IPRI - www.ipri.kiev.ua -  IPRI - www.ipri.kiev.ua -

 

Розробка методів створення систем обробки інформації для моніторингу рухомих об’єктів у реальному часі

РЕФЕРАТ

Звіт про науково-дослідну роботу «Розробка методів створення систем обробки інформації для моніторингу рухомих об’єктів у реальному часі» (шифр «Моніторинг») викладено в одній книзі у 8-ми розділах.

Книга містить 352 сторінки, вміщує 80 рисунків, 31 таблицю та список літератури із 131 джерела.

В розділі 1 «Загальна характеристика систем моніторингу рухомих об’єктів» подано характеристику сучасних і перспективних рухомих об’єктів та джерел інформації, розроблено математичні методи обґрунтування вимог до забезпечення користувачів інформацією, і на цій основі зформульовано основні задачі та склад системи моніторингу рухомих об’єктів (СМРО). Також розроблено основні концептуальні положення та методику забезпечення користувачів СМРО інформацією.

В розділі 2 «Дослідження впливу обраних архітектурних рішень побудови системи моніторингу та алгоритмів збору і обробки даних на ефективність функціонування системи в цілому» надано математичне обґрунтування архітектури побудови СМРО та архітектури її програмного комплексу, запропоновано технологію побудови імітаційної моделі СМРО, яка використовується для оцінки впливу архітектурних рішень СМРО та оцінки системи в цілому.

В розділі 3 «Оцінка ефективності технічних рішень з побудови телекомунікаційної мережі» приведено структуру і функції системи збору інформації (СЗІ), надано характеристику потоків інформації, викладено загальний підхід до оцінки ефективності СЗІ, виконано дослідження параметрів фізичної моделі СЗІ та доведено адекватність імітаційної і фізичної моделей системи збору інформації.

В розділі 4 «Дослідження інформаційного забезпечення системи моніторингу рухомих об’єктів у реальному часі» викладено методичні засади побудови позамашинного та внутрішньомашинного інформаційного забезпечення СМРО, технології реалізації Класифікатора системи та результати проектування інформаційної бази даних СМРО.

В розділі 5 «Математичні моделі рухомих об’єктів» зформована математична модель руху рухомих об’єктів (РО), розроблено алгоритми моделювання руху РО з використанням багатовимірної числової системи, проведено оцінку точності отриманих таким чином моделей руху.

В розділі 6 «Розробка математичних методів обробки координатної інформації про рухомі об’єкти в системах моніторингу реального часу. Аналіз ефективності запропонованих рішень» викладено математичні методи і алгоритми обробки координатної інформації та проведено оцінку їх ефективності.

В розділі 7 «Дослідження процесів представлення інформації моніторингу рухомих об’єктів» зформульовано основні задачі представлення результатів моніторингу рухомих об’єктів, приведено методологію використання геоінформаційних технологій в СМРО, визначено раціональний склад інформації для побудови інформаційної моделі.

В розділі 8 «Методичні основи оцінювання якості цілерозподілу своїх засобів по повітряних об’єктах конкуруючої сторони з урахуванням важливості останніх по інформації СМРО в реальному часі» розроблено інтегральну методику оцінювання внеску системи цілерозподілення в ефективність двосторонніх дій конкуруючих сторін.

У Висновках надаються основні результати роботи.

 

Ключові слова: СМРО реального часу, архітектура системи, імітаційне моделювання, згладжування, екстраполяція, інтерполяція, параметри рухомих об’єктів.

Зміст

РЕФЕРАТ

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

РОЗДІЛ 1.      ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ

1.1. Огляд розподілених систем обробки інформації про рухомі об’єкти

1.2. Характеристика рухомих об'єктів

1.2.1. Характеристика повітряних об'єктів спостереження

1.2.2. Характеристика надводних об'єктів спостереження

1.2.3. Характеристика наземних об'єктів спостереження

1.3. Характеристика джерел інформації

1.3.1. Методи (способи) виявлення об'єктів

1.3.2. Основні характеристики джерел інформації

1.4. Загальні вимоги до системи моніторингу рухомих об'єктів (СМРО) та забезпечення користувачів інформацією

1.4.1. Цілі і задачі забезпечення користувачів інформацією

1.4.2. Показники якості інформації, що видається

1.4.3 Математичні методи обгрунтування вимог до забезпечення користувачів інформацією

1.5. Основні задачі та склад СМРООшибка! Закладка не определена.

