автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Исследование и структурная оптимизация многофункциональных микропроцессорных систем защиты с учетом отношений совместимости и несовместимости функций

На правах рукописи

.'Г Б ОД

9 ') V

{- с ¡1^:1 к

ЧЕРНОВ

Андрей Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ И СТРУКТУРНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ

СИСТЕМ ЗАЩИТЫ С УЧЕТОМ ОТНОШЕНИЙ СОВМЕСТИМОСТИ И НЕСОВМЕСТИМОСТИ ФУНКЦИЙ

05.13.14 — Системы обработки информации и управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ростов - на - Дону 1998

Работа выполнена в Ростовском государственном университете путей сообщения (РГУПС) на кафедре «Вычислительная техника и автоматизированные системы управления».

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Ульяницкий Е.М.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук,

профессор Иванов В.А. — кандидат технических наук, доцент Стороженко Е.А.

Ведущая организация АО «Ростовэнерго»

Защита состоится 25 июня 1998 г. в 16 часов на заседании диссертационного совета К 063.27.04 при Донском государственном техническом университете.

(344700, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ДГТУ.)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Донского государственного технического университета.

Автореферат разослан мая 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Дружинин И.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Одной из существенных черт, характеризующих научно-технический прогресс на современном этапе, является широкое использование компьютерных средств в различных областях народного хозяйства. В энергетике компьютерные средства используются в системах управления электроэнергетическими объектами и, в частности, в микропроцессорных системах защиты (МПСЗ) электроэнергетических объектов от анормальных режимов, повреждений и коротких замыканий.

МПСЗ крупных объектов: генераторов, трансформаторов, энергоблоков, сетей электропередачи представляют собой комплексы аппаратных и программных средств, предназначенных для своевременного предотвращения аварийных ситуаций на защищаемом объекте, опасных для электроэнергетического оборудования и обслуживающего персонала.

В настоящее время МПСЗ эксплуатируются и находятся на ряде крупных электростанций. Опыт разработки первых МПСЗ (Ставропольской, Углегорской ГРЭС), выполненных в РИИЖТе, ИЭД АН республики Украина, БПИ показал, что они обладают рядом новых системных свойств, ранее не учитывавшихся при построении систем защиты на электромеханических и статических реле. Наблюдается тенденция усложнения МПСЗ, что предопределяет необходимость системного подхода к исследованию целей их разработки, выявлению и классификации системных свойств, проявляющихся в процессе их создания, эксплуатации, модернизации, совершенствования и развития.

Исследования свойств систем защиты вообще и МПСЗ в частности ведутся в нашей стране в течение последних десяти лет. Теоретические и методические основы системных исследований и проектирования МПСЗ были заложены профессорами В.К. Ваниным, Л.А. Мелентьевым, В.В. Платоновым, Э.П. Смирновым, Б.С. Стогнием, Е.М. Ульяницким и др. Работы по практическому применению результатов системных исследований МПСЗ ведутся во ВНИИР, ВНИИЭ, Коми филиал АН России, С.-Пб.ГТУ, МЭИ, НГТУ, РГУПС, ЧГУ и др. институтах.

. В процессе разработки и совершенствования МПСЗ одной из ключевых проблем является оптимизация структуры комплекса технических средств. Одними из важнейших критериев оптимизации являются минимизация аппаратных и про-

граммных средств. В этой связи в диссертационной работе эта проблема представлена и решается как задача распределения ресурсов на основе результатов исследований целей разработки и с учетом системных свойств МПСЗ. Целью работы является теоретическое обобщение практических работ по созданию МПСЗ, разработка системы классификации и оценки свойств МПСЗ, разработка на этой основе методов проектирования МПСЗ крупных электроэнергетических объектов, в частности, структурной оптимизации аппаратных и программных средств многофункциональных микропроцессорных систем защиты. Основными задачами. решаемыми для достижения этой цели, являются:

— исследование МПСЗ как объекта оценки качества функционирования системы;

— анализ и классификация свойств МПСЗ, формализация методик их структуризации;

— разработка формальных моделей свойств совместимости и несовместимости функций МПСЗ;

— разработка модели распределения функций МПСЗ;

— разработка алгоритма оптимального распределения функций МПСЗ по критерию минимума ресурсов.

