Устройство тренажера-имитатора системы связи с использованием программных средств моделирования системы связи
Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для исследования параметров систем телекоммуникаций, а также для проведения обучения (тренировок) специалистов по системам телекоммуникаций.
Технический результат - возможность обучения специалистов в области проектирования и исследования систем телекоммуникаций, а также проектирование и исследование систем телекоммуникаций, составление схем связи, назначение идентификаторов и адресов элементам схемы, как в автоматическом, так и в ручном режиме, проведение автоматической проверки корректности составления системы телекоммуникаций и выбора варианта реконфигурации системы телекоммуникаций в случае аварии.
Для получения указанного результата в предлагаемое устройство введено устройство управления и решения задач (1), которое реализовано в виде устройства построения формализованного запроса (1.1), подключенного к базе данных образцов поведения (1.2), которая подключена к устройству применения образца поведения (1.3), управляющий выход которого подключен к устройству хранения информации (3), а управляющий выход устройства моделирования (4) через информационную шину подключен к информационному входу устройства построения формализованного запроса (1.1).
Полезная модель относится к вычислительной технике и может быть использована для исследования параметров систем телекоммуникаций, а также для проведения обучения (тренировок) специалистов по системам телекоммуникаций.
Известно устройство для моделирования системы связи, описанное в патенте РФ 
1196887, G06N 1/00, G06E 3/00 «Устройство для моделирования системы связи». Недостатком данного устройства является то, что оно не приспособлено для обучения оператора или исследования характеристик системы связи.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является система для реализации способа моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации, описанная в заявке на изобретение 2006143248/09, G06N 1/00, «Способ моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации и система для его реализации», принятая за прототип.
Схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:
2 - устройство ввода-вывода и визуализации информации;
3 - устройство хранения информации;
4 - устройство моделирования;
5 - вычислитель;
6 - устройство управления;
7 - решающее устройство.
Устройство-прототип содержит устройство управления 6, устройство ввода-вывода и визуализации информации 2 в виде терминала с экраном, клавиатурой и мышью, вычислитель 5, устройство хранения информации 3, устройство моделирования 4, решающее устройство 7. В свою очередь, устройство хранения информации 3 включает в себя устройство задания и хранения информации о принципиальной схеме сложной технологической структуры (СТС), устройство хранения текстовых сообщений о действиях оператора, устройство хранения текстовых сообщений об итоговых состояниях СТС, устройство хранения информации о резервных линиях и каналах связи. Устройство моделирования 4 включает устройство моделирования эксплуатационных отказов, устройство моделирования аварийных повреждений, устройство моделирования сбоев программных средств, устройство моделирования эксплуатации средств связи, устройство моделирования эксплуатации сети связи, а вычислитель 5 - устройство формирования вектора аварии, устройство формирования граф-модели принципиальной схемы СТС, устройство формирования матриц связности основных и резервных связей элементов СТС, устройство хранения и задания алгоритмов обработки вектора аварии и восстановления матриц связности.
Информационные выходы устройства управления 6 через информационную шину подключены к соответствующим информационным входам устройства ввода-вывода и визуализации информации 2 и устройства моделирования 4. Кроме того, устройство управления 6 через управляющую шину подключено к соответствующим управляющим входам устройства моделирования 4, устройства хранения информации 3 и решающего устройства 7.
Устройство ввода-вывода и визуализации информации 2 через информационную шину подключено своим информационным входом к соответствующим информационным входам устройства хранения информации 3 и вычислителя 5, информационный выход которого через устройство хранения информации 3 подключен к соответствующему информационному входу устройства ввода-вывода и визуализации информации 2.
Информационная шина от устройства хранения информации 3 подключена к соответствующему информационному входу устройства моделирования 4.
Информационная шина от устройства моделирования 4 подключена к соответствующему информационному входу решающего устройства 7, которое подключено к соответствующему информационному входу устройства хранения информации 3.
Недостатком данного устройства является то, что оно не обеспечивает автоматического контроля корректности схемы, а также не приспособлено для обучения оператора или исследования характеристик системы связи (системы телекоммуникаций) с автоматической выдачей заключения о корректности схемы.
