Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов

Диденко, Сергей Владимирович

Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.11, диссертация на тему:Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов

кандидата технических наук: Диденко, Сергей Владимирович
город: Томск
год: 2004
специальность ВАК РФ: 05.13.11

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов»

Автореферат диссертации по теме "Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов"

На правах рукописи

Диденко Сергей Владимирович

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ СОПРОВОЖДЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ

05.13.11— математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск —2004

Работа выполнена в Томском политехническом университете.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

В. К. Погребной.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В. П. Бондаренко,

кандидат технических наук В. П. Комагоров.

Ведущая организация: Институт динамики систем и теории управления

(ИДСТУ) СО РАН, г. Иркутск.

Защита диссертации состоится «22» декабря 2004 г. в 15:00 ч. в ауд. 214 на заседании диссертационного совета Д 212.269.06 при Томском политехническом университете по адресу: 634034, г. Томск, ул. Советская 84, институт «Кибернетический центр» ТПУ в 15.00.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Томского политехнического университета по адресу: 634034, г. Томск, ул. Белинского 53.

Автореферат разослан

2004 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета к.т.н., доцент

МА Сонькин

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Передача оперативной информации о местоположении и техническом состоянии транспортных средств и оперативных подвижных групп в диспетчерский центр управления (ДЦ), а также мониторинг оперативной обстановки территории - являются актуальными задачами для предприятий с распределенной структурой, таких как предприятия лесного хозяйства, службы геологоразведки, предприятия авиалесоохраны, службы ГО и ЧС, военные комиссариаты.

Среди задач сопровождения транспортных средств особое место занимает вопрос повышения эффективности использования воздушных судов для обнаружения и тушения лесных пожаров. Только по данным Главного управления природных ресурсов по Читинской области за 1999 - 2004 года зафиксировано 8470 пожаров, а пройденная этими пожарами общая площадь составляет 1204 тыс. га, из которой 84% - это лесные массивы!

Одним из вариантов повышения эффективности процесса авианаблюдения за пожаром - является использование аппаратно-программных средств сопровождения подвижных объектов. При этом становится возможным определение местоположения воздушного судна, формирование контура распространения лесного пожара, а также оперативная передача этой информации в диспетчерский центр лесхоза.

В настоящее время широкое распространение получила интегрированная система с пакетной передачи данных «ПОТОК». За последние 5 лет было внедрено в России и ближнем зарубежье около 40 систем «ПОТОК» различного назначения с общим количеством объектов около 1000.

Проведенный анализ существующих решений и готовых систем сопровождения подвижных объектов (ССПО) показал целесообразность разработки для системы «ПОТОК» собственных аппаратно-программных средств сопровождения подвижных объектов.

Разработка таких средств позволяет расширить функциональные возможности интегрированной системы с пакетной передачей данных, в том числе решить несколько задач: 1) передача точных координат подвижных объектов в ДЦ, оперативное отображение текущего местоположения и маршрутов движения объектов на электронной карте ГИС; 3) передача пространственных данных об оперативной обстановке на территории; 4) передача информации с датчиков контроля т е х н состояния подвижного а&1»1гш| 5) митутзация,! и е и анализ принимаемой от ПОДВИЖНЫХ об И^Ц^ЛЙ^А^"

си£|йот1кл СИжг О»

%!0Г

Таким образом, обеспечивается решение актуальной задачи повышения эффективности авианаблюдений за пожарами и контроля над местоположением транспортных средств. При этом выполняются: оперативная регистрация места возгорания, фиксирование точного географического контура пожара и передача этой информации в диспетчерский центр лесхоза непосредственно с борта воздушного судна, вместе с регистрационной информацией об обнаруженном пожаре.

Цель работы. Целью диссертационной работы является создание специальных алгоритмов и программных средств обработки навигационной информации, обеспечивающих на основе теоретических исследований реализацию функций сопровождения подвижных объектов, путем повышения эффективности процессов сбора и обработки данных о местоположении и маршрутах подвижных объектов. Для реализации поставленной цели предложено решение следующих задач: о Разработка структуры программного обеспечения (ПО) ССПО, обеспечивающей в реальном масштабе времени взаимодействие информационно-телекоммуникационной системы «ПОТОК» и ГИС. о Создание и формализованное описание способа сжатия навигационной информации без потерь, разработка алгоритмов прямого и обратного преобразования.

о Решение задачи оптимизации процесса сбора и передачи навигационных

данных от подвижных объектов в ДЦ. о Разработка специального ПО ДЦ с функциями оперативного представления информации о местоположении подвижных объектов и маршрутах их движения средствами ГИС в реальном масштабе времени. о Апробация разработанного алгоритмического и ПО в составе различных вариантов системы «ПОТОК».

Методы исследования. При проведении исследований и разработке алгоритмического и ПО с целью решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы теории алгоритмов, теории кодирования, теории расписаний и комбинаторного анализа, теории реляционных баз данных, теории объектно-ориентированного проектирования и программирования.

Научную новизну полученных в работе результатов составляют: 1. Оригинальная структура программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов, обеспечивающая в реальном масштабе времени интерфейс между системой пакетной передачи данных и ГИС, а также возможности программного обеспечения по расширяемости, масштабируемости и адаптируемости. 2 Алгоритм пакетного кодирования навигационной информации, позволяющий добиться уменьшения объема хранимых и передаваемых данных, путем сочетания параметрического преобразования навигационного пакета и эффекта дельта-кодирования. 3. Способ оптимального упорядочения заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в диспетчерский центр, позволяющий формировать очередь из заданий, отвечающую критерию минимальной длительности ожидания системы, учитывая динамику параметров пакетного кодирования.

Практическая ценность результатов работы.

1. Разработанные алгоритмы пакетного кодирования и декодирования позволяют в реальном масштабе времени сжимать поток навигационных данных до 9,9 раз. Работоспособность аппаратно-программных средств ССПО обеспечивается в различных режимах, включая режим «Черный ящик» и при временном отсутствия канала связи между ДЦ и подвижными объектами.

2. Разработанный способ оптимизации процесса передачи навигационных данных от подвижных объектов в диспетчерский центр позволяет проектировать и реализовывать эффективные аппаратно-программные средства контроля местоположения подвижных объектов, использующие для связи с подвижными объектами радиоканалы (КВ, УКВ диапазонов), спутниковые и сотовые каналы связи.

3. Предложенная и разработанная модульная структура программного обеспечения ССПО позволяет реализовывать программные средства с масштабируемыми функциональными возможностями по приему, обработке, визуализации и анализу навигационных и пространственных данных.

4. Структура программного обеспечения ССПО обеспечивает взаимодействие интегрированной системы пакетной передачи данных «ПОТОК» и ГИС МарМо и позволяет:

о строить информационные системы, используя единую базу данных предприятия для обработки и хранения производственной информации о подвижных и стационарных объектах; о проектировать информационные системы с возможностью контроля местоположения подвижных объектов одновременно с нескольких рабочих мест в реальном масштабе времени на электронной карте; о использовать средства ГИС для визуализации и пространственного анализа производственных данных предприятия.

5. Предложенный подход к проектированию и разработке программного продукта обеспечил комплексное представление, обработку и анализ навигационных, пространственных и производственных данных.

6. Программное обеспечение ССПО, реализованное в виде наборов программных модулей «Меридиан - ДЦ» и «Меридиан-Подвижный объект», включено в состав интегрированной информационно-телекоммуникационной системы и внедрено на объектах военного комиссариата Ханты-Мансийского автономного округа и лесной службы Главного управления природных ресурсов по Читинской области, а также в учебный процесс на факультете автоматики и вычислительной техники Томского политехнического университета по дисциплинам «Микропроцессорные системы управления» и «Системы реального времени».

Обоснованность и достоверность полученных научных результатов диссертационной работы и созданных программных средств сопровождения подвижных объектов подтверждены положительными результатами внедрений.

Обоснованность применения предложенных автором алгоритмов сжатия и оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижных объектов в диспетчерский центр (ДЦ) подтверждается применением методов теории

расписаний, комбинаторного анализа и теории алгоритмов при постановке и решении поставленных задач. Эффективность алгоритма сжатия навигационной информации подтверждена результатами выполненных практических экспериментов. Достоверность и результатов диссертации подтверждается апробацией основных Личный вклад.

1. Постановка задач исследования и разработка концепции алгоритмического и программного обеспечения ССПО на базе интегрированной системы пакетной передачи информации «ПОТОК» выполнены автором совместно к.т.н., Сонькиным М. А.

2 Разработка технологии контроля местоположения подвижных объектов на основе принципов пакетной передачи данных выполнена автором совместно с к.т.н., Сонькиным МА.

3. Анализ и проработка задачи уменьшения объема передаваемой от подвижных объектов в ДЦ информации выполнены автором совместно с В.В. Гринемаером.

4. Разработка способа и алгоритмов пакетного кодирования и декодирования навигационной информации выполнены лично автором.

5. Разработка способа и алгоритма оптимизации процессов передачи навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ выполнена лично автором.

6. Реализация алгоритмов декодирования навигационных данных и представления их средствами ГИС выполнена лично автором.

7. Анализ и проработка интерфейса взаимодействия программного обеспечения системы «ПОТОК» и ССПО выполнены автором совместно с Е.И. Печерской.

8. Проектирование и разработка структуры программного обеспечения ССПО, реализация всех программных модулей выполнены лично автором. Основные положения, выносимые на защиту.

1. Структура программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов является оригинальной и обеспечивает в реальном масштабе времени интерфейс информационно-телекоммуникационной системы пакетной передачи данных и ГИС.

2. Разработанные алгоритмы пакетного кодирования и декодирования навигационной информации, позволяют уменьшить объем данных, передаваемых по каналам связи от подвижных объектов в ДЦ в 2,5 -9,9 раз.

