radioelectronicsИзвестия высших учебных заведений России. РадиоэлектроникаJournal of the Russian Universities. Radioelectronics1993-89852658-4794Saint Petersburg Electrotechnical University10.32603/1993-8985-2025-28-5-94-104radioelectronics-1080Research ArticleМЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫMETROLOGY, INFORMATION AND MEASURING DEVICES AND SYSTEMSМногоканальные адаптивные системы технической диагностикиMultichannel Adaptive Systems for Technical Diagnosticshttps://orcid.org/0000-0002-0016-3905АнтонюкЕ. М.AntonyukEvgeniy M.

Антонюк Евгений Михайлович – доктор технических наук (2003), профессор (2009), профессор кафедры информационно-измерительных систем и технологий,

ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022.

Evgeniy M. Antonyuk, Dr Sci. (Eng.) (2003), Professor (2009), Professor of the Department of Information Measuring Systems and Technologies,

5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022.

peterant@hotmail.comhttps://orcid.org/0009-0009-4654-9377ГвоздевД. С.GvozdevDmitriy S.

Гвоздев Дмитрий Сергеевич – магистр по направлению "Приборостроение" (2022), аспирант, инженер кафедры информационно-измерительных систем и технологий,

ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022.

Dmitriy S. Gvozdev, Master's Degree in Instrument Engineering (2022), Postgraduate Student, Engineer of the Department of Information-Measuring Systems and Technologies,

5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022.

gvozdev_8@mail.ruСанкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В. И. Ульянова (Ленина)РоссияSaint Petersburg Electrotechnical UniversityRussian Federation20250112202528594104Copyright © Антонюк Е.М., Гвоздев Д.С., 20252025Антонюк Е.М., Гвоздев Д.С.Antonyuk E.M., Gvozdev D.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://re.eltech.ru/jour/article/view/1080Введение

Введение. Современное промышленное производство сложно представить без информационно-измерительных систем контроля и диагностики объекта на всех этапах технологического процесса. Рост сложности объектов ведет к увеличению объема измерительной информации, что снижает быстродействие, а также достоверность контроля и диагностики. Традиционное решение заключается в наращивании вычислительной мощности и будучи экстенсивным лишь откладывает проблему. В качестве альтернативы в данной статье предлагается изменить алгоритмическое обеспечение, введя в него механизм адаптивности. Адаптивная коммутация в многоканальных системах технической диагностики с временным разделением каналов повышает достоверность контроля и диагностики объекта исследования.

Цель работы

Цель работы. Разработка алгоритмического обеспечения многоканальных систем технической диагностики и построение на его основе возможного варианта структурной схемы системы.

Материалы и методы

Материалы и методы. Исследование механизма адаптации для многоканальных систем технического диагностирования проводилось методами статистического моделирования из теории массового обслуживания, сама система диагностики представляет собой систему массового обслуживания.

Результаты

Результаты. Разработано алгоритмическое обеспечение и структурная схема многоканальной адаптивной системы технической диагностики. Проведены математические расчеты по оценке погрешности от многоканальности для данного типа систем. Результаты исследования применимы при разработке информационно-измерительных систем различного направления.

Заключение

Заключение. Применение адаптивного приоритетного опроса в многоканальных системах технической диагностики позволяет повысить достоверность и быстродействие поиска места неисправности в сложных технических объектах. Исследованный математический аппарат оценки методической погрешности от многоканальности позволяет точно задать границы ее допустимых значений.

Introduction

Introduction. In modern industrial production, the role of information and measurement systems for monitoring and diagnostics at all stages of the technological process cannot be underestimated. The increasing complexity of objects leads to a growing volume of measurement information, which reduces the promptness and reliability of monitoring and diagnostics. The conventional approach consists in increasing the computational power, which only postpones the problem. As an alternative, this article proposes changes in the existing algorithmic support by introducing an adaptability mechanism. Adaptive commutation in multichannel technical diagnostic systems with time-division channeling enhances the reliability of monitoring and diagnosing the object under study.

Aim

Aim. To develop an algorithmic support for multichannel technical diagnostic systems and, on this basis, to propose a possible version of the structural diagram.

