автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.13, диссертация на тему:Разработка принципов организации баз данных систем мониторинга волоконно-оптических линий передач

На правах рукописи

Чадаев Денис Иванович

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ БАЗ ДАННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ

Специальность 05.12.13 — Системы, сети и устройства телекоммуникаций

1 9 ¿013

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Самара - 2013

005544143

005544143

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (ФГОБУ ВПО ПГУТИ)

Научный Бурдин Владимир Александрович

руководитель: доктор технических наук, профессор

Официальные Тарасов Вениамин Николаевич

оппоненты: доктор технических наук, профессор,

ФГОБУ ВПО «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики», заведующей кафедрой программного обеспечения и управления в технических системах

Салихов Айдар Илдарович

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет», доцент кафедры телекоммуникационных систем

Ведущая Федеральное государственное образовательное

организация: бюджетное учреждение высшего профессиональ-

ного образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им А.Н. Туполева - КАИ», г.Казань

Защита состоится 30 декабря 2013 г. в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 219.003.02 при Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики по адресу: 443010, г. Самара, ул. Льва Толстого, д. 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОБУ ВПО ПГУТИ Автореферат разослан 29 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д219.003.02 доктор технических наук, профессор Мишин Д В

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В современном обществе происходит непрерывный рост объемов передаваемой информации, что в свою очередь требует обеспечения эффективности функционирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций. Современные телекоммуникационные сети, как правило, включают волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП) и следовательно повышение эффективности их функционирования является актуальной задачей.

Известно, что наиболее эффективными стратегиями технического обслуживания (ТО) объектов большой протяженности с высокими требованиями надежности, к которым и относятся ВОЛП, являются корректирующая и прогнозирующая стратегии. Эти стратегии могут быть реализованы только на основе мониторинга и анализа параметров объекта эксплуатации. Реализация указанных стратегий ТО на практике требует обработки колоссальных объемов статистических и оперативных данных, получаемых в процессе проектирования, строительства и ТО ВОЛП.

Решить эту задачу позволяют распределенные информационно-телекоммуникационные системы (ИТС), включающие системы автоматизированного мониторинга волоконно-оптических кабелей (САМ-ВОК). Как правило, в состав современных САМ-ВОК входят центральная база данных(БД) и удаленные комплекты со своими БД, а также база данных техучета, геоинформационная система со своей БД и программное обеспечение (ПО).

Известно, что одно из направлений повышения эффективности функционирования ВОЛП связано с совершенствованием САМ-ВОК, оптимизацией алгоритмов прогноза состояния ВОЛП и алгоритмов системы принятия решений, а также совершенствованием БД ИТС мониторинга ВОЛП. Уже сегодня на ВОЛП осуществляют передачу информации в многоканальных системах со спектральным уплотнением со скоростью в канале до 100 Гбит/с и на расстояния свыше 1000 км без регенерации. При такой протяженности и объемах передаваемой информации даже относительно малое снижение коэффициента простоя ВОЛП дает значительный экономический эффект, что и определило, в том числе, и актуальность задачи совершенствования баз данных систем мониторинга ВОЛП.

Очевидно, что организация баз данных систем мониторинга должна учитывать как специфику объекта эксплуатации и организации его ТО, так и особенности ИТС мониторинга.

Особенности технической эксплуатации (ТЭ) и ТО ВОЛП, а также вопросы повышения их надежности и качества рассматривались в работах И.И. Гроднева, Е.Б. Алексеева, А.Ю. Цыма В.Г. Бондаренко, A.B. Воронкова и др. Однако в них не рассматривается влияние применения САМ-ВОК на надежность и эффективность функционирования ВОЛП.

В свою очередь построению моделей технологических процессов ТЭ и ТО объектов большой протяженности с повышенными требованиями к надеж-

ности посвящены работы В.Е.Любинского, И.С.Кораго, В.В.Рыбалко, А.Г.Овсянникова, Г.Г.Держо, Т.А.Филимоновой и др, но не смотря на наличие в большинстве работ адекватных метаматематических моделей и программных алгоритмов их реализации, в работах слабо освещены вопросы проектирования и организации структуры данных, применимых при реализации ИТС САМ-ВОК.

Обзор современных научных работ по тематике ТЭ и ТО JIKC ВОЛП позволил выявить различные подходы к решению задачи повышения эффективности функционирования ВОЛП. Однако немногие из них пригодны для практических реализаций. Так, например в работе Л.Н. Шафигуллина приводится модель технологического процесса ТО ЛКС ВОЛП на основе обобщенного структурного метода и функциональных сетей с декомпозицией процессов обслуживания, которая определяет ряд функциональных параметров, влияющих на эффективность функционирования ВОЛП. Однако в работе не освещаются особенности организации структуры данных эксплуатации и ТО пригодных для обработки и хранения ИТС и БД САМ-ВОК.

Таким образом, для совершенствования организации баз данных систем мониторинга ВОЛП необходима разработка модели ТО ВОЛП, учитывающей операции обращения к базам данных, включая актуализацию данных технологических процессов, не поддающихся автоматизации (охранно-разъяснительная работа, ремонтно-восстановительные работы и т.п.).

Следует отметить, что БД отдельных подсистем ИТС мониторинга ВОЛП существенно различаются своей спецификой. Так в БД удаленных комплектов САМ-ВОК значительный объем занимают оперативные данные, которые подвергаются обработке и, как правило, недоступны из других подсистем из-за отличия стандартов различных вендоров оборудования.

Базы данных техучета ЛКС отличаются, как правило, "ручным" способом актуализации, большим числом источников данных, ограничениями на доступность и совместное использование, различными способами администрирования и т.п. В свою очередь БД систем передачи отличаются высоким уровнем автоматизации, большим объемом оперативной информации, ограниченной доступностью и сильной зависимостью структур данных от вендора.

