Универсальная корабельная система управления

Полезная модель относится к области вычислительной техники, а именно к системам управления средствами оснащения кораблей. Изобретение (полезная модель) осуществляет сбор текущей информации, определяет наличие и тип изделий, расположенных в пусковых установках, решает задачи их эффективного использования, формирует полетные задания, проводит предстартовую подготовку и пуски изделий назначенных к работе. Техническим результатом является создание универсальной корабельной системы управления с более широкими функциональными возможностями, а именно, обеспечивающей одновременное проведение предстартовой подготовки изделий разного типа и значительный объем отображаемой информации. Система содержит первый и второй пульт управления, в состав каждого из которых входят первый и второй видеомонитор и устройство ввода данных, первый и второй цифровой вычислительный комплекс, первый и второй накопитель, внешнюю радиальную информационную сеть, аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, первую и вторую сеть мультиплексного последовательного интерфейса, n (где n16) одноканальных универсальных устройств сопряжения с объектами управления и n (где n16) имитаторов объектов управления. Первый и второй цифровой вычислительный комплекс, аппаратно-программный комплекс сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, n одноканальных универсальных устройств сопряжения и n имитаторов объектов управления в основе своей содержат ЭВМ. 1 ил.

Данная полезная модель является информационно-управляющей системой, относится к вычислительной технике и может быть использовано для сбора информации от корабельных систем, ее обработки, решения задач использования оружия, формирования боевых заданий для объектов управления, проведения их предстартовой подготовки и пуска.

В настоящее время к корабельным системам управления предъявляются жесткие требования по реализации сложных алгоритмов, требующих больших объемов вычислений за ограниченное время, по надежности, удобству обслуживания и резкому сокращению времени отыскания и устранения неисправностей и особенно следует отметить повышение требования к универсальности, т.е. к обеспечению системой пусков разнотипных объектов управления.

Известна многопроцессорная корабельная управляющая вычислительная система (патент РФ 2174704, кл. G06F 15/16, 2000 г.) предназначенная для сбора информации и выработки заданий для объектов управления и содержащая аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации, аппаратно-программный комплекс сопряжения с объектами управления, пульт управления, локальные и системные сети передачи информации.

Основными недостатками этой системы являются:

- отсутствие резерва элементов системы, что значительно снижает показатели надежности системы;

- отсутствие встроенных имитаторов объектов управления не позволяет оперативно и полно проверить работоспособность системы;

- система не обеспечивает управления разнотипными объектами управления

Известна корабельная система выработки данных и управления (патент РФ на ПМ 41382, кл. G06F 15/16, 2004 г.), содержащая пульт управления, устройство сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, устройства сопряжения с объектами управления, имитатор объектов управления и внешнюю радиальную информационную сеть.

Основными недостатками системы являются:

- невозможность взаимодействовать с разнотипными объектами управления;

- малое количество одновременно подготавливаемых к пуску объектов управления;

- имитатор объектов управления имитирует работу только одного вида изделия.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой универсальной корабельной системе управления является универсальная корабельная система управления (патент РФ на ПМ 47540, к. G06F 15/16, 2005 г.), содержащая накопитель, пульт управления (ПУ), состоящий из устройства ввода данных (сенсерного манипулятора, клавиатуры, ключей блокировки) и видемонитора (ВМ), внешнюю радиальную информационную сеть (ВРИС), аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами (АПКС с ИИ и ОС), цифровой вычислительный комплекс (ЦВК) и первую и вторую сеть мультиплексного последовательного интерфейса (СМПИ).

Основными недостатками системы - прототипа являются:

- не обеспечивается одновременное проведение предстартовой подготовки разнотипных объектов управления;

- ограничен объем отображаемой информации;

- боезапас, находящийся в универсальных пусковых установках, размещен группами из объектов управления одного типа, что снижает количество вариантов его использования.

Целью заявляемого технического решения является создание универсальной корабельной системы управления с более широкими функциональными возможностями.

