Стыковка областей знаний диагностики и мониторинга (2014, 291с., SM091-013)

2.1 Выделение общих свойств диагностического подхода для систем транспорта

2.1.3 Стыковка областей знаний диагностики и мониторинга

Появление новых направлений деятельности сопряжено с необходимостью пересмотра существующих. Зачастую возникают трудности в разделении функций, задач вновь образовавшихся направлений с уже известными. К данной проблеме можно отнести и определенные противоречия таких понятий на транспорте как «мониторинг» и «диагностика». Указанные понятия используются на транспорте, однако, границы применения в системах транспорта на сегодняшний день отсутствуют.

Особенно это становится актуальным в условиях формирования различных программ развития транспортного комплекса страны. В качестве примера можно привести один из пунктов комплексной программы «Транспорт» [159, с.32]: «Разработка научно обоснованной системы мониторинга макроэкономических и отраслевых показателей развития транспортной отрасли Украины и эффективности ее функционирования».

В некоторых случаях, в техническом аспекте, диагностика и мониторинг рассматриваются как синонимы (например, [176, с.5] «проблемы технической диагностики (мониторинга) …»). Учитывая это и принимая во внимание, что диагностика и мониторинг как направления в системах транспорта являются достаточно новым, следует на этом этапе попытаться выделить сферы их применения.

Наиболее близкой сферой соприкосновения диагностики и мониторинга в системах транспорта можно назвать диспетчерское управление. Это наглядно видно при рассмотрении целей и задач такого управления (см. пункт 1.1.5 раздела 1 данной работы). Упоминание мониторинга на транспорте чаще всего связано с развитием навигационных систем и использованием GPS-устройств. Простейшая структура системы мониторинга на транспорте представлена на рис. 2.2, характеристика приведена в табл. 2.6.

Рис. 2.2 – Структура системы мониторинга на транспорте (по данным [177, с.61])

Развитие логистического подхода приводит к тому, что развитие методологии мониторинга транспорта происходит с учетом развития логистики. Появляются попытки структурировать данные по этому вопросу при исследовании логистических систем. Характерной работой в этом направлении является [177]. В работе представлен термин «логистическая система мониторинга цепей поставок». Согласно [177, с.68]: «Логистическая система мониторинга цепей поставок – это подсистема микро- или макрологистической информационной системы, предназначенная для достоверного отслеживания в масштабах реального времени параметров логистического процесса, а также физического сопровождения материальных и транспортных потоков в ЦП (цепи поставок)».

Таблица 2.6 – Характеристика системы мониторинга транспорта в рамках мониторинга цепей поставок (на основании [177, с.80-81])

Более широкий взгляд на использование мониторинга на транспорте (в рамках трубопроводного транспорта) представлен в [178]. Также термин «мониторинг» применяется в области экологии. В преломлении к транспорту – рассматривается влияние эксплуатации транспорта на окружающую среду (например, [179, с.300]). Согласно [179, с.300]: «Мониторинг окружающей среды (ОС) или экологический мониторинг представляет собой комплексную информационную систему, имеющую три основных направления деятельности: наблюдение за состоянием ОС; оценка текущего состояния ОС; прогноз состояния ОС и его оценка». Однако, в общем, существующие работы не содержат структурированных данных по применению диагностики и мониторинга в системах транспорта, не представлены методологические особенности их совместного или раздельного применения.

Ввиду того, что и диагностика и мониторинг достаточно интенсивно изучаются в экономических науках (например, [180, 181]), а также, принимая во внимание, что системы транспорта обладают свойствами и технических и экономических систем, можно в качестве научной базы использовать полученные наработки для целей исследования систем транспорта.

Далее проведем работу по определению возможных границ применения диагностики и мониторинга при исследовании систем транспорта. Для этого: проведем сравнение существующих определений указанных понятий; сформируем отличия в реализации мониторинга и диагностики в рамках систем транспорта; выделим возможные объекты приложения в системах транспорта.

Исследуя системы транспорта как системы, которые могут рассматриваться как технические и экономические системы, можем сделать вывод, что вопросы диагностики и мониторинга могут также (идеализировано) быть поделены по виду системы. Другими словами, ввиду особенностей принятия решений (осуществления управления) в технических и экономических системах, реализация диагностики и мониторинга могут отличаться. Представим это на схеме – рис. 2.3.

Рис. 2.3 – Схема вариантов реализации мониторинга и диагностики при логической цепи «мониторинг - диагностика» (предлагается)

В дополнение к представленной схеме приведем структуру диагностики с позиции технических и экономических систем – рис. 2.4.

Данные рис. 2.4 свидетельствуют об универсальности диагностики (диагностического подхода). Отличия должны заключаться в объектах диагностики и используемом инструментарии. Используя метод аналогий, структуру транспортной диагностики можно представить следующим образом – рис. 2.5. Представленную структуру можно брать за основу для развития соответствующих групп методов и моделей.

Рис. 2.4 – Структура диагностики (на основании [9, с.42; 29, с.13])

Рис. 2.5 - Структура транспортной диагностики в техническом аспекте

Далее рассмотрим примеры определений мониторинга и диагностики – табл. 2.7.