Несмотря на то, что ЛКС ВОЛП объект практически не изменяющийся с течением времени, для мониторинга ВОЛП необходима конфигурируемая информационно-телекоммуникационная система. Во-первых, применение мониторинга наиболее эффективно, когда он осуществляется последовательно с формированием баз данных на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛП. Во-вторых, в процессе эксплуатации ВОЛП осуществляется модернизация систем передачи, и увеличиваются объемы передаваемой по линии информации. Замена оборудования одного вендора на оборудование другого, как правило, связаны с изменением структуры оперативных данных мониторинга. Развиваются территории, меняются правовые нормы и, соответственно, может изменятся структура геоданных. И, наконец, имеют место ре-

организация предприятий, эксплуатирующих ВОЛГГ, передача их ТО на аутсорсинг, переход на другой способ обслуживания (централизованный, децентрализованный или комбинированный) и т.п. Все это приводит к потребности в решении задачи интеграции распределенных структурно-независимых БД иерархической структуры подсистем ИТС применительно к системе мониторинга ВОЛП.

Решению вопросов разработки структурно-независимых баз данных посвящена часть современных работ, например Ю.И. Рогозов, A.C. Свиридов, С.А. Кучеров и д.р., однако применение данного подхода к объектам, подобным ВОЛП не освещено в зарубежной и отечественной научной литературе.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно техническая задача разработки принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы применительно к мониторингу ВОЛП.

Цель работы - разработка принципов организации баз данных систем мониторинга ВОЛП в целях обеспечения эффективности функционирования волоконно-оптических кабельных линий связи.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:

1. Разработка модели функционирования ВОЛП, учитывающей особенности процессов технического обслуживания ЛКС ВОЛП, включающих операции обращения к базам данных;

2. Разработка информационной модели процессов ТО ЛКС ВОЛП;

3. Разработка структуры баз данных систем мониторинга ЛКС ВОЛП;

4. Разработка принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы мониторинга ВОЛП

5. Анализ эффективности функционирования ВОЛП за счет применения разработанной структуры базы данных информационно телекоммуникационной системы мониторинга.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались теории массового обслуживания, анализа и прогнозирования надежности, методологии проектирования информационных систем и методы структурного системного анализа, методология функционального проектирования IDEF0, IDEF1X, теория баз данных.

Научная новизна работы.

1. Разработана полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая технологию процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных;

2. Разработана структурная модель и структура информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенно-

стей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя;

3. Разработана информационная модель мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе;

Практическая ценность.

1. Разработаны принципы организации баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интеграции иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.

2. Разработана структура базы данных мониторинга ВОЛП, которая интегрируется в конфигурируемую информационно-телекоммуникационную систему и позволяет персоналу с различными полномочиями получать удобный и оперативный доступ к соответствующим его полномочиям данным.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая специфику процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных;

2. Структурная модель и модель информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенностей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя;

3. Структура информационной модели, реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе для мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания;

4. Структурная схема баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интегрирования иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.

Личный вклад Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором самостоятельно и соответствуют пунктам 9,11 и 13 паспорта специальности 05.12.13.

Достоверность результатов работы основана на использовании теоретических построениях законов и подходов, достоверность которых общепризнанна. Вводимые допущения мотивированы фактами, доказанными из практических экспериментов. Достоверность и обоснованность научных положений подтверждена соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы внедрены в ВФ ОАО «Вымпелком», ВРО ПФ ОАО «МегаФон», ВФ ОАО «МТС», а также в учебный процесс ФГОБУ ВПО ПГУТИ и института приоритетных тех-

нологий ФГОАУ ВПО Волгоградского государственного университета, что подтверждено актами внедрения.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: международная научная сессия НТО РЭС, посвященная Дню радио (Москва, 2011, 2012), X международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. (Москва, 2004), XIV всероссийской НТ конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2011), X Международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» (Самара, 2011), IX Международной научно-технической конференции "Оптические технологии в телекоммуникациях" (Казань, 2011), XII Отраслевой научной конференции "Технологии информационного общества" (Москва, 2013), I,II,III,IV,V региональной научно-практической конференции «Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах»(Волгоград 2009,2010, 2011, 2012, 2013), Материалах научных сессий и конференциях проф. И преподавательского состава (Волгоград 2003, Самара 2013)

Публикации. Основное содержание диссертационной работы отражено в 24 печатных трудах, включая 7 статей в научных изданиях, 4 из которых опубликовано в изданиях, рекомендованных ВАК, 16 тезисов докладов, 1 свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Содержит 121 страницу машинописного текста, 35 рисунков и 8 таблиц. Список литературы включает 115 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и основные задачи исследования, показана научная новизна и практическая ценность работы, приведены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводится обзор методов математического моделирования технического обслуживания ВОЛП по следующим критериям выбора: простата реализации программными средствами, возможность учета специфики ТО протяженных объектов, учет параметров неавтоматизированных процессов. В ходе обзора был определен математический аппарат, наиболее удовлетворяющий указанным критериям выбора, а также были рассмотрены известные методы моделирования случайных процессов, такие как: метод анализа иерархий, метод применения нейросетей и метод полумарковских-цепей.

В результате обзора научных работ по тематике исследования, а также анализе нормативных и руководящих документов отрасли было определено, что решение задачи оптимального обслуживания JIKC является комплексной задачей, включающей большое количество различных подзадач. Для решение подобных подзадач перспективно применения полумарковских моделей для

оптимизации ТО ЛКС, как наиболее удовлетворяющие обозначенным ранее критериям.

Практическое применение методов и моделей, разработанных, при решении задачи оптимизации сроков ТО, зависит от наличия и достоверности данных о надежности объекта. Известны два варианта решения задачи получения достоверных данных для оптимизации сроков ТО. Первый вариант подразумевает применение автоматизированного сбора, обработки информации о состоянии объекта с помощью внешних или интегрированных систем. Второй вариант — детальное моделирование элементов системы или объекта ТО с целью определения надежности элементов и системы в целом.

