Литература

1. Модели и алгоритмы контроля «защищенности» прикладного программного обеспечения АСУ критического применения: Монография. М.В. Бочков, Д.А. Кабанов, Е.Н. Кореновский, О.В. Ланкин, О.Ю. Макаров, Е.А. Рогозин, В.А. Фатеев. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т, 2008. 138 с.

2. Метод формализации процесса анализа алгоритма работы средств защиты информации / В.И. Сумин, О.Ю. Макаров, С.А. Вялых, Е.А. Рогозин, В.А. Хвостов, А.С. Дубровин // Телекоммуникации. 2002. № 1. С. 40-42.

Воронежский институт высоких технологий

УДК 681.3

А.В. Турецкий, Н.В. Ципина, В.Ю. Черных

ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ УЗЛОВ

ИНЖЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Рассматриваются вопросы разработки универсального тестирующего устройства, предназначенного как для автосервисов и автомастерских, так и для простых автолюбителей. Диагностический прибор объединяет в своем составе несколько приборов, предназначен для проверки искрообразования на высоковольтный разрядник всех типов катушек и модулей зажигания, проверки бесперебойной работы шагового двигателя, выполняющего функции регулятора холостого хода, проверка работоспособности электромеханических форсунок распыления топлива

В последние пять лет в современном автомобилестроении происходят серьезные изменения, связанные с тем, что во всем мире люди пытаются снизить загрязнения окружающей среды, а вклад в загрязнение окружающей среды автомобилями находится на втором месте в списке техногенных загрязнителей.

В связи с этим ужесточились требования к токсичности выбросов выхлопных газов у двигателей внутреннего сгорания, что привело к созданию нормативов, регламентирующих содержание вредных веществ в выхлопных газах. В России на сегодняшний момент существуют следующие нормы: Россия – 83, ЕВРО – 2, ЕВРО – 3, ЕВРО – 4. С 2008 года в России запрещен выпуск и ввоз автомобилей, отвечающих нормам токсичности ниже, чем ЕВРО – 3.

Соблюдение этих норм практически невозможно на двигателях оснащенных карбюраторной системой питания и трамблерной системой зажигания, но наука не стоит на месте, и на смену карбюраторным двигателям внутреннего сгорания пришли инжекторные системы подачи топлива и электронные системы искрообразования под общим управлением миникомпьютера – электронная система управления двигателем (ЭСУД).

Оснащение двигателей ЭСУД потребовало оснащение сервисных центров по обслуживанию автомобилей и ремонтных мастерских соответствующим оборудованием для проведения технического обслуживания, ремонта и диагностики всей автомобильной электроники.

Актуальность данного прибора заключается в том, что он является универсальным тестирующим устройством, предназначенным как для автосервисов и автомастерских, так и для простых автолюбителей.

Сборочный чертеж изделия

Диагностический прибор объединяет в своем составе несколько приборов, выполняющих различные функции, и является новой разработкой, не имеющей прямых полных аналогов, и предназначен для проверки искрообразования на высоковольтный разрядник всех типов катушек и модулей зажигания, использовавшихся на отечественных автомобилях, проверки бесперебойной работы шагового двигателя, выполняющего функции регулятора холостого хода, проверки работоспособности электромеханических форсунок распыления топлива.

Конструктивно диагностический прибор представляет собой разборную конструкцию с габаритными размерами 134×173×68 мм, состоящую из корпуса, крышки и платы (РЧВЮ.687.716.001 СБ). На задней панели корпуса имеется два разъема для соединения диагностического прибора с тестируемыми элементами, а также для электропитания этого блока от автомобильного аккумулятора. Внутри корпуса имеются стойки с отверстиями для крепления печатной платы. Плата ложится основанием на стойки и крепится винтами.

На передней панели располагаются органы управления прибором для выбора тестируемого узла и задания необходимого режима проверки. Оформление внешнего вида передней панели соответствует требованиям технической эстетики и эргономики. Работа с прибором интуитивно понятна и проста.

При выборе материала корпуса необходимо учитывать требования уменьшения массы, снижение стоимости изготовления, соответствие температурных коэффициентов линейного расширения материалов корпуса и платы, возможность пайки, а также хорошую теплопроводность. В связи с этим корпус выполним из недорогого материала ударопрочного полистирола марки УПС-825 ТГ ТУ 6-05-1901-81 [1].

Печатная плата имеет линейные размеры 95×120 мм, согласно ГОСТ 10317-79. В качестве материала для изготовления печатной платы применяем двухсторонний фольгированный стеклотекстолит. Стеклотекстолит имеет лучшие изоляционные свойства, чем гетинакс и водопоглащение стеклотекстолита 0,8 %, что меньше, чем у гетинакса, упругость и напряжение при изгибе (400 МПа) в несколько раз выше, чем у гетинакса, теплостойкость по Мартенсу превышает 180 ^оС. Поэтому выбираем для печатной платы диагностического прибора стеклотекстолит фольгированный марки СТФТ-2-1,5-35 ТУ16-503.161-97, так как на печатную плату установлены радиаторы. Класс точности печатной платы по ГОСТ 23751-86. Исходя из того, что плотность монтажа не очень высокая, но на плате присутствуют элементы с малыми расстояниями между выводами и рисунок печатной платы имеет некоторые особенности, метод изготовления выберем комбинированный позитивный метод (SMOBS-процесс) с фотохимическим методом нанесения рисунка печатного монтажа.