Объектами исследования являются микропроцессорные распределенные системы защиты электрических станций, подстанций, сетей электропередачи и модели их основных свойств.

Методы исследования. При решении поставленных задач в работе использовались теория множеств, теория графов, теория комплектов, методы дискретного программирования, теория систем и методы системного анализа, методы оптимизации и моделирования.

Научная новизна. В работе получены и выносятся на защиту основные положения и новые научные результаты:

1. Предложены в качестве структурообразующих свойств отношения совместимости и несовместимости функций в многофункциональных системах, являющиеся теоретическим обобщением существующих в технических системах отношений, таких как резервирование, технологические и эксплуатационные ограничения.

2. Методика анализа целей разработки МПСЗ, опирающаяся на методы экс-

пертных оценок и структуризации, и полученная на её основе структурная схема целей. _____

3. Методика структуризации свойств МПСЗ, основанная на эвристических принципах, и полученные на её основе структурные схемы сложных свойств МПСЗ.

4. Формальная модель впервые сформулированных свойств совместимости и несовместимости функций МПСЗ.

5. Алгоритм оптимального распределения функций МПСЗ по ресурсному критерию.

Практическая ценность. Разработанные методики структурной оптимизации позволяют более эффективно, по сравнению с существующими, решать задачи распределения ресурсов процессора, памяти, каналов связи при проектировании автоматизированных систем управления и многофункциональных систем автоматического управления. Предложенные в работе алгоритмы и методики позволяют реализовать оптимальное по ресурсному критерию распределение функций в многофункциональных системах управления, в частности МПСЗ электроэнергетического оборудования, учитывающее отношения совместимости и несовместимости функций.

Реализация результатов работы. Предложенные в работе свойства, алгоритмы и методики проектирования использованы при выполнении четырех хоздоговорных работ с АО «Южэнергосетьпроект» и АО «Ставропольэнерго». Результаты работы используются в учебных курсах «Системотехника», «Организация ЭВМ, комплексов и сетей», «Микропроцессорные системы» кафедры «Вычислительная техника и автоматизированные системы управления» Ростовского государственного университета путей сообщения. Разработана подсистема регистрации аварийных режимов линий электропередачи, которая внедрена в опытную эксплуатацию. Алгоритм быстрого расчета и распределения ресурсов МПСЗ по критерию минимума расхода ресурсов на выполнение всех функций защиты использован при разработке МПСЗ энергоблока 300 МВт и газотурбинного энергоблока ГТУ 150 МВт.

Публикации и апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 8 печатных работах, докладывались на Юбилейной научно-технической конференции, посвященной 50-летию Победы, 130-летию МПС и 65-летию РГУПС (Ростов-

ч

на-Дону, 1995 г.), ежегодной межгосударственной научно-практической конференции «Организационно-экономические проблемы проектирования и применения информационных систем» (Ростов-на-Дону, 1996-1997гг., РГЭА), научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава НГТУ (Новочеркасск, 1996 г.) и РГУПС (Ростов-на-Дону, 1995-1998 гг.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложений и списка литературы содержащего 124 источника. Работа изложена на 216 страницах, из них 160 стр. машинописного текста, 27 рис., 5 табл., 24 стр. приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматривается состояние современных систем автоматического управления и защиты в электроэнергетике. Отмечено, что в условиях' нарастающего дефицита электроэнергии, ограниченности материальных и кадровых ресурсов, роста стоимости энергоносителей, задача противоаварийного управления и надежной защиты электроэнергетического оборудования от электрических повреждений и КЗ, сопровождающихся взрывообразным выделением огромных мощностей в течение нескольких периодов промышленной частоты переменного тока, приобретает особое значение.