Практика эксплуатации ВОЛП показывает, что ТО включает несколько видов профилактического обслуживания элементов и модулей линии передачи. Например, при проведении планово-прафилактических работ (ППР) ОК осуществляется проверка электрических параметров системы, т.е. измеряется сопротивление изоляции пластмассовой оболочки оптического кабеля (ОК) и продольное сопротивление оболочки ОК. При механической профилактике осуществляют проверку физико-технических параметров линии передачи и её элементов. Например: контроль глубины залегания ОК и уточнение картограмм прохождения трассы ВОЛП, визуальный осмотр изоляции подвесных ОК, выполняют изготовление и установку на трассе ВОЛС предупредительных знаков, дополнительных замерных столбиков, шлагбаумов и т. д.. Существенно, что параметры, которые контролируются при ТО, в силу своей природы сложно поддаются автоматизированному сбору и контролю. В работе эти параметры названы неавтоматизированными эксплуатационными параметрами.

В качестве показателей, характеризующих качество функционирования ВОЛП в работе приняты показатели: коэффициент готовности линии передачи (Кг) и коэффициент технического использования (Кти). Выбор этих параметров обуславливается необходимостью поддержания баланса между потерями ТО и ценностью элемента или блока для ВОЛП.

Преимуществом выбранных в работе критериев Кг и Кти является то, что они позволяют адекватно оценивать состояние ВОЛП или ОК и хорошо масштабируются.

Во второй главе приводится описание разработки полумарковской модели ТО применительно к учету неавтоматизированных эксплуатационных процессов.

В ходе разработки полумарковской модели ТО ВОЛП, был построен граф (см. рис.1) изменения состояний ВОЛП в процессе ТО. В ходе построения графа были определены собственные выделенные состояний технической единицы (ТЕ), которая является элементом ВОЛП и воздействия на нее обслуживающего персонала. Множество состояний 5 включает следующие элементы:

- ТЕ находится в состоянии исправной работы;

52 - проверяется контрольное значение ТЕ в БД, находясь в поврежденном состоянии. При обнаружении повреждения ТЕ полностью восстанавливается, в противном случае проводится обслуживание, частично обновляющее ТЕ, т.е. восстанавливается ее контрольное значение в БД;

53 - ТЕ отказала, при наличии сигнала об отказе или его обнаружении при ТО проводится аварийно-восстановительная работа, полностью восстанавливающая ТЕ, обновляются значения параметров неавтоматизированных параметров;

54 - ТЕ проверяется при отсутствии отказа и повреждения, затем проводится планово-техническое обслуживание и ТЕ полностью восстанавливается;

55 - осуществляется проверка контрольного значения ТЕ в БД, к ее началу ТЕ находится в состоянии скрытого отказа;

56 - ТЕ работает при наличии скрытого повреждения;

57 - ТЕ работает, находясь в поврежденном состоянии.

Схема смены состояний ТЕ приведена в виде графа, изображенного на рис. 1. На графе случайное время перехода из состояния в состояние обозначено греческой буквой г, а детерминированное - латинскими буквами г или Т.

Для построения вложенной цепи Маркова {?]„}, где Vп ~ Л^п), в качестве моментов

Ьп, п= 1,2,3...., определяющих ша- рис 1. Граф смены состояния ТЕ в процессе ги цепи, выбраны моменты смены ее обслуживания

состояний ТЕ. Для реализации

процесса, состояниями цепи (цп}, являются: ¿'з4^,5^,^6^,...,

где через обозначено г-ое состояние цепи на к-ом шаге. В моменты смены состояний ТЕ для любых величин 77(С2),..., Л^п), С1<С2<...<^ по по-

строению модели выполняется:

Р = = 5к1,..., Л^п-О = йи-а] =

р М*») = ¿¿з = $„-1} = РцОп ~ (1)

т.е. вероятность перехода из состояния 5гв 5}не зависит от расположения Ьп и на временной оси, а является лишь функцией разности — Т.о. вложенная в процесс цепь {г)п} является однородной.

Далее в работе определены переходные вероятности Р1}, где /,7=1,2,3,...7 цепи {г;п} Учитывая, что в один из произвольных моментов Ьп, где и=1,2,3...., ТЕ находится в состоянии 5,., то в момент времени +7" она перейдет в 54 и начнется ее планово-профилактическое обслуживание, если за

время от до +Т не произойдет ни отказа, ни повреждения. Вероятность этого события равна:

Рц(Х) = (1 - ^(70)(1 " ^(Г)), (1)

Действительно, + Г) = 1 - Рг (£:„ + Г) - вероятность того, что ТЕ

откажет за время г < (С„ + Г), а = 1 - Рг&п) - вероятность того, что ТЕ

откажет за время т < (£п).

Тогда, + Т) — вероятность того, что она откажет в отре-

зок времени от Сп до £:„ + Т. В силу (1), эта вероятность зависит лишь от Т, т.е.:

р1(1„ + Т)-= (3)

Далее получим:

р2ап+т) - Р2(1п) = Р2(Т), (4)

Предполагая, что отказ и повреждение происходят независимо друг от: друга, с учетом (3) и (4) получаем формулу (2) для подсчета РЫ(Т). Отказ ТЕ наступает с вероятностью Р^Т) и система мониторинга сообщает об этом с вероятностью а. Поэтому переход из в 53 и из в 55 происходит соответственно с вероятностями:

Р13(Т) = ос^СТ), (5)

Р15СГ) = (1-00^00, (6)

Согласно (4), повреждение ТЕ за время Т наступает с вероятностью Р2 (Т); оно происходит при отсутствии отказа и, следовательно, переход из 5г в Б2 осуществляется с вероятностью:

Р12СО = (1 - Рг(Т))Р2(Т), (7)

Следует отметить, что поскольку система мониторинга, фиксирует отказ независимо от причины, по которой он произошел, то при подсчете вероятностей перехода из 57 в 53 и из 57 в нужно использовать то же значение а, что и в формулах (5) и (6). Аналогично 5г были определены состояния 57:

Р72(Т) = 1-Р3(Т). (8)

Р75(Т) = (1 - а)Рз(Т),

(9)

Р73(Т) = аР3(Т), (10)

Остальные вероятности являются постоянными по построению модели и указаны непосредственно в матрице переходов, которая для цепи {т]п}, соответствующей графу, изображенному на рисунке 1, имеет вид:

Р =

0 (1 - № ССР1 а-роа-ъ) (1 0 0 -

У 0 0 0 0 0 1-у

1 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0

0 0 р 0 0 1-р 0

0 0 0 0 1 0 0

.0 1-Р3 «Рз 0 (1 -«)Рз 0 0 .

