ПОДХОД К ОБЕСПЕЧЕНИЮ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ НА ОСНОВЕ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ БОРТОВЫХ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ

Тюгашев Андрей Александрович, доктор технических наук, профессор, кафедра компьютерных образовательных технологий, Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (197101, Россия, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49), tau797@mail.ru

629.7

Актуальность и предмет исследования. Проблема отказов в космических полетах остается одной из наиболее важных и сложных. Важнейшую роль в обеспечении отказоустойчивости играют бортовые программные средства автономного управления.
Методы. В отличие от прямого кодирования правил управления в случае возникновения неисправностей, в коде бортового программного обеспечения намного более гибким и экономным является подход на основе интеллектуальных средств, например, бортовых интерпретаторов правил реального времени. Правила при этом могут быть в оперативном режиме изменены по радиоканалу с Земли. Существенно, что правила могут быть заданы проектантами и другими специалистами, не являющимися профессиональными программистами.В работе предложено применение для этого интуитивно понятной визуальной нотации.
Результаты. Разработан визуальный язык для эргономичного представления правил бортовых интеллектуальных средств автономного управления. Созданные инструментальные средства позволяют визуализировать ранее построенные правила управления, а также строить новые в графическом конструкторе. Ведется работа над средствами автоматизации верификации правил и средствами автоматизации документирования.
Выводы. Эргономичное представление правил позволяет улучшить взаимопонимание в коллективе разработчиков правил, сократить число неточностей и ошибок, за счет этого повысить надежность космических миссий.

бортовая база знаний реального времени, космический аппарат, отказоустойчивость, автономное управление, визуальное конструирование, автоматизация тестирования программ, автоматизация документирования.

 Скачать статью в формате PDF

1. Мостовой, Я. А. Лекции по управлению сложными техническими системами : учеб. пособие / Я. А. Мостовой. – Самара : ФГБОУ ВПО ПГУТИ, 2014 – 192 c.
2. Методы обеспечения живучести низкоорбитальных автоматических КА зондирования Земли: математические модели, компьютерные технологии / А. Н. Кирилин, Р. Н. Ахметов, А. В. Соллогуб, В. П. Макаров. – М. : Машиностроение, 2010. – 425 с.
3. Принципы диагностики системы управления космического аппарата / А. И. Заведеев, А. Ю. Ковалев,
А. С. Сыров, М. А. Шатский // Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами : тез. докл. науч.-техн. конф. – М. : МОКБ «Марс», 2010. – 362 с.
4. Хартов, В. В. Автономное управление космическими аппаратами связи, ретрансляции и навигации /
В. В. Хартов // Авиакосмическое приборостроение. – 2006. – № 6. – С. 29–33.
5. Тюгашев, А. А. Пути повышения надежности и качества программного обеспечения в космической отрасли / А. А. Тюгашев, И. А. Ильин, И. Е. Ермаков // Управление большими системами : сб. тр. / Ин-т проблем управления им. В. А.Трапезникова РАН. – М., 2012. – Вып. 39. – C. 288–299.
6. Поспелов, Г. С. Искусственный интеллект – основа новой информационной технологии / Г. С. Поспелов. – М. : Наука, 1988. – 186 с.
7. Колташев, А. А. Эффективная технология управления циклом жизни бортового программного обеспечения спутников связи и навигации / А. А. Колташев // Авиакосмическое приборостроение. – 2006. – № 12. – С. 20–25.
8. Кочура, Е. В. Разработка макропрограмм интегрального управления космическими аппаратами / Е. В. Кочура // Вестник СибГАУ. – 2011. – T. 1. – C 105–107.
9. Федунов, Б. Е. Проблемы разработки бортовых оперативно-советующих экспертных систем / Б. Е. Федунов // Известия РАН. Теория и системы управления. – 1996. – № 5. – С. 147–159.
10. Гаврилова, Т. А. Базы знаний интеллектуальных систем / Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. – СПб. : Питер, 2001. – 384 с.
11. Тюгашев, А. А. Графические языки программирования и их применение в системах управления реального времени / А. А. Тюгашев. – Самара : Изд-во Самар. науч. центра РАН, 2009 – 159 с.
12. Паронджанов, В. Д. Дружелюбные алгоритмы, понятные каждому / В. Д. Паронджанов. – М. : ДМК Пресс, 2010. – 464 с.
13. Северцев, Н. А. Системный анализ определения параметров состояния и параметры наблюдения объекта для обеспечения безопасности / Н. А.Северцев // Надежность и качество сложных систем. – 2014. – № 1. – С. 4–10.
14. Юрков, Н. К. Оценка безопасности сложных технических систем / Н. К. Юрков // Надежность и качество сложных систем. – 2014. – № 2. – С. 13–19.