Технология обработки разнородной информации, получаемой по телеметрическим каналам от средств контроля технических объектов различных видов базирования*

*различные виды базирования - предполагает использование различных типов каналов связи

Задачи обработки:

анализ различных критических физических параметров измерительного оборудования,
идентификация режимов функционирования подсистем;
прогнозирование штатных и аварийных состояний, таких как выход контролируемых параметров из области допустимых значений, неожидаемая смена режимов функционирования.

Цель:

повысить эксплуатационные характеристики систем мониторинга технических объектов:
обеспечить распознавание и классификацию состояния подсистем и шаблоны их поведения при неполных и зашумленных входных данных
обеспечить эффективное использование программно-технических средств системы мониторинга состояния объектов и подсистем за счет рационального планирования сеансов телеметрии.

Область применения:

системы телеметрии для мониторинга и навигации автотранспорта,
роботизированные системы видеонаблюдения,
системы мониторинга оборудования различного базирования по данным телеметрии.

Постановка задачи обработки

Дано:

Многомерный временной ряд датчиков подсистем технических объектов (ТО)
Описание поведения подсистем ТО в виде:

Набора параметров (датчиков) подсистем, с максимально допустимыми отклонениями значений параметров
Перечня описаний состояний подсистем (штатное, нештатное)
Имитационных моделей подсистем (описывают их структуру, параметры и поведение во времени)

Необходимо:

Оценить состояние подсистемы в данный момент времени (штатное, нештатное)
Спрогнозировать состояния подсистемы в последующий момент времени (штатное, нештатное)
Локализовать место появления нештатной ситуации

Составные части технологии

Формирование и управление имитационными моделями бортового оборудования и подсистем ТО
Построение математических моделей контролируемого бортового оборудования на основе анализа данных датчиков и оценка соответствия поведения бортового оборудования принятой модели, а также прогнозирование его поведения
Быстрая оценка состояния бортовых объектов ТО на основе параметрических дифференциальных моделей
Идентификация режимов функционирования подсистем ТО и детектирование нештатных ситуаций
Контроль за состоянием и режимами функционирования бортового оборудования
Диагностика и мониторинг состояния бортовых объектов и подсистем ТО на основе совместного анализа данных, поступающих от подсистем ТО, и планируемого поведения их имитационных моделей
Формирование и управление библиотекой известных нештатных и аварийных ситуаций
Сохранение полученной ТМИ для последующего анализа ТМ данных в интерактивном или автоматическом режиме

Научно-технический задел.

Разработан прототип нейросетевой системы мониторинга подсистем малых космических аппаратов по данным телеметрии для наземного командно-измерительного комплекса белорусского космического аппарата.

Перечень телеметрической информации содержит параметры, формируемые датчиками подсистем белорусского космического аппарата (434 датчика):

Корректирующей двигательной установки (КДУ):

температурные параметры
уровни давления блока подачи ксенона
электрические параметры регулятора расхода, анода и катода двигателей

Системы энергоснабжения (СЭС):

параметры модуля регулирования и распределения мощности
параметры батареи солнечная (БС)
параметры литий-ионной аккумуляторной батареи (АБ)

Целевой съемочной аппаратуры (ЦА):

температурные параметры ЦА
электрические параметры ЦА

1. Marushko, E. E. Ensembles of Neural Networks for Forecasting of Time Series of Spacecraft Telemetry / E. E. Marushko, A. A. Doudkin // Optical Memory and Neural Networks. – 2017. – Vol. 26, No. 1. – Allerton Press, Inc., 2017. – P. 47–54. – DOI: 10.3103/S1060992X17010064.

2. Spacecraft Telemetry Time Series Forecasting With Ensembles of Neural Networks / Alexandr Doudkin, Yauheni Marushko, Jan Owsiński, Tadeusz Pawlowski // Proc of the 10th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications, 18-21 September, 2019, Metz, France