Указанная цель достигается тем, что в универсальную корабельную систему управления, состоящую из накопителя, пульта управления, содержащего устройство ввода данных и видеомонитор, внешней радиальной информационной сети, аппаратно-программного контура сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, цифрового вычислительного комплекса и первой и второй сети мультиплексного последовательного интерфейса, дополнительно введены вторые накопитель, пульт управления, цифровой вычислительный комплекс, n (где n16) одноканальных универсальных устройств сопряжения с объектами управления (ОУУС) и n (где n16) настраиваемых на определенный тип объектов управления имитаторов объектов управления ИОУ, а пульт управления дополнен вторым видеомонитором,

при этом

первый ЦВК первым выходом связан с входом первого ВМ, вторым выходом - с входом второго ВМ, двунаправленной связью - с устройством ввода данных (УВД) первого ПУ, входом - с выходом первого накопителя, а первым÷четвертым радиальными информационными каналами (РИК) - с ВРИС,

второй ЦВК аналогично первому сопрягается со вторым ПУ, вторым накопителем и с ВРИС,

АПКС с ИИ и ОС первым÷четвертым РИК сопрягается с ВРИС, посредством первого и второго последовательного канала обмена через первую и вторую СМПИ - с n ОУУС и через входные, выходные и двунаправленные связи - с источниками информации и обеспечивающими системами,

первый÷n-ный ОУУС через первый и второй РИК сопрягаются с ВРИС, первой двунаправленной связью - с ИОУ, а второй двунаправленной связью - с ОУ,

первый÷n-ный ИОУ через первый и второй РИК сопрягаются с ВРИС.

Сущность изобретения (полезной модели) поясняется чертежом (фиг.1) на котором изображена структурная схема универсальной корабельной системы управления.

На фиг.1 обозначены:

1.1 - первый пульт управления (ПУ);

1.2 - второй пульт управления (ПУ);

2.1 - первый цифровой вычислительный комплекс (ЦВК);

2.2 - второй цифровой вычислительный комплекс (ЦВК);

3.1 - первый накопитель;

3.2 - второй накопитель;

4 - внешняя радиальная информационная сеть (ВРИС);

5.1 - первая сеть мультиплексного последовательного интерфейса (СМПИ);

5.2 - вторая сеть мультиплексного последовательного интерфейса (СМПИ);

6 - аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами (АПКС с ИИ и ОС);

7.1÷7n-n одноканальных универсальных устройств сопряжения (ОУУС);

8.1÷8n-n имитаторов объектов управления.

В предлагаемой универсальной корабельной системе управления решение основных задач управления и системных задач (досягаемости, целераспределения, контроля за ходом предстартовой подготовки и т.д.) возлагается на первый и второй контур, причем, к первому контуру относятся первый ПУ 1.1, первый ЦВК 2.1 и первый накопитель 3.1 а к второму - второй ПУ 1.2, второй ЦВК 2.2 и второй накопитель 3.2.

Наличие двух указанных контуров обусловлено выполнением требования одновременного проведения предстартовой подготовки разнотипных объектов управления, взаимодействие с которыми отличается и временной диаграммой, и разовыми командами, и интерфейсами кодового обмена.

Сопряжение первого 2.1 и второго 2.2 ЦВК с АПКС с ИИ и ОС 6, с n ИОУ 7.1÷7.n и n 8.1÷8.n осуществляется через основные и резервные последовательные радиальные информационные каналы ВРИС4.

АПКС с ИИ ОС 6 сопрягается с внешними корабельными системами и через первую 5.1 и вторую 5.2 СМПИ передает циклическую информацию в ОУУС 1÷ОУУСn.

Каждый из ОУУС 1÷ОУУСn взаимодействует с объектом управления или его имитатором.

Поскольку пусковые установки являются универсальными и позволяют размещать в них разнотипные объекты управления, то и в ОУУС и ИОУ обеспечивается настройка на взаимодействие с соответствующими ОУ.

