6 / 13
С.В. Соловьев
6
Инженерный журнал: наука и инновации
# 2
2016
При полете КА функционировала система интеллектуального
анализа, называемая Inductive Monitoring System (IMS). IMS является
программным инструментом, который использует технологию анализа
данных — кластеризацию — для извлечения модели нормальной
работы системы из архивных данных. IMS работает с векторами
значений данных, причем можно выделить два этапа.
На первом этапе, условно назовем его обучение, IMS анализирует
данные, собранные в момент нормальной работы КА, с тем чтобы
построить модель КА. Для этого значения параметры КА при текущем
значении времени образуют вектор в
N
-мерном пространстве.
Соответствующий показатель расстояния используют для вычисления
расстояния между точками. В модели параметры связаны друг с другом
во время нормальной работы, образуя область в векторном
пространстве, где содержатся номинальные данные. Эти области назы-
ваются номинальными рабочими областями и соответствуют кластерам
подобных точек, найденных с помощью алгоритма кластеризации IMS.
Номинальные рабочие области хранятся в базе знаний IMS.
На втором этапе, рабочем, производится анализ состояния КА. IMS
читает ТМИ КА в режиме реального времени или получает данные из
архива ТМИ, преобразуя их в вектора. Для каждого входного вектора
IMS вычисляет расстояние от ближайшей номинальной рабочей
области, полученной на этапе обучения. Данные, соответствующие
нормальным, будут иметь отклонение в расстоянии, равное нулю. Если
одно или более значений расстояния находится за пределами ожида-
емого, небольшой ненулевой результат для новых данных анализи-
руется повторно. Если входящие данные не соответствуют норме, IMS
фиксирует отклонение и предупреждает оператора о возникновении
аномалии. IMS также анализирует каждый отдельный параметр при
возникшем отклонении с тем, чтобы установить причину аномалии.
Принципиальная схема работы, содержащая основные техноло-
гические блоки IMS, представлена на рис. 1.
Важной отличительной особенностью IMS, как и любой другой
автоматизированной системы на основе методов интеллектуального
анализа, является ее универсальность. Это следствие того, что в ее
основе лежат математические инструменты и алгоритмы, которые не
привязаны к конструктивным особенностям КА, а работа осуществ-
ляется с данными.
Применяемое специализированное программное обеспечение,
предназначенное для контроля и анализа полета, в значительной
степени индивидуально для каждого отдельного КА. Аналогичные
задачи для другого по конструкции КА решаются другими автоматизи-
рованными системами, имеющими иные алгоритмы, контролируемые
параметры и их допустимые значения. IMS как бы не видит объект,