Концепция построения полностью оптической бортовой информационно-вычислительной сети с интеллектуальным управлением

Аннотация

В настоящей работе проведен анализ существующих подходов к построению отказоустойчивых бортовых систем на аппаратном и программном уровнях. Рассмотрены основные преимущества построения БИВС на базе компонентов волоконной оптики, в частности, для развертывания на ее основе единой интеллектуальной системы (ЕИС), производящей интеллектуальный вывод в случае возникновения нештатных ситуаций. Разработаны сценарии по парированию особых полетных ситуаций ВС, возникающих в полете в результате воздействия неблагоприятного фактора или сочетания неблагоприятных факторов и приводящих к снижению безопасности полетов. Разработаны алгоритмы реконфигурации БИВС в случае возникновения нештатных ситуаций, как в процессе полета, так и на земле. Предложены принципы формирования специализированной базы знаний информационной поддержки (СБЗИП) на основе эксплуатационной документации. С целью упрощения формализации знаний, хранящихся в СБЗИП, а также для упрощения модификации и дополнения СБЗИП при появлении новых данных, применяются методы логического программирования. Также предложены методики расчета характеристик конфигураций БИВС из СБЗИП. Разработаны методы динамического синтеза новых конфигураций БИВС, для нештатных ситуаций, возникающих в процессе эксплуатации ВС. Для решения задачи синтеза используется информация из пространства состояний, формализованная с помощью методов логического программирования. На основе нее производится построение полного графа системы с учетом ее избыточности и выполняется поиск-синтез наиболее подходящей архитектуры БИВС, позволяющей парировать возникшие отказы. В качестве метода поиска по графу используется метод ветвей и границ. Также, с этой целью в случае использования аппаратного ускорителя может применяться нейросетевой подход, заключающийся в решении оптимизационной задачи с помощью рекуррентной искусственной нейронной сети.