3.1.Организационно повышение целостности информации достигается тем, что составные части (модули), решающие задачи АСКУЭ, могут быть отделены от остальной части КП и установлены в отдельный кожух КП (КПМ) - микро.
Выделенный для ИК АСКУЭ кожух, при необходимости, пломбируется службой энергосбыта для исключения несанкционированного доступа к цепям связи со счетчиками.
Для сопряжения КП ИК АСКУЭ с ЦППС, по условиям применения, может использоваться выделенный или общий с ИК АСДУ канал связи.
3.2. Технические мероприятия обеспечения целостности информации:
-исключение несанкционированного влияния на кодовое информационное сообщение, полученное от счетчика,
-непрерывная диагностика работоспособности цепей связи счетчика с аппаратурой КП,
-сравнительный анализ данных, полученных по числоимпульсным и кодовым выходам счетчиков, с целью проверки достоверности данных по установленным критериям,
-сравнительный анализ данных, полученных в смежных информационных циклах от числоимпульсных и кодовых каналов счетчиков, с целью повышения уровня достоверности данных по установленным критериям,
-обрамление информации, полученной от счетчиков, специально разработанным для ИУТК «Гранит-микро» условно корреляционным биимпульсным кодом, который, в сочетании с циклическим кодом, обеспечивает снижение вероятности не обнаруживаемых искажений информации до уровня 10-13…10-16, т.е. достижение высокой достоверности, на 4…7 порядков выше требований нормативной документации к АСКУЭ,
-синтез структуры и алгоритмов проведения информационных обменов в соответствии с принятым критерием определения качества информации и всего ИК АСКУЭ – интегральной достоверностью информации
Важная особенность подхода к построению ИУТК «Гранит-микро» - теоретическое обоснование принимаемых решений, позволяющее представить основные показатели не словесно, а в виде рассчитанных параметров.
4. Информационный поток подсистемы АСКУЭ как часть общего потока в интегрированном информационно-управляющем телемеханическом комплексе
Основная задача синтеза информационно-управляющих телемеханических комплексов – обеспечение максимального использования пропускной способности каналов связи и высокого уровня достоверности информации при работе ИУТК в нормальном и нештатном (аварийном) режимах.
ИК АСКУЭ на элементах ИУТК «Гранит-микро» синтезируется на основе теоретического анализа потоков информации (Л.5), результатом которого явилось обоснование возможности и необходимости разделения информационного потока АСКУЭ на две составляющие – оперативную и неоперативную.
Оперативная составляющая информационного потока направляется не только в АСКУЭ, но и в оперативно – информационный контур АСДУ, и используется для построения «профиля мощности» в цепях потребления электроэнергии. По оперативной составляющей вычисляются квазимгновенные значения мощности для построения графика усредненных получасовых значений и формирования соответствующих отчетных документов.
Оперативная составляющая потока формируется числоимпульсными выходными каналами счетчиков, и является входной информацией для модулей ввода, накопления, обработки и передачи информации ИК АСДУ и АСКУЭ.
Основным мотивом для выделения оперативной составляющей информации из общего потока данных АСКУЭ является возможность максимального сжатия информации для передачи в ЦПСС одним информационным сообщением данных от нескольких (8…32) счетчиков. Благодаря этому информационная нагрузка на канал связи КП – ЦППС резко уменьшается, становится возможным без деградации динамических характеристик оперативного контура – времени доставки телесигналов, команд телеуправления и телеизмерений текущих (мгновенных) значений параметров, передавать оперативную составляющую информации АСКУЭ с цикличностью в одну…три минуты при скорости передачи информации не выше 200…600 бод.
Повышение достоверности (целостности) оперативной составляющей потока АСКУЭ обеспечивается передачей данных по принципу «нарастающего итога» - в очередном цикле
информационного обмена данные каждого счетчика представляются в виде кода, равного сумме числа импульсов, накопленных к моменту предшествующей передачи данных и за интервал между смежными циклами передачи информации. Такой принцип позволяет реализовать информационные обмены при потере или отсутствии канала связи в направлении от ЦППС к КП и достаточно просто и эффективно проконтролировать корректность принятой информации.
Неоперативная составляющая информационного потока АСКУЭ формируется современными электронными счетчиками в виде кодовых посылок. Кодовые посылки соответствуют принятому в конкретном типе счетчика протоколу обмена информацией. По данным неоперативной составляющей реализуется коммерческий и (или) технический учет потребления электроэнергии.
