Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте

Новожилов, Евгений Олегович

Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте

кандидата технических наук: Новожилов, Евгений Олегович
город: Москва
год: 2010
специальность ВАК РФ: 05.13.06

Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте»

Автореферат диссертации по теме "Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте"

На правах рукописи

Новожилов Евгений Олегович

Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (транспорт)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва-2010

2 О МЛ:"|

004602280

Работа выполнена в Открытом акционерном обществе «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте» (ОАО «НИИАС»), в отделении связи.

Научный руководитель д.т.н., профессор

РЫЖКОВ Анатолий Васильевич Официальные оппоненты: д.т.н., профессор

Защита диссертации состоится «02» июня 2010 г. в 10 ч. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д218.005.04 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет путей сообщения» (МИИТ) по адресу: 127994, г. Москва, ул. Образцова, д. 9, стр. 9, аудитория 4518.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИТ.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью организации (в двух экземплярах), просим направлять в адрес МИИТ.

Автореферат разослан «29» апреля 2010 г.

БЕЗРОДНЫЙ Борис Фёдорович к.т.н., доцент

КАЗАНСКИЙ Николай Александрович

Ведущее предприятие Открытое акционерное общество «Научно-

исследовательский институт железнодорожного транспорта (ОАО «ВНИИЖТ»)

Учёный секретарь диссертационного совета Д218.005.04 д.т.н.

В.Г. Сидоренко

Общая характеристика работы

Диссертационная работа посвящена исследованию вопросов синхронизации автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) на железнодорожном транспорте.

Актуальность проблемы. Существенное улучшение качества транспортных услуг, повышение эффективности перевозочного процесса и обеспечение безопасности движения поездов невозможно без перехода от информационных АСУТП к интеллектуальным информационно-управляющим АСУТП и интеграции разрозненных локальных АСУ 111 в единую информационную среду. Выполнение таких задач, как документирование времени поступления и выдачи информации, организация очерёдности обработки запросов, ситуационный анализ событий (очерёдность, последовательность во времени, длительность) и многих других требуют наличия средств поддержания единого времени (ЕВ) в составе технического обеспечения АСУТП. Расхождение показаний времени в АСУТП снижает эффективность и надёжность их работы, ограничивает совместимость и возможность интеграции отдельных систем. Проблема поддержания ЕВ в одной и той же системе обостряется необходимостью передачи сигналов времени (СВ) на значительные расстояния, поскольку большинство АСУТП на железнодорожном транспорте имеют территориально-распределённую структуру. Таким образом, вопрос синхронизации функционирования АСУТП приобретает исключительную важность для повышения эффективности их функционирования, их интеграции и организации единого информационного пространства.

Согласно принятым «Стратегическим направлениям научно-технического развития ОАО «РЖД» на период до 2015 г.», в последние годы на железнодорожном транспорте России эффективно внедряются инновационные технологии, предусматривающие применение глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), на которые возложено в комплексе как координатное, так и временнбе обеспечение АСУТП. Несмотря на известные достоинства ГНСС (высокая точность СВ, их доступность в любой точке на поверхности Земли и возможность размещения приемного оборудования на подвижных объектах), существенным недостатком этих систем является повышенная уязвимость (непреднамеренные помехи, радиоэлектронное подавление, радиодезинформация и другие факторы), снижающая доступность и информационную безопасность СВ.

Распространенным средством синхронизации времени в фиксированных сетях передачи данных является стандартизованный протокол сетевого времени (Network Time Protocol, NTP), обеспечивающий в глобальных сетях точность в пределах 10...100мс. Более высокую точность синхронизации времени позволяет получить протокол прецизионного времени (Precision Time Protocol, РТР), однако область его применения ограничена локальными вычислительными сетями.

Следовательно, средствами ГНСС и сетей передачи данных затруднительно обеспечить в совокупности высокие показатели точности, доступности и информационной безопасности СВ.

ОАО «РЖД» располагает технологическими первичными сетями связи синхронной цифровой иерархии (СЦИ) на основе ВОЛП, которые реализуют потенциально высокую точность передачи синхронизирующей информации, а также отличаются высокой надежностью и информационной безопасностью. Согласно публикациям последних лет, известные результаты исследований по использованию ВОЛП для синхронизации времени с высокой точностью (не хуже 1СГ5 с) носят частный характер и пока не вышли за рамки лабораторных исследований; отдельные технические решения, открывающие пути реализации систем синхронизации времени (ССВ) на основе ВОЛП, находятся в начальной стадии разработки.

Таким образом, создание ССВ с использованием ВОЛП, имеющей гарантированные и высокие показатели точности, доступности и информационной безопасности СВ, не зависящей от электромагнитной обстановки, является актуальным, поскольку позволит:

- повысить надёжность и эффективность АСУТП;

- расширить возможности интеллектуализации АСУТП;

- обеспечить ЕВ, необходимое для формирования единого информационного пространства отрасли;

- создать условия для обеспечения совместимости АСУТП и их интеграции в интеллектуальную систему управления железнодорожным транспортом.

Вопросам поддержания ЕВ с использованием средств сетей передачи данных и ГНСС (включая применение на железнодорожном транспорте) уделено внимание в многочисленных работах следующих российских и зарубежных ученых: Басевич А.Б., Блинов И.Ю., Богданов П.П., Гайдаманчук В.А., Геворкян А.Г., Гончаров A.C., Денисенко О.В., Добровольский В.И., Донченко С.И., ДухинС.В., Железнов М.М., Жолнеров B.C., Коновалов Г.В., Кошеляевский Н.Б., МанойлоД.С., Матвеев С.И., Мек-кельА.М., Савчук A.B., Шапошников В.Н., Черняк И.П., Шварц М.Л., BregniS., Chua H.A., Davis J.A., Daly P., Gamer G.M., Hahn J.H., Hollander K., Jong G., Kuaw A.M., Lewandowski W., Lombardi M.A., Mills D.L., MiranianM., PoldermanC., Schneuwly D., Schmidt L., Shan Y., Shaton G.A., Tavella P. и многих других.

Однако использованию ВОЛП для целей синхронизации времени посвящено небольшое количество работ как у нас в стране, так и за рубежом. Среди них следует выделить работы Рыжкова A.B., в которых впервые поставлена и рассмотрена проблема создания ССВ с использованием ВОЛП. Над отдельными вопросами этой проблемы работали: Алексеев Ю.А., Давыдкин П.Н., Ерёмин Е.В., Донченко С.И., Иванов A.B., Колтунов М.Н., ЛеготинН.Н., BuzekO., Calhoun М., Diener W., ImaokaA.,

Kihara M., Kuhnle P., Lopez J., Richard L., Sydnor R. и другие учёные.

Цели и задачи диссертации. Цель диссертационной работы - повышение показателей точности и надежности синхронизации функционирования АСУТП на железнодорожном транспорте.

Поставленная цель достигается путём создания ССВ с использованием ВОЛП, что потребовало проведения исследований и решения следующих задач:

- систематизация существующих теоретических и практических результатов исследований, связанных с решением проблемы синхронизации времени с использованием ВОЛП;

- моделирование ССВ;

- моделирование цифровых систем передачи (СП), работающих по ВОЛП;

- оценка влияния флуктуаций фазы (ФФ) генераторного оборудования на ошибку времени;

- моделирование ВОЛП в условиях воздействия окружающей среды;

- разработка и обоснование решений по реализации ССВ с высокими показателями точности, доступности и информационной безопасности СВ.

Объектом исследований является ССВ, включающая технические средства формирования и синхронизации шкал времени (ШВ) и соединяющие их каналы передачи данных, организованные с использованием ВОЛП. Предметом исследований является процесс синхронизации UIB в рассматриваемой ССВ.

Методы исследований. При решении поставленных задач использовались принципы системного подхода, методы теории автоматического управления, электрических цепей и статистической радиотехники, математическое и имитационное моделирование, экспериментальные методы.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждаются допустимым отличием результатов теоретических и экспериментальных исследований, корректностью выбора методов исследований и математических моделей, правильностью использования математического аппарата.

Научная новизна исследований заключается в разработке принципов синхронизации функционирования АСУТП на железнодорожном транспорте с использованием ВОЛП, что представлено совокупностью следующих положений:

1. Разработана модель ССВ в виде последовательной цепи ведущих и ведомых узлов, соединённых каналами передачи, отражающая влияние детерминированных и случайных факторов на ошибку времени (time error) при синхронизации АСУТП.

2. Получены выражения для моделирования механизмов и факторов, обусловливающих задержки распространения сигнала Е12 (2048 кбит/с) в различных устройствах цифровых СП, работающих по ВОЛП: волоконно-оптического модема (ВОМ), СП плезиохронной цифровой иерархии (ПЦИ) и СП СЦИ для режимов ввода, вывода и

транзита и определён их вклад в ошибку времени при синхронизации АСУТП.

3. Получена количественная оценка влияния ФФ на ошибку времени с использованием имитационной модели, позволившая определить влияние ФФ генераторного оборудования на показатели точности синхронизации АСУ I'll на основе временных и спектральных характеристик фазовых шумов.

4. Получены выражения, описывающие влияние температуры окружающего воздуха и суммарной солнечной радиации на изменения задержек распространения сигнала по ВОЛП большой протяжённости с подвеской кабеля на опорах и определён вклад этих задержек в ошибку времени при синхронизации АСУТП.

5. Предложены научно обоснованные решения по реализации ССВ с использованием ВОЛП, позволяющие повысить показатели точности и надежности синхронизации функционирования АСУТП железнодорожного транспорта.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Базовая модель ССВ, включающая устройства формирования и синхронизации ШВ и каналы передачи данных, организованные с использованием ВОЛП.

2. Модели задержек распространения сигнала Е12 (2048 кбит/с) в цифровых СП.

3. Методика оценки влияния ФФ генераторного оборудования на ошибку времени с использованием имитационной модели.

4. Модели задержек распространения сигнала в ВОЛП, учитывающие влияние температуры окружающего воздуха и суммарной солнечной радиации.

5. Технические решения аппаратуры распределения сигналов времени (АРСВ), осуществляющей синхронизацию ШВ с применением цифровых каналов, организованных системами передачи с ВОЛП.

Теоретическая и практическая значимость результатов работы. Теоретическая значимость результатов работы состоит в выявлении механизмов и факторов, оказывающих влияние на задержки распространения сигнала в ВОЛП и каналах передачи данных на их основе, что имеет большое значение для улучшения показателей систем синхронизации АСУТП.

Практическая значимость результатов работы состоит в решении проблемы синхронизации функционирования АСУТП путём создания ССВ с использованием ВОЛП, в результате чего повысится эффективность функционирования АСУ 111 и возрастут возможности их интеграции.

Разработанные модели и методики могут использоваться для оценки задержек распространения сигналов в сети с ВОЛП, что имеет большое значение для работы критичных к задержкам приложений.

Реализация и внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в организациях:

- ООО «АЛТО» - результаты диссертационной работы в части разработки тех-

нических решений ССВ использованы в процессе создания и испытаний опытных образцов АРСВ;

- ЗАО «Компания ТрансТелеКом» - результаты работы использовались в процессе разработки и испытаний опытного фрагмента опорной сети ЕВ при выборе способов передачи СВ; модели расчета задержек сигнала в оборудовании и волоконно-оптических линиях, а также методики расчета ФФ генераторного оборудования использовались для оценки характеристик точности СВ;

- ФГУ «32 ГНИИИ МО РФ» - результаты диссертационной работы использовались в рамках НИР в разработанных предложениях: по сличению ШВ эталонов (на основе технических решений ССВ с использованием ВОЛП); по основным направлениям развития средств и методов метрологического обеспечения (на основе моделей задержек распространения сигнала в СП СЦИ и линиях передачи). Результаты работы по сличению ШВ территориально разнесённых эталонов реализованы в опытном фрагменте сети ЕВ на участке ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» (г. Мытищи) -Станция Мытищи - управление Московской железной дороги (г. Москва).