1.6 Можливі варіанти структурних схем СМРО

1.6.1. Функціональна структура СМРО

1.6.1. Існуючі варіанти структурних схем

1.6.2. Перспективні варіанти структурних схем

1.7. Оцінка ефективності забезпечення користувачів інформацією СМРО

1.8. . Основні концептуальні положення забезпечення користувачів інформацією СМРО

1.9. Висновки

РОЗДІЛ 2.      ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ОБРАНИХ АРХІТЕКТУРНИХ РІШЕНЬ ПОБУДОВИ СИСТЕМ МОНІТОРИНГУ ТА АЛГОРИТМІВ ЗБОРУ І ОБРОБКИ ДАНИХ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ФУНКЦІОНУВАННЯ СИСТЕМИ В ЦІЛОМУ

2.1. Основні завдання створення автоматизованих систем моніторингу рухомих об’єктів в реальному часі

2.2. Архітектура системи моніторингу рухомих об’єктів

2.2.1. Проектування архітектури програмного комплексу СМРО

2.2.2. Детальне проектування архітектури програмних компонент СМРО

2.3. Методичні засади формування та оцінки впливу архітектурних рішень реалізації програмно-технічного комплексу на ефективність СМРО

2.4. Аналітичні моделі оцінки впливу архітектурних рішень. Локальні та системні характеристики мереж масового обслуговування

2.5. Імітаційні моделі  функціонування СМРО для оцінки впливу архітектурних рішень

2.5.1.Технологія  побудови імітаційної моделі СМРО

2.5.2. Структура та склад імітаційної моделі СМРО

2.6. Дослідження впливу архітектурних рішень на ефективність системи моніторингу

2.7. Висновки

РОЗДІЛ 3.      ОЦІНКА ЕФЕКТИВНОСТІ ТЕХНІЧНИХ РІШЕНЬ З ПОБУДОВИ  КОМУНІКАЦІЙНОЇ МЕРЕЖІ СМРО

3.1. Дослідження процесів збору інформації від різнотипних джерел інформації в реальному часі

3.1.1. Загальний опис системи збору інформації (СЗІ). Функції системи збору інформації

3.1.2. Структура СЗІ

3.1.3. Вимоги до системи збору інформації і варіанти її технічної реалізації

3.1.4. Характеристика потоків інформації від джерел

3.1.5. Постановка задачі дослідження

3.1.6. Імітаційні методи дослідження комунікаційної мережі СМРО

3.2. Загальний підхід до оцінки ефективності рішень

3.2.1. Опис комунікаційної мережі за розрахунками показників ефективності

3.2.2. Розподіл інформаційних потоків для забезпечення ефективності в розподілених багато серверних системах

3.2.3. Завдання забезпечення рівномірного завантаження мережі як необхідна умова забезпечення ефективної роботи ТС МРО

3.3. Показники оцінки ефективності

3.4. Дослідження параметрів фізичної моделі СПД СМРО з метою оцінки її ефективності

3.4.1. Планування експерименту по дослідженню параметрів імітаційної моделі фрагменту ТС системи МРО

3.5. Визначення та оцінка адекватності імітаційної та фізичної моделей

3.5.1. Визначення адекватності моделі

3.5.2. Характеристика коректності

3.5.3. Достовірність характеристики

3.6. Методика побудови телекомунікаційної мережі СМРО

3.6.1. Вихідні дані

3.6.2. Алгоритм методики побудови ТС СМРО

3.6.3. Приклад побудови телекомунікаційної мережі

3.7. Висновки

РОЗДІЛ 4.      ІНФОРМАЦІЙНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СМРО

4.1. Зовнішньомашинне проектування інформаційного забезпечення СМРО у реальному часі

4.1.1. Аналіз предметної області і визначення понять для формування класифікаторів

4.1.2. Склад, структура, опис зовнішніх, відносно до СМРО, даних (вхідних, вихідних)

4.2. Проектування структури БД Класифікатору

4.2.1. Загальна постановка задачі

4.2.2. Класифікатор предметної області СМРО щодо об’єктів спостереження

4.2.3. Структура таблиць БД класифікатору

4.3. Вибір технології та реалізація БД Класифікатору

4.3.1. Вимоги до ІТ

4.3.2. Вибір ІТ-засобів реалізації БД Класифікатора

4.3.3.   Оцінка відповідності БД СМРО Класифікатору понять предметної області

4.4. Організація інформаційної бази системи моніторингу рухомих об’єктів

4.5. Аналіз основних використовуваних показників для оцінки ефективності БД

4.6.      Висновки

РОЗДІЛ 5. МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ

5.1. Постановка задачі на розробку математичної моделі руху рухомих об’єктів

5.1.1. Основні визначення

5.1.2. Постановка задачі дослідження

5.2. Формування математичної моделі руху РО із застосуванням багатовимірних числових систем

5.2.1. Основні визначення

5.2.2 Кінематичні рівняння руху об’єктів

5.2.3. Формування математичної моделі при довільному русі об’єкту

5.3. Розробка алгоритму моделювання руху РО на основі використання багатовимірних числових систем

5.3.1. Формування траєкторії руху повітряних об’єктів

5.3.2. Формування траєкторії руху наземних і надводних об’єктів

5.4. Оцінка ефективності застосування багатовимірних числових систем для формуванні моделі руху РО

5.4.1. Аналіз існуючих підходів до оцінки ефективності моделей руху РО

5.4.2. Вибір і обґрунтування показників ефективності моделей руху РО

5.4.3. Оцінка точності формування математичної моделі

5.5. Висновки

РОЗДІЛ 6. РОЗРОБКА МАТЕМАТИЧНИХ МЕТОДІВ ОБРОБКИ КООРДИНАТНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ПРО РУХОМІ ОБ’ЄКТИ В СИСТЕМАХ МОНІТОРИНГУ РЕАЛЬНОГО ЧАСУ. АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ ЗАПРОПОНОВАНИХ РІШЕНЬ