. (11)

Далее в работе, используя найденные выше характеристики вложенной в процесс т}(£) цепи Маркова {?]„}, были определены показатели надежности ТЕ Кт„ и К„.

В соответствии с определениями принятыми в работе: Г^(Т) - финальные вероятности цепи {??„}; ы,- (Т) - среднее полезное время для 1 -го состояния;

и;(Т) - усредненное математическое ожидание длительности одного шага процесса состоящего в переходе линии передачи из в какое-то новое состояние 5;-,_/=/,2,..., 7.

коэффициент технического использования Кти. можно выразить в виде:

- „ _ (П1(Т)оя(Т)+П7(Т)ы7(Т))

Кти --Е^П.СГМСТ)-' (12)

где

«1 (Т) = /0Т(1 - Р!(0) (11, ы3(Т) = /0Т(1 - Р3(0) (11, СП = /0Т[1 - аР^О] (11, и7(Т) = /0Т[1 - огКуСО] (к, аналогично получено аналитическое выражение для коэффициента готовности Кг ВОЛП:

к _П1(Т)о)1(Т)+П7(Т)а)7(Т)_

П1(Т)и1(Т)+Пз(Т)из(Т)+П6(Т)и6(Т)+П7(Т)и7(Т)'

Таким образом в ходе исследования была разработана полумарковская модель функционирования обслуживаемой ТЕ линии передачи и на ее основе полученная аналитическая зависимость для Кг и Кти от надежностных характеристик ТЕ, периода и параметров ее ТО.

Разработанная на основе полумарковского случайного процесса модель ТО оптимально подходит для применения её параметров эксплуатации ЛКС ВОЛП, так как имеет ряд преимуществ: модель учитывает особенности процессов технического обслуживания ЛКС ВОЛЩнеавтоматизированные параметры). Также модель учитывает операции обращения к базам данных.

Предложенная модель достаточно детально описывает механизм отказа, повреждения и восстановления системы, что позволяет при наличии минимального объема статистических данных детектировать изменения в ВОЛП при изменениях параметров функционирования ТЕ.

Третья глава посвящена информационному моделированию системы САМ-ВОК. В результате применения структурно-системного анализа предметной области процесса «Мониторинг и техническое облуживание ЛКС ВОЛП» был построен ряд информационных моделей, позволяющих осуществить проектирование БД САМ-ВОК.

Были определены этапы информационного моделирования и проектирования БД САМ-ВОК и инструментальные средства информационного моделирования.

Разработана структурная модель процесса технической эксплуатации и технического обслуживания ВОЛП, диаграмма которой представлена на рис.2. На этом этапе информационного моделирования была построена модель технологических процессов (ТП) с использованием методологии ШЕБО. Параллельно с разработкой контекстной Д1 граммы был разработан сл варь предметной области виде онтологии. Модель описывает работу по мониторингу и ТО ЛКС ВОЛП с использованием разрабатываемой системы.

На этом этапе проектирования были выделены сущности, впоследствии включенные в структурную схему БД САМ-ВОК.

В составе разработанной ИТС САМ-ВОК предусмотрен модуль, позволяющий проводить анализ динамики состояния ЛКС. В основу этого модуля положены программно-реализованная, разработанная в ходе исследования полумарковская модель, позволяющая осуществлять прогнозирование состояние ЛКС на основе получаемых оперативных и статистических данных, хранящихся в БД. Результатом работы этого модуля являются изменения показателя Кг ВОЛП.

Отличительными особенностями разработанной модели технологических процессов является возможность учета специфики эксплуатации ВОЛП: использование геоинформационной системы (ГИС) для отображения пространственных данных, учет неавтоматизированных процессов эксплуатации, оперативный сбор и обработка данных с распределенных датчиков ЛКС ВОЛП (см. рис.3).

Управляющими факторами ТП модели являются: регламент мониторинга ЛКС, регламент ТО ЛКС, а также руководство пользователя ГИС. Мониторинг ЛКС ВОЛП в данной работе подразумевает целенаправленное регулярное измерение значений параметров ЛКС ВОЛП, составляющих комплексный коэффициент готовности Кг. Целью мониторинга является выявление отклонений значений параметров мониторинга от нормативных значений для своевременного обнаружения деградации характеристик ВОК. Также результатом мониторинга является визуализация на цифровой карте оперативных данных, получаемых автоматизировано или не автоматизировано.

Цгль: описл» процесс момиторингл и гемичесяДО обслуживания ЛКС 60ЛС дм вослед,«СкциЛ и мформатм м ци 4

Течк« »{кимя; »неперт по мониторингу я тсамичесмому обслуживанию ЛКС вОЛЛ

Номепк/итум алеиеито* _

лксаолп

АЖТПОСТИ -

Регламент момяюрингд ЛКС

технического

ОбСЛутИМНПЯ

™с ...

Руководимо ЛОЛкМ«4>е/М ИТС.

Мониторинг и техническое обслуживание ЛКС ВОЛП

Клрта обедуаи { Мнущими »»

дгимьи мо*ито0имг»

лис&олп

не мм I ■ 1мр у е мв*

1а~ Рис. 2. Контекстная диаграмма технологических Ю- процессов " Мониторинг и техническое обслужив вание ЛКС ВОЛП"

На диаграмме декомпозиции процесса мониторинга ЛКС ВОЛП (рис.3) показано место процесса ручного ввода данных неавтоматизированных параметров эксплуатации ЛКС, автоматизированное получение данных состояния ЛКС, а также анализ и прогноз состояния ЛКС мониторинга и ТО.

