Информационные системы и технологии

Секция 4. Информационные системы и технологии

Г. И. Балковая, Е. В. Буренкова, М. К. Смирнов РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННО-СПРАВОЧНОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ РАДИАЦИОННОЙ СТОЙКОСТИ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.

Одним из направлений современной электроники является создание радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), обладающей повышенной стойкостью к воздействию ионизирующих излучений (ИИ). Для обеспечения высокого качества подобной аппаратуры необходимо уже на самых ранних этапах разработки закладывать схемотехнические и конструктивные решения, позволяющие достигать требуемых показателей радиационной стойкости.
Создание радиационно-стойкой аппаратуры - задача комплексная. Ее решение включает в себя целый ряд различных аспектов, среди которых одним из важнейших является выбор радиационно-стойких материалов и электрорадиоизделий (ЭРИ).
Решение данной проблемы возможно путем создания специализированной информационно-справочной системы, содержащей весь объем информации по радиационной стойкости, необходимый для разработки РЭА.
Необходимость в такой информационной системе возникает в процессе работ, связанных с созданием новых перспективных образцов РЭА и вызвана наличием большого объема информации по различным типам ЭРИ. В настоящее время большая часть такой информации хранится в бумажном виде, при этом довольно затруднительно осуществлять оперативный поиск и подбор элементов с требуемым уровнем радиационной стойкости. При накоплении большого объема подобной информации все труднее становится обеспечить ее целостность, удобство хранения и организацию иерархической системы доступа.
Разработанная информационно-справочная система позволяет разработчику РЭА осуществлять оперативный доступ к информации по радиационной стойкости различных ЭРИ, проводить их эффективный поиск и подбор по заданным уровням воздействия ИИ, выполнять автоматизированную оценку радиационной стойкости РЭА. Все это дает возможность значительно сократить объем трудозатрат, повысить эффективность работы и качество разрабатываемой аппаратуры.
Информационно-справочная система обеспечивает получение информации в заданной форме, исключает ошибки при формировании отчетных и справочных документов, сокращает сроки выполнения работ по проверке соответствия требований к элементам и повышает достоверность результатов обработки больших объемов справочной информации по различным типам ЭРИ.

Е. И. Борисова ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОДУЛЯ «ВНУТРИЦЕХОВОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И ДИСПЕТЧИРОВАНИЕ» ИАСУ ЦЕХОМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.

Цель работы - проектирование модуля интегрированной автоматизированной системы управления (ИАСУ) цехом «Внутрицеховое планирование и диспетчирование».
Модуль реализует основные функции и задачи ИАСУ цехом в части:
оперативное решение поставленных производственных задач за счет разделения общей задачи управления по этапам планирования на уровне ПДБ цеха, планирования на уровне производственного участка цеха, изготовления продукции, учета и анализа;
мониторинг процесса производства, своевременное выявление и учет отклонений от запланированного хода изготовления.
Важным моментом является интеграция данного модуля с другими составными частями ИАСУ в единой информационной среде производства завода ВНИИЭФ.
В докладе отражены выполненные этапы работ и результаты проектирования модуля «Внутрицеховое планирование и диспетчирование» ИАСУ цехом.

А. В. Васькин, В. Л. Ведерников ВЕРИФИКАЦИЯ И ВАЛИДАЦИЯ РАСЧЕТНОГО ПАКЕТА И РАЗРАБОТКА РЕГЛАМЕНТА РАБОТ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ НЕКОТОРЫХ КРИТЕРИЕВ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.

При работе со сложным инструментом, таким как расчетный пакет APM Winmachine, необходимо быть уверенным, что обеспечены:

• отсутствие ошибки в аппроксимации задачи и построении алгоритма работы с расчетным пакетом;
• отсутствие ошибочных действий оператора, вводящего данные;
• отсутствие внутренней ошибки в программе;
• правильно восприняты результаты расчетов.

Чтобы обеспечить заданную точность и правильность выполнения поставленной задачи необходимо провести определенный набор работ:

1. Верификация расчетного пакета, которая включает:
   • Выделение круга задач, решаемых разработчиком.
   • Проводится выборка из заранее определенного круга задач, достаточная для определения статистических параметров расхождения экспериментальных и расчетных данных.
   • Определение максимальной и средней погрешности при расчете.
   • Определение критериев качества выполняемых расчетов, и факторов, влияющие на них.
2. Создание отчета с методическими рекомендациями, которые позволят использовать данный пакет при работе.
3. Создание инструкции по использованию расчетного пакета на основании отчета с методическими рекомендациями, в котором будут подробно расписаны все действия разработчика для получения результата с заданной точностью.
4. Создание заявки на верификацию и валидацию пакета.
5. После проведения верификации и валидации, именно та версия пакета, которая подвергалась этим проверкам, далее носит название «замороженная», имеет официальное разрешение на использование на предприятии.