3. Разработанный алгоритм оптимального упорядочения заданий на передачу навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ позволяет формировать очередь из заданий с минимальным суммарным временем ожидания системы.

4. Разработанное программное обеспечение ССПО «Меридиан - ДЦ» и «Меридиан-Подвижный объект», реализованное в виде наборов программных модулей отвечает показателям эффективности и обеспечивает в реальном масштабе времени решение задачи сопровождения подвижных объектов и задачи мониторинга территории.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: Третья научно-практическая конференция

«Современные средства и системы автоматизации» (г. Томск, компания ЭлеСи, 1415 ноября 2002 г.); IEEE-СИБИРСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ И СВЯЗИ (The IEEE-Siberian conference on control and communications) «S1BCON-2003» (г. Томск, 2003 г.); Выездное заседание объединенного ученого совета по управлению интеграционной программы по развитию информационно-телекоммуникационных ресурсов СО РАН. (г. Томск, ТНЦ СО РАН, 4 ноября 2003 г.); Восьмой Российско-Корейский международный симпозиум по науке и технологии (The Eights Korea-Russian International Symposium on Science and Technology) «KORUS 2004» (г. Томск, ТПУ, 26 июня - 3 июля 2004 г.).

Программные средства системы сопровождения подвижных объектов в составе интегрированной системы пакетной передачи данных «ПОТОК» в 2001-2004 г. экспонировались на четырех Межрегиональных, Всероссийских и Международных выставках и удостоены четырех дипломов с золотыми медалями.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

СТРУКТУРА и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных сокращение и определений, списка литературы и шести приложений. Объем диссертации составляет 150 страницы, в том числе 110 страниц основного текста, 32 рисунка, 12 таблиц. В списке литературы 90 наименований.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность работы, формулируется цель и задачи исследования, приводится краткое содержание работы по главам.

В первой главе проведен анализ методов определения местоположения подвижных объектов, которые применяются в существующих системах и комплексах (метод радиопеленгации, навигационного счисления, радионавигации). Приведены общие сведения о системах сопровождения, представленных на российском рынке.

Сделан вывод о том, что применительно к организациям и ведомствам с территориально-распределенной структурой, при построении ССПО очевидными преимуществами обладает метод радионавигации.

На основе проведенного анализа предлагается наиболее приемлемый вариант построения современной системы сопровождения подвижных объектов в составе интегрированной системы передачи информации по радио- и спутниковым каналам связи «ПОТОК». Выделены основные задачи алгоритмического и программного обеспечения ССПО.

Задача сбора и передачи навигационной информации от подвижных объектов вДЦ. Первое - аппаратные и программные средства подвижного объекта должны обеспечивать эффективное сжатие навигационной информации с целью минимизации объема данных, передаваемых от подвижных объектов в ДЦ. Второе-необходимо обеспечить передачу сжатых навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ в реальном масштабе времени.

Задача обработки и визуализации навигационных и пространственных данных. Эффективность процесса сопровождения подвижных объектов определяется не только эффективностью процесса сбора и передачи навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ, но также оперативностью, удобством и

информативностью представления принимаемых данных на экране компьютера диспетчера ССПО. Реализацию данных функций предложено осуществить при помощи ГИС.

Сделан вывод, что, реализация задач диссертационного исследования позволит повысить эффективность обработки навигационной информации и процессов передачи данных от подвижных объектов в ДЦ.

Вторая глава посвящена разработке способов оптимизации процессов сбора и передачи навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ.

Решается задача уменьшения объема навигационной информации. В качестве её решения предложен способ пакетного кодирования навигационной информации, поступающей от спутниковых навигационных прибмников по протоколу NMEA-0183.

Способ пакетного кодирования навигационных данных. В основу способа положены - принцип пакетной обработки входного потока данных; принцип дельта-кодирования и принцип преобразования входных пакетов из А8С11-символьного вида в бинарное представление.

Принцип пакетной обработки входного потока данных - из поступающих от навигационного приемника сообщений сначала полностью формируется пакет необходимых параметров навигационных данных, и только после этого производится преобразование каждого параметра и кодирование навигационного пакета в сжатый блок.

Принцип дельта-кодирования - при кодировании нового пакета данных, кодируются только значения изменений его параметров относительно предыдущего.

Изменения значений параметров Т (время), X (долгота), У (широта), Н (высота над уровнем моря), 8 (скорость), С (направление) предыдущего и нового пакетов навигационных данных незначительны и носят линейный характер. Линейный характер зависимости блоков информации входящего потока позволяет применить принцип дельта-кодирования как наиболее эффективный метод сжатия данных такого рода.

Принцип преобразования входного пакета из ASCП-символьного вида в бинарное представление заключается в уменьшении объема данных за счет избавления от избыточности символьного кодирования.

ДСРССЛ.(00424Ы^),(5532.9492^^03729.0987^Е^ 1,04,2.0,(^0015), М„„*31

%СРЯМС,П3650.0, А, 5548.607,N. 03739.387.Е ,(0ШИ),(251б), 210403,08.7,Е*69

Рис. I. Пример сообщений входного потока навигационных данных

Анализ поступающих от спутникового приемника данных показал, что значения его параметров содержат излишнюю точность, которой можно пренебречь. После удаления «лишней» информации значения параметров Т, X У, И. £ и С принимают, например следующий вид (рис. 2.).

Рис. 2. Пример пакета навигационных данных без избыточной информации.

Обозначим его как NavPack и назовем «навигационным пакетом».

Преобразованиенавигационного пакета

Вводятся понятия дельта-блок - навигационный пакет, полученный в результате дельта-кодирования и ASCII-бинарного преобразования и навигационный блок (NavBlock) - последовательность дельта-блоков во главе с «опорным» навигационным пакетом, преобразованным в бинарный вид.

Структура памяти «опорного» навигационного пакета- PackF.

размер в байтах 1112 3 3 2 2

Структура памяти занимаемой одним дельта-блоком - PackD.

Имяячейки SS размер в байтах

После всех преобразований dY и dX могут занимать 1 или 2 байта. Это будет зависеть от величины значений разницы параметров X и Y «предыдущего» и «нового» навигационных пакетов.

Введем обозначения:

о Тд„ - частота фиксирования местоположения (период выборки «нового» навигационного блока);

О Pgft- формат -блока (0 - полный (full), 1 - без высоты (mid), 2 - без высоты, курса и скорости (short)).

Действие 1 - Формирование служебной части (поля FP, SG, SS и dSS).

Служебная часть PackF - структура, состоящая из трех полей длиной по одному байту, в которой содержится информация о частоте фиксирования собственного местоположения подвижных объектов, о формате навигационного блока и некоторая дополнительная информация, необходимая для дальнейшего, корректного декодирования. Служебная часть PackD - байт dSS. Байт FP, содержит количество дельта-блоков, закодированных на данный момент. Увеличивается по мере обработки «нового» навигационного блока. Байт SG содержит значение переменных TgpS и РgpS.

Действие 2 - Упаковка времени (параметр 7). Данное действие выполняется только для PackF, для пакетов PackD параметр Г не кодируется, а значение времени для каждого i-oro дельта-блока может быть вычислено как dT = T¡ +i* Т^, где Ту— время, закодированное в «опорном» навигационном пакете.

Действие 3 - Упаковка координат (параметры Y и X, dY и dX). До преобразования параметр Y в символьном виде занимает 9 байт, поле Х- 10. После преобразования, параметры Y и X кодируется в поля длиной по 3 байта. Для дельта-блоков кодируется только изменения значений этих параметров вычисленные, как

м' хгновое vcmapoe 1\' хгиовое л/апарое „ г „

в поля, длиной по одному байту.

Действие 4 - Упаковка скорости (параметр S или dS). Действие 5 - Упаковка курса (параметр С или dC). Действие 6 - Упаковка высоты (параметр Н или dH). Значение этих параметров для «опорного» навигационного пакета кодируются в двухбайтовое слово, для дельта-блока - в один байт.

На рис. 3. представлен универсальный формат навигационного блока. Пунктирной линией показаны параметры, которые могут присутствовать или отсутствовать в блоке, в зависимости от значения параметра Рер!.

FP SG SS

S С Н dSS, dY, dX, dS, dC, dH,

dSS„ dY. dX dS. dC. dH,

Рис 3. Универсальный формат навигационного блока (NavBlock).

Понятие 1. Len(a) - длина блока навигационных данных а в байтах. Len(a) f(T,Y,y,X,x,H,S,C).

Длина навигационного блока в зависимости от Р№, рассчитывается как: При Р№5 = 0 - полный формат пакета ЦиН):

LeriNavBlock= LeniPackF*") + YJLen(PackD?'")

(1)

При Р№! ~ 1 - средний формат (без высоты) (mid):

Len(NavBlock""d) = Ler^PackF™1) + ^Ьеп(РаскО^)

(2)

При P№i = 2- минимальный формат (без высоты, скорости и курса) (short):

LertNavBlock**') = Len(PackF*°")+£ Len(PackD?°")

(3)

Где Len(PackF) и Len(PackD) - длина «опорного» навигационного пакета и дельта-блока, соответствующего формата.

В результате поочередного преобразования всех параметров навигационного пакета и периодического кодирования нового пакета в навигационный блок формируется NavBlock заданной длины. Способ обеспечивает кодирование входного потока навигационных данных в реальном масштабе времени и с допустимым уровнем потери информации.

Задача оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижныхобъектов вДЦ.

Цель. Необходимо распределить временные ресурсы работы канала связи ДЦ -подвижные объекты таким образом, чтобы общая длительность ожидания (простоя) системы была минимальной.

Понятие 2. Задание - сеанс связи между ДЦ и подвижным объектом, во время которого производится передача блока навигационной информации от подвижного объекта в ДЦ.