На первом этапе информационного моделирования «САМ-ВОК» была построена концептуальная модель ТП «Мониторинг и Техническое обслужи-

к» рта сети

параграф «яыКор

_I моммторимп

Ра я?я «Моиктоск»» Сумокпдет«»

.15

■ пдорлимм»«

»»ченка с*ойст-

ЛКС

Форм Д»ммые

__не 1втпм_.

I ЛКС

марта сгт* обскумиоаии« с _текуюны*

црнхтормига

моикто[>имга

тс вот

ч!

процесс« ЛКС

Рис. 3. Диаграмма декомпозиции процесса мониторинга ЛКС ВОЛП

вание ЛКС ВОЛП» в графической нотации ГОЕРО.

Далее в третьей главе на основе выделенных сущностей информационной модели разработана логическая структура данных БД САМ-ВОК в нотации ЮЕР1Х. Процесс разработки логической модели данных основывался на созданной ранее модели технологических процессов.

Далее в ходе работы были определены принципы организации БД ИТС мониторинга ВОЛП, а именно:

-Разработанная структура данных реализует концепцию структурно-независимых баз данных. Т.е. разработанная БД является на физическом уровне реляционной БД, позволяющей хранить неопределенные пользовательские структуры данных и механизмы манипуляции структурой БД и данными в зависимости от специфики ИТС САМ-ВОК.

-Логическая модель БД отвечает принципам построения иерархических баз данных, что связанно со спецификой ВОЛП как протяженного объекта; -Разработанная структурная модель данных БД является моделью распределенной БД, что также отвечает потребностям ИСТ САМ-ВОК. -Атрибуты сущностей логической модели разработанной БД позволяют хранить данные параметров неавтоматизированных процессов ТО ВОЛП.

Структурная схема БД САМ-ВОК состоит из 12 независимых и 4 зависимых сущностей. Созданная модель соответствует третьей нормальной форме.

Четвертая глава содержит результаты оценки эффективности функционирования ВОЛП с применением разработанной БД ИТС мониторинга ВОЛП. В качестве критерия оценки эффективности функционирования ВОЛП,

принятого в главе 1, применялся Кг. Расчет Кг выполнялся в соответствии с

изложенными в 1 главе теоретическими ____ _ ________

положениями.

В качестве примера на рисунке 4 представлены гистограммы распределения Кг.

Согласно расчетам использование предложенных принципов организации увеличивает Кг БД увеличивает в среднем с 0,9996 до 0,9999, что по предварительной оценке позволит сократить срок окупаемости на региональных сетях до 25%, зоновых и местных ВОЛП до 1518%.

В заключении представлены основные результаты исследования:

В ходе исследования проведен обзор методов математического моделирования технического обслуживания ВОЛП, в результате которого был определен метод полумарковских цепей, как наиболее подходящий для решения задач исследования.

Разработана полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая особенности процессов технического обслуживания ЛКС ВОЛП, и включающая операции обращения к базам данных.

Разработана информационная модель процессов ТО ЛКС ВОЛП, которая включает модель технологических процессов и диаграмму потоков данных, позволяющая учитывать данные неавтоматизированных процессов ТО ВОЛП.

Разработана структура баз данных систем мониторинга ЛКС ВОЛП, отвечающая требованиям ИТС мониторинга ВОЛП и реализующая разработанные в исследовании принципы организации БД САМ-ВОК.

Разработаны принципы организации БД, которые реализуют концепцию структурно-независимых, иерархических, распределенных БД конфигу-

Рис. 4. Гистограмма распределения Кг

рируемой ИТС мониторинга ВОЛП, позволяющей учитывать специфику ТО ВОЛП.

Проведен анализ эффективности функционирования ВОЛП с учетом применения разработанной структуры БД ИТС мониторинга на примере расчета срока окупаемости ВОЛП при увеличении их коэффициента готовности.

Достигнутые результаты соответствуют цели и задачам исследования.

Приложение содержит словарь антологии предметной области и акты внедрения результатов работы.

ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях рекомендованных ВАК

1. Чадаев Д.И. Прогнозирующие стратегии технического обслуживания и мониторинг линейно-кабельных сооружений ВОЛП / В.А. Бурдин, A.A. Воронков, Д.И. Чадаев, Л.Н. Шафигуллин // Вестник связи. - 2010. - N 11. - С. 45-47

2. Чадаев Д.И. Разработка информационных моделей информационно-телекоммуникационной системы «Проектирование и Мониторинг ВОЛП»/ Д.И. Чадаев, Е.С. Семенов // Прикаспийский журнал: управление и высокие технологии. - 2012г., № 2 (18), с.23-32

3. Чадаев Д.И. Разработка информационных моделей Информационно-телекоммуникационной системы «Проектирование и Мониторинг ВОЛП» // Вестник СГТУ. - 2012г., № 4 (70). Выпуск 2. - с.165-170

4. Чадаев Д.И. Информационно-телекоммуникационный комплекс систем мониторинга волоконно-оптических кабелей / В.А. Бурдин, Е.С. Семенов, Д.И. Чадаев// Электросвязь, -2013, № 6, - с.45 - 49

Публикации в других изданиях

5. Чадаев Д.И Проектирование телекоммуникационно-информационной системы ВОЛС с применением современных методологий проектирования /Д.И. Чадаев, И.В. Шаркевич // Proceedings of SPIE, -2004. - т.5485, - с. 192 (опубл. на англ. яз.)

6. Чадаев Д.И. Этапы проектирования информационно-телекоммуникационной системы ВОЛС с применением CASE и ГИС-технологий./ Д.И. Чадаев, И.В. Шаркевич // Электронный журнал ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ. Теория и практика / NETWORKJOURNAL. Theory and practice., г.Москва, - 2004г.