Materials and methods

Materials and methods. The study of the adaptation mechanism for multichannel technical diagnostic systems was conducted using the methods of statistical modeling borrowed from queuing theory, with the diagnostic system itself represented as a queuing system.

Results

Results. An algorithmic support and a structural diagram for a multichannel adaptive technical diagnostics system are developed. Mathematical calculations were performed to estimate the multichannel-induced error for this type of systems. The research results can be applied when developing various types of information and measurement systems.

Conclusion

Conclusion. The application of adaptive priority polling in multichannel technical diagnostic systems enhances the reliability and speed of locating faults in complex engineering objects. The studied mathematical framework for assessing the methodological error associated with multichannel operation allows its permissible error margins to be accurately determined.

система технической диагностикиадаптивный методалгоритмструктурная схемамногоканальностьпогрешность аппроксимациителеизмерительные системысистема массового обслуживанияметодическая погрешностьtechnical diagnostics systemadaptive methodalgorithmstructural diagrammultichannelapproximation errortelemetry systemsqueuing systemmethodological errorReferencesРубичев Н. А. Измерительные информационные системы. М.: Дрофа, 2010. 334 с.Rubichev N. A. Measuring Information Systems. Moscow, Drofa, 2010. 334 p. (In Russ.)Telemetry System with Adaptive Commutation / E. M. Antonyuk, I. E. Varshavskiy, I. S. Kolpakova, A. A. Minina, P. E. Antonyuk // Proc. of the IEEE NW Russ. Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conf., Saint Petersburg, 2–3 Feb. 2016. IEEE, 2016. P. 425–427. doi: 10:1109/ElConRusNW.2016.7448202Antonyuk E. M., Varshavskiy I. E., Kolpakova I. S., Minina A. A., Antonyuk P. E. Telemetry System with Adaptive Commutation. Proc. of the IEEE NW Russ. Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering Conf., Saint Petersburg, 2–3 Feb. 2016. IEEE, 2016. P. 425–427. doi: 10:1109/ElConRusNW.2016.7448202Антонюк Е. М., Антонюк П. Е., Гвоздев Д. С. Адаптивная система автоматического контроля с последовательно-параллельным анализом отклонений // Перспективные информационные технологии: тр. Междунар. науч.-техн. конф. / под ред. С. А. Прохорова. Самара: Изд-во Самарского науч. центра РАН, 2022. С. 15–18.Antonyuk E. M., Antonyuk P. E., Gvozdev D. S. Adaptive Automatic Control System with Serial Parallel Deviation Analysis. Proc. of the Intern. Scientific and Technical Conf. Samara, Russia, 18–21 Oct. 2022, Samara State University, pp. 15–18.Левенец А. В. Принципы разработки перспективных способов сжатия телеметрических данных // Вести Тихоокеанского гос. ун-та. 2017. Т. 45, № 2. С. 31–38.Levenets A. V. Principles of the Development of Promising Methods for Telemetry Data Compression // Bulletin of PNU. 2017, vol. 45, no. 2, pp. 31–38. (In Russ.)Анохин А. М., Ивкин А. С. Человеко-машинный интерфейс для поддержания когнитивной деятельности оператором АС // Ядерные измерительно-информационные технологии. 2012. № 1 (41). С. 57–66.Anokhin A. M., Ivkin A. S. Human-Machine Interface for Supporting Cognitive Activity of the AS Operator. Nuclear Measurement and Information Technologies. 