ПОСТРОЕНИЕ  ОПТИМАЛЬНОЙ  СИСТЕМЫ  ОБЪЕКТОВОГО  КОНТРОЛЯ  И  МОНИТОРИНГА.  ПОСТАНОВКА  ЗАДАЧИ

Салимов  Валех  Джавид  оглы

студент,  1  курс,  ФЕНиМ,  СВГУ,  РФ,  г.  Магадан

E -mail:  valehsalimov@mail.ru

Шарыпов  Сергей  Андреевич

студент,  1  курс,  ФЕНиМ,  СВГУ,  РФ,  г.  Магадан

E -mail:  chibisi84@gmail.com

Сироткин  Андрей  Вячеславович

научный  руководитель,  канд.  тех.  наук,  доцент,  декан  СВГУ,  РФ,  г.  Магадан

Важную  роль  в  системе  управления  охраной,  как  различных  объектов,  так  и  окружающей  среды  играет  охранно-экологический  мониторинг  [5].  На  рынке  высокотехнологичных  продуктов  существуют  системы,  которые  предназначены  как  для  объектового  контроля  (например,  охранные  системы,  системы  сигнализации),  управления  умными  домами,  управления  технологическими  линиями,  так  и  для  контроля  состояния  окружающей  среды  и  мониторинга  экологического  состояния  производственных,  жилых  объектов  [2],  [3].  Вопросы  охраны  и  мониторинга  различных  объектов  являются  важными,  поскольку  связывают  между  собой  различные  методы  и  виды  контроля  и  мониторинга  с  разнообразными  формами,  видами  и  количеством  сигналов  и  требуют  принятия  решения,  основанного  на  искусственном  интеллекте,  выполнения  соответствующих  функций  или  действий,  связанных  с  управлением  исполнительными  цепями  [1].  Особое  значение  охранно-экологический  мониторинг  приобретает  в  связи  с  действиями  государственных  контролирующих  органов,  деятельность  которых  основывается  на  базе  стандартов,  регламентирующих  выпуск  и  изготовление  соответствующих  изделий  (ГОСТ  Р  50775-95,  ГОСТ  Р  51558-2008,  ГОСТ  Р  53114-2008).  Анализ  основных  стандартов  по  данной  проблематике  показывает  сложность  выбора  оптимального  решения  для  систем  с  нечёткими,  плохо  формализуемыми  параметрами,  как  и  для  систем,  пребывающих  в  динамическом  состоянии.  В  связи  с  этим,  актуальной  задачей  является  построение  модели  оптимальной  системы,  которая  могла  бы  удовлетворять  по  ряду  критериев  большинству  требований  объекта  контроля  и  мониторинга  [4],  а  также  разработка  системы,  которая  основываясь  на  анализе  собственных  функций,  требований  объекта  контроля,  могла  бы  производить  модификацию  своего  состояния,  формируя  заявки  на  свой  структурный  синтез.  Исходя  из  вышесказанного,  постановка  задачи  на  разработку  подобной  системы,  базирующейся  на  анализе  существующих  систем,  требований,  предъявляемых  к  ним,  а  также  на  анализе  объектов  контроля  и  мониторинга,  представляется  довольно  актуальной.

Целью  исследования  является:

Анализ  существующих  разработок,  функций,  сигналов,  средств  объектового  контроля,  объектов  контроля  и  мониторинга  и  формулирование  задачи  исследования,  предполагающей  разработку  модели  оптимальной  системы  мониторинга,  учитывающей  взаимосвязь  большинства  из  указанных  параметров.

В  рамках  данной  научной  работы  необходимо  решить  следующие  задачи: 

1.  Проанализировать  существующие  на  рынке  средства  для  контроля  и  мониторинга  объектов.

2.  Классифицировать  данные  средства.

3.  Формализовать  системы  мониторинга,  функции,  критерии  и  объекты  мониторинга  с  помощью  математических  и  логических  моделей  и  отношений.

4.  Сформулировать  математическую  модель  оптимальной  системы  контроля  и  мониторинга.

Для  решения  задачи  формализации  и  разработки  математической  модели  введём  следующую  систему  обозначений.  Примем  множество  систем  мониторинга  как 

.

Основные  системы  мониторинга,  существующие  на  рынке  предложения,  показаны  в  таблице  1.  Каждая  из  систем  обладает  своими  функциями,  множество  которых  можно  обозначить  как    В  таблице  1  столбцы  представляют  собой  существующие  системы  мониторинга,  а  строки  представлены  основными  функциями,  присущими  данным  системам.  На  пересечении  строк  и  столбцов  стоит  плюс,  если  функция  присутствует  у  данной  системы,  минус  —  если  эта  функция  отсутствует,  и  пустое  поле,  если  невозможно  сделать  вывод  о  принадлежности  функции  данной  системе.

Исходя  из  таблицы  1  можно  установить,  что  множества  S  и  Y  пересекаются,  .  Введем  обозначение  множества  объектов  для  мониторинга  как

.