7. Чадаев Д.И. Информационное моделирование процесса проектирования и технического учета ЛКС ВОЛП / Д.И. Чадаев Е.С. Семенов // Вестник Волгоградского государственного университета серия 10: Инновационная деятельность. г.Волгоград -2011г. №5, с.48-52

8. Чадаев Д.И. Проектирование информационной системы «волоконно-оптическая линия передачи / Д.И. Чадаев, И.В. Шаркевич // Прикладные информационные технологии в науке, технике, экономике: тез. докладов Научная сессия Волгоградского государственного университета, ВолГУ, г.Волгоград, - 2003г. с.91-96

9. Чадаев Д.И. Этапы проектирования информационно-телекоммуникационной системы ВОЛС с применением CASE технологий / Д.И. Чадаев, И.В.Шаркевич // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: тез. докладов X международной научно-технической конференции студентов и аспирантов, г.Москва, - 2004г. с.373-374

10. Чадаев Д.И. Разработка архитектуры информационно-телекоммуникационной системы ВОЛП // Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах:

тез. докладов I Региональная научно-практической конференции, г.Волгоград, - 2009г. с.52-57

11. Чадаев Д.И. Информационное моделирование BOJ1C. // Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах: тез. докладов II Региональная научно-практической конференции, г.Волгоград, - 2009г. с.71-75

12. Чадаев Д.И. Повышение эффективности эксплуатации JIKC ВОЛИ на основе применения информационного моделирования систем технического учета.// Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах: тез. докладов III Региональная научно-практической конференции, г.Волгоград, - 2011г. с.72-76

13. Чадаев Д.И. Проектирование информационной системы технического учета и эксплуатации линейно кабельных сооружений ВОЛП // тез. докладов 66 -й научная сессия посвященная дню радио, Российское НТОРЭС им. A.C. Попова, г.Москва, -2011г. с.392-394

14. Чадаев Д.И. Разработка информационной системы проектирования и эксплуатации ЛКС ВОЛП на основе информационных моделей // Современные проблемы радиоэлектроники: тез. докладов, г. Красноярск, - 2011г.

15. Повышение эффективности эксплуатации ЛКС ВОЛП за счет применения моделей неавтоматизированных процессов /Д.И. Чадаев Е.С. Семенов // Физика и технические приложения волновых процессов: тез. доклада X Международная научно-техническая конференция, г.Самара, -2011г. с.232-234

16. Чадаев Д.И. Разработка информационной телекоммуникационной системы технического учета неавтоматизированных процессов для повышения эффективности эксплуатации ЛКС ВОЛП // Оптические технологии в телекоммуникациях: тез. докладов IX Международной научно-технической конференции., г. Казань, -2011г. с.358-359

17. Чадаев Д.И. Применение полумарковских моделей технического обслуживания ВОЛС в информационно-телекоммуникационных системах // Электродинамика и техника СВЧ, КВЧ и оптических частот. г.Москва, -2011г., с.143-150

18. Чадаев Д.И. Проблемы актуализации и управления базами данных систем автоматизированного мониторинга линейно-кабельных сооружений ВОЛП / В.А. Бурдин, B.C. Сивков, Д.И. Чадаев// Технологии информационного общества: тез. докладов XII Отраслевой научной конференции. Г.Москва, -2012, с. 19

19. Чадаев Д.И. Даталогическая модель баз данных САМ-ВОК // XX российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов, ПГУТИ, г.Самара -2013г. с.127-128

20. Чадаев Д.И. Особенности разработки информационно-телекоммуникационной системы мониторинга и технического обслуживания ЛКС ВОЛП «САМ-ВОК» // Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах: тез. докладов I Всероссийская научно-практической конференция, Волгоградский государственный университет, Волгоград, 2013,с.89-95

Подписано в печать 28.11.2013г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная, Гарнитура Times New Roman. Заказ №1658 Печать оперативная. Усл. печ.л.0,93. Тираж 100 экз. отпечатано в издательстве учебной научной литературы Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики 443090, г.Самара, Московское шоссе, 77, т.: (846)228-00-44

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ И ИНФОРМАТИКИ»

На правах рукописи

04201455305

Чадаев Денис Иванович

РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПОВ ОРГАНИЗАЦИИ БАЗ ДАННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ ПЕРЕДАЧ

Специальность 05.12.13 -Системы, сети и устройства телекоммуникаций

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Бурдин Владимир Александрович

Самара -2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Списка условных сокращений и обозначений.........................................................4

ВВЕДЕНИЕ..................................................................................................................5

Глава 1. МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ЛКСВОЛП.................................................................................................................16

1.1. Обзор математических моделей оптимизации ТО с учетом неавтоматизированных процессов......................................................................16

1.2 . Метод анализа иерархий..............................................................................17

1.3 . Метод нейронных сетей...............................................................................21

1.4 . Системный анализ системы связи как объекта ТО...................................27

1.5 . Определение критерия качества ТО ЛКС ВОЛП......................................30

1.6 . Выводы...........................................................................................................31

Глава 2. АНАЛИЗ МОДЕЛЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ СРОКОВ ТО СЛОЖНЫХ СИСТЕМ....................................................................................................................33

2.1 . Определение требований к модели к модели оптимизации сроков ТО ВОЛП......................................................................................................................33

2.2 . Определение состояния ВОЛП....................................................................37

2.3 . Полумарковская модель обслуживаемой ТЕ как элемента ВОЛП.........41

2.4 . Выводы...........................................................................................................51

Глава 3. ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИТС САМ-ВОК............52

3.1. Анализ методологий информационного моделирования предметной области...................................................................................................................52

3.2 . Выбор методологии проектирования информационной системы...........54

3.3 . Выбор инструментальных средств информационного моделирования.. 60

3.4 . Разработка структурной модели процесса технической эксплуатации и технического обслуживания ВОЛП....................................................................65

3.5 . Разработка модели технологического процесса «мониторинг и техническое обслуживание ВОЛП»....................................................................68

3.6 . Разработка диаграммы потоков данных «Работа ИТС «Мониторинг и техническое обслуживание ВОЛП»....................................................................75

3.7 . Разработка даталогической модели ИТС «Мониторинг и ТО ВОЛП». ..78

3.8 . Разработка архитектуры распределенной ИТС «Мониторинг и ТО ВОЛП»....................................................................................................................82

3.9 . Выводы...........................................................................................................89