Приводится краткая классификация поступающих в систему заданий по длительности и по приоритету. Задания с одинаковой длительностью - это задания на передачу от подвижного объекта данных только о его текущем местоположении, с разной длительностью - задания на передачу от подвижных объектов навигационных блоков с информацией о маршруте его движения и текущем местоположении в сжатом виде. Без приоритета - задание для объекта с

нулевым приоритетом в системе. Приоритет каждому подвижному объекту задает

диспетчер. Максимальное значение приоритета не ограничено. Вводятся обозначения:

1) х - номер подвижного объекта: х = 1, X, где X - общее количество подвижных объектов в системе;

2) п - количество заданий поступивших в систему за определенное время (в неупорядоченном списке);

3) п 1 - задача упорядочения, где 1 - означает, что все п заданий должны выполняться одним устройством. В нашей задаче роль исполнительного устройства выполняет канал связи между ДЦ и подвижными объектами;

4) 5? - задание, поступившее в систему от абонента х, где 1 - порядковый номер задания в списке.

5 г, - время начала ¡-ого задания (сэтим временем задание поступает в систему);

6 а,- длительность ¡/-ого задания (время, необходимое для его выполнения);

7 ё, - плановый срок выполнения ¡-го задания: с1, = г, + а,;

8) р, - приоритет ¡-ого задания в системе. Может принимать любое значение из множества натуральных чисел;

9) Л, - период готовности ¡-ого задания в системе - время формирования навигационного блока NavBlock. Расчет Ш, производится по формуле:

^ _ (1еп'(МауВ1оск) - Ьеп'^РаскР)) ^

10) с,"1" - новое время начала ¡-ого задания. Расчет г,"** производится по формуле: - некоторое целое число;

11) н'1>1+/ - интервал времени между окончанием ¡- ого и началом! +1 -ого заданий; 1УШ -- общая длительность ожвдания системы при выполнении п заданий.

Определим задание как = /(г„ а„ р„ Л) Целевая функция:

12)

Для минимизации необходимо и достаточно минимизировать каждое из значений мт,,./, I = 1,..., я-1. Ограничения:

Задания в системе должны выполняться по убыванию приоритетов.

А -Р|+1,ДЛя/= \,...,п-\. (4)

Задания не должны пересекаться по времени (условие совместности).

Л. <г.

или

¿<Г

(5)

Задание для абонентах не должно выполняться раньше, чем будет сформирован на подвижном объекте новый N(IVШеек.

г'^^^^+сИ;, (6)

где ^'п/ядЫ1!т1!1)- время окончания задания для абонента х, во время которого был собран предыдущий навигационный блок.

Так как два задания для одного подвижного объекта должны выполняться системой через определенный период времени (период опроса подвижного объекта) то, пока не выполнилось предыдущее задание для данного подвижного объекта, инициализировать новое задание и учитывать его при формировании очереди - нет смысла. Следовательно, количество одновременно поступающих в систему заданий можно ограничить сверху количеством подвижных объектов в системе. Таким образом, сформулированная задача упорядочения является задачей теории расписаний со статическим характером поступления заданий в систему.

Способоптимальногоупорядочениязаданий.

Предлагаемый способ позволяет получить упорядочение конечного числа заданий для подвижных объектов на передачу навигационной информации в ДЦ, оптимальное, с точки зрения минимизации общей длительности ожидания системы, с учетом ряда ограничений.

Действие 1. Минимизация г, на к-Л, для каждого задания, с учетом ограничения (6). Действие 2. Сортировка списка заданий по убыванию приоритетов.

Теорема Джексона, гласит: «Расписание, минимизирующее максимум временного смещения и максимум запаздывания работ в системе п | 1, таково, что работы выполняются в порядке возрастания плановых сроков */,». Действие 3. Формирование очереди заданий.

На данном этапе задача является оптимизационной задачей о выборе заявок, которая может быть решена методом динамического программирования или методом, построенным по принципу «жадного выбора».

Жадный алгоритм работает гораздо быстрее алгоритма динамического программирования, и для нашей задачи он дает оптимальное решение.

Если действовать по принципу «жадного выбора», то для нашей задачи мы получим набор из максимально-возможного количества совместных заданий, несовместные при этом игнорируются.

Действие 4. Приведение заданий, не удовлетворяющих условиям совместности (5), к

1, __„«юж*

совместному виду путем увеличения г1 на величину, кратную Ш„ г,=г,

Далее действия 3 и 4 чередуются до полного упорядочения списка заданий.

Процесс оптимального упорядочения списка заданий описанным способом графически представлен на рис. 4

Третья глава посвящена разработке и анализу алгоритма пакетного кодирования и алгоритма оптимального упорядочения заданий. Приводятся блок-схемы и пошаговые описания алгоритмов, результаты анализа.

Алгоритм пакетного кодирования. Входными данными для алгоритма кодирования являются:

О Удя - объем навигационного блока (в байтах): = 2„ ДЛЯ / = 5,...,10;

О Гт - период выборки нового навигационного пакета;

о Рф - формат навигационного блока.

Входящим потоком информации являются навигационные пакеты, поступающие с периодом Т№! от спутникового навигационного приемника.

Работа алгоритма заключается в пошаговой обработке вновь поступившего навигационного пакета NavPack, в ходе которой происходит преобразование его в PackF или PackD способом пакетного кодирования и записью в NavBlock. Алгоритм начинает свою работу с появлением первого навигационного пакета и заканчивает

её по завершению формирования навигационного блока объемом Уд». Результатом нормального завершения работы алгоритма кодирования будет навигационный блок объемом Г,,«, содержащий навигационные пакеты вида Раск¥и РаскБ.

Алгоритм упорядочения заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ.

Входными данными для алгоритма являются:

1) X - количество подвижных объектов в системе.

2 р"-приоритет объектах в системе.

3) Iх- период опроса объектах в системе (максимальное время между сеансами связи с объектом х).

4 Т"р, период фиксирования собственного местоположения объектом х.

5 Уда объем навигационного блока, для объектах.

6) Р*дп- тип навигационного блока, для объектах

Зная У"№, и скорость передачи данных по каналу связи можно рассчитать а* -

длительность задания а -—~—, где Q - объем служебной части пакета

данных, формируемой подсистемой приема/передачи данных, а у - скорость передачи данных по каналу связи.

В момент поступления в систему задания зная ¿, можно рассчитать плановый срок его выполнения й1 = г' + а".

Алгоритм начинает свою работу при записи в неупорядоченный список первого задания.

После записи задания / в оптимальное упорядочение, алгоритм записывает в неупорядоченный список новое задание для абонента х (если включен режим сопровождения), предварительно минимизировав Таким образом, входной список заданий постоянно пополняется, но количество заданий, одновременно находящихся в списке, не превосходит количества подвижных объектов.

Алгоритм заканчивает свою работу после полного упорядочения всего списка заданий в очередь способом, описанным в главе 2.

Результатом работы алгоритма в каждый момент времени является, очередь, содержащая задания с минимальными временными зазорами.

Анализ эффективности разработанных алгоритмов и заложенных в их основу принципов проводился по таким показателям как: вычислительная сложность; эффективность решения поставленной задачи; возможность адаптации способа или алгоритма для решения смежных задач.

Вычислительная сложность алгоритма пакетного кодирования - линейна, 0(п) и зависит только от частоты поступления на вход нового навигационного пакета. Практическим путем было определено значение максимальной загрузки центрального процессора контроллера ВИП-М в различных режимах работы алгоритма пакетного кодирования. Эксперименты показали, что даже при минимальном периоде кодирования нового навигационного пакета (1 раз в секунду) загрузка процессора ВИП-М составляет 45% от общей производительности (в режиме без кодирования данных загрузка процессора составляет 30%).

Шаг 1

Шаг 5

Шаг б

' - Задание не удовлетворяет условиям совместности ] - Задание удовлс-1 воряст условиям совместности - Задание, вошедшее в решение.

- Запись задания в неупорядоченный список -»■- Увеличение времени начала задания на Лг ► - Запись задания в решение

Время

Рис. 4 Процесс формирования очереди заданий способом оптимального упорядочения

Можно сделать вывод о том, что работа алгоритма кодирования не сказывается на общей производительности ВИП-М, так как еще остается большой резерв вычислительной мощности.

Для оценки эффективности решения задачи сжатия навигационной информации, был вычислен коэффициент сжатия данных для нескольких примеров, с различными входными данными. На рис. 5. изображена кривая зависимости К от FP для объекта «Самолет АН-2» при условиях: объеме блока - 128 байт, формат пакета-М1, максимальное значение К= 84,7 %.

В таблице 1. приведены максимальные значения коэффициентов сжатия для других входных условий.__Таблица 1.

№ Размер блока/количество пакетов Значение К(%)

1 512 /100 (формат -mid) 86,216216

2 1024 / 202 (формат - mid) 86,352689

3 256 / 243 (формат - short) 89,890261

4 1024 / 338 (формат - sort) 89,921105

90 85 80 К 75 С/.)70 65 60 55

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Количество пажстов а блоке

Рис. 5. Зависимость коэффициента сжатия К от количества дельта-блоков

Применение алгоритма пакетного кодирования в ССПО позволяет не только в 9,9 раз сократить объем передаваемых по каналам связи данных, но и обеспечить работу системы в режиме «Чёрный ящик», а также в условиях отсутствия связи между диспетчерским центром и подвижным объектом.

Главным достоинством алгоритма пакетного кодирования по отношению к другим алгоритмам сжатия данных является то, что, учитывая параметры сопровождения, можно рассчитать время формирования навигационного блока, а, следовательно, эффективно спланировать работу подсистемы приема/передачи.

Вычислительная сложность алгоритма оптимального упорядочения складывается из сложности алгоритмов сортировки и переборов заданий и в наихудшем случае может быть выражена как 0(п) + 0(я2) = 0(п) и является квадратичной, в наилучшем случае-линейна.

