Система интеллектуальной поддержки оператора интегрированной системы подводного наблюдения надводного корабля

 

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в интегрированных системах подводного наблюдения надводного корабля.

Система интеллектуальной поддержки оператора содержит магистраль обмена, устройства памяти, первичные датчики информации, процессоры, модуль связи, шину управления, блок управления доступом, блок анализа обстановки, блок программных событий, блок знаний, блок отображения, блок баз первичных данных и блок типовых сценариев.

Такое построение системы обеспечивает выбор оптимальной конфигурации средств подводного наблюдения, выдачу рекомендаций по маневрированию надводного корабля в зависимости от условий наблюдения при реальной помехосигнальной обстановке и маневрировании объекта поиска, а также выбор оптимальных режимов работы средств, входящих в ИСП.

Полезная модель относится к области гидроакустики и может быть использована в интегрированных системах подводного наблюдения надводного корабля.

Известны гидроакустические станции надводных кораблей (ГАС НК) различного назначения, в состав которых входят гидроакустические антенны, тракты приема сигналов, тракты излучения сигналов, пульты индикации и управления, цифровой вычислительный комплекс (ЦБК) [1]. Каждая ГАС НК обслуживается собственными операторами, что приводит - при наличии на НК различных ГАС - к увеличению личного состава НК.

Известна интегрированная система подводного наблюдения надводного корабля (ИСПН НК), содержащая различные ГАК и ГАС без собственных пультов управления и индикации; единую пультовую группу - интегрированный пульт управления (ИПУ) и ЦБК [2].

ИСПН НК позволяет обеспечить:

- повышение эффективности обнаружения целей за счет совместного использования средств подводного наблюдения;

- реализацию единых принципов и средств представления информации оператору, управления, консервации информации, документирования;

- сокращение личного состава, обслуживающего гидроакустическое вооружение НК;

- уменьшение энергопотребления;

- сокращение затрат на эксплуатацию.

Недостатком известной ИСПН НК является то, что выполнение ею целевой функции - обнаружение подводных объектов - в условиях недостаточности информации, ограничении времени на ее обработку и принятие решений во многом определяется не только структурой, производительностью и быстродействием аппаратно-программной платформы и эргономической обеспеченностью пультовой группы, а человеческим фактором (ЧФ), в первую очередь степенью подготовки оператора, его утомляемостью и т.д. [3].

Влияние ЧФ на выполнение целевой функции ИСПН НК может быть уменьшено при помощи внедрения в ее состав системы интеллектуальной поддержки (СИП) оператора. СИП оператора относится к системам поддержки принятия решений (СППР) [4].

К системам СППР относится также известная система интеллектуальной поддержки командира корабля, предназначенная для повышения оперативности в принятии им решений [5].

Известная СИП командира корабля содержит магистраль обмена, устройства памяти, вход-выход которых соединен с магистралью обмена, модуль связи, вход-выход которого соединен с магистралью обмена, первичные датчики информации, выходы которых соединены соответствующими входами модуля связи, шину управления, соединенную с модулем связи, блок управления доступом, соединенный с шиной управления, процессоры, входы выходы которых соединены с магистралью обмена и шиной управления, взаимосвязанные между собой и с модулем связи блок знаний, блок анализа обстановки, блок программных событий, блок отображения, первый вход которого соединен с выходом блока анализа событий, а второй с выходом блока программных событий.

Известная система интеллектуальной поддержки командира корабля наиболее близка к предлагаемой по технической сущности и вследствие этого принята за прототип.

Недостатком известного устройства является отсутствие в системе специфической информации и устройств, необходимых для интеллектуальной поддержки оператора ИСПН НК.

Техническим результатом предложенной полезной модели является обеспечение оператора ИСПН НК дополнительной информацией, в результате чего появляется возможность оперативно выработать рекомендации на принятие следующих решений:

- выбор оптимальной конфигурации средств подводного наблюдения;

- выдачу рекомендаций по маневрированию НК в зависимости от условий наблюдения при реальной помехосигнальной обстановке и маневрировании объекта поиска;

- выбор оптимальных режимов работы средств, входящих в ИСПН.