2012, no. 1 (41), pp. 57–66. (In Russ.)Antonyuk E. M., Antonyuk P. E., Gvozdev D. S. Technical Diagnostic System with a Multiplicative Maintenance Principle // Proc. of the 2024 XXVII Intern. Conf. on Soft Computing and Measurements (SCM), Saint Petersburg, Russia, 22–24 May 2024. IEEE, 2024. P. 45–47. doi: 10.1109/SCM62608.2024.10554159Antonyuk E. M., Antonyuk P. E., Gvozdev D. S. Technical Diagnostic System with a Multiplicative Maintenance Principle. Proc. of the 2024 XXVII Intern. Conf. on Soft Computing and Measurements (SCM), Saint Petersburg, Russia, 22–24 May 2024. IEEE, 2024, pp. 45–47. doi: 10.1109/SCM62608.2024.10554159Куприянова О. В., Левенец А. В. Адаптивные способы передачи данных в информационноизмерительных системах // Информационные технологии XXI в. 2016. С. 87–95.Kupriyanova O. V., Levenets A. V. Adaptive Methods of Data Transmission in Information and Measuring Systems. Information Technologies of the 21st Century. 2016, pp. 87–95. (In Russ.)Chye E. U., Bogachev I. V., Levenets A. V. Selection Criteria of the Compression Algorithm in Information-Measuring System // Proc. of the 2nd Intern. Conf. on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, 19–20 May 2016. IEEE, 2016. P. 79–115. doi: 10.1109/ICEAM.2016.7911541Chye E. U., Bogachev I. V., Levenets A. V. Selection Criteria of the Compression Algorithm in Information-Measuring System. Proc. of the 2nd Intern. Conf. on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM), Chelyabinsk, Russia, 19–20 May 2016. IEEE, 2016, pp. 79–115. doi: 10.1109/ICEAM.2016.7911541Levenets A. V., Chye E. U., Bogachev I. V. Reversible Structural Transformation Methods of Measuring Data Frames as a Means of Increasing the Efficiency of Compression // Proc. of the 2018 Inter MultiConf. on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 3–4 Oct. 2018. IEEE, 2018. P. 1–6. doi: 10.1109/FastEastCon.2018.8602827Levenets A. V., Chye E. U., Bogachev I. V. Reversible Structural Transformation Methods of Measuring Data Frames as a Means of Increasing the Efficiency of Compression. Proc. of the 2018 Inter Multi-Conf. on Industrial Engineering and Modern Technologies (FarEastCon), Vladivostok, Russia, 3–4 Oct. 2018. IEEE, 2018, pp. 1–6. doi: 10.1109/FastEastCon.2018.8602827Пат. RU 2015618795 / И. Е. Варшавский. Адаптивный коммутатор с параллельным анализом погрешности аппроксимации. Опубл. 20.06.2015.Varshavsky I. E. Adaptivnyy kommutator s parallel'nym analizom pogreshnosti approksimatsii [Adaptive Switch with Parallel Approximation Error Analysis]. Pat. RF, no. 2015618795, 2015. (In Russ.)Adaptive Transmitting Device of a Telemetering System / Е. М. Antonyuk, I. Е. Varchavsky, P. Е. Antonyuk, N. V. Orlova // Proc. of the IEEE Conf. of Russ. Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Saint Petersburg, Russia, 28–30 Jan. 2019. IEEE, 2019. P. 66–68. doi: 10:1109/ElConRus.2019.8656757Antonyuk Е. М., Varchavsky I. Е., Antonyuk P. Е., Orlova N. V. Adaptive Transmitting Device of a Telemetering System. Proc. of the IEEE Conf. of Russ. Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus), Saint Petersburg, Russia, 28–30 Jan. 2019. IEEE, 2019, pp. 66–68. doi: 10:1109/ElConRus.2019.8656757Клейнрок Л. Теория массового обслуживания. М.: Машиностроение, 1979. 432 с.Kleinrock L. Theory of Mass Service. Moscow, Mashinostroenie, 1979, 432 p. (In Russ.)Сарычев В. В. Телеметрическая система на базе интеллектуальных интерфейсов // Изв. ЮФУ, техн. науки. 2010. № 2 (103). С. 68–73.Sarychev V. V. Telemetering System on the Basis of Intellectual Interfaces. Bulletin of SFedU, technical sciences. 2010, vol. 103, no. 2, pp. 68–73. (In Russ.)Риордан Д. Вероятностные системы массового обслуживания. М.: Связь, 1966. 184 с.Riordan D. Probabilistic Queuing Systems. Moscow, Svyaz, 1966, 184 p. (In Russ.)Вентцель Е. С. Теория вероятностей. М.: КНОРУС, 2016. 764 c.Wentzel E. S. Probability Theory. Moscow, KNORUS, 2016, 764 p. (In Russ.)Заездный А. М. Основы расчета по статистической радиотехнике. М.: Связь, 1969. 448 с.Zaezdny A. M. Fundamentals of Calculation in Statistical Radio Engineering. Moscow, Svyaz, 1969, 448 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.