Таблица 2.7 – Примеры определений диагностики и мониторинга

Рассматривая определения мониторинга и диагностики, а также принимая во внимание цитату [9, с.41]: «Техническая диагностика является составной частью технической кибернетики – науки об общих закономерностях, принципах и методах обработки информации и управления сложными системами», можно говорить об их кибернетических началах. К этому добавим следующее: [84, с.22]: «Транспортная система – система управляемая и относится к категории кибернетических систем. Для транспорта, как кибернетической системы, предполагается наличие таких свойств, как управляемость, централизованность, способность взаимодействовать с окружающей средой, наличие каналов информации как в системе, так и между системой и средой, наличие обратных связей, целенаправленное поведение системы и ее вероятностный характер, наличие свойства равновесия и свойства самоорганизации». Следовательно, основной предпосылкой использования диагностики и мониторинга в какой-либо системе служит реализация (использование) основных принципов кибернетики. Приняв за основу, что [183, с.6] «мониторинг должен быть неотъемлемой частью любой осмысленной деятельности», более подробно проанализируем природу диагностики. Это целесообразно также ввиду того, что по многим определениям наблюдается перехлестывание (дублирование) выполняемых функций диагностики и мониторинга. Отчасти это можно объяснить тем, что исследователи уделяют внимание, в основном, рассмотрению одного из вопросов – либо диагностики, либо мониторинга. Крайне редко можно встретить совместное представление материалов в одном источнике.

Проследим взаимосвязь кибернетики с диагностикой – табл.2.8.

Таблица 2.8 – Соотношение кибернетики с диагностикой

Использование термина «система транспорта» обусловлено необходимостью выделения класса систем, в которых может быть рассмотрена работа транспорта. На текущий момент встречается достаточно большое количество названий систем, в которых используется слово транспорт, что затрудняет понимание роли транспорта в таких системах. В рамках данной работы под термином «система транспорта» подразумеваем систему, в которой могут быть выделены объекты исследования с позиций транспортной диагностики.

Помимо представленных в табл. 2.8 видов кибернетики встречаются также: теоретическая, психологическая, педагогическая, нейрокибернетика и др. (на основании [70, с.13]). Учитывая, что существуют основные три группы систем различной природы – технические, биологические и социальные (на основании [70, с.11]), можно представить следующую принципиальную схему формирования видов кибернетики и диагностики – рис. 2.6. Разумным видится в рамках социальной сферы ввести иерархический уровень – «область», что обусловлено количеством и сложностью систем, которые создаются человеком, как общественным существом. Транспортную кибернетику (диагностику) целесообразно представлять в рамках технической сферы, что обусловлено историческим развитием кибернетики и транспорта. В этой связи можно привести название книги [9]: «Техническая кибернетика транспорта».

Рис. 2.6 – Принципиальная схема формирования видов кибернетики и диагностики (предлагается)

Руководствуясь определениями диагностики и мониторинга, а также структурой диагностики (рис. 2.6), закрепим отдельные принципы кибернетики между ними – рис. 2.7. Для этого воспользуемся принципами кибернетики, которые представлены в [29, с.19-27].

Рис. 2.7 – Общая схема реализации диагностики и мониторинга в системах транспорта (предлагается) (с учетом [29, с.19-27])

Принципиальное отличие в блоках диагностики и мониторинга предлагается выделить в реализации принципа «черного ящика» и принципа моделирования. Реализуя функцию наблюдения, мониторинг должен аккумулировать все данные об объекте управления, как объекте с известными характеристиками. Диагностический блок имеет дело с отклонениями в функционировании объекта управления. В таких ситуациях следует использовать принципы «черного ящика» и моделирования.

Предложено отдельно выделять блок диагностической информации. Это обосновывается тем, что не всякая информация, которая собирается системой мониторинга, может представлять интерес для системы диагностики. Также должно существовать условие (условия), при котором включается блок диагностики (система диагностики), так как, скорее всего, нецелесообразно постоянное выполнение диагностических процедур. Тут уместно отметить такой термин, как «симптом», обнаружение которого может служить сигналом для задействования блока диагностики.

В реализации диагностического блока можно выделить две принципиальные схемы:

1) «мониторинг – диагностическая информация – диагностика – мониторинг». Реализуется в случае возникновения отклонений в функционировании объекта управления, когда не требуются дополнительные воздействия на объект с целью получения дополнительной информации.

2) «мониторинг – диагностическая информация – диагностика – объект управления (объект диагностики) - диагностическая информация – диагностика – мониторинг». Ситуация, в которой необходимы дополнительные воздействия на объект с целью получения дополнительной информации.

Особого внимания и рассмотрения требует вопрос определения объекта исследования для мониторинга и диагностики. Если принять, что в рамках системы управления транспортом выделяются система транспорта, система мониторинга, система диагностики, то необходимо выделять объект управления, объект мониторинга и объект диагностики. При этом можно предполагать, что существуют совместные и разрозненные области для указных объектов - рис. 2.8.

Рис. 2.8 – Схема выделения объектов мониторинга и диагностики на транспорте (предлагается) (с учетом [187, с.135])

Для выделения объектов диагностики и мониторинга на транспорте воспользуемся концепцией общей теории эффективности больших систем, которая представлена в [187] как триединство «надежность – производительность - экономичность» во взаимодействии с диалектикой «цели – средства - результат». В качестве объектов могут быть представлены: операция, проект, система, процесс – рис.2.8.

Источник: Горяинов А.Н. Транспортная диагностика. Книга 1. Научные основы транспортной диагностики (диагностический подход в системах транспорта): Монография. - Харьков: НТМТ, 2014. – С. 72-81 (291 с.)

(скачать книгу можно по адресу - http://www.logistics-gr.com/index.php?option=com_content&view=article&id=20294&catid=84&Itemid=197