Расчленение общего потока АСКУЭ на оперативную и неоперативную составляющие резко снижают требуемую периодичность опроса кодовой информации. Благодаря тому, что данные неоперативной (кодовой) составляющей данных от счетчика сопровождаются метками времени, требования к оперативности передачи информации могут быть снижены. В результате неоперативная составляющая - коммерческая информация, интегрируется в оперативный контур АСДУ без деградации динамических характеристик интегрированного комплекса.
Важно подчеркнуть, что оперативная и неоперативная составляющие информационного потока АСКУЭ в интегрированном комплексе проходят по тем же трассам, что и информация оперативного контура АСДУ (телесигнализация, телеизмерения, телеуправление). Поэтому данные АСКУЭ формируются в виде помехоустойчивых кодов, обеспечивающих достоверность данных, которая характеризуется вероятностью не обнаружения искажений 10-12…10-16. В результате достоверность данных АСКУЭ в рамках интегрированного комплекса оказывается на четыре…восемь порядков выше (!!!) требований к «целостности» информации, которая содержится в требованиях к стандартным АСКУЭ.
Проведенные теоретические исследования информационных потоков в информационно – управляющих телемеханических комплексах доказали возможность совмещения данных оперативного и неоперативного контуров и построения ИК АСКУЭ как части интегрированного комплекса, сочетающего подсистемы АСДУ и АСКУЭ. Результаты теоретических исследований положены в основу построения ИУТК «Гранит-микро» и, в частности, ИК АСКУЭ «Гранит-микро».
5. Критерий оценки качества интегрированного информационно-управляющего комплекса с подсистемами АСКУЭ и АСДУ
Обычно для оценки качества информационно-управляющих комплексов используются следующие критерии (параметры):
-надежность,
-помехоустойчивость,
-быстродействие,
-достоверность (целостность, точность),
Трактовки указанных параметров размыты и зачастую не отражают работу системы в реальных условиях эксплуатации, особенно при нештатных (аварийных) ситуациях. Для иллюстрации этого достаточно привести несколько примеров.
В рекламных и информационных материалах многих производителей быстродействие определяется как частное от деления длины информационного сообщения (в битах) на скорость передачи информации по каналу связи (в бит/сек). В действительности данным параметром определяется время передачи одного информационного сообщения, и не более. Реальное быстродействие является вероятностной характеристикой и, как правило, определяется:
-временем передачи информационного сообщения по прямому каналу связи КП – ЦППС или по цепочке, включающей один или несколько ретрансляторов,
-вероятностью неискаженного приема переданного сообщения приемником,
-временем реакции приемника на полученное сообщение,
-временем передачи от приемника (ЦППС) сообщения об обнаруженном (необнаруженном) искажении,
-вероятностью приема указанного сообщения передатчиком информации (КП),
-задержкой начала повторной передачи информационного сообщения при обнаружении искажения,
-временем повторной передачи сообщения.
Очевидно, что реальное быстродействие необходимо определять по временному сдвигу между моментом появления «события для передачи» до неискаженного представления получателю информации, характеризующей «событие», при заданной величине доверительной вероятности представленного параметра.
При такой, оптимальной для Пользователя, трактовке, становится очевидной жесткая корреляция между реальным быстродействием и другими параметрами системы.
Другой пример. Общепринято определять надежность как среднее время между отказами или до отказа комплекса или его части. Однако выход из строя какой-то составляющей комплекса может привести не к отказу, а к неправильной работе, которая чревата не обнаружением искажения информации. Пример показывает наличие жесткой связи между надежностью и достоверностью. Другими примерами можно показать жесткую корреляцию и между всеми важнейшими параметрами комплекса.
Ясно, что традиционная оценка систем рядом некоррелированных параметров не позволяет Заказчику оценить реальные характеристики работы системы в целом (в комплексе), особенно в аварийной ситуации.
При создании ИУТК «Гранит-микро» разработана теория и практика применения нового обобщающего критерия оценки качества информации и собственно ИК – интегральной достоверности информации.
Интегральная достоверность характеризуется вероятностью не обнаружения искажения информации (независимо от места искажения данных, а не только из-за помех в канале связи КП - ЦППС) при условии, что неискаженная информация доставлена получателю с задержкой относительно момента возникновения «события для передачи», не превышающей установленный порог.
В указанной трактовке интегральная достоверность является обобщающей характеристикой системы и вбирает в себя в качестве составных частей вероятностные характеристики:
-быстродействия,
-надежности,
-достоверности (целостности, точности),
-помехоустойчивости.
Подчеркнем, что приведенная формулировка интегральной достоверноститребует учета при ее расчетеискажений информации:
-в цепях связи с датчиками (счетчиками) и исполнительными механизмами,
-в модулях ввода - вывода-обработки информации,
-в каналах связи,
-в модулях приема и отображения информации,
-программами ввода, обработки, отображения данных.