Содержится обзор отечественного и зарубежного опыта использования микропроцессорных средств в системах защиты электроэнергетических объектов. Основной тенденцией развития МПСЗ является переход к многопроцессорным и мультикомпьютерным комплексам и распределенным системам все более крупных и сложных объектов с высокой степенью автоматизации функций управления. Приоритетное развитие в этом направлении получают гибкие многофункциональные микропроцессорные системы, обладающие новыми системными свойствами аппаратных и программных средств.

Анализ опыта создания и практического применения МПСЗ энергообъектов показывает, что не решенными в этой области остаются задачи формализации методик определения целей разработки МПСЗ с точки зрения повышения качества её функционирования, исследования новых системных свойств МПСЗ и формализация методик их классификации. При этом важна разработка методик проектирова-

ния функциональных структур МПСЗ, в основе которых лежит концепция использования специализированных гибких функциональных элементов и методов распределения ресурсов между ними с учетом их отношений и различного рода связей.

Во второй главе проводится исследование целей разработки и качества технических средств ряда комплексов МПСЗ, что является основанием для определения и классификации присущих им свойств и структурной оптимизации системы. В рамках главы проведен анализ методов исследования качества МПСЗ, которые предполагают разработку совокупности методик и процедур решения следующих основных задач:

— анализ целей разработки;

— формирование множества свойств;

—- разработка методик структуризации множества свойств.

На этапе анализа целей разработки выполняется планирование практической деятельности по созданию нового поколения МПСЗ, где понятие «цель» инвариантно на фоне непрерывно меняющихся действий по совершенствованию техники защиты. Учитываются цели, решаемые МПСЗ и её характеристики, которыми можно управлять на этапе проектирования и эксплуатации для получения максимальной эффективности системы. Для достижения целей необходимы различного рода ресурсы и средства, находящиеся в сложных взаимосвязях между собой и целями.

Для анализа существующих систем защиты и выбора путей их совершенствования совокупность способов достижения целей предложено представлять в виде структурных блок-схем, которые названы в рамках работы структурами целей разработки МПСЗ. Использование теоретических положений системного анализа, позволили предложить методику анализа целей, на основе «дерева» целей. Она носит эвристический, частично формализованный характер и основывается на следующем:

— в иерархической структуре цели нижнего уровня являются средством достижения целей верхнего уровня;

— иерархическое упорядочивание целей осуществляется либо декомпозицией (при формировании структуры «сверху»), либо агрегированием (при формировании

структуры «снизу»);

— по мере перехода с верхнего уровня на нижний изменяется характер целей: цель-направление, цель-результат, цель-задача;

— на каждом уровне иерархии деление должно быть соразмерным;

— выделенные цели должны быть независимы;

— для ограничения расширения структуры по горизонтали при декомпозиции целей на подцели необходимо, чтобы максимально допустимое количество важных аспектов было в содержании одной подцели;

— структура расширяется по вертикали для того, чтобы перейти к измеряемым количественно величинам;

— если цель измерима, то структура расширяется по вертикали для раскрытия и лучшего понимания цели;

— множество целей должно быть определено в терминах одного языка описания (экономического, схемотехнического и т.д.);

— цели верхнего уровня детализируются на нижних уровнях в частных понятиях и терминах того же языка;

— если при декомпозиции или агрегировании целей нужно перейти на другой язык описания, то рекомендуется процесс раскрытия целей отнести к другой структуре целей.

Декомпозиция целей системы заканчивается на том уровне, на котором разработчик имеет в своем распоряжении некоторое множество средств и ресурсов, но не может управлять параметрами этих средств, влиять на их значения.

Следующей задачей исследования качества является структуризация свойств МПСЗ. Основываясь на выявленных целях и основных функциях системы, разработана методика структуризации свойств, которые в дальнейшем необходимы для оценки эффективности создаваемой системы, выбора критериев её структурной оптимизации и задания ограничений на технические средства системы. Основные положения методики следующие.

Исходным материалом для структуризации служит множество целей Ъ, которое требуется отобразить в адекватное множество свойств (5, управление которыми обеспечивает достижение поставленных целей. Эта процедура носит эвристический характер, и поэтому в её основе лежит экспертный метод

Z -> Q, Q с Л , ________________(1)

где А — множество всех признаков МПСЗ, являющихся характеристиками свойств.

