- Модуль резервного копирования;

- Бесплатное обновление комплекса в течении 5 лет.

Другие системы и комплексы мониторинга состояния технических объектов

Также был проведен анализ других аналогичных информационных систем и программных комплексов мониторинга состояния технических объектов:

- АС единой дежурно-диспетчерской службы (АС ЕДДС) [4];

- АС мониторинга и управления безопасностью и жизнеобеспечением зданий и сооружений (АС МУБЖЗС) [5];

- АС раннего обнаружения чрезвычайных ситуаций и оповещения (АС РОЧСО) [6];

- Комплексная АС управления безопасностью предприятия (КАСУБ) [7];

- АС обеспечения безопасности транспортировки спецгрузов (АСБТ) [8].

Сравнительный анализ АИС и ПК мониторинга состояния технических объектов в таблице 1

Таблица 2 - Сравнительный анализ систем и программных комплексов мониторинга оценки состояний технических объектов

В конечном результате, мною были выполнены следующие пункты:

1. Выполнен анализ предметной области.

2. Найдены и перечислены существующие аналоги.

3. При анализе существующих аналогов, выявлены фактографические характеристики.

4. На основе полученной информации, составлен тезаурус.

5. Сформирована Excel-таблица в АТБД с перечнем фактографических характеристик.

6. Создан макет таблицы, содержащий основную информацию об аналогах.

7. На основе математической модели, сначала на тестовом примере, далее и для предметной области своей ВКР, в среде EXCEL выделена максимальная информативность из начальных информационных кластеров.

Условные выводы:

1. На основе таблицы 1 видно, что лидером по всем найденным объектам можно считать КАСУБ, т.к. она имеет наивысшую оценку.

1.3 Таблицы принятия решений

Для формирования обобщённой оценки технически сложного объекта в разрабатываемом программном комплексе используется разработанный алгоритм на основе таблиц принятия решений.

Таблица принятия решений (таблица решений) [9] -- способ компактного представления модели со сложной логикой. Аналогично условным операторам в языках программирования, они устанавливают связь между условиями и действиями. Но, в отличие от традиционных языков программирования, таблицы решений в простой форме могут представлять связь между множеством независимых условий и действий.

Таблицы принятия решений, как правило, разделяются на четыре квадранта, как показано ниже (рисунок 4).

Рисунок 4 - Схема таблицы принятия решений

В простейшем случае здесь Условия -- список возможных условий, Варианты выполнения условий -- комбинация из выполнения и/или невыполнения условий из этого списка. Действия -- список возможных действий, Необходимость действий -- указание надо или не надо выполнять соответствующее действие для каждой из комбинаций условий. Например, для ситуации “неожиданно погас свет” таблица принятия решений может быть такой:

Рисунок 5 - Таблица принятия решений для ситуации “неожиданно погас свет”

Вариантов выполнения условия может быть не два: да или нет, а несколько, например цвет может быть красным, оранжевым, синим. В более сложных таблицах может применяться нечёткая логика (рисунок 5).

Действия могут быть элементарными или ссылаться на другие таблицы принятия решений. Необходимость выполнения действий может быть неупорядоченной, как в данном примере, или упорядоченной. В последнем случае если при определённой комбинации выполнения условий возможно выполнение нескольких действий, то в таблице решений указывается их приоритет.

1.4 Модель анализа Unified Modeling Language [10]

Эта модель позволит понять, как программный комплекс должен быть спроектирован, какие в нем должны быть части и как они должны взаимодействовать между собой. Основное ее назначение - определить направление реализации функциональности, выявленной на этапе сбора требований и сделать набросок архитектуры системы.

В отличие от создаваемой в дальнейшем модели проектирования, модель анализа является в большей степени концептуальной моделью и только приближает разработчиков к классам реализации. Эта модель не должна иметь возможных противоречий.

1.4.1 Диаграмма вариантов использования

Диаграмма вариантов использования описывает функциональное назначение системы. Она является исходным концептуальным представлением системы и строится с целью:

- определить общие границы и контекст моделируемой предметной области;

- сформировать общие требования к функциональному поведению и интерфейсу системы;

- подготовить исходную документацию для взаимодействия разработчиков и заказчиков - пользователей системы.

В диаграмму вариантов использования входят актанты (actors), варианты использования (use case) и ассоциации (association).