Результаты работы также включены в учебное пособие «Компьютерные сети и телекоммуникации», которое готовится к выпуску в издательстве «Академия».

Апробация результатов работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на 8 международных и 2 российских научно-технических конференциях.

Публикации результатов работы. Основные результаты исследований опубликованы в 22 печатных работах (из них 7 - в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК).

Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников (177 наименований) и шести приложений. Общий объем составляет 237 страниц, включая 177 страниц текста, 59 рисунков и 22 таблицы.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность проблемы, показана её практическая значимость и направленность на повышение показателей точности и надёжности синхронизации функционирования АСУТП на железнодорожном транспорте, охарактеризована степень разработанности проблемы, сформулирована цель исследований, выбраны объект и предмет исследований.

В первой главе дан обзор современного состояния проблемы синхронизации временн с использованием ВОЛП: систематизированы известные результаты, проведён их критический анализ и выявлены нерешённые вопросы.

Обзор и анализ литературы показал, что методы и способы использования ВОЛП для синхронизации времени разработаны не в полной мере и отсутствует системный под-

ход к решению комплекса вопросов по данной проблеме. Вопросы использования стандартизованных СП для передачи СВ по ВОЛП изучены недостаточно, механизмы образования задержек распространения сигнала в этих системах не выявлены, методы оценки задержек сигналов не разработаны, а вопросы передачи СВ по ВОЛП с подвеской кабеля на опорах на большие расстояния практически не рассматривались в отечественной и зарубежной литературе.

По проблеме ФФ сигналов генераторного оборудования, которое используется для синхронизации, отсутствует чёткая концепция, позволяющая с единых позиций оценивать их влияние на точность формирования и синхронизации ШВ. В литературе отмечается, что, несмотря на важность проблемы фазовых шумов и огромное количество публикаций по этой тематике, до настоящего времени не удалось достигнуть полного понимания в области их изучения, последовательной и общей трактовки.

На основании обзора и анализа литературных источников выявлены нерешённые вопросы и поставлены задачи исследований.

Вторая глава посвящена решению общих вопросов синхронизации времени для АСУТП и моделирования ССВ с учетом особенностей используемых технических средств. Объектами моделирования являются устройства формирования и синхронизации ШВ и каналы передачи данных, организованные с использованием ВОЛП.

Рассмотрены и выбраны методы моделирования. Приведено описание ШВ с выделением основных вкладов в погрешность её показаний. Выявлены возможности методов сравнения ШВ с использованием однонаправленной и двунаправленной передачи СВ. Показано преимущество метода с использованием двунаправленной передачи СВ и определены области его применения. Рассмотрены методы коррекции ШВ и выявлены их отличительные особенности.

Для моделирования ССВ выбрана обобщённая схема в виде последовательной цепи ведущих и ведомых узлов (рисунок 1), которые соединены каналами передачи, организованными в ВОЛП. Схемная модель ССВ предусматривает использование сигналов существующей системы тактовой сетевой синхронизации для формирования локальных ШВ на узлах ССВ и двунаправленных каналов передачи для синхронизации локальных ШВ.

Ф,(()=2яу,„„/ Ф2 Ф„1 Ф, Фи

Г|=0 Г2 Г,., У, У„

Рисунок 1 - Обобщённая модель ССВ

На рисунке 1 обозначено: У/, - i-й узел ССВ, содержащий формирователь и синхронизатор ШВ; Г,- -генератор опорных сигналов узла У,-; Ф„ - фаза сигнала генератора узла У,-; т- задержки распространения сигналов в канале передачи от узла У^ к узлу У; и от узла У,- к узлу У,_г, F, - ошибка времени i-го узла ССВ относительно эталонной ШВ, где i = 1.. М. При этом У) - главный узел ССВ, ШВ которого принимается в качестве эталонной; У,_| - ведущий узел; У,- - ведомый узел (i = 2.. .М).

Описание и анализ приведённой на рисунке 1 модели при большом количестве узлов ССВ является практически неразрешимой задачей в силу сложности взаимодействия аппаратных средств и разнообразного характера воздействующих дестабилизирующих факторов. Поэтому в качестве базовой модели ССВ для исследований выбраны два соседних узла системы А и В, связанные каналами передачи, которые организованы системами передачи СПЛ, СПЬ СЩ ..., СП№ СПв, соединенными секциями ВОЛП ЛП,, ЛП2.....ЛЩц (рисунок 2).

Рисунок 2 - Базовая модель ССВ

В диссертации рассмотрены особенности использования ВОМ, СППЦИ и СП СЦИ для передачи СВ в базовой модели ССВ. При передаче СВ между узлами А и В сигнал задерживается в СП и в линиях передачи, кроме того, его фаза подвержена флук-туациям из-за фазовых шумов генераторного оборудования, синхронизирующего процесс передачи. На величину задержек влияют многие дестабилизирующие факторы, одновременный учёт которых практически невозможен. По этим причинам задача оценки задержек сигналов в каналах передачи разделена на несколько отдельных самостоятельных задач, которые рассматриваются в главах 3 (задержки в СП), 4 (оценка влияния ФФ на ошибку времени) и 5 (задержки ВОЛП с учётом влияния окружающей среды).

Для статистической оценки показателей ССВ рекомендовано использование метода Монте-Карло на основе разработанных методик расчётов её показателей.

В третьей главе рассмотрено влияние задержек сигнала в СП на ошибку времени при синхронизации АСУТП. Предложен подход к построению моделей цифровых СП, состоящий в выделении интерфейсных и преобразовательных устройств и описании их характеристик. При условиях синхронной передачи и отсутствия ФФ построены модели ВОМ, СП ПЦИ и СП СЦИ в режимах ввода, вывода и транзита, которые позволили выявить механизмы и факторы образования задержек распространения сигнала Е12 (2048 кбит/с) в различных устройствах указанных систем и оценить их значения. Определён вклад в задержку сигнала интерфейсных и преобразовательных устройств. Все возмож-

ные преобразования ПЦИ и СЦИ сведены к 4 обобщённым типам: синхронные преобразования мультиплексирования (СПМ) и демультиплексирования (СПД); асинхронные преобразования мультиплексирования (АПМ) и демультиплексирования (АПД).

В качестве примера на рисунке 3 приведена структурная схема СП ПЦИ вторичного временного группообразования (Рекомендация МСЭ-Т С.745), в состав которой входят интерфейсные устройства 1,4,5, 8 и преобразовательные устройства 2,3,6,7. Интерфейсное устройство 1 включает опгоэлектрический преобразователь ОЭ и выделитель тактового сигнала ВТС1; 4 - подавитель джиттера ПД1 и линейный кодер Ж; 5 - выделитель тактового сигнала ВТС2, линейный декодер ДЦ и подавитель джиттера ПД2; 8 - электроопгиче-ский преобразователь ЭО. На рисунке 3 обозначено: Е12, Е2 - стандартные сигналы электросвязи; Е2о - оптический сигнал Е2; ПП - промежуточный поток, а также приведены соответствующие им скорости передачи данных; Г1.. .ГЗ - генераторы синхросигналов.

Оптический вход Электрический выход Электрический вход Оптический выход

Рисунок 3 - Структурная схема СП ПЦИ

Выявлены механизмы и даны количественные оценки задержек сигнала для простейших реализаций различных устройств СП. Например, показано, что задержки распространения 1-й информационной единицы цикла А г, при СПМ и Дг'( при СПД определяются начальными смещениями во времени циклов сигнальных потоков на входе и выходе преобразования и функцией соответствия позиций информационных единиц в циклах входного и выходного потоков:

Д', =т0 +1/('НК -('-ОЬ : Дг'/ = т'о+(!~1)гх ЧД«НЬг. (1)

где т0, т'о - начальные смещения во времени цикла выходного потока относительно входного для СПМ и СПД соответственно; ДО - дискретная функция соответствия позиций информационных единиц в циклах входного и выходного потоков; %х, ту - длительности единичных интервалов (ЕИ) входного и выходного потоков соответственно.

Начальные смещения во времени определяются из (1) исходя из условия неотрицательного значения задержки любой информационной единицы цикла при выпол-

нении преобразования. Показано, что АПМ имеют случайную составляющую задержки сигнала, постоянную при отсутствии ФФ и постоянстве задержки сигнала в ВОЛП. Это приводит к неидентичности (асимметрии) задержек сигналов в каналах передачи прямого и обратного направлений. Для большого числа Л' СП (см. рисунок 2) получены выражения ошибок времени, обусловленных асимметрией задержек, для СП ПЦИ и СП СЦИ соответственно

Лгада = ; Псци = *||(см + £(4 + 4)+ с\в + С?^

в пределах доверительного интервала ±3а при усечённом нормальном распределении плотности вероятности асимметрии, где а - среднеквадратическое отклонение нормального распределения плотности вероятности асимметрии; сц, сг/ и су, - значения, равные произведению половины емкости буфера согласования соответствующего АПМ, выраженной в ЕИ, на номинальную длительность ЕИ, с, преобразуемого потока г-й СП.

Для двух вариантов цепей (СП ПЦИ и СП СЦИ) результаты оценки половины асимметрии задержек для 5 и 11 СП приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Половина асимметрии задержек в СП ПЦИ и СП СЦИ

Система передачи Половина асимметрии задержек сигнала, мке

для цепи из 5 СП для цепи из 11 СП

СП ПЦИ ±1,09 ±1,74

СП СЦИ ±8,78 ±13,86

Результаты расчёта задержек распространения сигнала Е12 в простейших реализациях ВОМ, СП ПЦИ и СП СЦИ для режимов ввода, вывода и транзита представлены в таблице 2, где TU-12 - субблок 1-го уровня СЦИ, AU-4 - административный блок 4-го уровня СЦИ.

Полученные результаты позволяют дать сравнительную оценку задержек сигналов в рассмотренных СП в различных режимах работы.

Таблица 2 - Задержки сигнала в СП

Система передачи Задержка сигнала, мке, в режиме

ввода вывода транзита

ВОМ 8,569 8,569 17,138

СП ПЦИ 9,531±0,488 8,867 1,554±0,488

СП СЦИ 20,795±0,488 24,268±3,731 9,788±3,731 (транзит ТО-12)

2,016±0,16 (транзит AU-4)

В четвёртой главе исследовано влияние ФФ генераторного оборудования на ошибку времени при синхронизации АСУ 111, поскольку практически достижимая точность формирования и синхронизации ШВ зависит от фазовых (а не амплитудных) флуктуации синхросигналов.

Для временной модели синхросигналов выделены медленные (неограниченные по уровню) и быстрые (ограниченные) составляющие флуктуаций, для описания которых используется различный математический аппарат. При спектральном представле-

нии синхросигналов важную роль играет спектр ФФ. Оценка вклада флуктуирующих параметров сигнала в энергетический спектр показала невозможность его использования для оценки влияния ФФ генераторного оборудования на ошибку времени. Для этих целей рекомендовано использовать теоретические методы анализа генераторов, позволяющие в ряде случаев разделить флуктуации амплитуды и фазы колебаний, после чего определить дисперсию случайной фазы и оценить её значение.

На примере транзисторного автогенератора, описываемого стохастическим дифференциальным уравнением второго порядка, показан переход к уравнениям для амплитуды и фазы. Уравнение для фазы позволило получить выражение для дисперсии приращения фазы за время Т и определить её значение. Для представляющего практический интерес случая (частота синхросигнала /=2МГц ) за время одного периода 7=1//" получено значение среднеквадратического отклонения фазы стДф = 7,745-10"6л.

Для более точного определения характеристик ФФ с учётом многих внутренних источников шумов можно рекомендовать более строгие модели, например, нелинейную стохастическую модель генератора, предложенную Demir A., Mehrotra A., Roy-chowdhury J., которая позволяет получить хорошее совпадение с измерениями даже вблизи несущей частоты, где другие известные методы имеют большие ошибки или вообще не могут быть использованы.