На множестве Q вводится отношение порядка для определения взаимоотношений между простыми и сложными свойствами, влияющими на качество МПСЗ. С помощью отношений включения и принадлежности выполняется частичное упорядочивание в виде «дерева» свойств, на нижнем уровне которого будут единичные свойства, а на ¿-том высшем уровне одно обобщающее свойство системы.

В ходе исследований выработана следующая, наиболее отвечающая решению задачи, формальная модель «дерева» свойств. Основными приемами построения «дерева» свойств являются эвристические процедуры агрегирования простых свойств и декомпозиция сложных свойств. Множество единичных свойств определяется

р"1' = { Р }, г = )(2) где Р, - /-тое единичное свойство;

— для /-го свойства 1-го уровня, включающего K¡ свойств, система отношений задается

р"'={ р,(" }> у=Гк;, р(|> с р<">

(3)

(J р(И = р<">

ПР;" =0;

— для г-г о уровня, включающего Кг сложных свойств, система отношений будет выражена

р'"={ }, у = ГТ„ р«-) с р(«-1)

(4)

ир;"=р(г-", пр;° =0.

Свойства МПСЗ это сложные, многомерные, векторные величины, которые определяют внутреннее строение системы, позволяют дать её формальное описание и, как следствие обеспечивают возможность моделировать её функционирова-

ние. Сложное свойство — качество МПСЗ, представленное на рис.1 делится на качество функционирования и качество технических средств. Качество функционирования МПСЗ, представленное на рис. 2., определяется положительным эффектом от действия системы защиты на объекте при условии, что используется'технически идеальное, совершенное оборудование. Оно зависит от свойств защищаемых объектов, признаков распознавания анормальных режимов, электрических повреждений и коротких замыканий, алгоритмов защиты и состава функций защиты. Структура качества аппаратных средств представлена на рис.3, структура качества программных средств представлена на рис. 4. Эти сложные свойства МПСЗ выделяются постольку, поскольку в зависимости от концепций её создания и заданного объема функций защиты могут быть созданы системы, имеющие различные структуры аппаратных и программных средств, использующие различную элементную базу, требующие разных капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Полученные методики исследования целей и свойств позволяют производить наиболее эффективное прогнозирование качества многофункциональных МПСЗ крупных электроэнергетических объектов на начальных стадиях разработки.

В третьей главе на основе базовых положений методов организации функциональной структуры МПСЗ, развитых в трудах проф. Е.М. Ульяницкого методика оптимального распределения ресурсов МПСЗ с учетом системных свойств функций.

Установлено, что функции МПСЗ обладают отношениями совместимости и несовместимости, являющимися теоретическим обобщением ограничений и требований к системам защиты. Под отношениями совместимости понимается возможность совместного использования функциями МПСЗ программных и аппаратных средств системы. Отношения совместимости и несовместимости являются структурообразующими свойствами, поскольку существенно влияют на состав, параметры и качество комплекса технических средств систем защиты Выделена совместимость функций по следующим признакам: аппаратная, программная, временная, конструктивная.

Разработана формальная модель свойств совместимости и несовместимости функций МПСЗ, которая основана на следующих положениях. На множестве функций Р существуют такие подмножества: С<Л) — на котором выполняется от-

Качество

мпсз

Качество функционирования

Качество технических, средств

Качество < > Качество аппаратных | ! программных средств ' ' средств

Рис. 1. Качество МПСЗ

Клетгю фушшюпговаЕИ* ДОЗ

Сагшввосп ' ; Зуажшгьюяь ^

ВСЛ1тТЭОС75. I I УсТЙГЛВдПЪ I ' Ф>ТШШ ОВИ

^унггиог.гтыи ( гибеисть 1

: 1 ЗиЕДОСЛОСОбВОТ ' ^

ЧуВСЕШЖСИ , к вилу понужден-!*

П I г

Сагпиввоаь

БыадЯсн«

^МШимНИршиНК*

Чувстшеьвосп

q>aGaшшш | [_| к месту ши^ядсвал

Врет етшяеяи

плрсдаоит обьегга

| Стабсмосл 1 11 Ншаость

^■нгцкжирпиния ' фуикцис1нв[ч1м>-ия

' При пусимстшптамх ■ , !