Предлагаемая универсальная корабельная система управления работает следующим образом.

На систему подается первичное питание и по соответствующей команде оператор первого 1.1 (второго 1.2) ПУ осуществляет включение системы.

Основу первого (второго) ЦВК (2.2), АПКС с ИИ и ОС 6 и) ОУУС 7.1÷ОУУС 7.n составляют ЭВМ, при этом аппаратура ЦВК 2.1 (2.2) и АПКС с ИИ и ОС 6 содержит основную и резервную части и работает в режиме горячего резервирования. Первый и второй ЦВК в зависимости от задания могут работать параллельно или в режиме горячего резервирования.

При подаче питания каждая из ЭВМ по соответствующим программам осуществляет самопроверку и проверку сопрягаемой с ней аппаратурой. Ведущими в системе являются ЭВМ ЦВК 2.1 (2.2), которые на состязательных условиях определяют, какая из них будет основной, а какая резервной. Для данных ЭВМ возможен и принудительный вариант задания режима работы.

Основная ЭВМ опрашивает результаты тестирования остальных узлов системы и формирует рабочую конфигурацию.

Система предусматривает следующие виды использования, задаваемые с УВД 10.1 (10.2) ПУ 1.1 (1.2):

- практическое использование (ПИ);

- комплексные проверки (КП);

- автономные проверки (АП).

Эти виды использования охватывают все ситуации, которые могут возникнуть в период эксплуатации системы.

Основным видом использования является ПИ. При его реализации система взаимодействует с реальными корабельными системами и объектами управления.

Следует особо отметить, что объекты управления размещаются в универсальных пусковых установках, позволяющих устанавливает в них объекты управления разного типа и, как следствие этого, к системе предъявляется требование одновременного проведения предстартовой подготовки разнотипных объектов управления.

Это требование объясняется тем, что при пуске объектов управления наибольшие временные затраты приходятся именно на предстартовую подготовку.

КП на этапах испытания комплекса, составной частью которого является универсальная корабельная система управления, позволяют осуществлять взаимодействие системы как с реальными источниками и потребителями, так и с их имитаторами. Данный вид использования необходим и при проведении парных стыковочных испытаний с той или иной корабельной системой, объектом управления и при поиске неисправностей на стыке между системами.

АП позволяют автономно определять готовность системы к работе, осуществлять поиск неисправностей внутри системы и повседневное ее обслуживание. АП проводятся только с имитаторами внешних систем.

При каждом виде использования система функционирует в следующих режимах:

- «Ввод»;

- «Практический»;

- «Регламентный».

В режиме «Ввод»:

- задаются типы ОУ, предназначенные для работы;

- определяется состав и состояние ОУ в пусковых установках;

- в зависимости от типа ОУ считываются задания с накопителя 3.1 (3.2);

- решаются задачи эффективности использования ОУ;

- контролируются нормальные условия использования ОУ.

В режиме «Регламентный»:

- снимается блокировка цепей связи с задействованных в режиме ОУ;

- контролируются исходные аналоговые параметры ОУ;

- ведется временная диаграмма проверки ОУ, в процессе которой на борт ОУ выдаются цифровая циклическая информация (выставка) и боевое задание, разовые команды и контролируется их прохождение (выполнение);

- циклически идет опрос источников информации;

- осуществляется проверка пусковой установки.

Режим заканчивается принятием от ОУ, назначенных к работе, сигнала «Изделие исправно».

В режиме «Практический»:

- выполняются все операции режима «Регламентный»;

- пусковая установка готовится к пуску;

- осуществляется пуск ОУ;

- блокируются цепи связи с ОУ.