В этой главе рассмотрены линейные шумовые модели системы ФАПЧ и последовательной цепи из ведомых устройств синхронизации, а также соотношения, позволяющие дать количественную оценку ФФ. Более строгие модели ФАПЧ и методы их анализа рассматриваются в работах А.Ф. Фомина.

Показана целесообразность и эффективность использования имитационного моделирования для оценки влияния ФФ на ошибку времени при синхронизации АСУТП. В имитационных моделях широко используется получение сигнала с заданной спектральной плотностью мощности путём фильтрации белого шума. Требования к передаточным функциям обычно задают для аналоговых фильтров в виде К(р), где р - оператор Лапласа. Переход к их цифровому представлению АГ(г) выполнен на основе известного метода Боксера-Таллера (Boxer-Taller) в общем виде для двух форм представления передаточной функции К(р) аналогового фильтра. Данный метод обладает более высокой точностью по сравнению с известным билинейным методом перехода от L- к Z-преобразованию, что проявляется при возрастании порядка фильтра. Для генерации фазового шума с постоянным значением девиации временного интервала (ДВИ) на интервале наблюдения до 1000 с рекомендовано использование фильтра Барнса-Джарвиса (Barnes-Jarvis) 6-го порядка с передаточной функцией

_ 2,915•КГ3/?6 + 0,09499р5 +0,38б9р4 + 0,221р3 + 0,01795р2 + 2,046'Ю"4р + 2,914-КГ7 р6 + 12,31р5 +18,96р4 +4,094р3 +0,1257р2 +0,0005413p + +2,914-10"'

Найденная связь между коэффициентами числителеи Ап • ■ -, <Г\) и знаменателей Вп = Рп(Ьи, ...,Ад') функций К(г) и К(р) может быть представлена в матричной форме, которая для N = 6, а = ИТ, где Т-период дискретизации, имеет вид

Ч" "1 1 1 1 1 1 1 '1 0 0 0 0 0 о" «ч

А 6 4 2 0 -2 -4 -6 0 1 0 0 0 0 0 а'д,

15 5 -1 -3 -1 5 15 0 0 1 0 0 0 0 а*а2

= 20 0 -4 0 4 0 -20 X 0 1/3 0 1 0 0 0 X а'а,

4. 15 -5 -1 3 -1 5 15 0 0 2/3 0 1 0 0 а4«4

А 6 -4 2 0 -2 4 -6 0 0 0 1 0 1 0 а5«.

Л. 1 -1 1 -1 1 -1 1 0 0 14/45 0 4/3 0 1 а\

Для оценки низкочастотных ФФ выбрана частота дискретизации 10 Гц и получены следующие коэффициенты цифрового фильтра, нормированные по значению В0: А, = 5,776034280079095-10'3, Д =-2,678862292741714-Ю'2, Л2 = 4,973591613937809-10г, Л, =-4,644807002587421-102, А4 = 2,217547062642016-10 \ Д =-4,663485591265584-10', 4 =2,127574988482721-Ю4, Ва = 1, В, =-5,174945137742761, В2 =10,98803463074316, В, =-12,20030256568177, В, = 7,422158573302396, В, =-2,320822280684304, В6 = 0,2858767800534541.

Реакция цифрового фильтра на произвольное входное воздействие определялась при компьютерном моделировании с помощью выражения, представленного на основании К(г) во временной форме у[Щ, где к - дискретное время.

В результате исследований предложена методика оценки влияния ФФ на ошибку времени при синхронизации АСУТП, включающая:

- выбор показателей для количественной оценки точности и стабильности времени. На основании рассмотренных стандартизованных показателей рекомендовано использовать среднеквадратическую (ОВИт15) и максимальную (МОВИ) ошибки временного интервала. Для имитационного моделирования представляет интерес использование оценки ДВИ при переходе от ограничительных масок ДВИ, нормированных для СП, к спектральной плотности ФФ. Из существующих алгоритмов для «быстрого» вычисления указанных показателей выбраны алгоритм вычисления МОВИ по. методу двоичного разложения последовательности ошибок времени и рекурсивный алгоритм вычисления ДВИ;

- соотношения для количественной оценки шумовых свойств системы ФАПЧ и цепи ведомых генераторов;

- имитационную модель ФФ ведомого генератора для расчёта показателей, использующую наиболее совершенный алгоритм ИАМШХ для генерации псевдослучай-

ной последовательности белого шума. Для получения заданной спектральной плотности шума применён цифровой фильтр с коэффициентами, приведёнными выше.

По предложенной методике выполнены расчёты МОВИ и ОВИтв ФФ на выходе цепи ведомых генераторов, которые используются при анализе модели ССВ и оценке её показателей. Результаты представлены на рисунке 4, откуда следует, что шумовые характеристики цепи генераторов ВОМ несколько хуже, чем у цепи СП СЦИ, что вызвано использованием последовательного соединения двух ведомых генераторов на транзитном сетевом узле с ВОМ.

si §

1 10 100 1000

Интервал наблюдения, с

10000 100000

Рисунок 4 - Результаты расчёта ФФ цепи ведомых генераторов

В пятой главе построены модели ВОЛП, учитывающие влияние двух наиболее важных факторов: температуры окружающего воздуха и суммарной солнечной радиации.

С использованием известных аппроксимаций суточных и годовых изменений температуры гармоническими функциями, получено выражение для суточно-годового хода температуры воздуха, учитывающее годовые изменения амплитуды суточной температуры

'2л

T;(J,ts) = Tc?r+AT-cOS

.365

, Ат+А* .At Ал 2 2

•COS

365v r>

•COS

ih 'макс)

где Т°рг - среднегодовая температура, °С; Аг - амплитуда годовой температуры, °С;

1...365 - порядковый номер дня года по Юлианскому календарю; /т - порядковый номер дня года с климатически максимальным значением температуры; Асх и А„ - средние суточные амплитуды наиболее холодного и наиболее теплого месяцев года, °С, соот-

ветственно; - местное солнечное время суток, час; /юкс - местное солнечное время суток, соответствующее максимальной суточной температуре, час.

На основе известного выражения для зенитного угла Солнца и модели Ангстро-ма-Прескотта, получено выражение интенсивности суммарной солнечной радиации в точке наблюдения с географической широтой <}> для заданного дня года У =1.. .365 и местного солнечного времени суток ts, час, с учетом индекса облачности СС= 0...1 и относительной оптической массы атмосферы тя, уточнённой для больших зенитных углов

Q{J,ts) = IaF(:(ра0 -bA ■ СС)"' < sin ф • sin 5 + cos<J»• cos 5• cos

где ¡о - солнечная постоянная, 1367 Вт/м2; Fg(/) - функция эксцентриситета земной орбиты от дня года; р^ - интегральный коэффициент прозрачности атмосферы при ясном небе, Ьл - коэффициент b модели Ангстрома-Прескотга; 5(7) - угол солнечного склонения от дня года; tSN - местное солнечное время, час, соответствующее солнечному полудню.

По известным экспериментальным данным установлена регрессионная связь между изменением температуры оптического волокна, °С, и уровнем воздействующей суммарной солнечной радиации Q, кВт/м2, в виде

ДГ0'В (g) = 12,177g2 + 3,49696.

Получено выражение задержки сигнала в оптическом волокне с учётом его температуры ГдВ, а также коэффициентов избыточности длины оптического волокна в кабеле и длины кабеля по трассе ВОЛП

0'5'"г

Д'ов = ИОВ^тр + Ров J^OB V

"0.5Л,

где а0в, Ров - постоянные коэффициенты; L,р - протяжённость трассы ВОЛП; - текущая длина трассы ВОЛП.

Модели, построенные на основании приведённых выше соотношений, позволили определить изменение задержки сигнала в ВОЛП заданной длины при воздействии среднестатистических температур воздуха и уровней суммарной солнечной радиации для любого часа любых суток года.

Выполнен расчёт суточных изменений задержки распространения сигнала в однородном участке ВОЛП протяжённостью 1 км для 7 июля и географических координат г. Москва. Полученная функция температуры оптического волокна от времени аппроксимирована рядом Фурье, который имеет вид

■^ов ('s ) = 19,82+ 6,66cos + l,43cos

+ 3,69 sin

+ 0,31 cos

На основании выражения (2) найдена зависимость задержки сигнала в линии передачи элементарной длины 1 км от времени суток, представленная на графике (рисунок 5,а). На рисунке 5,6 показан график суточного изменения относительного отклонения частоты, полученный путём дифференцирования зависимости на рисунке 5,а.

5.1618 5.1616 5.1614 5.1612 5.16К 5.1606

4 В 12 16 Мести« солнечное время, чяс

Местное солнечное время, час

а) б)

Рисунок 5 - Задержка сигнала и относительный сдвиг частоты

Проведённое исследование показало, что температурные изменения задержки в ВОЛП с подвеской кабеля на опорах, имеющей большую протяжённость, могут вызывать значительную ошибку времени при синхронизации АСУТП. Возможность компенсации указанных температурных изменений задержки зависит от используемых способов передачи СВ. Изменения задержки в ВОЛП вызывают смещение частоты опорного сигнала ведомого генератора, формирующего ШВ, что приводит к её ошибке на интервале между коррекциями (величина ошибки пропорциональна этому интервалу).

Шестая глава посвящена рассмотрению вопросов оценки показателей ССВ на основе ВОЛП, её практической реализации и экспериментальной проверки.

Для базовой модели ССВ с ведущим и ведомым узлами (см. рисунок 2) определена ошибка ведомой ШВ, которая складывается из ошибки ШВ ведомого узла В в момент проведения коррекции (относительно ШВ ведущего узла А) и ошибки, накапливаемой за интервал времени между двумя коррекциями.

Задержка распространения сигнала в каналах передачи АВ и ВА представлена в виде суммы трёх составляющих: суммарной задержки в СП (тСп)', суммарной задержки в секциях ВОЛП (тл„); изменений задержки (ДТфф), обусловленных ФФ сигналов генераторного оборудования:

-АВ _ -АВ , ТАВ , ЛтАВ ВА _ _ВА , -ВА , д-ВА

В задержках СП и линии передачи выделены неизменные и изменяющиеся составляющие:

ВА ЧВА , =ги , дггм

1-гп 1>Т1 » ^ » " Р.Т1 »

где тслп", Tc'jf - детерминированные составляющие, \лп", - случайные составляющие, имеющие постоянное значение при отсутствии ФФ и постоянной задержке сигнала в линии передачи, Дт jf, Дтс'" - составляющие, учитывающие изменения и %"ПА, вызванные влиянием ФФ и изменениями задержки в ВОЛП;

ЬЛП *ЛП VJin ' лп лп *лп »

где тлА„\<л - среднее значение задержки сигнала в ВОЛП, , Дт^- отклонение задержки сигнала в ВОЛП от среднего значения.

Дана оценка вклада каждой составляющей задержек для двух способов организации канала передачи: с использованием ВОМ и СП СЦИ. Показано, что в момент коррекции ошибка времени равна половине асимметрии задержек сигнала в каналах передачи и выражается следующими соотношениями для каналов передачи с СП СЦИ и с ВОМ соответственно

Л-г уЛВ »_ ЛтЛВ

СЦИ _ \„ ~\„ Л,ЛД д„АВ атвом _ тФФ(вом)

— - 2 ^ ФФ' 2 7J—■

В главе большое внимание уделено практической реализации ССВ на основе ВОЛП. С этой целью определены и обоснованы принципы построения аппаратных средств узла ССВ (формирователь и синхронизатор ШВ). Для сравнения ведомой и ведущей ШВ принят метод двунаправленной передачи СВ, для формирования локальной ШВ используются сигналы тактовой сетевой синхронизации существующей сети связи, для коррекции локальной ШВ выбран метод одношаговой подстройки. Выбраны состав и информационно-логическая структура СВ для передачи по каналам сети связи в процессе сравнения ШВ, а также способы формирования СВ и организации канала для их передачи.

