Передача ответственной информации в МИУС

тема 4. Передача ответственной информации в МИУС – 4 часа

4.1 Понятие ответственной информации. Требования ГОСТ к достоверности передачи ответственных команд. Способы передачи ответственной информации. Классификация методов передачи ответственных команд. Методы обеспечения достоверности передачи ответственных команд. Самопроверяемый контроль кодов. Самопроверяемые тестеры. Равновесные коды. Тестер для кода 4С2 – 2 часа.

Понятие ответственной информации

Под ответственной информацией понимается информация, используемая в дискретной системе, искажение которой переводит систему в опасное состояние. Ответственной телемеханической командой является команда ТУ или ТС, несущая ответственную информацию.

Примерами ответственных команд ТУ в ЖАТ является передача по телемеханическому каналу на промежуточную станцию команд на открытие пригласительного сигнала, на аварийный перевод стрелки и некоторых других. Особенностью таких команд является то, что технологические условия безопасности при их выполнении уже не проверяются на контрольном пункте, а должны полностью обеспечиваться на пункте управления. Если в системе телемеханики передаются подобные команды, то такая система должна быть безопасной.

Требования ГОСТ к достоверности передачи ответственных команд

Одним из важнейших показателей безопасности СЖАТ является достоверность передачи и приема телемеханических сообщений.

Достоверностью называется степень  соответствия  принятой  и  переданной  информации. Оценкой достоверности служит вероятность правильного приема P_пр, равная отношению числа правильно принятых символов сообщения к общему числу переданных символов при достаточно большом числе передаваемых сообщений. Часто используют понятие вероятности появления ошибки при передаче и приеме сообщений P_ош, определяемой как P_ош=1-P_пр. Ошибка может заключаться в трансформации (искажении) сообщения, потере команды или образования ложной команды или контрольного сообщения.

Для передачи и приема телемеханических сообщений необходимо выбирать такой код, который удовлетворял бы существующим нормам по достоверности передачи и приема сообщений. Эти нормы определены ГОСТ 26.205-88 «Комплексы и устройства телемеханики. Общие технические условия» (таблица 1).

Таблица 1

Классификация методов передачи ответственных команд

Методы обеспечения достоверности передачи ответственных команд

В зависимости от количества элементов n в телемеханическом сообщении вероятность появления ошибки должна быть не более допустимой вероятности трансформации сообщения:

где P_э – вероятность ошибочного приема единичного элемента кодовой комбинации.

Для  повышения  достоверности  передачи  информации  можно использовать  избыточные  коды. При  этом  в  зависимости  от  степени  избыточности  можно  не  только  обнаруживать, но  и  исправлять  искаженную  информацию.

Широко  применяются  коды  с  контролем  по  четности  (нечетности), коды  Хэмминга, равновесные, с  суммированием, арифметические, с  повторением, циклические и др.

При использовании кодов с постоянным весом C_n^k ложная комбинация возникает при трансформации одного элемента из состояния 1 в 0, а другого из 0 в 1. Вес кода при этом не изменяется, и ошибка не обнаруживается. Вероятность ложного приема в этом случае:

.

Если для передачи используется код с контролем по четности или нечетности, то вероятность ложного приема команды определяется в основном вероятностью двукратных ошибок:

.

В случае использования кодов с кодовым расстоянием d³3, возможно не только обнаружение, но и исправление ошибок. При d=k для трансформации сообщения необходимо наличие k ошибок. Вероятность возникновения такого количества ошибок определяется формулой Бернулли:

.

Недостатком использования кодов с обнаружением и исправлением ошибок является большая избыточность и усложнение аппаратуры передачи и приема. При этом, чем больше кодовое расстояние, тем сложнее аппаратура.

Для повышения достоверности передачи информации в особо ответственных системах часто используют метод  многократного  повторения. Сущность  метода  заключается  в  передаче  одного  и  того  же  сообщения  несколько  раз, запоминания  принятых  кодов, сравнением  их  поэлементно. Сообщение  составляется  из  элементов, определенных  по  мажоритарному  признаку. Т. о. можно  восстановить  переданный  код, даже  если  во  всех  трех  передачах  он  искажался. Необходимое  число  передач  для  обнаружения  и  исправления  всех  ошибок  определяется  кодовым  расстоянием. Для  исправления  однократных  ошибок  выполняют  трехкратную  передачу, для  двукратных  ошибок – пятикратную  передачу  и  т. д.