Показателемэффективностирешениязадачи оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ является оптимальность полученного упорядочения заданий относительно критерия минимизации общего времени ожидания системы. Заложенный в основу алгоритма способ оптимального упорядочения позволяет получать на выходе очередь, оптимизированную по этому

критерию. Это достигается за счет предварительной минимизации времен начала заданий, а также за счет применения принципа жадного выбора.

Способность алгоритма к адаптации заключается в том, что алгоритм может быть адаптирован путем определения «фиктивного» задания s°(r,a,p), которое означает, что в это время система по каналу связи не работает и диспетчер может использовать эту «паузу» для общения с экипажами подвижных объектов. Другой вариант адаптации алгоритма предполагает передачу от подвижных объектов не только информации об их текущем местоположении, но и накопленных и хранящихся в памяти ВИП-М, навигационных блоков с информацией о пройденных ранее маршрутах. Для этого вводятся задания со свободным временем начала, и им присваивается наименьший приоритет

В четвертой главе описывается процесс проектирования и особенности реализации ПО ССПО «Меридиан-ДЦ» и «Меридиан - Подвижный объект».

Определяются функциональные и нефункциональные требования, предъявляемые к ПО ССПО, и определяются функции программных средств. На основе анализа требований и функций разрабатывается модульная структура ПО (рис. 6.), указываются особенности организации взаимодействия ПО ССПО с программными средствами системы «ПОТОК» и подсистемой картографии на базе ГИС Maplnfo.

Основными компонентами структуры являются: О подсистема взаимодействия с системой «ПОТОК»; О подсистема картографии; о подсистема импорта/экспорта данных; о подсистема поддержки принятия решений.

Приводится описание каждого модуля и подсистемы. Указываются их функции.

При реализации ПО ССПО «Меридиан-ДЦ» были использованы средства разработки и языки программирования Microsoft Visual C++, Microsoft Visual FoxPro и встроенный язык программирования для ГИС Maplnfo MapBasic.

Модуль декомпрессии навигационных данных и модуль формирования заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ реализованы в виде динамически подключаемых библиотек (decomp.dll и set_order.dll) в среде разработки Microsoft Visual C++6.0.

Модули подсистемы картографии, модули импорта и экспорта данных, модуль формирования отчетов; модуль интерфейса пользователя и модуль настройки параметров отображения информации реализованы на языке MapBasic.

Связь подсистемы импорта/экспорта данных с единой базой данных организации осуществляется через ODBC механизм или посредством SQL-запросов к БД. Программные модули подсистемы взаимодействия с системой «ПОТОК», а также модуль настройки параметров сопровождения подвижных объектов реализованы в среде разработки Microsoft Visual FoxPro 8.0.

На рис. 7. изображено рабочее окно электронной карты программного обеспечения ССПО с результатами сопровождения самолета «АН-2». Маршрут самолета показан красной линией. Слева на карте изображены три площадных объекта, которые соответствуют лесным пожарам.

I I

Наяигйцтжкые '

.и.....де '

1Тодеяк?гсма приёма/передачи

двшшх

~................

Мотуль дскомпрсссни наш« анионных данных

Модуль формирования ичаний на пере мчу навт инионных ланных о г

1К» ШИЖНЫХ оГл-скгон

Мо IV.]ь наогройни паримсгров СО! 1роножлсн ия по шнжмых обьопон

Система «ПОТОК»

гас

«Мар1пГо»

1 ■ г ы-

и 11

I I I I I I I I

Программное обеспечение ССПО «Меридиан-ДЦ»

Подсистема взаимодействия с системой «ПОТОК»

Модуль трансляции действий пользователя

Модуль приема навигационной информации

Модуль передачи аналитической информации

Л Ч"

Шаблоны отчетов

Модуль импорта и экспорта пространс1венных и производственных данных —. Модуль формирования отчетов

Подсистема импорта / экспорта данных

Модуль ннюрфсжа щшыовагсля (меню, 1ЫМ4-1И инир>мснгов)

Полей стема поддержки прпищня решений

Модуль настройьн иарамегроп отображения мнформаини

Дисип чер ССПО

Подсистема картографии

Модуль визуализации оперативной информации к-----4 Модуль автоматического центрирования изображения окна электронной кар1ы

Мотуль редактирования и удаления навнгационны. пространственных и производственных данных Модуль записи и чюния оперативных данных

БД

кооршнаш, маршруты, площади и др

Модуль отображения справочной информации об о&ьекых электронной карты и соэлания тематических кар! и лег енд к ним

Модуль работы с архивами

Рис. 6. Структура программного обеспечения ССПО «Меридиан - ДЦ».

После завершения облета «пожара» диспетчеру ССПО автоматически высвечивается значение его площади. Сверху показан открытый пункт меню «GPS», слева-две инструментальные панели «GPS» и «Панель управления слоями». Снизу изображено «плавающее» окно, в котором содержится последняя информация об объекте специального слоя. Все панели и окна со справочной информацией могут быть легко убраны с экрана, освободив окно электронной карты для лучшего анализа обстановки.

Особенностью разработки пользовательского интерфейса программного

обеспечения «Меридиан-ДЦ» является то, что в отличии от большинства современных ССПО, интерфейс которых сильно «загружен» различного рода табличными данными и формами настройки параметров сопровождения, интерфейс «Меридиан-ДЦ» ориентирован на использование окон электронной карты максимального размера. Это позволяет вести сопровождение подвижных объектов с максимальной степенью детализации картографических данных и с наибольшим охватом территории.

Программный модуль «Меридиан-Подвижный объект» разработан специально для функционирования непосредственно на подвижном объекте.

Объем программного кода разработанного ПО составил более 10000 строк кода на языке MapBasic, более 4000 строк на Visual C++ и более 5000 на языке Visual FoxPro.

Различные режимы работы ССПО (контроль над местоположением, контроль маршрута, сопровождение в фоновом режиме, «Черный ящик», Фиксирование контура) и их всевозможные сочетания, позволяют решать задачи, связанные с сопровождением легковых и грузовых автомобилей, малых воздушных судов типа АН-2, МИ-2, МИ-8, специальных транспортных средств типа КШМ-142, «Газель», «Соболь», и речных и морских судов; а также решать задачи мониторинга территории, которые требуют обработки различной пространственной и производственной информации.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы. В приложения вынесены заключение и справки о внедрении результатов работы, протокол летных испытаний аппаратно-программного комплекса мониторинга лесопожарной обстановки территории, экранные формы программного обеспечения.

Основные результаты работы

В ходе выполнения диссертационной работы были получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Проведен анализ методов определения местоположения подвижных объектов, а также существующих комплексов и программных средств сопровождения.

2. Предложен вариант построения ССПО на базе единой аппаратно-программной платформы системы «ПОТОК».

3. Сформулированы и поставлены задачи уменьшения объема навигационных данных и оптимизации процесса их передачи от подвижных объектов в ДЦ.

4. Разработан способ пакетного кодирования, обеспечивающий в реальном масштабе времени кодирование входного потока навигационных данных с допустимым уровнем потери информации.

6. Разработаны и подробно описаны алгоритмы пакетного кодирования навигационных данных и оптимального упорядочения заданий. Проведен анализ их эффективности по нескольким показателям.

7. На основе анализа требований и функций разработана оригинальная структура программного обеспечения ССПО, обеспечивающая в реальном масштабе времени взаимодействие системы «ПОТОК» и ГИС.

8. Разработан пользовательский интерфейс диспетчера ССПО и реализовано программное обеспечение в виде наборов программных модулей «Меридиан-ДЦ» и «Меридиан Подвижный объект». Программные средства ССПО обеспечивают приём/передачу, обработку, визуализацию и анализ навигационных, пространственных и производственных данных в реальном масштабе времени.

9. Программное обеспечение ССПО включено в состав интегрированной информационно-телекоммуникационной системы «ПОТОК» и внедрено на объектах военного комиссариата Ханты-Мансийского автономного округа и лесной службы Главного управления природных ресурсов по Читинской области, а также используется в учебном процессе на факультете автоматики и вычислительной техники Томского политехнического университета по дисциплинам «Микропроцессорные системы управления» и «Системы реального времени».

Основные публикации по теме диссертации

1. Сонькин М.А., Гринемаер В.В., Печерская Е.И., Лиханов М.Г., Киреев М.В., Диденко СВ. Опыт создания интегрированной системы сбора метеоданных с

сети труднодоступных станций на основе спутниковых и радиоканалов // Сборник «Кибернетика и вуз» Выпуск № 30. Издательство ТПУ. 2003, с. 87-95.

2. Сонькин М.А., Диденко СВ. Способ построения аппаратно-программных средств контроля подвижных объектов. // Математическое и программное обеспечение проектирования систем. Выпуск 2. г. Томск, Издательство ТПУ

2002, с. 133-140.

3. Ботыгин И. А., Диденко С. В. Инструментальные средства объектно-ориентированного имитационного моделирования систем пакетной передачи информации. //Управляющие и вычислительные системы. Новые технологии». Материалы межвузовской научно-технической конференции. - Вологда: ВоГТУ, 2000.-с. 83-84.

4. Сонькин М.А., Диденко СВ. Программные средства оперативного мониторинга обстановки территории и контроля подвижных объектов. // Материалы третьей научно-практической конференции «Современные средства и системы автоматизации - гарантия высокой эффективности производства». - Томск: Изд-во Том. Ун-та, 2003. - с. 71 - 75.

5. Sonkin M.A., Grinemayer V.V., Pecherskaya ЕЛ., Didenko S.V., Pozhenko M.A. The Transfer Information System Basing on the VIP-M Packet Controller as a Mean of Multilevel Distributed Control Systems Construction. //Proceedings of the IEEE-Siberian conference on control and communications (SIBC0N-2003), Tomsk. - 2003. -P.77-79.