Выявлены функции, определён состав аппаратуры АРСВ и разработаны технические решения её отдельных узлов. Общая структурная схема АРСВ приведена на рисунке 6, где обозначено: ПП1, ПП2 - приёмопередатчики; ЛИ], ЛИ2 - линейные интерфейсы; ВВ - узел ввода внешних СВ; ФШВ - формирователь шкалы времени; ФВВ - узел формирования и вывода внешних СВ; МК - микроконтроллер; RClkl, RClk2, TClkl, TClk2 - тактовые сигналы приёма и передачи СВ; RxDl, RxD2, TxDl, TxD2 - принимаемые и передаваемые СВ; KB - код времени; ШД - шина данных; ШУ' - шина управления; RxDa, TxDa - интерфейсные сигналы ввода и вывода внешнего кода времени; RxDb, TxDb - интерфейсные сигналы мониторинга и администрирования; EN1...EN4 - сигналы управления процессом передачи СВ; INT1, INT2 - сигналы прерываний; F27 - сигнал шины времени с частотой 1 Гц.

В диссертации приведено подробное описание узлов АРСВ и их характеристик, а также принципа функционирования АРСВ.

К другой (ведущей) АРСВ

£12 (СП)

Е12(КО) i t

ЛИ1 TCIM

TxDt

RxOI

RClkl

ПП1

(ведомого режима)

Секундный импульс (от эталонного источника)

Код времени (от эталонного источника)

I! il

ПП2

(ведущего режима)

Л Л

22.

У\

RCIk2 ЛИ2

RxD2

Tx02

TCIk2

ФВЕСВ

К другой (ведомой) АРСВ

Е12 (СП)

Секундный импульс (к пользователю)

Код времени (к пользователю)

К терминалу управления

Рисунок 6 - Общая структурная схема АРСВ

Определены задержки распространения СВ между двумя АРСВ в процессе формирования 4-х меток времени с помощью стробов. На рисунке 7 показаны только те узлы АРСВ, которые непосредственно участвуют в передаче СВ и формировании стробов, а именно: анализаторы AMI, АМ2 маркер-битов, формирующие стробы STB2, STB3 при получении СВ; формирователи ФС1, ФС2 стробов STB1, STB4 при передаче СВ; регистры RG1, RG4, RG7 и RG10, фиксирующие метки времени. Для оценки задержек сигналов в указанных узлах использовались временные диаграммы информационных сигналов и тактовых сигналов приёма (RClkl, RClk2) и передачи (TClkl и TClk2).

Ведущая АРСВ (узел А) Ведомая АРСВ (узел В)

Рисунок 7 - Схема для определения задержки распространения СВ между двумя АРСВ

Полученные результаты использовались для расчёта расхождения ШВ, сравниваемых по методу двунаправленной передачи СВ.

В этой главе для базовой модели ССВ дана количественная оценка вкладов в ошибку времени, обусловленных следующими факторами: асимметрией задержек сигнала в СП (в каналах передачи прямого и обратного направлений); ФФ сигналов генераторного оборудования; температурными изменениями задержки сигнала в ВОЛП; уходом частоты опорного сигнала ведомого генератора, вызванным температурными изменениями задерж-

ки сигнала в ВОЛП; дискретностью ШВ, формируемой на узле ССВ.

Расчёт проводился для случая, когда соединяющий узлы ССВ канал передачи организован во фрагменте сети из 11 узлов связи с СП (2 оконечных и 9 транзитных). При этом узлы сети связи соединены одинаковыми 10 секциями ВОЛП длиной 60 км каждая. Результаты оценки вклада указанных выше факторов в ошибку времени ведомого узла ССВ представлены на диаграммах на рисунках 8,а (для канала передачи с использованием СП СЦИ) и 8,6 (для канала передачи с использованием ВОМ).

а) 6)

Рисунок 8 - Результаты оценки пределов ошибок времени

Полученные результаты позволяют оценить предельную ошибку времени ведомой ШВ для ССВ с использованием СП СЦИ как

remaxi = 13,86 + 0,2 + 0,348 + 0,015 = 14,423 мке; для ССВ с использованием ВОМ как

ТЕтa*2 =0 + 0,198 + 0 + 0,11 + 0,015 = 0,323 мкс.

Для СП СЦИ влияние смещения частоты при определении предельной ошибки времени не учитывается, так как его максимум проявляется при среднем значении задержки в ВОЛП. При компенсации асимметрии задержек í";1 - в СП СЦИ (например, с помощью возимого эталона времени), ошибка TE^i уменьшится до 0,563 мкс.

Таким образом, предлагаемая ССВ обеспечивает высокую точность синхронизации функционирования АСУТП. Использование ВОМ для организации каналов передачи позволяет получить лучшие характеристики точности синхронизации, а применение СП СЦИ выгоднее с точки зрения эффективного использования пропускной способности ВОЛП.

Проведены экспериментальные исследования ССВ с использованием ВОЛП на опытном фрагменте опорной сети ЕВ ЗАО «Компания ТрансТелеКом», имеющем сопряжение с Государственным эталоном времени и частоты, с применением опытных образцов АРСВ. Полученные практические результаты согласуются с теоретическими

и подтверждают возможность создания ССВ с использованием ВОЛП, обладающей в совокупности высокими характеристиками точности, доступности и информационной безопасности СВ.

Предложенные решения по реализации ССВ с использованием ВОЛП позволяют осуществить синхронизацию функционирования АСУТП на железнодорожном транспорте, поскольку на любом узле сети связи ОАО «РЖД» могут быть получены СВ, имеющие привязку к ШВ Государственного эталона времени и частоты с высокой точностью и отличающиеся высокой доступностью и информационной безопасностью. Дальнейшая доставка СВ к пользователям АСУТП (серверам, рабочим станциям и т.п.) может быть осуществлена посредством существующих локальных вычислительных сетей и протоколов времени (ШТ, РТР), реализующих в локальных сетях приемлемые для АСУТП точности синхронизации времени.

В заключении изложены основные результаты исследований.

Основные результаты и выводы

В итоге проведённых в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты.

1. Построена обобщённая модель ССВ в виде последовательной цепи ведущих и ведомых узлов, соединённых каналами передачи, отражающая влияние различных (детерминированных и случайных) факторов на показатели системы. Для проведения исследований из обобщенной модели выделена базовая модель ССВ, содержащая ведущий и ведомый узлы.

2. Построены модели цифровых систем передачи, работающих по ВОЛП (волоконно-оптического модема, плезиохронных и синхронных систем передачи) для режимов ввода, вывода и транзита, которые позволили выявить механизмы и факторы, оказывающие основное влияние на задержки распространения сигнала Е12 в различных устройствах указанных систем и определить их вклад в ошибку времени при синхронизации АСУТП.

3. Предложена методика расчёта флукгуаций фазы синхросигналов генераторного оборудования на основе имитационной модели, позволившая дать количественную оценку влияния фазовых флукгуаций на ошибку времени при синхронизации АСУТП.

4. Построены модели линии передачи с учётом влияния окружающей среды, позволившие выявить влияние температуры и солнечной радиации на задержки распространения сигнала по ВОЛП большой протяжённости с подвеской кабеля на опорах и определить вклад этих задержек в ошибку времени при синхронизации АСУТП.

5. Определены предельные ошибки ШВ ведомого узла базовой модели ССВ при организации канала передачи во фрагменте сети из 11 сетевых узлов (систем передачи СЦИ или волоконно-оптических модемов) и секций ВОЛП общей протяжённостью 600 км. Для сети СЦИ получено значение ошибки времени ±14,42 мкс без компенса-

ции и ±0,56 мкс с компенсацией асимметрии задержек, для сети волоконно-оптических модемов - ±0,32 мкс.

6. Разработаны технические решения аппаратуры распределения сигналов времени, проведена её экспериментальная проверка. Результаты экспериментальных исследований незначительно отличаются от теоретических результатов и подтверждают возможность построения ССВ с использованием ВОЛП, обеспечивающей высокие показатели точности синхронизации функционирования АСУТП.

7. В результате исследований разработаны рекомендации по синхронизации функционирования АСУТП на железнодорожном транспорте с использованием ВОЛП. В частности, при использовании существующих в ОАО «РЖД» первичных сетей связи СЦИ рекомендуется применять:

- формирование локальных шкал времени от сигналов системы тактовой сетевой синхронизации;

-сравнение шкал времени по схеме «ведущий-ведомый» методом двунаправленной передачи сигналов времени;

-передачу сигналов времени в составе стандартных сигналов электросвязи Е12 (2048 кбит/с) в синхронном режиме;

- периодическую коррекцию локальных шкал времени методом одношаговой подстройки.

8. Результаты проведённых исследований позволяют осуществить синхронизацию функционирования АСУТП с высокими показателями точности и надежности, не зависящими от электромагнитной обстановки. Синхронное функционирование повысит надежность и эффективность автоматизированных систем, будет способствовать формированию единого информационного пространства железных дорог и создаст условия для обеспечения совместимости и интеграции отдельных АСУТП в интеллектуальную систему управления железнодорожным транспортом.

Таким образом, в результате исследований решена задача синхронизации функционирования АСУТП, имеющая существенное значение для автоматизации и управления технологическими процессами и производствами на транспорте,

Список публикаций по теме диссертации

Статьи в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК

1. Васильев O.K., Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Особенности реализации системы единого точного времени // Автоматика, связь, информатика. - 2009. - Л® 12. - С. 28-31.

2. Васильев O.K., Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Способ построения системы единого времени на основе синхронных сетей электросвязи // Автоматика, связь, информатика. -2008. -№1. -С. 23-26.

3. Новожилов Е.О. Система единого времени в АСУ ОАО «РЖД» // Автоматика,

связь, информатика. - 2006. - №4. - С. 23-27.

4. Рыжков A.B., Иванов A.B., Новожилов Е.О. Способы передачи сигналов времени по волоконно-оптическим линиям // Электросвязь. - 2009. - № 9. - С. 35-38.

5. Рыжков A.B., Колтунов М.Н., Новожилов Е.О., Леготин H.H. Распределение сигналов точного времени по наземным цифровым сетям электросвязи II Электросвязь. -2007 г.-№10.-С. 30-34.

6. Рыжков A.B., Новожилов Е.О. Единое точное время на железнодорожном транспорте // Железнодорожный транспорт - 2006. - №10. - С. 46-47.

7. Рыжков A.B., Новожилов Е.О., Леготин H.H., Колтунов М.Н., Ерёмин Е.В. Наземный сегмент Государственной службы времени и частоты // Электросвязь. - 2007 г. - №2. -С. 42-44.

Статьи в других изданиях

8. Алексеев Ю.А., Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Передача сигналов шкалы точного времени по волоконно-оптическим сетям связи / Материалы 9-й международной научно-практической конференции «Эволюция транспортных сетей телекоммуникаций. Проблемы построения, развития и управления» // Вкник УНД13. - Юев, 2006 г. - №1. - С. 33-38.

9. Коновалов Г.В., Новожилов Е.О. Моделирование способов передачи сигналов времени при частотно-временном обеспечении телекоммуникаций // Материалы Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию», 10-13 ноября 2008 г., г. Москва / Под ред. чл.-корр. РАН A.C. Сигова. - М.: Энергоатомиздат, 2008, часть 4. - С. 205-208.

10. Новожилов Е.О. Влияние флуктуаций фазы в сети передачи на точность сигналов времени // Вопросы развития железнодорожного транспорта в условиях рыночной экономики/Под ред. Ю.М. Черкашина, Г.В. Гогричиани. М.: Интекст, 2007. - С. 230-239.

И. Новожилов ЕО. Вопросы построения системы единого времени ОАО «РЖД» // Труды Российского научно-исследовательского и проектно-конструкгорского института информатизации, автоматизации и связи. - Вып. 7. - М.: ЗАО «Бизнес-проеет», 2007. - С. 155-165.

12. Новожилов Е.О. Использование сигналов распределенного первичного источника в системе единого времени ОАО «РЖД» И Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 6-ой международной научно-технической конференции / Владим. гос. университет, редкол.: А.Г. Самойлов (и др.). - Владимир: РОСТ, 2005. - С. 196.

