Труды КНЦ (Технические науки вып. 3/2024(15))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 3. С. 41-49. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 3. P. 41-49. автоматический обмен данными между физическим объектом и его виртуальным аналогом. Цифровая модель должна включать достаточно точное описание характеристик реального объекта как на концептуальном, так и на формальном (математическом) уровне. Настройка параметров и управление реальным объектом или процессом посредством виртуальной модели осуществляется в ручном режиме, т. е. данные о состоянии физического объекта вводятся в модель вручную. В таком случае изменение параметров состояния реального объекта не имеет прямого эффекта на изменение соответствующих характеристик виртуального объекта. Другой принцип взаимодействия реализован в цифровой тени, который предполагает односторонний автоматический обмен информацией между реальным объектом и виртуальным объектом (данные передаются от реального к виртуальному объекту). Изменение состояния реального объекта ведет к соответствующему изменению виртуального объекта, однако обратная связь отсутствует (данные могут передаваться в ручном режиме). Наконец в истинном цифровом двойнике интегрированные данные передаются как от физического объекта к виртуальному объекту, так и в обратном направлении. В этом случае цифровой объект становится контрольной точкой или образцом для реального объекта. Изменение состояния реального объекта ведет к изменению виртуального объекта и наоборот. Информационное взаимодействие в системе «реальный объект — цифровой объект» для разных типов цифровых двойников схематично проиллюстрировано на рис. 1. Рис. 1. Потоки данных и управления в системе «реальный объект - цифровой объект» [4]: а —цифровая модель; б —цифровая тень; в — цифровой двойник Одна из ключевых возможностей ситуационной системы моделирования (ССМ) [9] состоит в предоставлении средств анализа динамики поведения объектов моделирования, в том числе критических инфраструктур, к которым относятся промышленно-природные комплексы (ППК) — в имитационном режиме, который с математической точки зрения обеспечивает решение задачи Коши для векторного разностного уравнения [10] (уравнения состояния ППК), образованного некоторым набором взаимосвязанных программных модулей. Сами по себе такие модули могут иметь самую различную природу: имитаторы процессов, происходящих внутри объектов — составных частей ППК; поднаборы правил специальной структуры, которые хранятся в экспертной системе (ЭС), встроенной в ССМ; процедуры ввода в имитаторы процессов требуемых для расчетов графических характеристик объектов ППК посредством встроенной ГИС ССМ; процедуры определения приоритетов вызова имитаторов процессов в ходе имитации и т. д. В целях удобства формализации всем элементам модели ППК в ССМ (далее она называется ситуационной концептуальной моделью — СКМ — и моделирует ППК в виде взаимодействующего набора трех типов сущностей: объектов — организационных составных частей ППК; ресурсов, формализующих временные ряды величин потоков информации и материалов внутри СКМ, и процессов, которые содержат модели преобразований ресурсов) вручную или автоматически, в ходе конструирования СКМ, назначаются исполнители (с недавних пор их стали именовать цифровыми двойниками [11]), © Фридман А. Я., Маслобоев А. В., 2024 43