При функционировании системы отдельные ее узлы выполняют следующие функции:

- в ПУ 1.1 (1.2) ВМ 9.1, 9.2 (9.3, 9.4) отображают информацию по ходу выполнения режима, УВД 10.1 (10.2) обеспечивает включение системы, задание режима работы, ввод исходной информации, индикацию состояния системы и т.д.;

- первый 2.1 и второй 2.2 ЦВК являются ядром системы и в зависимости от конкретного задания могут работать как параллельно при одновременной подготовке разнотипных ОУ, так и в режиме горячего резервирования. По исходной информации от ПУ 1.1 (1.2), накопителя 3.1 (3.2), АПКС с ИИ и ОС6 и ОУУС 7.1÷ОУУС 7.n первый (второй) ЦВК 2.1 (2.2) решает задачи использования оружия, формирует полетное задание для задействованных в работе ОУ, формирует информацию для оператора о ходе предстартовой подготовки и т.д.;

- первый (второй) накопитель 3.1 (3.2) обеспечивают хранения полетных заданий для ОУ;

- ВРИС 4 осуществляет сопряжение первого (второго) ЦВК 2.1 (2.2) с АПКС с ИИ и ОС6 и с ОУУС 7.1÷ОУУС 7.n;

- АПКС с ИИ и ОС6 взаимодействует с корабельными источниками информации и обеспечивающими системам, обрабатывает полученную от них информацию и передает ее в первый (второй) ЦВК 2.1 (2.2) и в задействованные в работе ОУУС 7.1÷ОУУС 7.n;

- первая (вторая) СМПИ 5.1 (5.2) служат для передачи циклической информации от АПКС с ИИ и ОС6 в ОУУС 7.1÷ОУУС 7.n;

- ОУУС 7.1÷7.n обеспечивают сопряжение системы управления с ОУ, т.е. определяют наличие и тип ОУ, выполняют временную диаграмму предстартовой проверки и подготовку ОУ к пуску, осуществляют пуск ОУ и по ходу предстартовой подготовки передают результаты взаимодействия с ОУ в ЦВК для последующего отображения их на пульте оператора ПУ 1.1 (1.2);

- ИОУ 8.1÷8.n обеспечивают автономные/комплексные проверки системы управления, имитируя работу ОУ. Поскольку ИОУ являются универсальными, то на этапе режима «Ввод» осуществляется настройка имитатора на определенный тип ОУ.

Универсальная корабельная система управления, содержащая накопитель, пульт управления, в состав которого входят устройство ввода данных и видеомонитор, внешнюю радиальную информационную сеть, аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, цифровой вычислительный комплекс и первую и вторую сети мультиплексного последовательного интерфейса, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены вторые накопитель, пульт управления, цифровой вычислительный комплекс, n (где n16) одноканальных универсальных устройств сопряжения с объектами управления и n (где n16) настраиваемых на определенный тип объектов управления имитаторов, а пульт управления дополнен вторым видеомонитором, при этом первый цифровой вычислительный комплекс первым выходом связан с входом первого видеомонитора, вторым выходом - с входом второго видеомонитора, двунаправленной связью - с устройством ввода данных первого пульта управления, входом - с выходом первого накопителя, а первым ÷ четвертым радиальными информационными каналами - с внешней радиальной информационной сетью, второй цифровой вычислительный комплекс аналогично первому сопрягается со вторым пультом управления, вторым накопителем и с внешней радиальной информационной сетью, аппаратно-программный контур сопряжения с источниками информации и обеспечивающими системами, первым ÷ четвертым радиальными каналами сопрягается с внешней радиальной информационной сетью посредством первого и второго последовательного канала обмена через первую и вторую сеть мультиплексного последовательного интерфейса с n одноканальными универсальными устройствами сопряжения и через входные, выходные и двунаправленные связи - с источниками информации и обеспечивающими системами, первый ÷ n-й одноканальные универсальные устройства сопряжения через первый и второй радиальные информационные каналы сопрягаются с внешней радиальной информационной сетью, первой двунаправленной связью - с имитатором объекта управления, а второй двунаправленной связью с объектом управления, первый ÷ n-й имитаторы объектов управления через первый и второй радиальные информационные каналы сопрягаются с внешней радиальной информационной сетью.