[ рсЖЕМл!

Точно СЛ

Шрестршаеиого

(П^)ггуры к (¡утт

Узрзшгмосг»

ЛарИЯрЭУ! I ШОрВПШХ

Сасгповосп

ггсриотзааш

| [ Врсш идоздоикш фувкшш оши

Устоятквооъ г

иешш вл;:йс1ши

Рис. 2. Качество функционировании МПСЗ

Качество структуры

Иерархичность

Качество аппаратных средств I

Про изводит едшость

Быстродействие

Модульность Пропускная способность

1^лгтралкзонаняосгч

Распределенность

! ' Многофункциональность

Функциональная васыхценвость

|_ Свойства элементной базы

Устойчивость к внешним воздействиям

Информационная емкость

Тем п срятурпл я усти нчивость

Экономичность

Качество конструкции

Трудоемкость |

! производства \

' Материалоемкость |

I Эисргопотрсйпенис

"¡г - Г--— ——-Трудоемкость ; эксплуатяпки

Централизовали оегь

Расп редел еиаоегь

Унифилировлнность

Однородность

Дизайн

Протраммируемость

Рис. 3. Качество аппаратных средств МПСЗ

|_Качество структур» | ^

Модульность

Одворолность

Устойчивость

к.!чост«>

программных с]>едств

| П|утгя ти руемо сть ^ Г Корректность

Устойчивость к отказам ЛПС

Г Пр<'1-нтируомость ■н оостхзянвН системы

!______

Пр" гн сган русм< I стк лавных а результатов

Устойчивость к ошибочным действиям

Устойчивость X несашсп и о пировали ому доступу

К« >рроктн<»стк исходных текстов модулей

Корректность данных

Корректность ся«зи между модулями

Экгжомичноеть

Эффскти я но стк использования ,\ПС

Трудоемкость разработки

Трудоемко ст«. эксплуатации

Рис. 4. Качество программных средств МПСЗ

ношение совместимости; С(/,) — на котором выполняется отношение несовместимости. Введены обозначения: (;) — символ совместимости элементов, (I) — символ несовместимости элементов. Запись (/,;/¡) означает, что функции/, и/, совместимы, а {/, | /к) - функции /и /к несовместимы. Подмножество функций, совместимых с функцией/ записывается:

= Ц:(/;;/)}; ft.fi (5)

Подмножество функций, несовместимых с функцией /записывается:

СЮ=Ц:(/;1 /*)}; (6)

Множество подмножеств из т функций, каждая из которых совместима со всеми □стальными т-1 функциями:

С" ={с; }, с; =(/;;/,;/;.../Л

(7)

с™ с р™, с = у С'".

I

Для к несовместимых функций:

с ={с', },с!=(/;)| /2,|...,| у;),с т

Отношение совместимости является:

— рефлексивным - (/,;/);

— симметричным - {/, —> (/,;/);

— нетранзитивным - из (/,;/¡), (/^;/<) не следует </,;

Отношение несовместимости нерефлексивно, симметрично и нетранзитив-

ио.

Для описания отношений совместимости и несовместимости некоторых объектов или их функций предложена характеристическая функция <р,р принимающая значения {0, 1}, так, что:

— при совместимости

<Ри с Рх {о, 1 },

[1, если (/;/)),

9,1 [0, если (/| Ц (9)

— при несовместимости

<Р'-' |о, если (/;/,).

(10)

Аппаратная несовместимость функций защиты объекта является основной особенностью МПСЗ, существенным образом влияющая на структуру системы. Независимо от характеристик аппаратных средств, сложности алгоритмов, объемов вычислений, реализующих программы основных и резервных защит объекта необходимо иметь несколько ЭВМ в составе МПСЗ. Это может привести к не полному использованию ресурсов ЭВМ.

