Информационные процессы в системах управления

Информационные процессы в системах управления

Р.Д.Колесников, к.т.н., доцент

 

Детерминированность процессов поражения в аварийном объекте определяет детерминированность информационных процессов в контуре управления. Вместе с тем создаётся семантическая неопределённость, порождающая основные проблемы разработки АСУ структурно сложными аварийными объектами.

Освоение атомной энергетики, как и любого прорывного направления, связано с тяжелейшими авариями, вызывающими мировой резонанс. Страх перед последствиями аварий заставляет сворачивать в ряде государств программы развития атомной энергетики.

На операторов в условиях аварий обрушиваются огромные потоки информации. Любые их ошибки чреваты серьёзнейшими последствиями. Невозможность найти решение возникающих проблем в сложных системах человек-машина методами инженерной психологии привёл к её системному кризису [2]. Тем не менее, по-прежнему пытаются решать эти сложнейшие проблемы, опираясь на достигнутые результаты инженерной психологии [1], т.е. путём поиска, отбора и тренировок «сверхчеловека».

Суть кризиса инженерной психологии не в плохих методах, а в том, что оператор в силу превышения его психофизиологических возможностей не способен решать задачи управления такой сложности. Единственный выход - автоматизировать сложнейший информационный процесс - процесс управления борьбой за живучесть объекта. Для этого необходимо разобраться в сущности самого информационного процесса.

 

Энтропия и информация в решающей подсистеме

В решающей системе правильно спроектированной и неповреждённой автоматической системы нет информационной неопределённости. Сигналы от известительной системы непосредственно преобразуются в соответствии с законами (алгоритмами) управления в управляющие воздействия. Проблемы возникают в контуре дистанционного управления и связаны с «оператором».

«Оператор» в общем случае решает две задачи. Первая – осознание и оценка обстановки и принятие решения. Вторая связана с алгоритмом принятия решения. Несколько упрощая ситуацию, можно сказать, что «оператор» должен определиться с целевым состоянием объекта управления и найти нужную информацию (целевую) для перехода в него, возможно, в несколько этапов. Каждый из них будет в общем случае содержать информационную и алгоритмическую части. Рассмотрим каждую из них.

Очевидно, что если «оператор» работает в условиях семантической неопределённости H_R с задачей усвоения целевой информации I₀, то эффективность этого процесса зависит от качества СОИ.

Восприятие целевой информации «оператором» приводит к снижению смысловой энтропии решающей системы и повышению смыслового потенциала управляющей системы в целом – её способности к функционированию по прямому назначению.

Таким образом, рост количества усвоенной «оператором» смысловой целевой информации увеличивает информационный потенциал системы управления и снижает на соответствующую величину энтропию.

 

Рис.5 Энтропийная диаграмма «приёмника» информации – «оператора»

 

На рис.5 изображена энтропийная диаграмма «приёмника» информации – «оператора». Введены следующие обозначения:

H_R – информационная энтропия решающей подсистемы, связанная с общим количеством представляемой на СОИ информации I_M;

H₀ – информационная энтропия решающей системы, связанная с представляемой на СОИ необходимым для решения задачи количеством (целевой) информации I₀;

H_RG – информационная энтропия решающей системы, связанная с количеством реально представляемой на СОИ целевой информации I_MG;

H_H – информационная энтропия решающей системы, связанная с величиной помехи I_H.

Из этой диаграммы следует, что объективно существует задача фильтрации ценной для управления информации из общего потока информации. Сущность и эффективность фильтрации информации будут рассмотрены ниже.

 

Выводы

Исследована сущность смысловой информации и энтропии в известительной, решающей и исполнительной подсистемах управляющей системы ССАО, их взаимозависимость и взаимодействие в процессе циркуляции информации в системе управлении. Исследована сущность смысловой помехи, ложной смысловой информации и «врождённой деградации» системы управления ССАО. На основе этих исследований обоснована детерминированная природа информационных процессов в АСУ ССАО и сформулированы необходимые условия их функционирования.

Принципиальная разница информационных процессов в АСУ ССАО и АСУ объектами в нормальных ситуациях состоит в отсутствии информационной неопределённости в контурах управления последней.

Основная проблема проектирования и применения АСУ ССАО - это информационная проблема, связанная с необходимостью обеспечения управления при любой комбинации вышедших из строя элементов объекта.

Литература

1. Венда В.Ф. Инженерная психология и синтез систем отображения информации. М.: «Машиностроение», 1982.

2. Ломов В.Ф. Научно-техническая революция и некоторые проблемы психологии. Кибернетика. Дела практические. М.: Наука, 1984.

 

 

Информационные процессы в системах управления

Р.Д.Колесников, к.т.н., доцент

 

Детерминированность процессов поражения в аварийном объекте определяет детерминированность информационных процессов в контуре управления. Вместе с тем создаётся семантическая неопределённость, порождающая основные проблемы разработки АСУ структурно сложными аварийными объектами.

Освоение атомной энергетики, как и любого прорывного направления, связано с тяжелейшими авариями, вызывающими мировой резонанс. Страх перед последствиями аварий заставляет сворачивать в ряде государств программы развития атомной энергетики.

На операторов в условиях аварий обрушиваются огромные потоки информации. Любые их ошибки чреваты серьёзнейшими последствиями. Невозможность найти решение возникающих проблем в сложных системах человек-машина методами инженерной психологии привёл к её системному кризису [2]. Тем не менее, по-прежнему пытаются решать эти сложнейшие проблемы, опираясь на достигнутые результаты инженерной психологии [1], т.е. путём поиска, отбора и тренировок «сверхчеловека».

Суть кризиса инженерной психологии не в плохих методах, а в том, что оператор в силу превышения его психофизиологических возможностей не способен решать задачи управления такой сложности. Единственный выход - автоматизировать сложнейший информационный процесс - процесс управления борьбой за живучесть объекта. Для этого необходимо разобраться в сущности самого информационного процесса.