13. Новожилов Е.О. Моделирование передачи сигналов времени в цифровых сетях электросвязи // Современные проблемы частотно-временного обеспечения сетей электросвязи: Сборник трудов международных научно-технических конференций. М.: ФГУП ЦНИИС, 2010.-С. 191-199.

14. Новожилов Е.О. Модель задержки распространения сигнала в мультиплексорах и регенераторах СЦИ при передаче сигналов времени // Современные проблемы частотно-временного обеспечения сетей электросвязи: Сборник трудов международных научно-технических конференций. М.: ФГУП ЦНИИС, 2010. - С. 171-183.

15. Новожилов Е.О. Модель передачи сигналов времени в синхронной сети связи // Железнодорожный транспорт на современном этапе. Задачи и пути их решения: Сб. науч. тр. ОАО «ВНИИЖТ» / Под ред. А.Е. Семечюша. - М.: Интекст, 2008. - С. 275-282.

16. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Передача сигналов времени в синхронных сетях связи // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания. Материалы научно-технического семинара. - Белгород, 3-5 июля 2006. - С. 25-26.

17. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Синхронизация времени на основе синхронных сетей связи: сравнительная оценка и преимущества // Материалы 10-й международной научно-практической конференции «Эволюция транспортных сетей телекоммуникации. Проблемы построения, развития и управления». Вгсник УНД13. - Kies, 2008 г. - №1. - С. 74-79.

18. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Синхронизация времени по волоконно-оптическим сетям связи // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания. Научно-технический семинар. / Сборник трудов. - Ярославль, 1-3 июля 2008.-С. 17-19.

19. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Система единого времени ОАО «РЖД» на основе распределенного первичного эталонного источника // Ведомственные и корпоративные сети и системы. Connect! - 2005. - № 1. - С. 94-98.

20. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Экспериментальная проверка метода передачи сигналов времени по волоконно-оптической сети связи // Современные проблемы частотно-временного обеспечения сетей электросвязи: Сборник трудов международных научно-технических конференций. М.: ФГУП ЦНИИС, 2010. - С. 200-205.

21. Новожилов Е.О. Система единого времени в центрачизованной системе управления сетью связи ОАО «РЖД» // Телекоммуникационные и информационные технологии на транспорте России: Сборник докладов Третьей международной научно-практической конференции «ТелекомТранс-2005». - Ростов-н/Д: Рост. гос. ун-т путей сообщения, 2005. - С. 192-197.

22. Рыжков A.B., Павлов A.B., Иванов A.B., Новожилов Е.О. Особенности передачи сигналов времени различными системами, работающими по волоконно-оптическим линиям связи // Труды Института прикладной астрономии РАН, вып. 20. С-Пб.: Наука, 2009. - С. 282-289.

Новожилов Евгений Олегович СИНХРОНИЗАЦИЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОМ

ТРАНСПОРТЕ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (транспорт)

Подписано к печати 22.04.2010 г. Объем 1,5 п.л.

Печать офсетная. Формат 60x84/16

Тираж 80 экз. Заказ № 274

Типография МИИТа, 127994, ГСП-4, Москва, ул. Образцова, 9, стр. 9.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Новожилов, Евгений Олегович

Список сокращений.

Введение.

Глава 1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ СРЕДСТВА И МЕТОДЫ СИНХРОНИЗАЦИИ

ВРЕМЕНИ.

1.1 Сущность, состояние и актуальность проблемы.

1.2 О систематизации сведений по проблеме.

1.3 Общие вопросы синхронизации времени.

1.4 Вопросы оценки фазовых флуктуаций.

1.5 Вопросы влияния окружающей среды на линию передачи.

1.6 Выводы.

Глава 2 ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМЫ СИНХРОНИЗАЦИИ ВРЕМЕНИ

2.1 Выбор объектов для моделирования.

2.2 Выбор способов моделирования.

2.3 Шкала времени.

2.4 Методы сравнения шкал времени.

2.5 Методы коррекции шкалы времени.

2.6 Схемные модели ССВ.

2.7 О статистической оценке показателей ССВ.

2.8 Выводы.

Глава 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ ПЕРЕДАЧИ.

3.1 Структура систем передачи.

3.2 Интерфейсные устройства и их задержки.

3.3 Преобразовательные устройства и их задержки.

3.4 Оценка асимметрии задержек распространения сигналов.

3.5 Оценка задержек распространения сигнала в системах передачи.

3.6 Выводы.

Глава 4 ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ФЛУКТУАЦИЙ ФАЗЫ НА ОШИБКУ

ВРЕМЕНИ.

4.1 Шумовые модели синхросигнала.

4.2 Показатели для оценки точности и стабильности времени.

4.3 Модели автогенератора.

4.4 Шумовая модель системы фазовой автоподстройки частоты.

4.5 Шумовая модель цепи ведомых устройств синхронизации.

4.6 Имитационная модель флуктуаций фазы.

4.7 Методика оценки влияния флуктуаций фазы на основе имитационной модели.

4.8 Выводы.

Глава 5 МОДЕЛИРОВАНИЕ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ В УСЛОВИЯХ

ВОЗДЕЙСТВИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

5.1 Модель оптического волокна при нормальной температуре.

5.2 Температурная модель оптического волокна.

5.3 Моделирование суточно-годового хода температуры воздуха.

5.4 Моделирование суммарной солнечной радиации.

5.5 Модель задержки распространения сигнала в линии передачи с учетом влияния окружающей среды.

5.6 Оценка задержки распространения сигнала в ВОЛИ.

5.7 Выводы.

Глава 6 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ

ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

6.1 Анализ базовой модели ССВ.

6.2 Выбор параметров аппаратных средств для практической реализации ССВ.

6.3 Задержка распространения сигналов времени между ведомым и ведущим узлами базовой модели ССВ.

6.4 Оценка ошибок времени в базовой модели ССВ.

6.5 Экспериментальная проверка опытного фрагмента ССВ.

6.6 Выводы.

Введение 2010 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Новожилов, Евгений Олегович

Диссертационная работа посвящена исследованию вопросов синхронизации функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) на железнодорожном транспорте.

В настоящее время на Российских железных дорогах широко применяются АСУТП, построенные на основе локальных информационных баз и с использованием различных методических принципов [146].

Для внесения временного признака информации в составе технического обеспечения АСУТП предусматриваются средства поддержания единого времени (ЕВ). За счёт этого достигается управляемое выполнение различных задач: документирование времени поступления и выдачи информации, организация очерёдности обработки запросов; ситуационный анализ событий по временному признаку (очередность, длительность) задание последовательности управляющих воздействий во времени и др.

Поскольку большинство АСУТП на железнодорожном транспорте имеют территориально-распределённую структуру, проблема поддержания ЕВ в одной и той же системе обостряется необходимостью передачи информации о времени на значительные расстояния. При этом неизбежна потеря точности времени, приводящая к разбросу показаний времени на. территориально распределённых компонентах одной и той же АСУТП.

Расхождение показаний времени в пределах одной АСУТП может приводить к ошибкам (неправильная интерпретация событий во времени, программные «тупики» и др.), снижающим эффективность её работы. Если серверы и рабочие станции системы работают без привязки к собственной единой шкале времени (ШВ), то АСУТП подвержена ряду угроз (сбои в диагностике функциональных отказов, затруднение ведения информационных баз, нарушение безопасности информации и др.), которые могут приводить к её отказам.

В условиях, когда несколько АСУТП являются независимыми, задачи временной синхронизации реализуются в каждой системе автономно, с использованием различных принципов поддержания TUB. Это приводит к рассогласованию собственных ТТТВ отдельных систем и, следовательно, к отсутствию ЕВ, что является препятствием на пути обеспечения совместимости и интеграции отдельных АСУТП.

Таким образом, вопрос синхронизации функционирования АСУТП приобретает исключительную важность для повышения эффективности их функционирования, их интеграции и организации единого информационного пространства [151]. Более того, в условиях повышения требований к эффективности перевозочного процесса, безопасности движения поездов и уровню интеллектуализации задач автоматизированного управления также ужесточаются требования к точности синхронизации по времени технологических процессов.

Достоинства ГНСС заключаются в высокой точности сигналов времени (СВ), их доступности в любой точке на поверхности Земли и возможности размещения приёмного оборудования на подвижных объектах. В то же время, существенным недостатком ГНСС является повышенная уязвимость. В [28] приводятся возможные источники уязвимости ГНСС: непреднамеренные помехи, изменчивость ионосферы, солнечная активность, радиоэлектронное подавление, радиодезинформация, а также подчёркивается важность поддержания и разработки адекватных альтернативных систем. Несмотря на указанный недостаток, применение приёмников сигналов ГНСС на подвижном составе является практически безальтернативным, поскольку позволяет решить в комплексе проблему координатного и временного обеспечения бортовых средств автоматизации и управления.

Для АСУТП на стационарных объектах транспортной инфраструктуры получение координатной информации не представляет интереса, а повышение показателей доступности и информационной безопасности СВ может быть достигнуто использованием альтернативных способов передачи временной информации, например, по фиксированным сетям электросвязи [121, 122].

Распространённым средством синхронизации времени в фиксированных сетях передачи данных с коммутацией пакетов и Интернет-протоколом (Internet Protocol, IP) является стандартизованный протокол сетевого времени (Network Time Protocol, NTP) [55]. Обеспечиваемая им точность синхронизации времени в глобальных сетях находится в пределах 10. 100 мс [17] и зависит от производительности сервера, загрузки сети, числа транзитных сетевых узлов, длины соединения и др. Протокол прецизионного времени (Precision Time Protocol, РТР) [30] реализует существенно более высокую точность синхронизации времени, но его применение ограничено локальными вычислительными сетями, а внедрение РТР потребует полную замену существующего оборудования сети IP.

Таким образом, обеспечить в совокупности высокие показатели точности, доступности и информационной безопасности СВ средствами ГНСС и сетей передачи данных затруднительно.

ОАО «РЖД» располагает технологическими первичными сетями связи синхронной цифровой иерархии (СЦИ) на основе волоконно-оптических линий передачи (ВОЛП). Согласно [129], такие сети имеют потенциально высокую точность передачи синхронизирующей информации. Таюке, первичные сети связи ОАО «РЖД» обладают высокой надёжностью и уникальным уровнем информационной безопасности [124].

Заметим, что известные результаты теоретических и практических исследований по использованию ВОЛП для синхронизации времени с высокой точностью (не хуже 10~5 с) носят частный характер и пока не вышли за рамки лабораторных исследований. Отдельные технические решения, открывающие пути реализации систем синхронизации времени (ССВ) с использованием ВОЛП, находятся в начальной стадии разработки. В то же время, методы синхронизации времени и частоты в сетях IP непрерывно совершенствуются, о чем свидетельствует проводимая Международным союзом электросвязи (МСЭ) разработка ряда рекомендаций (G.8261, G.8262, G.8264 и др.).

Для организации единого информационного пространства, требующей обеспечения совместимости и интеграции разрозненных АСУТП, представляет особый интерес исследование вопросов синхронизации времени на основе ВОЛП с непосредственной привязкой к шкале времени Государственного эталона времени и частоты [118]. Такая ССВ, синхронизирующая функционирование АСУТП на стационарных объектах транспортной инфраструктуры, может и должна рассматриваться как взаимодополняющая и взаиморезервирующая система по отношению к внедряемым сегодня на железных дорогах средствам обеспечения времени на основе ГНСС и соответствующим средствам сетей передачи данных.