Сонькин М.А., Гринемаер В.В., Печерская Е.И., Диденко СВ., Поженко М.А.. Система передачи информации на базе пакетного контроллера ВИП-М как средство построения многоуровневых распределенных систем управления. //Материалы IEEE—СИБИРСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ И СВЯЗИ (SIBC0N-2003), Томск. - 2003. - с. 77-79.

6. Pozhenko M.A., Didenko S.V. Modeling of the Episodical Wireless Networks with Dynamic Topology. //Proceedings of the IEEE-Siberian conference on control and communications (SIBC0N-2003), Tomsk. - 2003. - P.60-63.

Поженко М.А., Диденко СВ. Моделирование эпизодических беспроводных сетей с динамической топологией. //Материалы IEEE—СИБИРСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО УПРАВЛЕНИЮ И СВЯЗИ (SIBC0N-2003), Tomsk. -

2003.-с. 60-63.

7. Pechersky M.S., Didenko S.V. Principles Use of Virtual Machine for Development of Programming Connection Modules with Hardware. // Proceedings of the 8* Korea -Russian International Symposium on Science and Technology (KORUS 2004), Tomsk. - 2004. - Volume 1, P. 136-137.

Печерский М.С., Диденко СВ. Применение принципов виртуальной машины для разработки программных модулей связи с аппаратными средствами. // Материалы восьмого международного российско-корейского симпозиума по науке и технологиям (KORUS 2004), г. Томск. - 2004. - Том 1. с. 136 -137.

8. Диденко СВ. Задача оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижных объектов в глобальную сеть данных. // Известия ТПУ. - 2004. -№7.-С 130-135.

Подписано к печати 18.11.2004г. Тираж 100 экз. Заказ № 200. Бумага офсетная. Печать RISO. Отпечатано в типографии ООО «РауШ мбХ» Лицензия Серия ПД № 12-0092 от 03 05.2001г. г. Томск, ул. Усова 7, ком. 052. тел. (3822) 56-44-54

.'."2 6 6 1 f

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Диденко, Сергей Владимирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СИСТЕМА СОПРОВОЖДЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Аналго существующих методов и средств определения местоположения подвижных объектов.

1.1.1. Методы навигационного счисления.".

1.1.2. Методы радиопеленгации'.

1.1.3. Методы радионавигации.

1.2. Предложения по построению средств сопровождения подвижных объектов.

1.2.1. Задача сжатия передачи навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ

1.2.2. Задача обработки и визуализации навигационных и пространственных данных.

1.3. цель И задачи исследования.

1.4. Выводы по главе.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ И ПЕРЕДАЧИ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ.

2.1. Задача сжатия навигационной информации.

2.1.1. Способ пакетного кодирования навигационной информации.

2.2. Задача оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ.

2.2.1. Способ оптимального упорядочения заданий.

2.3. Выводы по главе.

ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ И АНАЛИЗ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ.

3.1. Алгоритм кодирования и декодирования навигационной информации.

3.1.1. Алгоритм пакетного кодирования.

3.1.2. Алгоритм декодирования.

3.2. Алгоритм упорядочения заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ.

3.3. Аналго эффективности разработанных алгоритмов.

3.3.1. Анализ алгоритма пакетного кодирования навигационной информации.

3.3.2. Анализ алгоритма упорядочения заданий.

3.4. выводы по главе.

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ССПО.

4.1. Программное обеспечение ССПО «Меридиан-ДЦ».

4.1.1. Определение требований.

4.1.2. Определение функций.

4.1.3. Разработка структуры.

4.1.4. Реализация программных модулей.

4.2. Программное обеспечение «Меридиан - Подвижный объект».

4.3. Режимы работы аппаратно-программных средств ССПО.

4.4. Технические характеристики аппаратно-программных средств ССПО.

4.5. Выводы по главе.

Введение 2004 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Диденко, Сергей Владимирович

Передача оперативной информации о местоположении и техническом состоянии транспортных средств и оперативных подвижных групп в диспетчерский центр управления (ДЦ), а также мониторинг оперативной обстановки территории - являются актуальными задачами для предприятий с распределенной структурой, таких как предприятия лесного хозяйства, службы геологоразведки, предприятия авиалесоохраны, службы ГО и ЧС, военные комиссариаты. Как правило, эти задачи решаются без комплексной взаимосвязи с уже действующими системами сбора и обработки данных.

Среди задач сопровождения транспортных средств особое место занимает вопрос повышения эффективности использования воздушных судов для обнаружения и тушения лесных пожаров. Обнаружение лесных пожаров, контроль за их состоянием в основном осуществляются визуально, по дымовой полосе днем и по пламени в темное время суток. Слежение за лесопожарной обстановкой проводится воздушными и наземными патрулями, а также наземными наблюдательными пунктами.

Ущерб, наносимый лесными пожарами - это не только сгоревшая древесина и затраты связанные с тушением и обслуживанием пожаров, это и нарушение экологических функций леса (кислородопроизводящей, санитарно-гигиенической, водо-охранной и др.), это и нарушение жизнедеятельности лесных насаждений и снижение их продуктивности, это и полное уничтожение огнем лесных массивов, это и нарушение функционирования многих отраслей народного хозяйства, это и уничтожение лесной фауны, нередки случаи и гибели людей.

По данным Главного управления природных ресурсов по Читинской области за 1999 - 2004 года зафиксировано 8470 (в среднем за год по 1400) пожаров, а пройденная этими пожарами общая площадь составляет 1204 тыс. га (в среднем за год по 200 тыс. га), из которой 84% это лесные массивы.

При малой кратности авиапатрулирования, из-за дорогих авиационных услуг, необходимо повышать эффективность авиационных наблюдений за лесами.

Институт «Кибернетический центр» Томского политехнического университета и научно-производственное предприятие «ИНКОМ» (г. Томск) являются разработчиками системы пакетной передачи данных «ПОТОК» [62-70, 90] и на протяжении уже более 10-ти лет постоянно развивают и совершенствуют её техническую базу, а также системное и прикладное программное обеспечение.

Система связи и передачи данных «ПОТОК», обеспечивающая пакетную передачу информации как по радиоканалу, так и по другим каналам связи, в своем развитии прошла несколько этапов: о аппаратно-программная реализация режимов пакетной передачи данных по KB; УКВ радиоканалам [63, 66]; о обеспечение автоматической ретрансляции сообщений через специальные узлы связи; о аппаратно-программная реализация режимов пакетной передачи данных с использованием различных каналов связи (телефонный, телеграфный, спутниковые каналы систем «ГОНЕЦ» и «ГлобалСтар») [68]; о интеграция с геоинформационными системами (ТИС) [62,67,70]. За последние 5 лет было внедрено около 40 систем с общим количеством объектов около 1000. Объектами внедрения системы «ПОТОК» являются: силовые структуры (военные комиссариаты, управления ГО ЧС, внутренние войска МВД РФ, пограничная служба РФ); Министерство природных ресурсов (Центральная авиабаза охраны лесов «Авиалесоохрана», Государственные лесные службы областей и округов); Росгидромет [68].

На определенном этапе развития системы «ПОТОК» весьма актуальной стала новая задача - сопровождение подвижных объектов. Решить эту задачу можно двумя способами: первый - приобрести готовые аппаратные и программные средства передачи навигационной информации и обеспечить интерфейс взаимодействия их с системой «ПОТОК»; второй - разработать для системы «ПОТОК» собственные аппаратно-программные средства сопровождения подвижных объектов.

Проведенный анализ существующих решений и готовых систем сопровождения подвижных объектов (ССПО), которые можно было бы применить для решения этих задач показал, что несмотря на большое количество на российском рынке различного рода ССПО [1, 2, 13, 24, 47, 49, 50], применение той или иной системы, является нецелесообразным по причине того, что это приводит к увеличению стоимости аппаратно-программных средств, одновременно усложняя аппаратно-программные решения.

Система «ПОТОК» представляет собой сложный комплекс аппаратно-программных средств, предназначенный для осуществления информационного обмена между ДЦ и стационарными или подвижными объектами по»различным каналам связи* С её развитием стало возможным1 передача информации и> по спутниковым каналам связи систем «Гонец» и «Глобалстар», что значительно расширило границы области применения этой системы в районах с труднодоступными стационарными и подвижными объектами, а также повысило надежность и достоверность передачи информации между абонентами системы и за её пределы.

Система может быть легко модернизирована для применения спутниковых навигационных GPS-приёмников на борту подвижных объектов (автомобиля, самолета или вертолета) с целью определения их географического местоположения и передачи этой информации по используемым в системе каналам связи.

На основе системы «ПОТОК» появилась реальная возможность постановки и решения следующих задач:

1) комбинирования передачи информации по KB, УКВ радиоканалам и каналам связи спутниковых систем «ГОНЕЦ» и «Глобалстар»;

2) передачи точных координат подвижных объектов в ДЦ с организацией оперативного отображения их текущего местоположения и полного маршрута движения на электронной карте ГИС;

3) передачи пространственных данных об оперативной обстановке некоторой территории;

4) передачи информации с датчиков контроля технического состояния подвижного объекта;

5) визуализации, хранения и анализа принимаемой от подвижных объектов информации.

Таким образом, в качестве решения, описанной выше задачи повышения эффективности авиа-наблюдения за пожарами, могут служить разработанные на базе системы «ПОТОК» специальные аппаратно-программные средства. Они должны обеспечивать оперативную регистрацию места возгорания, фиксирование а точного географического контура пожара и передачу этой информации в диспетчерский центр лесхоза непосредственно с борта воздушного судна, вместе с регистрационной информацией об обнаруженном пожаре.