Для достижения указанного технического результата в известную систему интеллектуальной поддержки, содержащую магистраль обмена, устройства памяти, вход-выход которых соединен с магистралью обмена, модуль связи, вход-выход которого соединен с магистралью обмена, первичные датчики информации, выходы которых соединены соответствующими входами модуля связи, шину управления, соединенную с модулем связи, блок управления доступом, соединенный с шиной управления, процессоры, входы-выходы которых соединены с магистралью обмена и шиной управления, взаимосвязанные между собой и с модулем связи блок знаний, блок анализа обстановки, блок программных событий, блок отображения, первый вход которого соединен с выходом блока анализа событий, а второй с выходом блока программных событий, введены новые признаки, а именно в ее состав введены блок баз первичных данных, который содержит базы первичных данных по гидрологическим характеристикам среды в районе поиска, геоакустической обстановке в районе поиска, по помехам, по целям, по классификационным признакам, вход которого соединен со вторым выходом блока знаний, а выход со входом блока анализа событий, а также блок типовых сценариев, который содержит типовые сценарии выбора средств наблюдения и маневрирования надводного корабля в зависимости от условий наблюдения, помехосигнальной обстановки и маневрирования объекта поиска вход которого соединен с выходом блока анализа событий, а выход - со входом блока отображения.

Сущность полезной модели поясняется Фиг.1, на которой приведена блок-схема предлагаемого устройства - СИП оператора ИСПН НК.

СИП оператора ИСПН НК содержит магистраль 1 обмена, устройства 2 памяти, первичные датчики 3 информации, процессоры 4; модуль 5 связи; шину 6 управления, блок 7 управления доступом, блок 8 анализа обстановки, блок 9 программных событий, блок 10 знаний, блок 11 отображения, блок 12 баз первичных данных и блок 13 типовых сценариев (Фиг.1).

Магистраль 1 обмена предназначена для приема информации от общекорабельной системы датчиков, в частности, информации от системы единого времени, навигационных комплексов, радиолокационных станций и передачи ее через модуль связи в блоки СИП.

Устройства 2 памяти предназначены для хранения долговременной информации, поступающей с верхнего уровня иерархии (перед выходом в море или в процессе выполнения боевой задачи по каналам связи), а также информации, полученной от первичных датчиков 3 информации и в результате расчета на процессорах.

Шина 6 управления служит для приема и передачи управляющих сигналов - прерывания, занятости, запроса магистрали и других управляющих сигналов.

Блок 7 управления доступом обеспечивает обмен информацией, чтение и запись.

Процессоры 4 позволяют проводить обработку информации, производить расчеты.

Модуль 5 связи согласовывает по нагрузочной способности сигналы внутренних маломощных шин процессоров с магистралью обмена.

Блок 8 анализа обстановки преобразует данные, поступившие в ИСПН НК, от датчиков информации и других датчиков общекорабельной системы к виду, удобному для анализа.

Блок 13 типовых сценариев, содержит типовые сценарии выбора средств наблюдения и маневрирования надводного корабля в зависимости от условий наблюдения, помехосигнальной обстановки и маневрирования объекта поиска.

Блок 9 программных событий предназначен для организации использования системы при формировании команд, выработки рекомендаций.

Блок 10 знаний содержит формализованные знания, содержащиеся в руководящих документах.

Блок 12 баз первичных данных, содержит базы первичных данных по гидрологическим характеристикам среды в районе поиска, геоакустической обстановке в районе поиска, по помехам, по целям, по классификационным признакам.

Блок 11 отображения обеспечивает прием и отображение на типовом дисплее данных от устройств памяти, датчиков информации, блока знаний, блока анализа событий.

Конструктивно и схемотехнически блоки предлагаемой СИП оператора ИСПН НК могут быть построены также, как в устройстве-прототипе [5]; возможно также хранение баз данных на постоянном запоминающем устройстве, например, оптическом носителе данных.

СИП оператора функционирует следующим образом. При подготовке к выходу в море в блок 12 баз первичных данных заносятся базы данных первичных данных (БД), а в блок 13 типовых сценариев - типовые сценарии.

В процессе боевой службы по запросу оператора ИСПН при помощи блоков 7 управления доступом и блока 9 программных событий организуется обмен информацией от общекорабельной системы датчиков и первичных датчиков 3 информации с блоком 10 и блоком 8 анализа событий.