Из вышеизложенного следует, что создание ССВ с использованием ВОЛП, имеющей гарантированные и высокие показатели точности, доступности и информационной безопасности СВ, не зависящей от электромагнитной обстановки, является актуальным, поскольку позволит:

- повысить надежность и эффективность АСУТП;

- расширить возможности интеллектуализации АСУТП;

- обеспечить ЕВ, необходимое для формирования единого информационного пространства отрасли;

Вопросам поддержания ЕВ с использованием средств сетей передачи данных и ГНСС (включая применение на железнодорожном транспорте) уделено внимание в многочисленных работах следующих российских и зарубежных ученых: Басевич А.Б., Блинов И.Ю., Богданов П.П., Гайдаманчук В.А., Геворкян А.Г., Гончаров A.C., Денисенко О.В., Добровольский В.И., Донченко С.И., ДухинС.В., Железнов М.М., Жолнеров B.C., Коновалов Г.В., Кошеляевский Н.Б., Маной-лоД.С., Матвеев С.И., МеккельА.М., Савчук A.B., Шапошников В.Н., Черняк И.П., Шварц М.Л., BregniS., ChuaH.A., Davis J.A., Daly P., Garner G.M.,

Hahn J.H., Hollander К., Jong G., Kuaw A.M., Lewandowski W., Lombardi M.A., Mills D.L., MiranianM., PoldermanC., SchneuwlyD., Schmidt L., Shan Y., Shaton G.A., Tavella P. и многих других.

Несмотря на существование большого количества способов поддержания ЕВ, проблема обеспечения в совокупности высоких показателей точности, доступности и информационной безопасности СВ в территориально распределённых системах не решена. Использование ВОЛП для этих целей открывает широкие перспективы, но на настоящий момент возможности создания ССВ на основе ВОЛП изучены в недостаточной степени.

Актуальность исследований обусловлена необходимостью повышения показателей точности, доступности и информационной безопасности СВ для АСУТП на современном этапе развития железнодорожного транспорта.

- систематизация существующих теоретических и практических результатов исследований, связанных с использованием ВОЛП для целей синхронизации времени;

- моделирование ССВ;

- моделирование цифровых систем передачи (СП), работающих по ВОЛП;

- оценка влияния флуктуаций фазы (ФФ) генераторного оборудования на ошибку времени;

- моделирование ВОЛП в условиях воздействия окружающей среды;

Объектом исследований является ССВ, включающая технические средства формирования и синхронизации TUB и соединяющие их каналы передачи данных, организованные с использованием ВОЛП. Предметом исследований является процесс синхронизации TTIB в рассматриваемой ССВ.

3. Получена количественная оценка влияния ФФ на ошибку времени с использованием имитационной модели, позволившая определить влияние ФФ генераторного оборудования на показатели точности синхронизации АСУТП на основе временных и спектральных характеристик фазовых шумов.

Основные положения, выносимые на защиту:

2. Модели задержек распространения сигнала Е12 (2048 кбит/с) в цифровых СП.

Практическая значимость результатов работы состоит в решении проблемы синхронизации функционирования АСУТП путем создания ССВ с использованием ВОЛП, в результате чего повысится эффективность функционирования АСУТП и возрастут возможности их интеграции.

- ООО «АЛТО» - результаты диссертационной работы в части разработки технических решений ССВ использованы в процессе создания и испытаний опытных образцов АРСВ;

- ФГУ «32 ГНИИИ МО РФ» - результаты диссертационной работы использовались в рамках НИР в разработанных предложениях: по сличению ШВ эталонов (на основе технических решений ССВ с использованием ВОЛП); по основным направлениям развития средств и методов метрологического обеспечения (на основе моделей задержек распространения сигнала в СП СЦИ и линиях передачи). Результаты работы по сличению ШВ территориально разнесенных эталонов реализованы в опытном фрагменте сети ЕВ на участке ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» (г. Мытищи) - Станция Мытищи - управление Московской железной дороги (г. Москва).

Результаты диссертационной работы также включены в учебное пособие «Компьютерные сети и телекоммуникации», которое готовится к выпуску в издательстве «Академия».

Заключение диссертация на тему "Синхронизация функционирования автоматизированных систем управления технологическими процессами на железнодорожном транспорте"

6.6 Выводы

В главе рассмотрены вопросы оценки показателей ССВ с использованием ВОЛП, разработки технических решений ССВ, её практической реализации и экспериментальной проверки.

Проведенный анализ базовой модели ССВ позволил выявить взаимосвязь между задержками сигнала в каналах передачи прямого и обратного направлений при использовании ВОМ и СП СЦИ и показал невозможность компенсации температурных изменений задержки в ВОЛП в СП с одним задающим генератором (например, СП СЦИ).

Определены структура и основные параметры аппаратных средств, которые с использованием каналов передачи существующих сетей связи с ВОЛП позволят обеспечить синхронизацию функционирования АСУТП. Выбраны способы формирования, сравнения и коррекции локальных ШВ. Определен состав и информационно-логическая структура СВ. Разработаны технические решения по реализации отдельных узлов и аппаратуры распределения сигналов времени (АРСВ) в целом. Оценены задержки распространения СВ между двумя АРСВ.

Для ведомого узла базовой модели ССВ выявлены вклады в ошибку времени при синхронизации АСУТП, обусловленные дискретностью ШВ АРСВ, асимметрией задержек сигнала в каналах передачи, флуктуациями сигналов генераторного оборудования, температурными изменениями задержки в ВОЛП и температурным отклонением частоты опорного сигнала. Полученные результаты служат обоснованием технических решений ССВ.

Проведены экспериментальные исследования синхронизации времени с использованием ВОЛП на опытном фрагменте опорной сети ЕВ ЗАО «Компания ТрансТелеКом», имеющем сопряжение с Государственным эталоном времени и частоты, с применением опытных образцов АРСВ. Полученные практические результаты согласуются с теоретическими и подтверждают возможность создания ССВ с использованием ВОЛП, обладающей в совокупности высокими характеристиками точности, доступности и информационной безопасности СВ.

Заключение

В итоге проведенных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований получены следующие основные результаты.

1. Построена обобщенная модель ССВ в виде последовательной цепи ведущих и ведомых узлов, соединенных каналами передачи, отражающая влияние различных (детерминированных и случайных) факторов на показатели системы. Для проведения исследований из обобщенной модели выделена базовая модель ССВ, содержащая ведущий и ведомый узлы.

3. Предложена методика расчета флуктуаций фазы синхросигналов генераторного оборудования на основе имитационной модели, позволившая дать количественную оценку влияния фазовых флуктуаций на ошибку времени при синхронизации АСУТП.

4. Построены модели линии передачи с учетом влияния окружающей среды, позволившие выявить влияние температуры и солнечной радиации на задержки распространения сигнала по ВОЛП большой протяженности с подвеской кабеля на опорах и определить вклад этих задержек в ошибку времени при синхронизации АСУТП.

5. Определены предельные ошибки НТВ ведомого узла базовой модели ССВ при организации канала передачи во фрагменте сети из 11 сетевых узлов (систем передачи СЦИ или волоконно-оптических модемов) и секций ВОЛП общей протяженностью 600 км. Для сети СЦИ получено значение ошибки времени ±14,42 мкс без компенсации и ±0,56 мкс с компенсацией асимметрии задержек, для сети волоконно-оптических модемов - ±0,32 мкс.

- формирование локальных шкал времени от сигналов системы тактовой сетевой синхронизации;

- сравнение шкал времени по схеме «ведущий-ведомый» методом двунаправленной передачи сигналов времени;

- передачу сигналов времени в составе стандартных сигналов электросвязи Е12 (2048 кбит/с) в синхронном режиме;

- периодическую коррекцию локальных шкал времени методом одноша-говой подстройки.

8. Результаты проведенных исследований позволяют осуществить синхронизацию функционирования АСУТП с высокими показателями точности и надежности, не зависящими от электромагнитной обстановки. Синхронное функционирование повысит надежность и эффективность автоматизированных систем, будет способствовать формированию единого информационного пространства железных дорог и создаст условия для обеспечения совместимости и интеграции отдельных АСУТП в интеллектуальную систему управления железнодорожным транспортом.

Библиография Новожилов, Евгений Олегович, диссертация по теме Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

1. ARINC Research Corporation. NAVSTAR Global Positioning System: User's Overview / NAVSTAR GPS Joint Program Office, Los Angeles. 1991. - March.

2. Barnes J.A., Allan D.W. A statistical model of flicker noise // Proceedings of the ШЕЕ. 1966. - Feb. - Vol. 54. - №2. - Pp. 176-178.

3. Barnes JA., Jarvis S. Efficient Numerical and Analog Modeling of Flicker Noise Processes / National Bureau of Standards, NBS Technical Note 604. 1971. - June.

4. Beehler R., Lombardi M.A. NIST time and frequency services / Natl. Inst, of Stan. Special Publication 432. 1991.

5. Bentley B. An Investigation into the Phase Noise of Quartz Crystal Oscillators. -2007. Mar. URL: http://etd.sun.ac.za/jspui/handle/10019/337/l/BentleyB.pdf (дата обращения: 25.11.2009).

6. Best R.E. Phase Locked Loops. New York: McGraw-Hill Book Company, 1984.

7. Bisset D.A. Apparatus and method for generating wander noise. U.S. Patent 7020568 B2. 28 Mar. 2006.

8. Blanchard A. Phase-Locked Loops. New York: John Wiley & Sons, 1976.

9. Buzek O. Long-term time transfer stability of a fiber optic link // Proceedings of the 29th Annual Precise Time and Time Interval (РТП) Applications and Planning Meeting. 1997. - Pp. 405-413.

10. Calhoun M., Kuhnle P., Sydnor R. Precision time and frequency transfer utilizing SONET OC-3 // Proceedings of the 28th Annual Precise Time and Time Interval (РТП) Applications and Planning Meeting. 1996. - Pp. 339-347.

11. Campbell G.S., Norman J.M. An introduction to environmental biophysics. -New York: Springer-Verlag, 1998. 286 pp.

12. Carbonelli M., De Seta D., Perucchini D. Jitter and Wander performance in synchronization distribution chains // Proceedings of IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference, Brussels, Belgium. 1996. - 4-6 June.

13. Carboneili M., De Seta D., Perucchini D. Root mean square time interval error accumulation along slave clock chains // Proceedings of IEEE ICC'93, Geneva, Switzerland. 1993. - May.

14. Clock and Data recovery. From Wikibooks, the open-content textbooks collection. URL: http://en.wikibooks.org/wiki/Clockanddatarecovery (дата обращения: 25.11.2009).

15. Coming SMF-28e Product Information / Corning. New York: Corning Inc., 2007.

16. Deeths D. Using NTP to Control and Synchronize System Clocks Part I: Introduction to NTP. - Sun Blueprints Approved, July 2001.

17. Duffie J. A., Beckman W.A. Solar Engineering of Thermal Processes. New York: 2nd edn. J. Wiley and Sons, 1991.

18. Fayer M.J. UNSAT-H Version 3.0: Unsaturated Soil Water and Heat Flow Model. Theory, User Manual, and Examples, PNNL-13249 / Pacific Northwest National Laboratory, Richland, Washington. 2000.

19. Gardner F. M. Phaselock Techniques. New York: John Wiley & Sons, 1979.

20. Garner G. M., Hollander K. Analysis of Clock Synchronization Approaches for Residential Ethernet// Proceedings of the 2005 Conference on IEEE 1588. 2005. - Oct.

21. Global Radiation Calculation as applied in WOFOST/CGMS. URL: http://www.treemail.nl/privateers/radiation/index.htm (дата обращения: 25.11.2009).

22. Hafner E. The effects of noise in oscillators // Proceedings of the IEEE. 1966. -Feb.-54(2): 179.

23. Highland Technology. Product index. Photonics. URL: http://www.highlandtechnology.eom/Pages/prodind2.html#photonics (дата обращения: 25.11.2009).

24. Hoffmann-Wellenhof В., Lichtenegger H., Collins J., GPS: Theory and Practice. 3rd ed. - New York: Springer-Verlag, 1994.

25. Horowitz P., Hill W. The Art of Electronics, Sections 9.28 to 9.33. Phase-Locked Loops. Cambridge: Cambridge University Press, 1980.

26. Howe D.A., Allan D.W., Barnes J.A. Properties of Signal Sources and Measurement Methods // Proc. 35th Annu. Symp. Freq. Control. Philadelphia, PA: 1981.- Pp. A1-A47.