Свойство МПСЗ — совместимость функций позволяет в классе задач дискретного программирования ввести подкласс задач о распределении ресурсов несовместимых элементов, функций, программ. Таким образом, поставлена и решается задача распределения функций, обладающих свойствами совместимости и несовместимости.

Имеется совокупность {У,} функций многофункциональной микропроцессорной системы, число которых п. Объем ресурсов, необходимых для выполнения У, функции равен V,, Необходимо выбрать комплект ЭВМ одного типа, обеспечивающего минимальное число с ЭВМ в составе системы, причем каждая ЭВМ обладает ограниченными ресурсами М. Вводятся функции:

1) размещения

II,если У функция выполняется к-той ЭВМ, к&\,с,

* I '

[0 в противном случае;

2) сигнум-функция

Sg(a) =

Задача сводится к минимизации функции

(И)

при ограничениях: на ресурсы одной ЭВМ

V <М, (12)

— на совместимость функций:

А(Ых]\1) - матрица попарной совместимости функций, элемент матрицы [I, если функции У, и совместимы,

О в противном случае,

— на размещение всех функций

="> о4)

/М )=\

на однократное размещение функции

1>м=1, О'еГ^), (15)

1=1

— на число ЭВМ меньше числа распределяемых функций

1 <с<п. (16)

Разработан алгоритм для решения вышеизложенной задачи, который осно-¡ан на комбинаторном методе «ветвей и границ» и учитывает ограничения (12-16). >лок-схема разработанного алгоритма представлена на рис. 5.

В четвертой главе выполнен анализ существующих микропроцессорных юдсистем и устройств для регистрации режимов работы и определения места по-¡реждения воздушных линий электропередачи. В результате анализа отмечен ряд IX существенных недостатков, основными из которых являются: отсутствие функ-шональной гибкости у эксплуатируемых устройств; низкая точность определения теста повреждения, вследствие не учета ряда важных факторов; отсутствие регист-1ации предаварийных режимов. Поэтому глава посвящена разработке микропро-1ессорной подсистемы регистрации аварийных режимов воздушных линий элек-ропередачи в составе многофункциональной МПСЗ.

Поскольку процессы, контролируемые подсистемами регистрации аварий-1ых режимов, отличаются от технологических неэлектрических процессов и имеют 1яд особенностей, то существует необходимость разработки требований к таким юдсистемам. В связи с этим обобщены технические требования к микропроцес-орным подсистемам регистрации аварийных режимов воздушных линий электро-[ередачи, использующие методики анализа целей и свойств, разработанные в [редыдущих главах работы.

Рис. 5. Алгоритм оптимального распределения функций МПСЗ.

/

Разработаны технические средства компьютерной подсистемы регистрации шарийных режимов воздушных линий электропередачи и определения места их ювреждения. Они обеспечивают:

— измерение, регистрацию, контроль и отображение параметров нормального

режима;

— предупреждающую сигнализацию об отклонении параметров воздушной линии электропередачи от нормы;

— регистрацию параметров предаварийного режима;

— регистрацию параметров аварийного режима;

— передачу информации о режимах воздушных линий электропередачи в микропроцессорную систему защиты электроэнергетического объекта;

— формирование и вывод информации о расстоянии до места повреждения воздушных линий электропередачи;

— диагностирование и контроль технических средств подсистемы.

Разработан алгоритм функционирования подсистемы регистрации, особен-юстыо которого является контроль токов и напряжений воздушных линий элек-ропередачи по нескольким масштабам измерения с разными коэффициентами ■силения входного сигнала, позволяющий повысить точность регистрации изме->яемых величин.

Разработаны аппаратные и программные средства подсистемы регистрации варийных режимов линий электропередачи, образец которой внедрен в опытную

ксплуатацию.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Выполнен анализ функционирования многомашинных микропроцессорных систем защиты. В результате разработаны методики исследования их качества, на основе которых получены структурные схемы целей и сложных свойств этих систем. Предложенные методики позволяют прогнозировать качество разрабатываемых микропроцессорных систем защиты.