Плата диагностического прибора (РЧВЮ.687.243.001 СБ) представляет собой печатную плату с установленными в отверстия и поверхностным монтажом электрорадиоэлементами и закрепленными на плате при помощи пайки припоем. Для уменьшения числа паяных соединений, уменьшения массы и повышения надежности изделия непосредственно на печатную плату крепятся радиаторы, имеющие не большие габаритные размеры и массу. При этом толщину материала печатной платы воспринимающего усилия, возникающие при действии вибрации и ударов достаточной для обеспечения механической прочности изделия. Элементы размещены с обеих сторон платы.

Для защиты от влаги плату покрывают защитным слоем лака.

Соединение платы с органами управления и выходными разъемами осуществляется при помощи монтажных проводов марки МГФ 0,5 ТУ 16-505-185-71.

Для пайки применяется оловянно-свинцовый припой ПОС-61 ГОСТ 21931-76, наиболее распространенный и отвечающий всем технологическим требованиям, предъявляемым к припоям.

Литература

1. Хабаров А. Двухканальная осциллографическая приставка к ПК// Радио, 2003. № 4. С. 23–25.

2. Рубашка В. Двухканальная осциллографическая приставка к ПК// Радио, 2004. № 12. С. 26, 27.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.3

О.И. Перетокин, О.В. Ланкин, Е.А. Рогозин

автоматизации функций анализа

и прогнозирования на этапе сертификации

ПСЗИ АСУ КРИТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Проведенный анализ информационного обеспечения процесса сертификации, включающий анализ функционирования ПСЗИ, а также требований к информационному обеспечению сертификационных испытаний, убедительно свидетельствует о необходимости дальнейшего его совершенствования, это вызвано необходимостью автоматизации функций анализа и прогнозирования на этапе сертификации ПСЗИ, обеспечивающих поддержку принятия экспертами эффективных решений по результатам испытаний. Объектами такого анализа и прогнозирования выступают, динамические показатели ПСЗИ

Этапы автоматизации процесса сертификации ПСЗИ АСК предусматривают развитие как информационных, так и расчетных задач на основе единого информационного поля. Автоматизация функций анализа и прогнозирования предусматривает проектирование ТБД.

Все множество изменяющихся объектов учета («сущностей» предметной области), по динамике изменения характеристик подразделяется на следующие классы:

низкодинамические объекты (изменяются менее, чем один раз в час);

среднединамические объекты (изменяются более чем один раз в час, но менее, чем один раз в минуту);

высокодинамические объекты (изменяются более чем один раз в минуту).

Для отображения поведения объектов учета во времени предназначается темпоральная база данных.

Сравним обычную и темпоральную БД с позиций отображения реальной действительности. Обычная БД – это "снимок" реальности в какой-то момент времени. ТБД есть совокупность таких "снимков". Моменты времени, в которые формируются эти "снимки", соответствуют событиям, изменяющим значения тех или иных характеристик реального мира. Следовательно, если ассоциировать обычную БД с фотографирующим устройством, запечатляющим "снимки" реальности, то из подобных технических устройств для ассоциации темпоральной базы скорее подойдет видеокамера, формирующая и хранящая совокупности идущих последовательно друг за другом "снимков" или "кадров" [1].

Причем по фактуре изображения "видеофильм", хранящийся в ТБД, больше соответствует рисованному мультипликационному фильму, чем документальному или игровому кино. В самом деле, документальный фильм в каждом своем кадре отображает полный снимок реальности, отображающий мельчайшие изменения большого многообразия свойств, характеризующих отображаемый объект или объекты, каждый из которых непрерывно изменяется во времени в ту или иную сторону.

В рисованном фильме, если только он не относится к числу высокохудожественных, в новом кадре не все его фрагменты изменяются, а только те, которые необходимы для понимания сюжета. Так и в ТБД в очередной момент времени не все ее атрибуты изменяют свои значения, а только те, которые задействованы в событии, происходящем в данный момент. Причем сами отдельные кадры рисованного фильма подразделяются на достаточно ограниченное число элементов. ТБД, как и любая другая БД, является информационной моделью управляемого объекта, поэтому она в принципе не может хранить бесконечное множество атрибутов и ограничиваться только таким их количеством, которое необходимо для решения задач управления.

Несмотря на возможность ассоциации ТБД с рисованным фильмом, между ними существует одно принципиальное различие. Если в мультфильме кадры строго следуют друг за другом через один и тот же достаточно малый промежуток времени, создавая тем самым иллюзию непрекращающегося изменения нарисованной картинки на экране, то в ТБД интервалы между "снимками" реальности ни в коей мере не могут быть детерминированными [1-5].