27. IALA Recommendation R-129. On GNSS Vulnerability and Mitigation Measures. Edition 2. December 2008.

28. IDT 82V2044. Quad Tl/El Short Haul Line Interface Unit. 2005. - Sept. URL: http://www.idt.com/products/getDoc.cfm?docID=3888304 (дата обращения: 25.11.2009).

29. IEEE Std 1588-2002. IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems / IEEE. 2002. -November, 8.

30. Imaoka A., Kihara M. Accurate time/frequency transfer method using bidirectional WDM transmission // Proceedings of the 27th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Applications and Planning Meeting. 1995. - Pp. 373-384.

31. Imaoka A., Kihara M. Time Signal Distribution in Communication Networks Based on Synchronous Digital Hierarchy // Proceedings of the 24th Annual Precise Time and Time Interval (РТП) Applications and Planning Meeting. 1992. - Pp. 303-310.

32. James F. RANLUX: A Fortran implementation of the high quality pseudorandom number generator of Luscher // Computer Physics Communication. 1994. - №79. -Pp. 111-114.

33. Jitter and Signal Noise in Frequency Sources / Raltron Application Note. URL: http://www.raltron.com/cust/tools/appnotes/Jitter and signal noise in frequency sourceslRev51.pdf (дата обращения: 25.11.2009).

34. Kartncr F. Analysis of white and Га noise in oscillators // International Journal of Circuit Theory and Applications. 1990. - №18. - Pp. 485-519.

35. Kihara M., Imaoka A., Imae M., Imamura K. Two-way time transfer through 2.4 gbit/s optical SDH system// Proceedings of the 29th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Applications and Planning Meeting. 1997. - Pp. 415-422.

36. Klein M.J., Urbansky R. Network Synchronization-A Challenge for SDH/SONET? // IEEE Commun. Mag. 1993. - Sept. - Pp. 42-50.

37. Kurokawa К. Noise in synchronized oscillators // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 1968. - MTT-16. - Pp. 234-240.

38. Leeson D.B. A Simple Model of Feedback Oscillator Noise Spectrum // Proceedings of the IEEE. 1966. - Feb. - Vol. 54. - Pp. 329-330.

39. Leijon H. Digital Multiplexes. PLANITU Doc-03 - E. URL: http://www.itu.int/itudoc/itu-d/dept/psp/ssb/planitu/plandoc/digmux.pdf (дата обращения: 25.11.2009).

40. Levine J. The NIST Internet Time Service // Proceedings of the 25th Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Applications and Planning Meeting. 1993. -Pp. 505-511.

41. Levine J., Weiss M., Davis D.D., Allan D.W., Sullivan D.B. The NIST automated computer time service / Natl. Inst, of Stan. J. Res. -1989. №94.-Pp. 311-321.

42. Lewandowski W., Petit G., Thomas C., Precision and accuracy of GPS time transfer// IEEE Trans. Instrum. Meas. 1993. - №42(2). - Pp. 474-479.

43. Lindsey W.C. Synchronization Systems in Communications and Control. -Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall Inc., 1972.

44. Lombardi M.A. Keeping time on your PC // BYTE Magazine. -1993. -№18(11).-Pp. 57-62.

45. M. Balch, Complete Digital Design. McGraw-Hill, New York, NY, First edition, 2003.

46. Mahlke G., Gossing P. Fiber optic cables / Siemens. 2nd ed. - 1993. - 244 p.

47. McNeill J.A. Jitter in Ring Oscillators. PhD thesis / Boston University. 1994.

48. Meyr H., Ascheid G. Synchronization in Digital Communications. Vol. I: Phase-, Frequency-Locked Loops, and Amplitude Control. New York: John Wiley & Sons, 1990.

49. Mills D.L. A kernel model for precision timekeeping. Technical memorandum / University of Delaware. 1994. - Oct.

50. Mills D.L. Internet time synchronization: the network time protocol // IEEE Trans. Comm. 1991. - №39. - Pp. 1482-1493.

51. Mills D.L. Network Time Protocol (version 3) specification, implementation and analysis. Network Working Group Report RFC 1305 / University of Delaware. -1992.-March.-Pp. 113.

52. Oksanen T. Method and Equipment for elastic buffering in a Synchronous Digital Telecommunication System. European patent EP 0 788 694 В1. 22 Dec. 1999.

53. Okumura M., Tanimoto H. A time-domain method for numerical noise analysis of oscillators // Proceedings of the ASP-DAC. 1997. - Jan.

54. Paltineanu Cr., Mihailescu V., Torica V. and Albu A.N. Correlation between sunshine duration and global solar radiation in south-eastern Romania // Int. Agrophysics. 2002. —№ 16. - Pp. 139-145.

55. Plaszczynski S. Generating long streams of 1/Г noise // Fluctuation and Noise Letters. 2007. - Vol. 7. - №1. - Pp. R1-R13.

56. Prescott J. A. Evaporation from a water surface in relation to solar radiation // Trans. Roy. Soc. So. Aust. 1940. - №64. - Pp. 114-125.

57. RadEst Parameters. URL: http://www.sipeaa.it/ASP/ASP2/RadEstDB/parameterssearch.html (дата обращения: 25.11.2009).

58. Radiocommunication Study Group 7, Time signals and frequency standard emissions, Int. Telecom. Union-Radiocommunications (ITU-R), TF Series, 1994.

59. Razavi B. Analysis, modeling and simulation of phase noise in monothilic voltage-controlled oscillators // Proc. IEEE Custom Integrated Circuits Conference. -1995.-May.

60. Rizzoli V., Costanzo A., Mastri F., Cecchetti C. Harmonic-balance optimization of microwave oscillators for electrical performance, steady-state stability, and near-carrierphase noise // ШЕЕ MTT-S International Microwave Symposium Digest. 1994. - May.

61. Robins W.P. Phase Noise in Signal Sources. Peter Peregrinus, 1991.

62. Rohde U.L. Digital PLL Frequency Synthesizers: Theory and Design. Prentice-Hall, 1983.

63. Rutman J. Characterization of phase and frequency instabilities in precision frequency sources: fifteen years of progress // Proceedings of the IEEE. 1978. - Sept. -Vol. 66.-№9.

64. Solar and Wind Energy. The Intensity of Solar Radiation. URL: http://www.jgsee.kmutt.ac.th/exell/SolarЯntensity.html (дата обращения: 25.11.2009).

65. Stein S.R., Gifford G.A., Celano T.P. The role of time and frequency in future systems // Proceedings of the 27th Annual Precise Time and Time Interval (РТП) Applications and Planning Meeting. 1995. - Pp. 51-58.

66. Thermal Environmental Engineering Laboratory ME4131. Solar Radiation Measurements. Addendix D. Solar Radiation.

67. URL: http://www.me.umn.edu/courses/me4131/LabManual/AppDSolarRadiation.pdf (дата обращения 05.04.2010).

68. Tmka M., Eitzinger J. and others. Effect of Estimation Daily Global Solar Radiation Data on the Results of Crop Growth Models // Sensors. 2007. - №7. - Pp. 2330-2362.

69. University of Oregon. Solar Radiation Monitoring Laboratory. Solar Radiation Basics. URL: http://solardat.uoregon.edu/SolarRadiationBasics.html (дата обращения: 25.11.2009).

70. Vig J.R. Quartz Crystal Resonators and Oscillators for Frequency Control and Timing Applications. Army Research Laboratory, 1994.

71. Viterbi AJ. Principles of Coherent Communications. New York: McGraw-Hill, 1966.

72. Webb S.W., Phelan J.M. Implementation of land surface boundary conditions in TOUGH2 // TOUGH Symposium Proceedings, Berkeley, California. 2003.

73. Webster J.G. The Measurement, Instrumentation and Sensors Handbook. -CRC Press, 1999.

74. Weigandt T.C., Kim В., Gray P.R. Analysis of timing jitter in CMOS ring-oscillators // Proc. IEEE ISC AS. 1994. - June.

75. Авдеев Б.В., Барышников E.H., Длютров O.B., Стародубцев И.И. Об избыточной длине оптического волокна в оптическом кабеле. URL: http://www.mscable.m/doc/analytic/print.html?p=/doc/analytic/statya-042.html (дата обращения: 25.11.2009).

76. Анго А. Математика для электро- и радиоинженеров. М.: Наука, 1965. -779 с.

77. Брени С. Синхронизация цифровых сетей связи / Стефано Брени; Пер. с англ. Н.Л. Бирюкова, С.Я. Несвитской, Н.Р. Триски; под ред. A.B. Рыжкова. -М.: Мир, 2003.-456 с.

78. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.-Л.: ОГИЗ, 1945. 556 с.

79. Бубук Г.А., Еремин Е.В., Рыжков A.B. Использование системы тактовой сетевой синхронизации федерального железнодорожного транспорта метрологическими службами // Ведомственные и корпоративные сети и системы. Connect!- 2002. -№ 3. С. 23-30.

80. Васильев O.K., Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Особенности реализации системы единого точного времени // Автоматика, связь, информатика. 2009. -№12.-С. 28-31.

81. Васильев O.K., Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Способ построения системы единого времени на основе синхронных сетей электросвязи // Автоматика, связь, информатика. 2008. - №1. - С. 23-26.

82. Гольденберг Л.М., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990. - 256 с.

83. Гордиенко В.Н., Ксенофонтов С.Н., Кунегин C.B., Цыбулин М.К. Современные высокоскоростные цифровые телекоммуникационные системы. Ч. 3. Груп-пообразование в синхронной цифровой иерархии: Учебное пособие / МТУ СИ. -М., 1999.-76 с.

84. Горелов Г.В., Фомин А.Ф., Волков A.A., Котов В.К. Теория передачи сигналов на железнодорожном транспорте: Учеб. для ВУЗов ж.-д. трансп. М.: Транспорт, 2001. - 415 с.

85. ГОСТ 8.567-99 Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения времени и частоты. Термины и определения. Введ. 01.01.2001 г.

86. ГОСТ ИСО 8601-2001. Представления дат и времени. Общие требования. Введ. 01.07.2002 г. - ИПК Издательство стандартов, 2002. - 18 с.

87. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. -М.: Наука, 1971. 1108 с.

88. Давыдкин П.Н. Организация системы единого времени в телекоммуникационных сетях // Вестник связи. — 2006. — №9. С. 34- 40.

89. Давыдкин П.Н., Кириллов В.П., Колтунов М.Н., Рыжков А. В. Система тактовой сетевой синхронизации ЗАО «Компания Транс-ТелеКом»: результаты экспериментальных исследований // Ведомственные и корпоративные сети и системы. Connect! 2002. - № 1. - С. 32-38.

90. Зверева C.B. В мире солнечного света. JL: Гидрометеоиздат, 1988. - 160 с.

91. Ильин В.Н., Коган B.JI. Разработка и применение программ автоматизации схемотехнического проектирования. М.: Радио и связь, 1984. - 368 с.

92. Кабели оптические типа ОКМС, ОКМТ и ОКЗ. Технические условия ТУ 3587-002-45869304-98. Введены 01.11.2001 г.

93. Кадерлеев М.К., Кириллов В.П., Рыжков A.B. Система тактовой сетевой синхронизации ЗАО «Компания ТрансТелеКом»; состояние и перспективы // Ведомственные и корпоративные сети и системы. Connect! 2000. - № 3. - С. 47-54.

94. Каток В.Б., Лев А.Ю., Лев Ю.А. Температурная зависимость блужданийфазы цифровых сигналов в волоконно-оптических линиях связи // Электросвязь. -2004.-№10.-С. 46-48.

95. Корячко В.П., Курейчик В.М., Норенков И.П. Теоретические основы САПР: Учебник для ВУЗов. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 400 с.

96. Крюков К.П., Новгородцев Б.П., «Конструкции и механический расчет линий электропередачи». 2-е изд., перераб. и доп. - JI.: Энергия, Ленингр. отд-ние, 1979 г.-312 с.

97. Малахов А.Н. Флуктации в автоколебательных системах. -М.: Наука, 1968.

98. Мамаева Т. ЮТ: Память FIFO и ее применение // Компоненты и технологии.-2001 г.-№2.

