Можно рассматривать цель мониторинга как нахождение такого множества параметров объекта мониторинга, который позволяет определить текущее состояние объекта [1, 3]:
(1) P(t) → S(t) (1),
где P(t) – множество параметров, S(t) – множество состояний объекта в системе мониторинга.
Так как в статье рассматриваются динамические объекты (сложные системы), то оба множества задаются функциями от времени.
Другими словами, из множества всех параметров объекта, требуется выделить подмножество параметров, доступных для контроля и достаточных для надежного определения состояния объекта.
Параметры, включаемые в множество P(t) бывают двух видов – первичные и формируемые (расчетные). Первичные параметры поступают от элементов объекта непосредственно, расчетные требуют предварительного вычисления или формирования.
Представим множество параметров следующим образом:
(2) P(t) = Pp(t) + Pr(t),
где Pr(t) – множество первичных параметров, Pr(t) – множество расчетных параметров.
Множество P(t) может быть разделено на два подмножества [1], соответствующих быстропеременным и медленным процессам, протекающим в объекте мониторинга, т.е.:
(3) P(t) = Pτ(t) + Pη(t),
где Pτ(t) и Pη(t) – множества соответственно быстропеременных и медленных параметров объекта.
Для всех элементов множества Pτ(t) накладывается ограничение вида:
(4) τ ≤ T,
где τ – время между измерением параметра и поступлением его значения в систему мониторинга, Т – максимально допустимое время формирования мониторинговых данных.
Если значение τ превысит Т, то для множества Pτ(t) это будет означать потерю актуальности мониторинговых данных и неверное определение множества состояния объекта S(t).
К основным задачам мониторинга сложных динамических информационных систем относятся [2]:
- сбор значений первичных контролируемых параметров множества Pp(t);
- расчет значений контролируемых параметров множества Pr(t) на основе первичных данных;
- отображение мониторинговой информации и генерация отчетов;
- передача мониторинговой информации в подсистемы прогнозирования, принятия решений, оповещения, для формирования множества состояния S(t).
- хранение мониторинговой информации в базах данных;
- обеспечение синхронизации и контроль актуальности данных.
Пусть задано множество S*, определяющий реальное состояние объекта мониторинга (отличие S(t) от S* в том, чтоS(t) является представлением об объекте в системе мониторинга и, в общем случае, не полностью совпадает с реальным состоянием объекта).
Тогда для организации процесса мониторинга необходимо определить такое множество параметров P(t), при котором выполняется условие:
(5) min | S(t) – S*| , ∀ t
Процесс мониторинга может быть представлен в виде последовательности действий:
- измерение значений множества параметров Pp(t);
- расчет значений множества параметров Pr(t);
- выделение множества Pτ(t) и его проверка на условие (4);
- определение множества состояния S(t);
- проверка множества S(t) на условие (5);
- заключение о текущем состоянии S* объекта мониторинга.
Исходя из вышеприведенного алгоритма, очевидна необходимость моделирования состояния объекта мониторинга (множества S*). При решении подобных задач используется компьютерное имитационное моделирование, методы которого являются одним из наиболее эффективных решений в данной области [1, 2].
Для проведения имитационного моделирования процесса мониторинга сложных динамических объектов используются специализированные программные продукты, например NetLogo, AnyLogic, Arena.
Выводы.
В статье определены цели и задачи мониторинга сложных динамических систем, формализован процесс мониторинга и приведен его алгоритм.
Библиографический список
- Симанков В.С. Компьютерное моделирование: учебник. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2012 г. – 340 с: ил. – ISBN978-5-9518-0507-2
- Симанков В.С. Автоматизация системных исследований: Монография (научное издание). Кубанский государственный технологический университет. – Краснодар, 2002. – 376 с. – ISBN 5-8344-0021-3
- Охтилев М.Ю. Интеллектуальные технологии мониторинга и управления структурной динамикой сложных технических объектов М.: Наука, 2006. – 410 с. – (Информатика: неограниченные возможности и возможные ограничения). – ISBN 5-02-033789-7 (в пер.)