При этом до начала работы ИСПН производятся замеры и оценка помехосигнальной обстановки в районе поиска. На этой основе оператор с использованием стандартных методик выполняет предварительную оценку зон наблюдения во всех режимах функционирования, оценку эффективности применительно к прогнозируемым тактическим ситуациям и выдает предварительные рекомендации командованию по выбору конфигурации и параметров средств и маневрированию носителя. В процессе поиска от датчиков 3 в блок 8 анализа обстановки поступает текущая информация о результатах обнаружения, классификации и определении координат целей, их поведенческих характеристиках (включая изменение маневра); изменении характеристик сигналов и помех (например, параметров гидрологического разреза или уровней реверберационных помех) в процессе наблюдения; появлении искусственных (преднамеренных и непреднамеренных) помех. Новая помехосигнальная и тактическая ситуации отождествляются с типовыми ситуациями, содержащимися в блоке баз первичных данных 12. Например, определяется тип гидрологии (положительная, отрицательная рефракция и т.д.); характер действий противоборствующей стороны и степень угрозы; тип и параметры организованных помех. Результаты отождествления представляются в блоке отображения 11. Оператором ИСПН выполняется уточненная оценка зон наблюдения и эффективности и вырабатываются новые рекомендации. Для быстро развивающихся «критических» ситуаций, в том числе связанных с угрозой носителю ИСПН, указанные оценки и рекомендации производятся по специальным методикам (математическим и эвристическим) в блоке 13 с последующим отображением в блоке 11. При этом, предлагаемый сценарий сохраняется с целью расширения алфавита типовых помехосигнальных и тактических ситуаций и рекомендаций по конфигурации, режимам работы ИСПН и вариантов маневрирования носителя.

Таким образом достигается заявленный технический результат.

Источники информации:

1. Ю.А.Корякин, С.А.Смирнов, Г.В.Яковлев. Корабельная гидроакустическая техника. Состояние и актуальные проблемы. С-Петербург, Наука, 2004, с.46-99, 147-155.

2. Андреев М.Я., Клюшин В.В., Макаров Н.А., Охрименко С.Н., Рубанов И.Л., Яковлев В.А. Об интеграции информационных систем подводного наблюдения надводного корабля. // «Датчики и ситемы», 2008, 10, с.13-14.

3. Евграфов В.Г., Росинский К.А. Корабельные пульты управления как объект эргономического обеспечения проектирования. // «Морская радиоэлектроника», 2007, 3 (21), с.12-15.

4. Барсегян А.А., Куприянов М.С., Степаненко В.В., Холод И.И. Методы и модели анализа данных: OLAP Data Mining / С-Пб; БХВ - Петербург, 2004

5. Патент РФ 2133498 по кл. МПК G06F 15/16

Система интеллектуальной поддержки оператора интегрированной системы подводного наблюдения надводного корабля, содержащая магистраль обмена, устройства памяти, вход-выход которых соединен с магистралью обмена, модуль связи, вход-выход которого соединен с магистралью обмена, первичные датчики информации, выходы которых соединены соответствующими входами модуля связи, шину управления, соединенную с модулем связи, блок управления доступом, соединенный с шиной управления, процессоры, входы-выходы которых соединены с магистралью обмена и шиной управления, взаимосвязанные между собой и с модулем связи блок знаний, блок анализа обстановки, блок программных событий, блок отображения, первый вход модуля связи соединен с выходом блока анализа обстановки, а второй - с выходом блока программных событий, отличающаяся тем, что в ее состав введены блок баз первичных данных, который содержит базы первичных данных по гидрологическим характеристикам среды в районе поиска, геоакустической обстановке в районе поиска, по помехам, по целям, по классификационным признакам, вход которого соединен со вторым выходом блока знаний, а выход со входом блока анализа обстановки, а также блок типовых сценариев, который содержит типовые сценарии выбора средств наблюдения и маневрирования надводного корабля в зависимости от условий наблюдения, помехосигнальной обстановки и маневрирования объекта поиска, вход которого соединен с выходом блока анализа обстановки, а выход - со входом блока отображения.



 

Похожие патенты:

Полезная модель относится к области информационно-аналитических систем, предназначенных для сбора, обработки, анализа, структурирования и визуализации информации из разнородных источников

Полезная модель относится к производству и проектированию сложных электротехнических изделий на основе печатных плат, в частности, на основе маршрута проектирования печатных плат Expedition PCB, вокруг которого формируется единая среда проектирования от моделирования до верификации с учетом результатов трассировки и особенностей производства.
Наверх