А. А. Городнов, И. В. Жуков, М. Р. Мочалов, И. А. Елисеев, С. В. Сорокин, В. Н. Мурин ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ВИДЕОСИСТЕМА КОНТРОЛЯ И РЕГИСТРАЦИИ ПРОЕЗДА АВТОТРАНСПОРТА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

В настоящее время в России и в мире все большее внимание уделяется разработке устройств со встроенной видеоаналитикой, которые сами могут производить анализ формируемых в них видеоданных. В докладе описывается програмно-аппаратный комплекс, полностью разработанный сотрудниками ИЯРФ. Интеллектуальная видеосистема контроля основана на применении современных видео технологий, построенных на использовании встроенных в компактную цифровую видеокамеру алгоритмов анализа наблюдаемых сцен. Конкретной реализацией встроенной видеоаналитики стал алгоритм регистрации проезда автотранспорта, позволяющий фиксировать въезд и выезд автомобилей с наблюдаемой территории и передавать фотографии на удаленный компьютер. Алгоритм игнорирует перемещения людей и животных, устойчив к помехам типа дождь и снег, не зависит от изменений освещенности. Комплекс в течение года находился в опытной эксплуатации.

А. С. Даниленко, М. А. Марунина, В. И. Гунин ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ СЕРВИС-ОРИЕНТИРОВАННЫХ АРХИТЕКТУР В РАЗРАБОТКЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

При разработке одного из модулей комплекса ПО «АРМ Метролога», созданного в нашем подразделении, было решено применить технологию Web Services. Эта технология должна была отвечать всем требованиям, выставленным в процессе предварительного формулирования задачи.
Технология Web Services предполагает реализацию каждой используемой функции в виде отдельного web-приложения, использующего для коммуникации интернет-протоколы и XML. Эта технология является практическим приложением сервис-ориентированной архитектуры SOA, разработанной для создания крупных информационных систем.
Так как службы Web Services могут быть разработаны на любом языке программирования и для любой платформы, основным требованием к их совместимости является стандартизированный интерфейс взаимодействия. При решении данной задачи используются сообщения, основанные на XML.
Основным принципом технологии Web Services является модульность — т. е. каждая веб-служба реализует какую-либо конечную функцию системы. Это потребовало иного подхода к проектированию модуля, чем тот, который использовался для всего комплекса ПО.
Еще одной задачей, возникшей в процессе проектирования модуля, стало создание удобного для пользователя интерфейса для работы с веб-службами: формы должны быть созданы по тому же принципу, что и остальные формы комплекса ПО, при этом принцип их действия должен быть скрыт от пользователя.
Помимо этого, технология Web Services обеспечила возможность дальнейшего расширения и гибкой настройки модуля, а также его встраиваемость в другие проекты.
Таким образом, данная технология отвечает всем требованиям и условиям, предъявляемым к модулю, и является наиболее подходящей для его реализации.

Н. А. Дмитриев, В. Н. Стрюков, В. Н. Лашманов, А. В. Шатохин, Е. Л. Шмаков, С. О. Черных СЕРВИСНАЯ ПОДСИСТЕМА УНИВЕРСАЛЬНОЙ КОМПАКТНОЙ СУПЕР-ЭВМ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г.Саров, Нижегородской обл.

В данном докладе представлено описание сервисной подсистемы универсальной компактной супер-ЭВМ, разработанной в РФЯЦ-ВНИИЭФ (далее КС-ЭВМ). КС-ЭВМ – сложный аппаратно-программный комплекс, который включает в свой состав вычислительную подсистему, дисковую подсистему, подсистему охлаждения, подсистему энергообеспечения, системное и прикладное программное обеспечение. Контроль показателей работоспособности подсистем КС-ЭВМ возложен на сервисную подсистему.
Архитектура и программное обеспечение сервисной подсистемы является разработкой специалистов РФЯЦ-ВНИИЭФ. Сервисная подсистема КС-ЭВМ включает в себя:
сервисный процессор, выполненный с использованием материнской платы форм-фактора nanoITX;
коммутатора сервисной сети Gigabit Ethernet;
программное обеспечение системы мониторинга КС-ЭВМ.
Программное обеспечение системы мониторинга предназначено для работы на сервисном процессоре, который посредством сервисной сети обеспечивает сбор и обработку показаний сенсоров материнских плат, состояние подсистемы жидкостного охлаждения, а также получение информации об использовании ресурсов КС-ЭВМ (таких как загрузка ЦПУ, ОЗУ, состояние сетевых интерфейсов и т.д.).
Доступ к информации о состоянии подсистем КС-ЭВМ осуществляется посредством графического интерактивного WEB-интерфейса, который также позволяет выполнять удаленные действия с КС-ЭВМ, такие как: включение, выключение, перезагрузка материнских плат КС-ЭВМ.
Одной из важных функций сервисной подсистемы КС-ЭВМ является возможность автоматического аварийного останова КС-ЭВМ при перегреве процессорных элементов либо при остановке потока жидкости системы жидкостного охлаждения КС-ЭВМ. Программное обеспечение системы мониторинга КС-ЭВМ разработано с учетом возможности гибкого конфигурирования и расширения функциональных возможностей.