Анализ существующих методов и средств определения местоположения подвижных объектов, требований, которые предъявляются потенциальными заказчиками к таким системам, а также анализ возможностей аппаратных и программных средств системы «ПОТОК» позволили выявить ряд первостепенных задач. Появилась возможность реализации современных и эффективных средств сопровождения подвижных объектов, которые позволяют не только отслеживать маршруты движения транспортных средств в реальном масштабе времени, но и решать прикладные задачи, связанные с мониторингом пожарной обстановки территории.

Таким образом, можно сделать вывод, что диссертационные исследования направлены на решение актуальной хозяйственной задачи.

Цель работы и задачи диссертации. Целью диссертационной работы является создание специальных алгоритмов и программных средств обработки навигационной информации, обеспечивающих на основе теоретических исследований реализацию функций сопровождения подвижных объектов, путем повышения эффективности процессов сбора и обработки данных о местоположении и маршрутах подвижных объектов.

Для реализации поставленной цели предложено решение следующих задач: о Разработка структуры программного обеспечения ССПО, обеспечивающей в реальном масштабе времени взаимодействие информационно-телекоммуникационной системы «ПОТОК» и ГИС. о Создание и формализованное описание способа сжатия навигационной информации без потерь, разработка алгоритмов прямого и обратного преобразования. о Решение задачи оптимизации процесса сбора и передачи навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ. о Разработка специального программного обеспечения ДЦ с функциями оперативного представления информации о местоположении подвижных объектов и маршрутах их движения средствами ГИС в реальном масштабе времени. о Апробация разработанного алгоритмического и программного обеспечения в составе различных вариантов интегрированной системы пакетной передачи данных «ПОТОК».

Методы исследований. При проведении исследований и разработке алгоритмического и программного обеспечения с целью решения поставленных в диссертационной работе задач использованы методы теории алгоритмов, теории кодирования, теории расписаний и комбинаторного анализа, теории реляционных баз данных, теории объектно-ориентированного проектирования и программирования.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: о Третья научно-практическая конференция «Современные средства и системы автоматизации» (г. Томск, компания ЭлеСи, 14-15 ноября 2002 г.). о IEEE—СИБИРСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО УПРАВЛЕНИЮ И СВЯЗИ (The IEEE-Siberian conference on control and communications) «SIBCON-2003» (r. Томск, 2003 г.). о Выездное заседание объединенного ученого совета по управлению интеграционной программы по развитию информационно-телекоммуникационных ресурсов СО РАН. (г. Томск, ТНЦ СО РАН, 4 ноября 2003 г.). о Восьмой Российско-Корейский международный симпозиум по науке и технологии (The Eights Korea-Russian International Symposium on Science and. Technology) «KORUS 2004» (г. Томск, ТПУ, 26 июня - 3 июля 2004 г.).

Программные средства системы сопровождения подвижных объектов bs составе интегрированной системы» пакетной передачи данных «ПОТОК» экспонировались на ряде выставок и удостоены следующих наград: о Диплом первой Международной специализированной выставки "Пожарная безопасность на рубеже XXI века" (с золотой медалью) за систему сбора и обработки информации региональной авиабазы охраны лесов («ВДНХ-ЭКСПО» г. Москва, 2000 г.). о Большая золотая медаль Сибирской ярмарки "Спассиб-2001" за разработку и внедрение интегрированной системы оповещения и связи с пакетной передачей информации (г. Новосибирск, 2001 г.). о Диплом 3-й Межрегиональной специализированной выставки-конгресса "Нефть и газ - 2002" в конкурсе "Сибирские Афины" за разработку системы сопровождения подвижных объектов и технологического транспорта (ОАО ТНДЦ «ТЕХНОПАРК» г. Томск. 2002 г.). о Медаль Всероссийской выставки-ярмарки "Интеграция-2003" в конкурсе "Сибирские Афины" в номинации "Российское качество" за разработку системы сопровождения подвижных объектов с отображением маршрутов на электронной карте ГИС (ОАО ТНДЦ «ТЕХНОПАРК» г. Томск. 2003 г.).

По результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе 5 статей.

Далее кратко изложено основное содержание диссертационной работы.

В первой главе проведен анализ методов определения местоположения подвижных объектов, которые применяются сегодня в существующих системах и комплексах. Приведены общие сведения о системах сопровождения, представляемых отечественными и зарубежными производителями.

Выделяются основные задачи алгоритмического и программного обеспечения средств сопровождения подвижных объектов, предлагаются пути их решения.

Описывается технология сопровождения подвижных объектов на основе интегрированной информационно-телекоммуникационной системы с пакетной передачей данных «ПОТОК».

Формулируются цель диссертационной работы и задачи исследования, подчеркивается актуальность их решения.

Вторая глава посвящена разработке способов оптимизации процессов сбора и передачи навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ. В частности, приводится подробное описание разработанного способа пакетного кодирования навигационной информации в реальном масштабе времени. В основу способа пакетного кодирования положены такие принципы как пакетно-параметрическое преобразование, дельта-кодирование и преобразования данных из ASCII-символьного вида в бинарное представление.

Дано описание разработанного способа оптимального упорядочения заданий на передачу навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ.

В третьей главе приводится описание разработанного алгоритмического обеспечения ССПО. В частности, приводится блок-схема и пошаговое описание работы, алгоритма пакетного кодирования навигационных данных. Исходными данными для алгоритма является информация, поступающая от спутникового навигационного приемника в пакетный контроллер ВИП-М [63-66], установленный на борту подвижного объекта. Коротко приводится описание работы алгоритма декодирования.

Приводится блок-схема и пошаговое описание работы алгоритма упорядочения заданий на передачу навигационных данных от подвижных объектов в ДЦ, построенного на основе разработанного способа оптимального упорядочения.

Приведены результаты исследования эффективности разработанных алгоритмов по таким показателям как: о вычислительная сложность, в том числе, для алгоритма пакетного кодирования навигационных данных, приведены результаты экспериментальных расчетов коэффициента загрузки центрального процессора ВИП-М в обычном режиме и во время работы алгоритма; о эффективность решения задачи, в том числе, для алгоритма'пакетного кодирования приводится расчет коэффициента сжатия (К) и строятся кривые зависимости К от различных входных условий (формат навигационного блока, размер навигационного пакета и др.); о способность алгоритмов к адаптации для решения смежных задач, в том числе приведены по два варианта возможной модификации алгоритма оптимального упорядочения заданий и алгоритма пакетного кодирования, отмечены достоинства каждого из вариантов.

В четвертой главе описывается процесс проектирования и особенности реализации программного обеспечения ССПО «Меридиан-ДЦ».

Определяются функциональные и нефункциональные требования, предъявляемые к разрабатываемому программному обеспечению, определяются функции программных средств ССПО.

На основе определенных требований и функций, предлагается и описывается модульная структура программного обеспечения, указываются особенности организации взаимодействия программного обеспечения ССПО с программными средствами системы «ПОТОК» и подсистемой картографии на базе ГИС Maplnfo. Рассматриваются созданные программные средства ССПО, к ним относится: о подсистема взаимодействия программного обеспечения ССПО и системы

ПОТОК»; о подсистема картографии и её модули; о подсистема импорта и экспорта навигационной и производственной информации, модули построения отчетов; о подсистема поддержки принятия решений; о модуль декомпрессии навигационных данных; о модуль формирования заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в ДЦ. Описывается пользовательский интерфейс программных средств ССПО и отмечаются его отличительные особенности относительно интерфейсов существующих систем сопровождения подвижных объектов.

Приведено описание программного модуля «Меридиан-Подвижный объект», который предназначен для функционирования непосредственно на борту подвижного объекта.

Указывается общий объем программного кода разработанного программного обеспечения «Меридиан-ДЦ» и «Меридиан-Подвижный объект».

Рассматриваются основные режимы работы программного обеспечения, позволяющие решать задачи связанных с сопровождением легковых и грузовых автомобилей, воздушных судов малой авиации (АН-2, МИ-2, МИ-8, R44 и др.), специальных транспортных средств типа КШМ-142, «Газель», «Соболь», а также речных и морских судов.

Указывается, что разработанные алгоритмические и программные средства ССПО внедрены в военном комиссариате, областной лесной службе, а так же в учебном процессе.

Приводятся основные технические характеристики аппаратно-программных средств ССПО.

Научную новизну полученных в работе результатов составляют:

1. Оригинальная структура программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов, обеспечивающая в реальном масштабе времени интерфейс между системой пакетной передачи данных и ГИС, а также возможности программного обеспечения по расширяемости, масштабируемости и адаптируемости.

2 Алгоритм пакетного кодирования навигационной информации, «tt позволяющий добиться уменьшения объема хранимых и передаваемых данных, путем сочетания параметрического преобразования навигационного пакета и эффекта дельта-кодирования.

3. Способ оптимального упорядочения заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в диспетчерский центр, позволяющий формировать очередь из заданий, отвечающую критерию минимальной длительности ожидания системы, учитывая динамику параметров пакетного м кодирования.

Практическая ценность результатов работы.

2. Разработанный способ оптимизации процесса передачи навигационных данных от подвижных объектов в диспетчерский центр позволяет проектировать и реализовывать эффективные аппаратно-программные средства контроля местоположения подвижных объектов, использующие для связи с подвижными объектами радиоканалы (KB, УКВ диапазонов), спутниковые и сотовые каналы связи.

4. Структура программного обеспечения ССПО обеспечивает взаимодействие интегрированной системы пакетной передачи данных «ПОТОК» и ГИС Maplnfo и позволяет: о строить информационные системы, используя единую базу данных предприятия для обработки и хранения производственной информации о подвижных и стационарных объектах; о проектировать информационные системы с возможностью контроля местоположения подвижных объектов одновременно с нескольких рабочих мест в реальном масштабе времени на электронной карте; о использовать средства ГИС для визуализации и пространственного анализа производственных данных предприятия.