Глава 4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВОЛП С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗРАБОТАННОЙ БД ИТС МОНИТОРИНГА...................91

4.1 . Эксплуатационные расходы на АВР на ВОЛП..........................................91

4.2 . Технология выполнения АВР на ВОЛП с ОК в грунте............................92

4.3 . Оценка времени восстановления участка ЛКС ВОЛП с применением БД ИТС.........................................................................................................................97

4.4 . Нахождение основных и неосновных затрат времени на восстановление всей системы........................................................................................................101

4.5 . Оценка эффективности мониторинга ВОЛП с применением БД ИТС. 102

4.6 . Выводы.........................................................................................................115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................117

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ....................................................121

ПРИЛОЖЕНИЕ А...................................................................................................134

ПРИЛОЖЕНИЕ Б....................................................................................................136

Списка условных сокращений и обозначений

Аварийно-восстановительная бригада АВБ

Аварийно-восстановительная работа АВР

База данных БД

Волоконно-оптическая линия передачи ВОЛП

Геоинформационная система ГИС

Информационно-телекоммуникационные системы ИТС

Линейно-кабельные сооружения ЛКС

Объект технической эксплуатации ОТЭ

Оптический кабель ОК

Оптическое волокно ОВ

Программное обеспечение ПО Система автоматизированного мониторинга волоконно-

САМ-ВОК

оптического кабеля

Система поиска принятия решения СППР

Техническая единица ТЕ

Техническая эксплуатация ТЭ

Техническое обслуживание ТО

Функция распределения ФР

Эксплуатационный параметр ЭП

Data Flow Diagram DFD

Entity-relationship ER

Structured Analysis and Design Technique SADT

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В современном обществе происходит непрерывный рост объемов передаваемой информации, что в свою очередь требует обеспечения эффективности функционирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций [1]. Современные телекоммуникационные сети, как правило, включают волоконно-оптические линии передачи (ВОЛП) и следовательно повышение эффективности их функционирования является актуальной задачей.

Известно, что наиболее эффективными стратегиями технического обслуживания (ТО) объектов большой протяженности с высокими требованиями надежности, к которым и относятся ВОЛП, являются корректирующая и прогнозирующая стратегии [2]. Эти стратегии могут быть реализованы только на основе мониторинга и анализа параметров объекта эксплуатации. Реализация указанных стратегий ТО на практике требует обработки колоссальных объемов статистических и оперативных данных, получаемых в процессе проектирования, строительства и ТО ВОЛП.

/ Решить эту задачу позволяют распределенные информационно-телекоммуникационные системы (ИТС), включающие системы автоматизированного мониторинга волоконно-оптических кабелей (САМ-ВОК) [3-9]. Как правило, в состав современных САМ-ВОК, как любой современной ИТС, входят центральная база данных(БД) и удаленные комплекты со своими БД, а также база данных техучета, геоинформационная система со своей БД и программное обеспечение (ПО) [10, И].

Известно[2-4], что одно из направлений повышения эффективности функционирования ВОЛП связано с совершенствованием САМ-ВОК, оптимизацией алгоритмов прогноза состояния ВОЛП и алгоритмов системы принятия решений, а также совершенствованием БД ИТС мониторинга ВОЛП. Уже сегодня на ВОЛП осуществляют передачу информации в многоканальных системах со спектральным уплотнением со скоростью в канале до 100 Гбит/с и

на расстояния свыше 1000 км без регенерации. При такой протяженности и объемах передаваемой информации даже относительно малое снижение коэффициента простоя ВОЛП дает значительный экономический эффект[1], что и определило, в том числе, и актуальность задачи совершенствования баз данных систем мониторинга ВОЛП.

Очевидно [12, 13], что организация баз данных систем мониторинга должна учитывать как специфику объекта эксплуатации и организации его ТО, так и особенности ИТС мониторинга.

Особенности технической эксплуатации (ТЭ) и ТО ВОЛП, а также вопросы повышения их надежности и качества рассматривались в работах И.И. Гроднева, Е.Б. Алексеева, А.Ю. Цыма В.Г. Бондаренко, A.B. Воронкова и др. Однако, в них не рассматривается влияние применения САМ-ВОК на надежность и эффективность функционирования ВОЛП.

В свою очередь, построению моделей технологических процессов ТЭ и ТО объектов большой протяженности с повышенными требованиями к надежности посвящены работы В.Е.Любинского, И.С.Кораго, В.В.Рыбалко, А.Г.Овсянникова, Г.Г.Держо, Т.А.Филимоновой и др, но не смотря на наличие в большинстве работ адекватных метаматематических моделей и программных алгоритмов их реализации, в работах слабо освещены вопросы проектирования и организации структуры данных, применимых при реализации ИТС САМ-ВОК.

Обзор современных научных работ по тематике ТЭ и ТО ЛКС ВОЛП позволил выявить различные подходы к решению задачи повышения эффективности функционирования ВОЛП. Однако, немногие из них пригодны для практических реализаций. Так, например, в работе Л.Н. Шафигуллина приводится модель технологического процесса ТО ЛКС ВОЛП на основе обобщенного структурного метода и функциональных сетей с декомпозицией процессов обслуживания, которая определяет ряд функциональных параметров, влияющих на эффективность функционирования ВОЛП. Однако, в работе не

освещаются особенности организации структуры данных эксплуатации и ТО пригодных для обработки и хранения ИТС и БД САМ-ВОК.

Таким образом, для совершенствования организации баз данных систем мониторинга ВОЛП необходима разработка модели ТО ВОЛП, учитывающей операции обращения к базам данных, включая актуализацию данных технологических процессов, не поддающихся автоматизации (охранно-разъяснительная работа, ремонтно-восстановительные работы и т.п.).