Задача предлагаемой полезной модели - возможность обучения специалистов в области проектирования и исследования систем телекоммуникаций, а также проектирование и исследование систем телекоммуникаций, составление схем связи.
Для решения поставленной задачи в устройство тренажера-имитатора, содержащее устройство ввода-вывода и визуализации информации, устройство моделирования, вычислитель, устройство хранения информации, которое через информационную шину подключено к соответствующим информационным входам устройства моделирования и устройства ввода-вывода и визуализации информации, один из информационных выходов которого с помощью информационной шины соединен с соответствующим информационным входом устройства хранения информации, а другой выход - с соответствующим информационным входом вычислителя, который через информационную шину соединен с соответствующим информационным входом устройства хранения информации, согласно полезной модели, введено устройство управления и решения задач, которое реализовано в виде устройства построения формализованного запроса, подключенного к базе данных образцов поведения, которая подключена к устройству применения образца поведения, управляющий выход которого подключен к устройству хранения информации, а управляющий выход устройства моделирования через информационную шину подключен к информационному входу устройства построения формализованного запроса.
Схема предлагаемого устройства приведена на фиг 2, где обозначено:
1 - устройство управления и решения задач;
1.1 - устройство построения формализованного запроса;
1.2 - база данных (БД) образцов поведения;
1.3 - устройство применения образцов поведения;
2 - устройство ввода-вывода и визуализации информации;
3 - устройство хранения информации;
4 - устройство моделирования;
5 - вычислитель.
Предлагаемое устройство содержит устройство управления и решения задач 1, устройство ввода-вывода и визуализации информации 2, устройство хранения информации 3, устройство моделирования 4 и вычислитель 5. Устройство управления и решения задач 1 реализовано в виде устройства построения формализованного запроса 1.1, подключенного через информационную шину к базе данных образцов поведения 1.2, которая подключена к устройству применения образца поведения 1.3, управляющий выход которого через шину управления подключен к устройству хранения информации 3, которое через информационную шину подключено к соответствующим информационным входам устройства моделирования 4, устройства ввода-вывода и визуализации информации 2, один из информационных выходов которого с помощью информационной шины соединен с информационным входом устройства хранения информации 3, а другой выход - с информационным входом вычислителя 5, информационный выход которого через устройство хранения информации 3 подключен к устройству ввода-вывода и визуализации информации 2.
Информационная шина от устройства моделирования 4 подключена к информационному входу устройства построения формализованного запроса 1.1.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Устройство осуществляет автоматическую проверку корректности разрабатываемой системы телекоммуникаций на основе вводимых исходных данных о структуре системы с выдачей результата проверки, а также рекомендаций по исправлению некорректно составленной схемы или элемента схемы.
Технически устройство управления и решения задач 1 реализуется на основе ЭВМ, оснащенной средствами ввода информации оператором и средствами визуализации схем системы телекоммуникаций. ЭВМ оснащается портами ввода-вывода, позволяющими подключать к устройству внешние носители информации, печатающее устройство, соединять ЭВМ между собой. На ЭВМ должна быть установлена программа, реализующая представление системы телекоммуникаций на основе многоуровневой математической модели, описанной в [1], а также установлена система управления базами данных (СУБД), например, MS SQL Server, Oracle и т.п., причем в БД хранятся заранее разработанные варианты построения системы связи. Устройство построения формализованного запроса 1.1 получает данные о состоянии системы от устройства моделирования 4, затем на основе полученных данных строится запрос к БД образцов поведения 1.2, по которому, в случае необходимости (разрыве какого-либо канала связи, сбоя работы технологической структуры) выбирается другой вариант построения системы связи из числа описанных в БД.
Для оператора система телекоммуникаций представляется при помощи устройства ввода-вывода и визуализации информации 2 в виде схемы, а с целью машинной обработки введенная схема преобразуется вычислителем 5 в гиперграф, вершинами которого являются порты (точки соединения) обобщенных маршрутизаторов (любых устройств, способных получать, передавать или перенаправлять информацию), а ребрами - соединители (физические или логические каналы), соединяющие эти порты. С точки зрения модели, обобщенный маршрутизатор (ОМ) - это некоторое множество портов. Обобщенный маршрутизатор, который не может быть представлен как два обобщенных маршрутизатора, соединенных с помощью соединителей, будет называться элементарным обобщенным маршрутизатором (ЭОМ). Это понятие соответствует, например, одной радиостанции, комплекту аппаратуры передачи данных (АПД) и т.п.
