Методика сравнительного анализа алгоритмов функций технологического программного обеспечения микропроцессорных систем централизации

Сегодня системы электрической централизации на микропроцессорной элементной базе захватили рынок автоматизированных систем управления движением поездов во всем мире. Большое число компаний - разработчиков работающих на этом рынке позволяет создать адекватную конкурентную среду, для развития систем, как в экономическом, так и техническом направлениях. Российские железные дороги в этом плане не являются исключением. Однако следует отметить, что при строгом ограничении правилами технической эксплуатации, инструкциями по движению и сигнализации разработчики программного обеспечения создают алгоритмы функций логики централизации в различных вариантах и интерпретациях. Из-за отсутствия единых универсальных алгоритмов таких функций при внедрении системы высока зависимость от конкретного разработчика программного обеспечения, что влечет за собой значительные сложности в ее поддержке со стороны эксплуатационного штата. Одним из наиболее приемлемых подходов к решению данной задачи является систематизация и унификация подходов к построению систем централизации при четком формировании требований к функционированию, перечню автоматизируемых функций и алгоритмам их реализации. В данном аспекте подразумевается то, что в основе должна лежать база утвержденных типовых алгоритмов функций логики централизации способная стать общей платформой построения программного обеспечения логики централизации разрабатываемых систем. При этом задачей разработчика будет являться реализация функций логики централизации в соответствии с базой типовых алгоритмов и адаптация программного интерфейса увязки аппаратной части. Базу типовых алгоритмов функций централизации необходимо изменять (дополнять и\или изменять функции) централизованно при участии Департамента автоматики и телемеханики и независимых испытательных лабораторий в рамках работ по доказательству безопасности.

Безусловно, при таком подходе встает вопрос выбора наилучших решений, здесь высока роль субъекта осуществляющего отбор, или как все уже привыкли говорить велико влияние "человеческого фактора".

К работам по типизации алгоритмов функций логики централизации необходимо подходить комплексно с разработкой критериев и методик по выбору наилучших реализаций алгоритмов, позволяющих до минимума снизить субъективизм в процессе отбора.

В данной статье предложена методика многокритериального выбора наилучшей реализации алгоритма функции логики централизации микропроцессорных систем, позволяющая до минимума снизить субъективизм в процессе отбора, за основу принят математический аппарат, описанный в [1,2].

Алгоритм многокритериальной методики категорирования состоит из набора следующих действий:

1. Построение таблицы критериев категорирования сравниваемых реализаций (альтернатив) алгоритмов функции логики централизации: , ,….

2. Количественная оценка предпочтений:

,,…;

,,…;

,,…;

Предпочтение - преимущество одного алгоритма перед другим в процессе их сравнительной оценки.

При сравнении двух алгоритмов, например, и , по конкретному частному критерию , используется четыре варианта сравнения:

=0, алгоритм индифферентен к

0, слабое предпочтение к

1, сильное предпочтение к

=1, жесткое предпочтение к

При применении количественных критериев используются следующие правила:

• если количественный критерий алгоритма отличается от критерия алгоритма в интервале (0%, 10%] то =0 (ситуация индифферентности алгоритма к алгоритму );

• если критерий алгоритма отличается от критерия алгоритма в интервале (10%, 25%] то =0,3 (слабое предпочтение алгоритма к алгоритму );

• если критерий алгоритма отличается от критерия алгоритма в интервале (25%, 50%] то =0,7 (сильное предпочтение алгоритма к алгоритму );

• если критерий алгоритма отличается от критерия алгоритма в интервале (50%, 100%] то =1.0 (жесткое предпочтение алгоритма алгоритму ),

где Х - модуль величины Х.

Предпочтения могут иметь как положительные, так и отрицательные значения.

1. Вычисление индексов предпочтения и для каждой пары сравниваемых алгоритмов.

В общем случае столбец со значениями предпочтения содержит индифферентные предпочтения (т.е. 0), а также положительные и отрицательные предпочтения. Отрицательные предпочтения по существу являются положительными предпочтениями .

1. Вычисление потоков предпочтений , , , ,…,

(поток предпочтения - сумма значений индексов предпочтения по отношению к общему числу критериев категорирования).

1. Сравнительный анализ потоков предпочтений.

При вынесении решения о выборе наилучшего алгоритма в множестве альтернатив используем следующее правило:

• алгоритм «предпочтительнее» алгоритма , если

[ и ]

или

[и ]

или

[ и ]

• алгоритм индифферентен относительно алгоритма , если

[и ]

• алгоритм и алгоритм несопоставимы во всех остальных случаях.

  1. Принятие решения по выбору наилучшего алгоритма.

Принятие решения по выбору наилучшего алгоритма осуществляется путем выявления альтернативы с наибольшим значением положительного потока предпочтения.

Литература:

1. Brans J.P. and Vinke P.H., “A Preference Ranking Organization Method (The PROMETHEE: Method for Multiple Criteria Decision Making)”, Management Science, Vol. 31, 1985, pp. 647-656.

2. Brans J.P., Vinke P.H. and Mareschal B., “PROMETHEE: A Name Family of Outranking Methods in Multicriteria Analysis”, in J.P. Brans, ed., Operations Research ‘ 84, Elsevier Sciens Publishers, 1984, pp. 477-490.