2.: На основе анализа и теоретического обобщения технологических, эксплуатационных и конструктивных ограничений и требований к основному электроэнергетическому оборудованию и системам защиты выявлены свойства совместимости и несовместимости функций многофункциональных микро-

процессорных систем защиты: аппаратной, программной, временной, конструктивной.

2. Показано, что свойства совместимости и несовместимости, существующие на множестве основных функций, функций управления и обеспечения функционирования, являются важнейшими структурообразующими системными свойствами, влияющими на состав, параметры и качество комплекса технических средств. Разработаны системные модели совместимости, которые являются основой для разработки методов структурного синтеза и структурной оптимизации многофункциональных микропроцессорных систем защиты.

3. В классе задач дискретного программирования выделен подкласс задач о распределении ресурсов на множестве несовместимых элементов, функций, программ. Выполнена формальная постановка задачи структурной оптимизации многофункциональных микропроцессорных систем защиты на базе системных моделей совместимости.

4. Обоснована эффективность использования метода «ветвей и границ» в выделенном подклассе задач. Разработан алгоритм и программа структурной оптимизации однородных многофункциональных микропроцессорных систем защиты по критерию минимума аппаратных средств.

5. Разработана и внедрена в опытную эксплуатацию подсистема регистрации аварийных режимов воздушных линий электропередачи, входящая в состав многофункциональной микропроцессорной системы защиты. Примененный в подсистеме аппаратно-программный способ измерения параметров позволяет, по сравнению с существующими, повысить точность определения места повреждения, существенно сократить время и затраты на восстановление нормального режима функционирования воздушных линий электропередачи.

Основные положения диссертации опубликованы в работах: 1. Дергачев A.B., Чернов A.B. Применение масштабирующего усилителя в регистраторах параметров аварийного режима воздушной линии электропередачи // Информационные системы на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр. / РГУПС. - Ростов н/Д, 1997. - С. 28-33.

2. Ульяницкий Е.М., Чернов A.B. Алгоритм распределения программ в муль-тикомпьютерной системе релейной защиты // Тез. межгосуд. науч.-практич. конф. "Организационно-экономические проблемы проектирования и применения информационных систем", РГЭА, 25-27 января 1996. - Ростов н/Д,

1996.-С. 28-29.

3. Ульяницкий Е.М., Чернов A.B. Концепция операционной системы реального времени для микропроцессорного комплекса релейной защиты // Тез. науч. учеб. - метод, конф., посвящ. 50-летию ПОБЕДЫ, 130-летию МПС и 65-летию РГУПС, 25-28 апреля 1995. - Ростов н/Д, 1996. - С. 22-23.

4. Ульяницкий Е.М., Чернов A.B. Способ повышения точности регистратора параметров аварийного режима воздушной линии электропередачи. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика, 1997, №1-2.С. 114.

5. Ульяницкий Е.М., Чернов A.B. Использование масштабирующего усилителя в регистраторах параметров аварийного режима воздушной линии электропередачи. // Известия высших учебных заведений. Электромеханика,

1997, №1-2. С 74-75.

6. Чернов A.B. О подходе к оптимизации структуры операционной системы для компьютерной релейной защиты. // Информационные системы на железнодорожном транспорте Межвуз. сб. науч. тр. / РГУПС. - Ростов н/Д, 1997. - С. 47-51.

7. Чернов A.B. О принципах построения устройства диагностики в микропроцессорной системе релейной защиты // Вопросы совершенствования систем автоматики, телемеханики и связи на железнодорожном транспорте: Межвуз. сб. науч. тр. / РГУПС. - Ростов н/Д, 1996. - С. 33-38.

8. Чернов A.B. Проблемы системного анализа качества программного обеспечения // Тез. межгосуд. науч.-практич. конф. "Организационно-экономические проблемы проектирования и применения информационных систем", РГЭА, 23-25 января 1997. - Ростов н/Д, 1997. - С. 17.