И. А. Елисеев, А. А. Городнов, И. В. Жуков, Д. П. Николаев, С. Л. Эльяш, А. Л. Юрьев ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО ВИДЕОДАТЧИКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДОЗЫ В ПЯТНЕ ТОРМОЗНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

При проведении облучательных экспериментов на ускорительных установках требуется оперативно оценивать форму и распределение энергии в выходном пучке. Предлагается использовать для этих целей разработанный в ИЯРФ интеллектуальный визуальный датчик (ИВД). В докладе представлена методология применения ИВД для мгновенной регистрации распределения дозы в пучке тормозного излучения ускорителя АРСА. Рассматриваются преимущества предлагаемого цифрового подхода к регистрации. Приводятся результаты измерения характеристических кривых оптического сенсора и сцинтилляторов. Рассматриваются выявленные экспериментально особенности различных сцинтилляторов. По результатам регистрации делается вывод о соответствии пятна тормозного излучения требованию ОСТ по равномерности дозы ТИ.

А. А. Застылов, И. В. Богодяж, А. В. Гришин, С. А. Костин ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА ОБРАБОТКИ РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ НА МНОГОЦЕЛЕВОМ ИСПЫТАТЕЛЬНОМ КОМПЛЕКСЕ (МИК) РФЯЦ-ВНИИЭФ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Важное место в работах по совершенствованию существующих и разработке новых видов вооружения занимает наземная отработка их образцов на ракетно-катапультирующей установке (РКУ) МИК ВНИИЭФ. Основным источником информации в ходе испытаний на РКУ являются радиотелеметрические измерения. Спецификой этих испытаний является наличие большого количества помех в радиоканале.
Используемые при проведении испытаний на МИК регистраторы осуществляют обработку радиотелеметрической информации (РТМИ) в реальном времени, что делает невозможным восстановление зарегистрированной информации на сбойных участках. Особенно это проявляется при использовании высокоинформативных радиотелеметрических систем (РТС). При этом бортовая передающая и наземная приемная части радиотелеметрической системы реализованы на современном уровне и потенциально обеспечивают максимальную помехоустойчивость, поэтому работа по совершенствованию средств регистрации РТМИ, алгоритмов и методов ее обработки информации является актуальной.
В связи с этим предлагается в ходе испытаний регистрировать ВИМ-последовательность в исходном виде непосредственно с выхода демодулятора РТС, с целью ее последующей обработки с применением специально разработанного гибкого алгоритма преобразования РТМИ.
В докладе подробно изложены предпосылки возникновения данного способа обработки, различные варианты его реализации и область применения. Приведены результаты обработки РТМИ, полученные с помощью традиционного и предлагаемого способа. По результатам сравнения графиков зависимостей измеряемых параметров от времени показаны преимущества предлагаемого способа, заключающиеся в повышении качества и объема достоверной РТМИ, получаемой в ходе испытаний.

Э. Ю. Кузнецова, И. А. Немченко, Н. Н. Мулин, Ю. А. Анисимов ОБЕСПЕЧЕНИЕ АУТЕНТИЧНОСТИ ИНФОРМАЦИИ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ алгоритмов управления
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

Дистанционное управление с одной стороны открывает новые возможности, с другой – ставит новые задачи. Одной из задач является обеспечение безопасности в системе контроля и передачи управляющей информации. Особое место в решении подобных задач занимает контроль достоверности результатов тестирования и управления. Сюда же относится задача построения системы разграничения доступа в различных программных комплексах, предназначенных для автоматизации процесса управления. Но ориентация общей системы на дистанционное управление вносит свои коррективы. Так у ответственного за прибор, подлежащий тестированию, возникает потребность в возможности использования данного программного обеспечения на своей локальной машине.
В работе сформулированы основные проблемы, связанных с организацией обеспечения безопасности в системах дистанционного управления и контроля данных. Целью работы является формирование подходов к решению задачи достоверности результатов тестирования и управления и построение системы, обеспечивающей надежность и достоверность передачи данных. Разрабатываемая система ориентирована на локальный пакет дистанционного контроля и управления.
К объектам системы дистанционного локального управления, требующим обеспечения безопасности, можно отнести:

• данные, являющиеся информационно-управляющей составляющей системы тестирования и контроля и хранящиеся в центральном устройстве; в этом случае целесообразно ограничение доступа не только к базам заданий/результатов, но и к вспомогательной информации об объектах управления;
• исполняемые файлы систем тестирования; эти файлы могут быть подвержены модификации с целью изменения алгоритма работы.

