Неопределённость (энтропия) в контуре дистанционного управления при управлении в нормальных режимах

Информацию об объекте, которая необходима «оператору» для решения задач управления, можно разделить (по содержанию) на общую априорную информацию (знания) и актуальную оперативную (целевую – знания о конкретном состоянии объекта управления в конкретный момент времени).

В системах дистанционного управления основная по содержанию информация – это знания оператора. У допущенного к управлению оператора неопределённость (энтропия) – это пробел в знаниях. Эта ситуация возможна, но в данном случае не рассматривается.

Рассматривается неопределённость H₀, связанная с потребностью в конкретной целевой информации I₀. Процесс ликвидации (устранения) этой неопределённости H₀ – это процесс осмысления получаемой с СОИ целевой информации I₀, в результате которого информация превращается в знание I₀ «оператора». По существу это процесс смыслового декодирования.

Процесс передачи сообщений в контуре дистанционного управления в нормальных режимах представлен на рис.8. Допустим, что оператор решил изменить режим и начал выполнять необходимые для этого операции управления. Изменение состояния объекта отображается на СОИ.

Рис. 8. Процесс передачи сообщений в контуре дистанционного управления в нормальных режимах

Оператор в этом процессе управления выступает как источник и как приёмник сообщений. Он достоверно знает текущее состояние объекта, его целевое состояние, состояние СОИ, алгоритм управления и управляющие воздействия. Это означает, что АСУ «нормальным» объектом энтропия (неопределённость) при решении задачи управления оператором H₀ = 0.

Это интересная для понимания ситуация: информация циркулирует в системе, а энтропия системы равна нулю. Объяснение можно проиллюстрировать с использованием рис.8. Из него видно, что оператор посылает «сообщения» сам себе. Поэтому для каждого очередного сообщения, которое он получает, нет энтропии, которую это сообщение должно устранить. Фактически же систему передачи при указанных условиях можно представить проводом, исходящим из «источника сообщений» (оператора) и входящим в «приёмник сообщения» (оператора).

Отсюда следует, на первый взгляд, странный, но очень важный вывод о том, что для организации управления в нормальных режимах технические средства передачи и отображения информации могут быть любыми. Важно, чтобы они были. Их назначение - обеспечить информацией реализацию алгоритма управления. Не имеет значения и глубина отображения информации о состоянии объекта. Представление состояния объекта может быть сколь угодно детализированным и, напротив, практически отсутствовать вообще, так как достаточно лишь информации о начале и конце процессов управления. Любая отдельная задача управления может быть реализована способом программного управления.

В такой системе оператор может использовать свои знания, или получать их в темпе с процессом управления в виде совета, подсказки алгоритма и т.п. При построении системы важно соблюдение норм и рекомендаций инженерной психологии [2].

Необходимо разобраться с влиянием семантической помехи на процесс управления. Очевидно, что формально эта помеха огромна. В реальных системах на одного оператора приходятся сотни источников информации. Однако, в силу специфики заданных условий использования объекта, когда оператор сам инициирует изменение его состояния, знает ответную реакцию системы и наблюдает её, используя единицы источников информации, проблем борьбы с этой помехой практически не возникает. Во всяком случае, это проблемы подготовки операторов, четкого соблюдения стандартизированных требований инженерной психологии и других требований. Но здесь нет нерешённых информационных проблем.

Таким образом, тот факт, что оператор является источником и приёмником информации в замкнутом контуре управления в нормальных ситуациях, говорит об отсутствии неопределённости (энтропии) в системе управления. С информационной точки зрения надежные системы управления надежными объектами в нормальных ситуациях не выдвигают информационных проблем при их разработке и использовании.