6.1. Загальна методика оцінки ефективності алгоритмів обробки координатної інформації та їх складових

6.2. Аналіз існуючих методів обробки інформації про рухомі об’єкти. Постановка задачі дослідження

6.2.1. Аналіз існуючих методів обробки інформації про рухомі об’єкти

6.2.2. Постановка задачі дослідження

6.3. Вторинна обробка. Дослідження алгоритмів згладжування, екстраполяції та інтерполяції при використанні різних типів фільтрів

6.3.1. Аналіз існуючих алгоритмів фільтрації, екстраполяції та інтерполяції параметрів рухомих об’єктів. Вибір раціональних варіантів схеми алгоритму

6.3.2. Дослідження ефективності обраних варіантів схем фільтрації параметрів руху об’єктів

6.4. Третинна обробка. Дослідження алгоритмів об’єднання інформації (координатної та ознакової) від множини джерел інформації

6.4.1. Задача ототожнення РО від різних ДІ

6.4.2. Отримання узагальнених координат РО за даними декількох джерел

6.4.3. Об’єднання ознакової інформації про РО

6.5. Розробка математичних методів обробки координатної інформації про рухомі об’єкти

6.5.1. Пропозиції та напрямки удосконалення (розробки) алгоритмів вторинної та третинної обробки інформації

6.5.2. Розробка експоненціальних фільтрів з перемінним коефіцієнтом згладжування для вирішення задачі фільтрації курсу РО

6.5.3. Удосконалення існуючих алгоритмів об’єднання координатної інформації від множини джерел

6.6. Дослідження впливу запропонованих алгоритмів обробки координатної інформації на ефективність системи в цілому

6.6.1. Оцінка впливу запропонованих методів обробки інформації на ефективність алгоритмів обробки координатної інформації

6.6.2. Оцінка впливу запропонованих алгоритмів обробки координатної інформації на ефективність системи в цілому

6.7. Висновки

РОЗДІЛ 7.      ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ПРЕДСТАВЛЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ МОНІТОРИНГУ РУХОМИХ ОБ’ЄКТІВ

7.1. Функціональні задачі представлення результатів моніторингу рухомих об’єктів

7.2. Визначення раціонального складу інформаційної моделі

7.3. Використання адаптивних інформаційних моделей в СМРО

7.4. Вибір технології візуалізації статичної і динамічної інформації СМРО

7.5 Використання геоінформаційних технологій в СМРО

7.5.1 Задачі, що вирішуються засобами геоінформаційного забезпечення СМРО

7.5.2 Вимоги до геоінформаційного забезпечення

7.5.3 Засоби представлення просторової векторної та растрової інформації в системі моніторингу

7.5.4 Системи координат, що використовуються в СМРО

7.6. Методика генералізації картографічної інформації

7.7. Висновки

РОЗДІЛ 8.      МЕТОДИЧНІ ОСНОВИ ОЦІНЮВАННЯ ЯКОСТІ ЦІЛЕРОЗПОДІЛУ СВОЇХ ЗАСОБІВ ПО ПОВІТРЯНИХ ОБ’ЄКТАХ КОНКУРУЮЧОЇ СТОРОНИ З УРАХУВАННЯМ ВАЖЛИВОСТІ ОСТАННІХ ПО ІНФОРМАЦІЇ СМРО У РЕАЛЬНОМУ ЧАСІ

8.1. Загальна постановка завдання оцінювання важливості (вибору) рухомих об’єктів. Загальні вимоги до процедури оцінювання важливості (вибору)

8.2. Алгоритми оцінювання важливості рухомих об’єктів в СМРО

8.2.1 Метод аналізу ієрархій

8.2.2  Метод нечітких множин

8.2.3  Метод вагових коефіцієнтів

8.3. Оцінювання ефективності методу оцінювання важливості рухомих об’єктів в СМРО

8.4 Загальна постановка завдання розподілу ресурсів користувачів інформації систем моніторингу рухомих об’єктів

8.5. Алгоритм процесу розподілу інформації систем моніторингу рухомих об’єктів

8.6 Оцінювання ефективності алгоритмів цілерозподілення рухомих об’єктів в СМРО

8.6.1 Обгрунтування вимог до ефективності цілерозподілення в СМРО

8.6.2 Загальний методичний підхід до розробки математичних моделей оцінки ефективності цілерозподілення в СМРО

8.6.3 Інтегральна методика оцінювання внеску підсистеми цілерозподілення  в ефективність двосторонніх дій конкуруючих систем моніторингу рухомих об’єктів (підприємств, угруповань військ тощо)

8.7.Висновки

ВИСНОВКИ

ЛІТЕРАТУРА

Умови отримання звіту за адресою:

03113, Київ, вул. М.Шпака, 2, ІПРІ НАН України.