Основные  объекты  для  мониторинга  представлены  в  таблице  2.  В  таблице  2  строки  представлены  основными  объектами  мониторинга.  На  пересечении  строк  и  столбцов  стоит  плюс,  если  у  системы  есть  возможность  мониторинга  данного  объекта,  минус,  если  возможности  нет,  и  пустое  поле,  если  невозможно  сделать  вывод  о  возможности  мониторинга  данного  объекта  системой.

Множества  объектов,  систем  и  их  функций  между  собой  будет  связывать  следующая  система  отношений:

  .

Функциональное  отношение  между  множествами  O  и  Y  представлено  в  таблице  3.  В  таблице  3  столбцы  представлены  собой  основными  объектами  мониторинга.  На  пересечении  строк  и  столбцов  стоит  плюс,  если  для  данного  объекта  применима  данная  функция,  минус,  если  не  применима.

Таблица  1.

Существующие  системы  мониторинга

Таблица  2.

Основные  объекты  для  мониторинга

Таблица  3.

Соотношения  функций  и  объектов  мониторинга

Пусть  множество  В  ‑  это  пересечение  множества  систем  и  множества  объектов.  Можно  считать  множество  В  множеством  функций  применимых  в  определенных  системах  для  определенных  объектов.  Рассмотрим  функциональные  взаимоотношения  множества  систем,  объектов  и  функций  в  общем  виде:

                                         (1)

Из  функционального  взаимоотношения  (1)  можно  выявить,  что  множество  функций  Y  не  может  быть  полностью  реализовано  при  помощи  множества  систем  S.

Введем  множество  критериев  .  Исходя  из  того,  что  все  системы  из  множества  S  не  могут  соответствовать  всем  критериям  из  множества  C  логично  считать  что  функциональное  соответствие  критериев  и  систем  может  только  входить  во  множество  С,  не  охватывая  его  полностью  .  Введем  обозначение    —  как  множество  технических  характеристик  систем.  Основные  технические  характеристики  представленных  систем  показаны  в  таблице  4.

Таблица  4.

Основные  технические  характеристики  систем

Множество  технических  характеристик  будет  только  входить  во  множество  критериев  С,  потому  что  множество  критериев  возрастает  с  большей  скоростью,  чем  множество  технических  характеристик,  удовлетворяющих  этим  критериям.  Оно  будет  находиться  в  функциональном  соотношении  с  множеством  систем  как:

.

На  каждую  систему  из  множества  S  будут  приходиться  свои  технические  характеристики.  Из  этого  можно  выстроить  общую  логическую  связь  между  множествами  Q,  S  и  C:

                                                     (2)

На  рис.  1  представлено  наглядное  графическое  отображение  функционального  соотношения  (2).

Рисунок  1.  Графическое  отображение  функционального  соотношения  (2)

Множество  систем  связано  функциональным  соотношением  с  множеством  технических  характеристик  и  входит  в  множество  критериев.  Если  выстроить  логические  отношения  между  всеми  пятью  множествами  (S,  C,  Q,  O,  Y),  то  можно  сформулировать  условие  оптимальности  для  систем  контроля  и  мониторинга,  определенных  на  произвольном  множестве  функций,  отвечающих  произвольным  критериям  и  предназначеных  для  мониторинга  произвольных  объектов  в  виде  следующей  системы  отношений:

Все  пять  множеств  будут  пересекаться  друг  с  другом.  Пусть  область  их  пересечения  будет  множеством  Z.  Множество  Z  можно  рассмотреть  как  множество  оптимальных  систем  с  техническими  характеристиками,  отвечающих  определенным  критериям  и  обладающих  функциями,  применимыми  для  конкретных  обьектов  мониторинга.

В  результате  исследования  были  получены  следующие  результаты:

1.  Разработаны  формальные  модели,  описывающие  системы  мониторинга,  их  функции  и  технические  характеристики,  а  также  критерии,  объекты  мониторинга  и  контроля.

2.  Получено  отношение  оптимальности  для  существующих  на  современном  рынке  систем  мониторинга  и  контроля.

Список  литературы:

1.Адресные  системы  охранной  сигнализации  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://bezopasnost.ru/about/articles/detail/257/1079/ .  (Дата  обращения  17.01.2015).  —  Яз.  рус.

2.Выбираем  GSM  сигнализацию  для  гаража  [Электронный  ресурс]  —  Режим  доступа.  —  URL:  http://moysignal.ru/okhrannye/datchiki-i-pribory/gsm-signalizaciya-dlya-garazha-aspekty-vybora-nadezhnojj-okhrannojj-sistemy.html .  (Дата  обращения  2.03.2015)  —  Яз.  рус.

3.Зыков  В.  Пожарный  мониторинг:  Взгляд  МЧС  России  /  В.  Зыков  //  Беспроводные  технологии.  2013.  —  С.  136—139.

4.Николаев  П.  Мой  дом  —  моя  крепость  /  П.  Николаев  //  Идеи  вашего  дома.  Техника  и  оборудование.  —  1997.  —  №  2.

5.Ярыгин  Г.А.  Системы  производственного  экологического  мониторинга  на  крупных  промышленных  объектах  /  Г.А.  Ярыгин  //  Современные  технологии  и  оборудование.  —  2005.  —  №  1.