Один из путей обеспечения безопасности – это создание уникальных программных модулей, то есть модулей, для которых неприменима простая программа-взломщик, модифицирующая определенную последовательность байт. Предлагаемое решение генерации таких модулей основано на применении разнородных алгоритмов преобразования.
Создаваемый алгоритм преобразования должен быть достаточен прост, но при этом он должен обеспечивать асимметричность и быть достаточно сложным для анализа. Исходя из этих позиций, возникла необходимость создания разнородных алгоритмов преобразования.
Уникальность создания таких алгоритмов должен обеспечить разнородный генератор кода. Выполняться такие алгоритмы будут в виртуальной машине. Анализ таких алгоритмов весьма труден и нецелесообразен с точки зрения временной трудоемкости.
К преимуществам применения разнородных алгоритмов преобразования для систем управления можно отнести следующее:

• слабая очевидность принципа построения системы обеспечения безопасности;
• сложность создания универсальных средств для обхода системы безопасности;
• легкая реализация системы асимметрического преобразования;
• возможность легкой, быстрой адаптации и усложнения такой системы;
• возможность расширения виртуальной машины с целью сокрытия части кода.

В результате работы рассмотрены различные методы, применяемые для создания разнообразных систем обеспечения безопасности, рассмотрена возможность их применения для систем дистанционного управления. Проанализированы ключевые места, требующие решения, и предложены варианты осуществления, отмечены преимущества и недостатки. Предложены новые пути реализации обеспечения безопасности для систем, используемых в монопольном режиме.

Т. И. Латыпов, В. Л. Ведерников, А. М. Масягин, А. В. Пиголкин, С. М. Хлестков ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫХЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАБОТЫ ПРИБОРОВ И УСТРОЙСТВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров, Нижегородской обл.

На настоящий момент средства автоматизации производства играют все более важную роль – без них не обходится создание практически ни одного изделия, используемого в повседневной жизни.
При отсутствии автоматизации процесса проектирования, ошибки чаще всего происходят на этапе опытного проектирования или изготовления лабораторного макета, либо первой партии изделия. Стоимость устранения таких ошибок достаточно велика.
Применение САПР позволяет не только сократить количество ошибок, но и предотвратить их повторное возникновение.
Грамотное использование современных САПР позволит осуществить переход предприятий оборонного комплекса на новый, качественный уровень.
Для оптимизации процесса разработки авторами предложено использовать программный пакет LabVIEW совместно со средством сквозного автоматизированного проектирования Altium Designer.
При разработке программного обеспечения для микроконтроллеров, входящих в состав приборов, разработчик первоначально производит моделирование работы приборов в LabVIEW. При этом возможно наглядно выделить подпрограммы и произвести оптимизацию алгоритмов.
После этого алгоритм реализуется в системе автоматизированного проектирования Altium Designer с использованием отладочной платы NanoBoard-NB1. Таким образом, у разработчиков упрощается процедура написания программного кода и реализации приборов в «железе», также появляется возможность пошаговой верификации и реализации проекта посредством постоянной, в том числе и автоматической верификации проекта в системе Altium Designer.
При создании программного обеспечения для расчета входных данных системы разработчик способен в сжатые сроки реализовать проект программы в LabVIEW и произвести его отработку совместно с моделью системы описанной в Altium Designer. Отлаженный в LabVIEW проект программы является исходными данными для разработки программного обеспечения и моделирования поведения прибора в системе Altium Designer.
Представленный программно-аппаратный комплекс позволяет отказаться от устройств сопряжения. Разработка ведется пошагово, каждый смоделированный блок, т.е. его математическое описание быстро воплощается в «железе» через NanoBoard-NB1, которое в дальнейшем служит своеобразным предварительным верификатором следующего математически описанного алгоритма.
Использование системы разработанной авторам позволяет осуществлять параллельное наблюдения за процессом обмена между приборами и вести конструкторскую документацию проекта.
При параллельном создании разными разработчиками приборов и узлов, входящих в одну систему, такой подход позволяет избежать множества ошибок при совместном функционировании приборов в составе системы и существенно сократить время на их отладку.
Созданный авторами программно-аппаратный комплекс позволяет существенно ускорить, удешевить и облегчить процесс разработки приборов и систем.