Устройство моделирования 4 осуществляет моделирование элементов системы телекоммуникаций и реализуется с использованием программных средств, реализующих математическую модель, а также посредством подключения к ЭВМ устройств-имитаторов элементов системы телекоммуникаций. Последнее применяется в случае, если необходимо моделирование функций элемента системы телекоммуникаций в полном объеме (с учетом специфики, выходящей за рамки моделирования посредством использования математической модели), или в случае высоких требований к быстродействию заявляемого устройства при работе со сложными (масштабными) схемами.
Информация, порождаемая устройством в ходе работы, а также сохраняемые схемы и журналы действий оператора хранятся в устройстве хранения информации 3, реализуемом посредством использования накопителя информации (накопитель на жестких магнитных дисках и оперативная память ЭВМ или внешний носитель информации).
Предлагаемое устройство обеспечивает задание классов элементов системы телекоммуникаций и создание экземпляров классов элементов системы телекоммуникаций, отображение их на основе заложенных в устройство графических примитивов. Множества всех портов и соединителей разбиваются различными семействами подмножеств - классами портов и соединителей. Для каждого класса портов заданы классы портов и соединителей, такие, что порты из заданных классов могут быть соединены соединителями заданного класса с выбранным портом. Для каждого порта задано максимальное количество подключений к нему, определяющее максимальное количество соединителей, которые можно подключить к данному порту.
Также предлагаемое устройство осуществляет обработку вводимых исходных данных и автоматическое формирование на их основе графического и табличного описания системы телекоммуникаций. Операции с системой телекоммуникаций и ее элементами представляются как операции над графом. ЭОМ рассматриваются как дискретные преобразователи сигналов, при этом некоторые ЭОМ могут обладать памятью, т.е. хранить сигналы. Устройство позволяет задавать классы ЭОМ, а также задавать количество и набор свойств каждого класса.
Кроме того, устройство позволяет осуществлять назначение идентификаторов и адресов элементам схемы как в автоматическом, так и в ручном режиме.
В процессе создания схемы ведется электронный журнал действий оператора. Также автоматически контролируется корректность формируемой схемы. На основе автоматического анализа журнала действий оператора, а также на основе автоматического анализа корректности схемы выдается оценка оператору. На основе анализа составляемых оператором схем, выдачи оценок, а также ведения журнала действий оператора строится процесс обучения оператора проектированию систем телекоммуникаций, составлению схем связи.
Устройство обеспечивает сохранение ранее созданных схем с целью их повторного использования или переноса при помощи внешних носителей информации.
При условии подключения к устройству внешних носителей информации (например, магнитные, оптические носители, носители на основе флэш-памяти) устройство обеспечивает сохранение схем в электронном (машинном) виде на внешних носителях информации, а также чтение с таковых заранее сохраненных на них схем.
Источники информации
1. Бессонов В.В., Кузнецов А.В. Описание математической модели системы связи // Теория и техника радиосвязи, 3, 2010. - С.58-64.
2. yWorks. The diagramming company // http://www.yworks.com/en/index.html
3. UBIGRAPH // http://ubietylab.net/ubigraph/index.html
Устройство тренажера-имитатора системы связи с использованием программных средств моделирования системы связи, содержащее устройство ввода-вывода и визуализации информации, устройство моделирования, вычислитель, устройство хранения информации, которое через информационную шину подключено к соответствующим информационным входам устройства моделирования и устройства ввода-вывода и визуализации информации, один из информационных выходов которого с помощью информационной шины соединен с соответствующим информационным входом устройства хранения информации, а другой выход - с соответствующим информационным входом вычислителя, который через информационную шину соединен с соответствующим информационным входом устройства хранения информации, отличающееся тем, что введено устройство управления и решения задач, которое реализовано в виде устройства построения формализованного запроса, подключенного к базе данных образцов поведения, которая подключена к устройству применения образца поведения, управляющий выход которого подключен к устройству хранения информации, а управляющий выход устройства моделирования через информационную шину подключен к информационному входу устройства построения формализованного запроса.