99. Марьенков A.A., Гринштейн М.Л. и др. Измерение удлинения оптического волокна при испытании оптического кабеля на стойкость к растягивающей нагрузке // Lightwave Russian Edition. 2003. - № 2. - С. 38-41.

100. Мнение МСЭ-R 94. Передача сигналов времени и частоты с использованием цифровых сетей электросвязи. Вопрос МСЭ-R 207/7 Ассамблеи радиосвязи МСЭ, 1995 г.

101. Моделирование и оптимизация на ЭВМ электронных устройств / 3. М. Бененсон, М. Р. Елистратов, Л. К. Ильин и др. Под ред. 3. М. Бененсона. М.: Радио и связь, 1981. - 136 с.

102. Новожилов Е.О. Влияние флуктуаций фазы в сети передачи на точность сигналов времени // Вопросы развития железнодорожного транспорта в условиях рыночной экономики /Под ред. Ю.М. Черкашина, Г.В. Гогричиани. М.: Интекст, 2007. С. 230-239.

103. Новожилов Е.О. Вопросы построения системы единого времени ОАО «РЖД» // Труды Российского научно-исследовательского и проектно-конструкторского института информатизации, автоматизации и связи. Вып. 7.- М.: ЗАО «Бизнес-проект», 2007. С. 155-165.

104. Новожилов Е.О. Модель передачи сигналов времени в синхронной сети связи // Железнодорожный транспорт на современном этапе. Задачи и пути их решения: Сб. науч. тр. ОАО «ВНИИЖТ» / Под ред. А.Е. Семечкина. М.: Ин-текст, 2008. - С. 275-282.

105. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Передача сигналов времени в синхронных сетях связи // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания. Материалы научно-технического семинара. Белгород, 3-5 июля 2006. - С. 25-26.

106. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Синхронизация времени по волоконно-оптическим сетям связи // Системы синхронизации, формирования и обработки сигналов для связи и вещания. Научно-технический семинар. / Сборник трудов. -Ярославль, 1-3 июля 2008. С. 17-19.

107. Новожилов Е.О., Рыжков A.B. Система единого времени ОАО «РЖД» на основе распределенного первичного эталонного источника // Ведомственные и корпоративные сети и системы. Connect! 2005. — №1. — С. 94-98.

108. Новожилов Е.О. Система единого времени в АСУ ОАО «РЖД» // Автоматика, связь, информатика. 2006. - №4. - С. 23-27.

109. Новоселов О.Н., Фомин А.Ф. Основы теории и расчета информационно-измерительных систем. М.: Машиностроение, 1980. - 280 с.

110. Нормы технологического проектирования цифровых телекоммуникационных сетей на федеральном железнодорожном транспорте (НТП-ЦКТС-ФЖТ-2002) / Министерство путей сообщения Российской федерации. М., «Трансиз-дат», 2002 г. - 236 с.

111. ОАО «Морион». Кварцевые генераторы. URL: http://morion.com.ra/ms/oscillators/ (дата обращения: 25.11.2009).

112. Приказ № 44 от 15.03.99 г. Госкомсвязи и информатизации РФ «Об использовании отечественной глобальной спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС на сетях связи Российской Федерации».

113. Проектирование первичной сети технологического сегмента. Руководящий технический материал. (РТМ-3 ПСС-2003). Утв. департаментом связи и вычислительной техники ОАО «РЖД» 05.01.2004 г.

114. Рекомендация МСЭ-Ы ТР.1011-1 (10/97). Системы, методы и службы для передачи времени и частоты.

115. Рекомендация МСЭ-Я ТБ.460-6 (02/02). Передача сигналов стандартных частот и сигналов точного времени.

116. Рекомендация МСЭ-Т С.703 (11/2001). Физические и электрические характеристики иерархических цифровых стыков.

117. Рекомендация МСЭ-Т С.704 (10/98). Синхронные структуры циклов для иерархических уровней 1544, 6312, 2048, 8448 и 44736 кбит/с.

118. Рекомендация МСЭ-Т а707/У.1322 (10/2000). Стык сетевого узла для синхронной цифровой иерархии.

119. Рекомендация МСЭ-Т в.742 (11/88) Оборудование цифрового мультиплексирования второго порядка, работающее на скорости 8448 кбит/с и использующее положительное согласование скорости передачи.

120. Рекомендация МСЭ-Т С.745 (11/88) Оборудование цифрового мультиплексирования второго порядка, работающее на скорости 8448 кбит/с и использующее положительное/нулевое/отрицательное согласование скорости передачи.

121. Рекомендация МСЭ-Т С.753 (11/88). Оборудование цифрового мультиплексирования, работающее на скорости передачи битов третьего порядка 34368 кбит/с и использующее положительное/нулевое/отрицательное выравнивание скорости передачи.

122. Рекомендация МСЭ-Т С.754 (11/88). Оборудование цифрового мультиплексирования, работающее на скорости передачи битов четвертого порядка 139264 и использующее положительное/нулевое/отрицательное выравнивание скорости передачи.

123. Рекомендация МСЭ-Т С.783 (10/2000). Характеристики функциональных блоков аппаратуры СЦИ.

124. Рекомендация МСЭ-Т G.810 (08/96). Термины и определения, относящиеся к синхронизации сетей.

125. Рекомендация МСЭ-Т G.811 (09/97). Временные характеристики на выходах первичных эталонных задающих генераторов.

126. Рекомендация МСЭ-Т G.812 (06/98). Временные характеристики на выходах ведомых задающих генераторов, пригодных для использования в качестве узловых генераторов сетей синхронизации.

127. Рекомендация МСЭ-Т G.813 (08/96). Временные характеристики ведомых задающих генераторов оборудования СЦИ.

128. Рекомендация МСЭ-Т G.823 (03/2000). Нормирование дрожания и дрейфа фазы в цифровых сетях, основанных на иерархии 2048 кбит/с.

129. Рекомендация МСЭ-Т G.957 (07/99). Оптические стыки для аппаратуры и систем передачи, относящиеся к СЦИ.

130. Розенберг E.H. Инновационные спутниковые технологии на службе у безопасности движения поездов // Наука и техника (спецвыпуск к журн. «Транспорт Российской Федерации»). 2007. - С. 58-59.

131. Руководящий технический материал по применению систем и аппаратуры синхронной цифровой иерархии на сети связи Российской Федерации. ЦНИИС, 1994 г. Принято решением ГКЭС России от 01.01.1995 г. №133.

132. Рыжков A.B., Иванов A.B., Новожилов Е.О. Способы передачи сигналов времени по волоконно-оптическим линиям // Электросвязь. 2009. - № 9. - С. 35-38.

133. Рыжков A.B., Кобышева Н.В., Клюева М.В. Анализ устойчивости системы синхронизации магистральной цифровой сети связи ОАО «РЖД» в реальных условиях окружающей среды // Электросвязь. 2005. - №1. - С. 30-33.

134. Рыжков A.B., Колтунов М.Н., Новожилов Е.О., Леготин H.H. Распределение сигналов точного времени по наземным цифровым сетям электросвязи // Электросвязь. 2007 г. - № 10. - С. 30-34.

135. Рыжков A.B., Новожилов Е.О. Единое точное время на железнодорожном транспорте // Железнодорожный транспорт 2006. - №10. - С. 46-47.

136. Рыжков A.B., Новожилов Е.О., Леготин H.H., Колтунов М.Н., Ерёмин Е.В. Наземный сегмент Государственной службы времени и частоты. // Электросвязь. 2007 г. - №2. - С. 42-44.

137. Рыжков A.B., Павлов A.B., Иванов A.B., Новожилов Е.О. Особенности передачи сигналов времени различными системами, работающими по волоконно-оптическим линиям связи // Труды Института прикладной астрономии РАН, вып. 20. С-Пб.: Наука, 2009. С. 282-289.

138. Рыжков A.B. Система синхронизации единой магистральной цифровой сети связи ОАО «РЖД» // Труды Международной академии связи. 2004. -№2(29). - С. 39-46.

139. Рыжков A.B. Частота и время в инфокоммуникациях XXI века. М.: Международная академия связи, 2006. - 320 с.

140. Савин Е.С. Волоконно-оптическая линия связи на участке железной дороги: Методические указания к курсовому проектированию / Дальневосточный государственный университет путей сообщения. Хабаровск, 2001.

141. Савчук А. В., Шапошников В. Н., Черняк И. П. Синхронизация текущего времени: протокол прецизионного времени // Зв'язок. 2008. - № 2. - С. 28-33.

142. Савчук А. В., Шапошников В. Н., Черняк И. П. Синхронизация текущего времени: протокол сетевого времени // Зв'язок. 2007. - № 10. - С. 10-15.

143. Савчук А. В., Шапошников В. Н., Черняк И. П. Теоретические основы синхронизации текущего времени в телекоммуникациях // Зв'язок. 2007. - № 3. - С. 5-9.

144. Система единого времени ОАО «РЖД». Аппаратура распределения сигналов времени. Технические требования. Утв. ВНИИАС МПС России 15.08.2006 г.

145. Система единого времени ОАО «Российские железные дороги». Технические требования. Утв. ОАО «РЖД» 17 июля 2006 г.

146. СНиП 23-01-99. Система нормативных документов в строительстве. Строительные нормы и правила Российской Федерации. Строительная климатология.-Введ. 01.01.2000 г.

147. Соболь ИМ. Метод Монте-Карло. 4-е изд. - М.: Наука, 1985. - 80 с.

148. Стандарт ETSI EN 300 462-1-1 VI.1.1 (1998-05). Передача и мультиплексирование (ТМ); Общие требования для сетей синхронизации; Часть 1-1: Определения и терминология в сетях синхронизации.

149. Стандарт ETSI EN 300 462-3-1 VI.1.1 (1998-05). Передача и мультиплексирование (ТМ); Общие требования для сетей синхронизации; Часть 3-1: Управляемые дрожания и дрейф фазы в сетях синхронизации.

150. Стандарт ETSI EN 300 462-4-1 Vl.1.1 (1998-05). Передача и мультиплексирование (ТМ); Общие требования для сетей синхронизации; Часть 4-1: Временные характеристики ведомых генераторов для обеспечения синхронизации оборудования СЦИ и ПЦИ.

151. Стандарт ETSI EN 300 462-5-1 VI.1.2 (1998-05). Передача и мультиплексирование (ТМ); Общие требования для сетей синхронизации; Часть 5-1: Временные характеристики ведомых генераторов для работы в оборудовании СЦИ.

152. Термины и определения. Сокращения и акронимы. МСЭ-Т. Том I. Выпуск 1.3.

153. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. М.: Сов. Радио, 1966. - 678 с.

154. Фомин А.Ф. и др. Аналоговые и цифровые синхронно-фазовые измерители и демодуляторы / Фомин А.Ф., Хорошавин А.И., Шелухин О.И.; под ред. Фомина А.Ф. М.: Радио и связь, 1987. - 248 с.

155. Фомин А.Ф. и др. Цифровые информационно-измерительные системы: Теория и практика / Фомин А.Ф., Новоселов О.Н., Победоносцев К.А., Чернышев Ю.Н.; под ред. Фомина А.Ф. и Новоселова О.Н. М.: Энергоатомиздат, 1996.-448 с.

156. Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология. -М.: КОЛОСС, 2004. 582 с.

157. Шахгильдян В.В. Системы фазовой синхронизации. -М.: Радио и связь, 1989.

158. Шахгильдян В.В. Системы фазовой синхронизации с элементами дискретизации. -М.: Радио и связь, 1989.

159. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

160. Шитиков Г.Т. Стабильные автогенераторы метровых и дециметровых волн. М.: Радио и связь, 1983.

161. Щелованов Л.Н., Антонова Г.С., Доронин Е.М., Рыжкова С.В. Основы теории тактовой сетевой синхронизации: Учебное пособие / СПбГУТ. СПб., 2000.-116 с.

Похожие работы

Информатика, вычислительная техника и управление
05.13.00