Следует отметить, что БД отдельных подсистем ИТС мониторинга ВОЛП существенно различаются своей спецификой. Так, в БД удаленных комплектов САМ-ВОК значительный объем занимают оперативные данные, которые подвергаются обработке и, как правило, недоступны из других подсистем из-за отличия стандартов различных вендоров оборудованиями]

Базы данных техучета ЛКС отличаются, как правило, "ручным" способом актуализации [15-17], большим числом источников данных[18-21], ограничениями на доступность и совместное использование [22-24], различными способами администрирования и т.п. В свою очередь, БД систем передачи отличаются высоким уровнем автоматизации, большим объемом оперативной информации, ограниченной доступностью и сильной зависимостью структур данных от вендора[25].

Несмотря на то, что ЛКС ВОЛП объект практически не изменяющийся с течением времени, для мониторинга ВОЛП необходима конфигурируемая информационно-телекоммуникационная система. Во-первых, применение мониторинга наиболее эффективно, когда он осуществляется последовательно с формированием баз данных на всех этапах проектирования, строительства и эксплуатации ВОЛП. Во-вторых, в процессе эксплуатации ВОЛП осуществляется модернизация систем передачи, и увеличиваются объемы передаваемой по линии информации. Замена оборудования одного вендора на оборудование другого, как правило, связаны с изменением структуры оперативных данных мониторинга. Развиваются территории, меняются правовые нормы и, соответственно, может изменяться структура геоданных.

И, наконец, имеют место реорганизация предприятий, эксплуатирующих ВОЛП, передача их ТО на аутсорсинг, переход на другой способ обслуживания (централизованный, децентрализованный или комбинированный) и т.п. Все это приводит к потребности решения задачи интеграции распределенных структурно-независимых БД иерархической структуры подсистем ИТС применительно к системе мониторинга ВОЛП.

Решению вопросов разработки структурно-независимых баз данных посвящена часть современных работ, например Ю.И. Рогозов, A.C. Свиридов, С.А. Кучеров и др., однако, применение данного подхода к объектам, подобным ВОЛП не освещено в зарубежной и отечественной научной литературе.

Таким образом, в настоящее время существует актуальная научно техническая задача разработки принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы применительно к мониторингу ВОЛП.

Цель работы - разработка принципов организации баз данных систем мониторинга ВОЛП в целях обеспечения эффективности функционирования волоконно-оптических кабельных линий связи.

Для достижения поставленной в работе цели необходимо решить следующие основные задачи исследования:

¡.Разработка модели функционирования ВОЛП, учитывающей особенности процессов технического обслуживания ЛКС ВОЛП, включающих операции обращения к базам данных;

2. Разработка информационной модели процессов ТО ЛКС ВОЛП;

3. Разработка структуры баз данных систем мониторинга ЛКС ВОЛП;

4. Разработка принципов организации распределенных баз данных конфигурируемой информационно-телекоммуникационной системы мониторинга ВОЛП;

5. Анализ эффективности функционирования ВОЛП за счет применения разработанной структуры базы данных информационно телекоммуникационной системы мониторинга.

Методы исследования. При решении поставленных задач использовались теории массового обслуживания, анализа и прогнозирования надежности, методологии проектирования информационных систем и методы структурного системного анализа, методология функционального проектирования ГОЕБО, ГОЕР1Х, теория баз данных.

Достоверность результатов работы основана на использовании теоретических построениях законов и подходов, достоверность которых общепризнана. Вводимые допущения мотивированы фактами, доказанными из практических экспериментов. Достоверность и обоснованность научных положений подтверждена соответствием результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Научная новизна работы. ¡.Разработана полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая особенности процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных.

2. Разработана структурная модель и структура информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенностей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя.

3. Разработана информационная модель мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе;

Личный вклад.

Основные результаты диссертационной работы, обладающие научной новизной, получены автором самостоятельно и соответствуют пунктам 9,11 и 13 паспорта специальности 05.12.13.

Практическая ценность результатов работы:

1. Разработаны принципы организации баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интеграции иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.

2. Разработана структура базы данных мониторинга ВОЛП, которая интегрируется в конфигурируемую информационно-телекоммуникационную систему и позволяет персоналу с различными полномочиями получать удобный и оперативный доступ к соответствующим его полномочиям данным.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Полумарковская модель функционирования ВОЛП, учитывающая специфику процессов технического обслуживания ЛКС и операции обращения к базам данных.

2. Структурная модель и модель информационно-телекоммуникационной системы для мониторинга ВОЛП, определяющие сущность данной информационно-телекоммуникационной системы, ее основные подсистемы и их взаимосвязи с учетом особенностей источников входной информации, программного обеспечения и формы представления имеющейся информации в виде, удобном для пользователя.

3. Структура информационной модели, реализуемой в информационно-телекоммуникационной системе для мониторинга ВОЛП с учетом специфики ее технического обслуживания.

4. Структурная схема баз данных систем мониторинга ВОЛП на основе интегрирования иерархических моделей распределенных структурно-независимых баз данных.

Реализация результатов работы

Результаты диссертационной работы внедрены в ВФ ОАО «Вымпелком»,

ВРО ПФ ОАО «МегаФон», ВФ ОАО «МТС», а также в учебный процесс

ФГОБУ ВПО ПГУТИ и института приоритетных технологий ФГОАУ ВПО

Волгоградского государственного университета, что подтверждено актами внедрения.

Апробация работы.

Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: международная научная сессия НТО РЭС, посвященная Дню радио (Москва, 2011, 2012), X международной научно-технической конференции студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (Москва, 2004), XIV всероссийской НТ конференции молодых ученых и студентов «Современные проблемы радиоэлектроники» (Красноярск, 2011), X международная научно-техническая конференция «Физика и технические приложения волновых процессов» (Самара, 2011), IX международной научно-технической конференции "Оптические технологии в телекоммуникациях" (Казань, 2011), XII Отраслевой научной конференции "Технологии информационного общества" (Москва, 2013), 1,11,III,IV,V региональной научно-практической конференции «Проблемы передачи информации в телекоммуникационных системах» (Волгоград 2009,2010, 2011, 2012, 2013), материалах научных сессий и конференциях профессорского и преподавательского состава (Волгоград 2003, Самара 2013), XIV международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологий Телекоммуникаций», (Самара 2013).

Публикации.

По тематике диссертационных исследований авт