В целях сокращения объема базы данных справедливо правило, что если за некоторый достаточно длительный период времени в управляемом объекте или системе не происходит никаких изменений контролируемых характеристик, то новые "снимки" реальности не создаются. Считается, что на настоящий момент времени отдельные свойства управляемого объекта имеют значения, запечатленные на последнем по времени создании "снимке", на котором это свойство было отображено.

Таким образом, продолжая сравнение обычных БД и ТБД, можно сделать вывод о том, что последние отображают реальный мир в информационном пространстве, в котором существует на одно изменение больше. Таким дополнительным информационным измерением является "Время".

Отсутствие возможности учета темпоральных данных в свое время было вызвано ограничениями на объем баз данных, а также тем, что стандартная реляционная модель представления данных изначально ориентирована на статический подход к представлению данных, означающий, что в отдельных полях кортежа реляционного отношения могут храниться только атомарные значения характеристик (атрибутов).

Для учета динамики изменения значений характеристик во времени необходимо создание дополнительных таблиц данных, причем манипулирование ими является достаточно сложной задачей, так как требует обязательного знания структуры этих таблиц и их взаимосвязи с другими таблицами базы данных.

В основе организации ТБД должна лежать такая модель представления данных, которая с одной стороны должна обладать свойствами реляционной модели данных, так как данная модель хорошо себя зарекомендовала при обработки реляционных отношений больших объемов и реляционные СУБД имеют лицензию на использование АСК, а с другой стороны – должна обеспечивать представление темпоральных данных (временных рядов) о предметной области, простоту манипулирования темпоральными данными, а также высокую достоверность выполнения запросов к ТБД. При построении модели представления темпоральных данных должны учитываться особенности, связанные с хранением и манипулированием временными рядами.

Такими особенностями следует считать:

1. начало и конец временного интервала имеют неопределенные значения, если существует открытость диапазона;

2. моменты на временной оси, в которые фиксируются изменения характеристик управляемой системы, являются случайными дискретными величинами;

3. возможно перекрытие и разрывы по дате, связанные с непрерывностью временного ряда данных;

4. временные ряды, хранящиеся в разных динамических таблицах, не синхронизированы.

Непосредственное применение, как реляционной модели данных, так и модели многомерно-реляционного представления данных, для представления темпоральных данных неприемлемо из-за особенностей, связанных с хранением и манипулированием временными рядами.

Таким образом, для представления темпоральных данных необходима разработка специальной модели представления данных, которая бы учитывала перечисленные выше особенности, связанные с хранением и манипулированием временными рядами. В качестве такой модели предлагается представленная в работе модель представления темпоральных данных (МПТД). По аналогии с реляционной моделью представления данных она состоит из структурной, манипуляционной и целостной частей.

Так как в настоящее время и в перспективе СУБД используемые при сертификации останутся реляционными, то предлагаемая МПТД должна быть ориентирована на реляционную СУБД. Однако, непосредственное применение операций реляционной алгебры для описания операций манипулирования темпоральными данными невозможно. В частности, является проблематичным выполнение бинарных операций манипулирования, так как каждый динамический объект учета ТБД изменяется во времени со своей частотой, никак не согласованной со временем изменения состояния другого динамического объекта учета. Таким образом, проблематично будет составить сложный запрос, который бы оперировал сразу несколькими реляционными таблицами, хранящими темпоральные данные (временные ряды).

Обработка временных рядов в реляционных системах основывается на их предварительной фильтрации по условию Т=t₀ и выборке из ряда значения f=ТF(t₀). Однако на практике зачастую встречаются более сложные запросы. В частности, они могут содержать, с одной стороны, условие Т [t_н; t_к], а с другой – требовать выполнения над временными рядами реляционной операции соединения. Запросы такого уровня сложности в дальнейшем будут называться произвольными темпоральными запросами.

Практика показывает, что результат обработки произвольного темпорального запроса в ряде случаев является некорректным. Причиной тому является тот факт, что временные ряды, описывающие изменения динамических атрибутов объектов учета и хранящиеся в разных реляционных отношениях, как правило, не синхронизированы во времени из-за несвязности возникновения событий, определяющих изменения значений динамических атрибутов.

В результате этого при обработке запросов, в которых присутствуют условия отбора по обоим временным рядам, возникает ситуация, когда в результате выполнения соединения по двум динамическим атрибутам реляционная СУБД выбирает только те кортежи, которые принадлежат заданному в запросе промежутку времени. Следствием этого является потеря релевантной информации.

Таким образом, научная задача заключается в разработке модели представления и алгоритмов манипулирования темпоральными данными, а также методики формирования логических структур темпоральных баз данных, учитывающих специфику обработки исторической информации о динамически изменяющихся параметрах ПСЗИ АСК и обеспечивающих требования по достоверности обработки, оперативности манипулирования и объему хранения темпоральных данных в базах данных при сертификации ПСЗИ АСК.