Личный вклад:

1. Постановка задач исследования и разработка концепции алгоритмического и программного обеспечения ССПО на базе системы пакетной передачи информации «ПОТОК» выполнены автором совместно к.т.н., главным конструктором системы «ПОТОК», Сонькиным М. А.

2 Разработка технологии контроля местоположения подвижных объектов на основе принципов пакетной передачи данных выполнена автором совместно с к.т.н., Сонькиным М.А.

4. Разработка нового способа и алгоритма пакетного кодирования навигационной информации выполнены лично автором.

8. Проектирование и разработка структуры программного обеспечения ССПО, реализация программных модулей «Меридиан-ДЦ» и «Меридиан-Подвижный объект» выполнены лично автором.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Структура программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов является оригинальной и обеспечивает в реальном масштабе времени интерфейс между информационно-телекоммуникационной системы пакетной передачи данных и ГИС.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору технических наук, профессору В.К. Погребному за помощь в подготовке диссертационной работы, ценные замечания и советы. Автор также благодарит за плодотворные дискуссии, ценные замечания и советы научного консультанта, доцента Томского политехнического университета, кандидата технических наук, главного конструктора интегрированной системы пакетной передачи данных «ПОТОК» М.А. Сонькина, а также сотрудников института «Кибернетический центр» Томского политехнического университета В.В. Гринемаера, Е.И. Печерскую, совместная работа с которыми ускорила работу над диссертацией.

Заключение диссертация на тему "Разработка алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов"

§. Выводы по главе

Определение широкого ряда требований, предъявляемых к программному обеспечению ССПО, позволило достаточно полно декомпозировать множество функции программного обеспечения ССПО на подмножества функций взаимодействия с интегрированной информационно-телекоммуникационной системой «ПОТОК» и ГИС.

Разработанная структура программных средств ССПО обеспечивает в реальном масштабе времени взаимодействие информационно-телекоммуникационной системы «ПОТОК» и ГИС и претендует на оригинальность решения задачи построения интерфейса между двумя сложными информационными системами.

Проектировании и реализация отдельных программных модулей ССПО на разных языках объектно-ориентированного программирования позволило равномерно распределить функциональную нагрузку по всем программным модулям, учитывая специфику отдельных задач.

Интерфейс пользователя программных средств ССПО разработанный на основе диалоговых окон и инструментальных панелей позволил использовать максимальную площадь окна электронной карты для отображения навигационных, пространственных и производственных данных.

Диссертационная работа посвящена созданию алгоритмического и программного обеспечения системы сопровождения подвижных объектов.

Получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Проведен анализ методов определения местоположения подвижных объектов, а так же существующих комплексов и программных средств сопровождения. Выявлено, что, применительно к организациям и ведомствам с территориально-распределенной структурой очевидными преимуществами при построении ССПО обладает метод радионавигации.

2. Предложен собственный вариант построения программных средств ССПО на базе единой существующей аппаратно-программной платформе системы «ПОТОК» ориентированных на обработку и сбор навигационной информации о маршрутах подвижных объектов и пространственных данных с последующим хранением и визуализацией их средствами ГИС.

3. Описана технология сопровождения подвижных объектов, сформулированы и поставлены задачи уменьшения объема навигационных данных и оптимизации процесса их передачи от подвижных объектов в ДЦ.

4. Разработан способ пакетного кодирования навигационной информации, в основу которого заложены принципы пакетно-параметрической обработки данных, дельта-кодирования и преобразования информации из ASCII-символьного вида в бинарное представление. Способ обеспечивает кодирование входного потока навигационных данных в реальном масштабе с допустимым уровнем потери информации.

5. Разработан способ оптимального упорядочения заданий на передачу навигационной информации от подвижных объектов в диспетчерский центр, позволяющий формировать очередь из заданий, отвечающую критерию минимальной длительности ожидания системы, учитывая динамику параметров пакетного кодирования для каждого подвижного объекта, а так же приоритеты объектов в системе.

6. Разработаны и подробно описаны алгоритм пакетного кодирования навигационных данных и алгоритм оптимального упорядочения заданий, построены блок-схемы этих алгоритмов. Отличительной особенностью алгоритма пакетного кодирования навигационных данных от других алгоритмов сжатия информации является то, что он позволяет точно рассчитать время кодирования навигационного блока заданной длины. Коротко описан алгоритм декодирования навигационных данных.

7. Проведен анализ эффективности разработанных алгоритмов по таким показателям как: вычислительная сложность, эффективность решения поставленной задачи, возможность алгоритма к адаптации для решения смежных задач. Предложены по два варианта возможной адаптации алгоритмов с целью, повышения эффективности процессов сбора и передачи навигационной информации.

8. Определен широкий ряд требований, предъявляемых к программному обеспечению ССПО, и произведена декомпозиция функциональности программных средств ССПО на подмножества функций взаимодействия с интегрированной информационно-телекоммуникационной системой «ПОТОК» и ГИС.

9. Разработана оригинальная структура программного обеспечения ССПО, которая содержит в себе ряд подсистем и программных модулей, обеспечивающих в реальном масштабе времени взаимодействие двух сложных программных систем «ПОТОК» и ГИС.

10. Разработан пользовательский интерфейс и реализовано программное обеспечение ССПО в виде наборов программных модулей «Меридиан-ДЦ» и «Меридиан Подвижный объект».

11. Разработанное алгоритмическое и программное обеспечение поддерживает следующие режимы работы: контроль местоположения, контроль маршрута, фоновое сопровождение, «Черный ящик», фиксирование контура площадных объектов, а также любое их сочетание, обеспечивая при этом приём/передачу, обработку, визуализацию и анализ навигационных, пространственных и производственных данных в реальном масштабе времени.

12. Программное обеспечение ССПО, включено в состав интегрированной информационно-телекоммуникационной системы и внедрено на объектах военного комиссариата Ханты-Мансийского автономного округа и лесной службы Главного управления природных ресурсов по Читинской области, а так же в учебный процесс на факультете автоматики и вычислительной техники Томского политехнического университета по дисциплинам «Микропроцессорные системы управления» и «Системы реального времени».

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ

Выносной Интеллектуальный Пульт Модернизированный (ВИП-М) — предназначен для обмена текстовой информацией между несколькими подобными устройствами по выделенному каналу связи (в том числе по радиоканалу). ВИП-М подключается на линейный вход выделенного канала и к любым серийно выпускаемым радиостанциям KB и УКВ диапазонов без изменений в их конструкции, при этом сохраняются все штатные режимы работы радиосредств. Встроенные стандартные интерфейсы пульта позволяют подключать:

• компьютер;

• матричный принтер;

• аппаратуру спутниковой навигации систем ГЛОНАСС или NAVSTAR;

• модуль электронной памяти большой емкости и др.

Геоинформационная система (ГИС). Одно из распространенных определений ГИС звучит следующим образом: «Географическая информационная система (ГИС) определяется как программно-аппаратный комплекс, способный вводить, хранить, обновлять, манипулировать, анализировать и выводить все виды географически привязанной информации».

Структура ГИС, как правило, включает четыре обязательные подсистемы: о Ввода данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных с карт, материалов ДЗЗ и т.д.; о Хранения и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать и корректировать их; о Обработки и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать расчетно-аналитические задачи; о Представления (выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые модели местности и т.д.) [42].

ГЛОНЛСС (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система) -российская среднсорбитальная сетевая спутниковая РНС, аналогичная американской радионавигационной системе GPS. Отличается от GPS большей длительностью элементарных посылок (в два раза), частотным разделением сигналов навигационных ИСЗ н отсутствием селективного доступа.

Диспетчеризация транспорта - централизованное дистанционное оперативное (в реальном масштабе времени) управление транспортно-технологическими процессами по перевозке пассажиров и грузов с помощью маршрутных и немаршрутных транспортных средств, по транспортному обеспечению различных пользователей транспортных средств, по согласованию работы отдельных звеньев транспортного комплекса предприятия, района, города, территории с целью обеспечения максимальной технико-экономической эффективности работы транспортного комплекса, ритмичности работы транспортного парка, безопасности пассажиров и водителей, сохранности транспортных средств и перевозимых грузов и т.п.

Диспетчерский центр ШШ (центр мониторинга) - центр радиоэлектронной системы диспетчеризации (мониторинга), в котором сосредоточивается информация о текущем местоположении и состоянии подвижных объектов, о заявках на транспортные средства, о маршрутах движения наземного транспорта, а также адресно-справочная информация по обслуживаемой ДЦ территории, информация о текущем состоянии навигационно-информационного обеспечения территории и об оперативной ситуации на ее дорожно-транспортной системе и т. д.

Интерфейс (interface) - совокупность аппаратных и программных средств, обеспечивающих взаимодействие функционально законченных элементов в системах сбора, обработки и передачи информации. Различают «машино-машинные» (machine-machine) и «человеко-машинные» (man-machine, human-machine) интерфейсы. К последним относятся электронные карты, синтезаторы / анализаторы речи, клавиатура компьютеров, пульты управления и т. п.

Мониторинг подвижных объектов - постоянное централизованное дистанционное наблюдение за текущим расположением и состоянием определенных подвижных объектов с целью контроля их движения и оперативного реагирования в случае возникновения непредвиденных обстоятельств или нарушения маршрутного графика движения.

Навигация (от лат. navigatio - плыву на судне) - первоначально определялась как теория и практические методы мореплавания. Морская навигация включает способы учета движения морских судов и контроля их местонахождения с помощью навигационного оборудования, приборов, астрономических средств и радионавигационных систем.

Навигационное сообщение (navigation message) — бинарная последовательность, включенная в навигационный сигнал спутниковой РНС и содержащая информацию об эфемеридах навигационного ИСЗ, поправку к системному времени РНС, альманах РНС и т. п. В системе GPS - передается с помощью D-кода со скоростью 50 бит/с.

Пространственные данные - географические данные - цифровые данные о пространственных объектах, включающие сведения об их местоположении и свойствах, пространственных и непространственных атрибутах. Обычно состоят из двух взаимосвязанных частей: позиционной и непозиционной составляющей данных, иначе описания пространственного положения и тематического содержания данных, тополого-геометрических и атрибутивных данных. П.д. вместе с их семантическим окружением составляют основу информационного обеспечения ГИС.

Радионавигационная система (РНС) - совокупность взаимодействующих между собой бортовых, наземных и космических радиотехнических средств, осуществляющих координатно-временное обеспечение данного класса пользователей.

Система пакетной передачи сообщений СППС. Система предназначена для передачи сигналов и команд оповещения, получения стандартизированных форм донесений и информации о ходе выполнения мероприятий. Система позволяет формировать текущие и итоговые ведомости контроля за выполнением мероприятий, сводные таблицы донесений и отчетов. Система представляет собой аппаратно-программный комплекс, обеспечивающий передачу текстовых сообщений от выносных интеллектуальных пультов (ВИП), находящихся в удаленных стационарных пунктах или подвижных объектах непосредственно в локальную вычислительную сеть информационного центра и обратно.

Система сопровождения подвижных объектов (ССПО) — система автоматического непрерывного определения текущего местоположения подвижных объектов в заданной геодезической системе координат с помощью автономных навигационных средств либо с использованием сигналов систем координатного обеспечения данной территории с функциями диспетчеризации и мониторинга подвижных объектов.

Слой - структурная единица карты. В ГИС Maplnfo карта, как правило, состоит из нескольких наложенных один поверх другого слоев.

Тематическая карта - Тип карты, на которой с помощью условного выделения (например, цветов и штриховок, круговых диаграмм) показывается распределение на карте некоторых данных.

Электронная карта - картографическое изображение, визуализированное с использованием программных и технических средств в заданной проекции, размерности, системе условных знаков на видео-экране (дисплее) компьютера на основе данных цифровых карт или баз данных ГИС. При необходимости Э. к. может быть трансформирована и дополнена новыми данными (напр., текущей оперативной информацией).

Библиография Диденко, Сергей Владимирович, диссертация по теме Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

1. Аблогин В.В., Козлов А.Д., Антонов А.В., Касьянов Г.В. и др. // Приборы и системы управления. 1999, - № 6, с. 16-18.

2. Аль-Сураби Мохаммед. Спутниковые системы определения местоположения // Радиотехнические системы и устройства / Моск. техн. ун-т связи и информат. М., 2002. - С. 119-126: 2. - Рус. - Деп. в ЦНТИ "Информсвязь" 10.06.2002, N 2211-св2002

3. АО «Аркада»: геоинформационные системы. http://arcada.com.ua /infot/po/gis.html (21.10.2003).

4. Бабушкин Ю. Н. Применение спутниковой навигации при действиях в экстремальных условиях // ИНФОРМОСТ "Средства связи". - 2001. - N 3. -С. 15-17.

5. Базиян, Менахем, и др. Использование Visual FoxPro 6. Специальное издание.: Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме», 1999. - 928 е.: ил. -Парал. тит. англ., уч. пос.

6. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2 е изд./Пер. с англ. М.: «Издательство Бином», СПб.: «Невский диалект», 2000. - 560 е., ил.

7. Ватолин Д., Ратушняк А., Смирнов М., Юкин В. Методы сжатия данных. Устройство архиваторов, сжатие изображений и видео. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2003.-384 с.

8. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций: задачи, принципы, методология. 2-е изд., стер. - М.: Наука. Гл. ред. Физ.-мат. Лит., 1988. - 208 с.

9. И. Володин В. Н., Кривошеин С. А. Автоматизированная радионавигационная система позиционирования и контроля подвижных объектов // ВКСС. Connect! 2002. - N 3. - С. 43-45.

10. Диденко С.В. Задача оптимизации процесса передачи навигационной информации от подвижных объектов в глобальную сеть данных. // Известия Томского политехнического университета. 2004. - №7- С 130-135.

11. Интегрированная навигационная система "ИНС-Контроль" // Ин. печать о техн. оснащении полиции зарубеж. государств / ВИНИТИ. 2002. - N И. -С. 24-25.

12. Итоги 2001 г. // Вестник Связи, 2002, - № 4. - http://www.vestnik-sviazy.ru/archive/042002/itogy.html (20.01.2003).

13. Итоговая коллегия Минсвязи Росси. // Вестник Связи, 2003, - № 03. http://www.vestnik-sviazy.ru/archive/032003/kol.html (06.05.2004).

14. Кнут Д.Э. Искусство программирования, том 1. Основные алгоритмы, 3-е изд.: Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2000. - 720 е.: ил. - Парал. тит. апнгл.

15. Кнут Д.Э. Искусство программирования, том 2. Получисленные алгоритмы, 3-е изд.: Пер. с англ.: Уч. пос. М.: Издательский дом «Вильяме», 2001. - 832 е.: ил. - Парал. тит. апнгл.

16. Кнут Д.Э. Искусство программирования для ЭВМ, том 3. Сортировка и поиск.: Пер. с англ. М.: Издательство «Мир», 1978. - 844 с.

17. Комплекс аппаратных и программных средств для поиска и слежения за подвижным наземным объектом "Вариант-Ш". http://www.phreaking.ru/ showpage.php?pageid=53092 (20.08.2004).

18. Конвей Р.В., Максвелл B.JL, Миллер JI.B., Теория расписаний, Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», 1975.

19. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. /Пер. с анг. Под ред. А. Шеня. М.: МЦНМО, 2002. - 960 с.

20. Круглинский Д., Уингой С., Шеферд Дж. Программирование на Microsoft Visual С++ 6.0 для профессионалов/Пер. с англ. СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2000. - 864 е.: ил.

21. Круглинский Девид Дж. Основы Visua С++. Пер. с анг. М.: Изд-во «Русская редакция», ТОО «Channel Trading Ltd.», 1997. - 696 с.

22. Многофункциональная система диспетчирования и мониторинга подвижных и стационарных объектов "Алмаз". http://www.bnti.ru/scripts/des.asp7itm =1597&lvl=02.04.&tbl=02.04. (20.08.2004).

23. Навигационные Компьютерные системы ИРБИС. http://user.rol.ru/ -ncsirbis/firm.htm (17.11.2003).

24. Николаев В.П. Местоопределение абонентов в сетях сотовой связи. // «Специальная техника» № 5, 2001 г.

25. Нортон П., Макгроегор Р. Руководство Питера Нортона. Программирование в Windows 95/NT 4 с помощью MFC. В 2-х книгах. Книга 1. М.: «СК Пресс», 1998.-616 е., ил.

26. Описание протокола NMEA-0183 версии 2.1. http://www.reclink.ru/ technology/nmea.htm (28.03.2004).

27. Паронджанов С. Объектно-ориентированные средства анализа, проектирования и реинжениринга информационных систем -http://www.citforum.tsu.ru/programming/prg96/ paronganov.shtml (14.02.2003).

28. Петрив Р.Б. и др. Мобильная связь: современные технологии и услуги. // Вестник Связи, 2001, - № 08. - http://www.vestnik-sviazy.ru/archive/ 082001/mob.html (27.02.2002).

29. Петрив Р.Б. Перспективы развития мультисервисных сетей в России. // Вестник Связи, 2002, - № 9. - http://www.vestnik-sviazy.ru/archive/ 092002/petriv.html (20.01.2003).

30. Петров Н.Н. Местоопределение подвижных объектов на основе спутниковых навигационных систем. // «Специальная техника» № 1, 1999 г. -http://st.ess.ru/ publications/articles/petrov/petrov.htm (12.03.2003).

31. Петров Н.Н. Методы счисления пути в системах местоопределения подвижных объектов. // «Специальная техника» № 3, 1999 г. http://st.ess.ru/ publications/articles/petrov2/petrov.htm (12.03.2003).

32. Петров Н.Н. Применение методов спутниковой радионавигации систем и комплексов технических средств местоопределения подвижных объектов. // «Специальная техника» № 4, 1998 г. http://st.ess.ru/publications/articles/ sputnav/sputna v.htm (12.03.2003).

33. Петров Н.Н. Системы и комплексы технических средств местоопределения подвижных объектов. // «Специальная техника» № 3, 1998 г.

34. Пинтер JI, Пинтер Д. Visual FoxPro: уроки программирования./Пер. с англ. М.: Журнал «The Pinter FoxPro Letter» TOO «Эдаль» совместно с издательским отделом «Русская Редакция» ТОО «Channel Trading Ltd.», 1996. -480 е.: ил.

35. Поваляев Е., Хуторной С. Система спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. Ч. 1 // CHIP NEWS : Инженерная микроэлектроника. 2002. - N 10. - С. 46-52.

36. Попов С.А. Мобильные системы-2002. // Вестник Связи, 2002, - № 4. -http://www.vestnik-sviazy.ru/archive/042002/mobil.html (20.01.2003).

37. Рихтер Джефри. Windows для профессионалов: создание эффективных Win32-пpилoжeний с учётом специфики 64-разрядной версии Windows/ Пер. с англ. 4-е изд. - СПб: Питер; М.: Издательско-торговый дом «Русская Редакция», 2001. - 752 е.: ил.

38. Рябов А.Е. Интеграция КПК, спутниковой навигационной аппаратуры и ГИС для диспетчеризации, мониторинга и навигации наземного транспорта. -http://www.gisa.ru/8819.html (30.03.2003).

39. Сайт «RSDN Russian Software Developer Network». - http://rsdn.ru/ (6.09.2004).

40. Сайт «Портал технолоий». http://niiits.ulsu.ru/portal/data/481 (09.08.2004)43

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00