Система наблюдения воздушного пространства

Полезная модель относится к области систем слежения за подвижными объектами и предназначена для мониторинга в реальном масштабе времени заданного пространства над объектом, территории объекта и элементов объекта, представляющих повышенную опасность. Технической задачей полезной модели является создание системы наблюдения воздушного пространства (СНВП), которая обеспечивает обнаружение и достоверное распознавание любых (в том числе неизвестных) воздушных, наземных и морских объектов, представляющих угрозу безопасности движения, строениям и человеческим жизням, а также угрозу терроризма. Поставленная задача решается за счет того, что система наблюдения воздушного пространства, включающая, по меньшей мере, одну станцию оптико-электронного наблюдения, снабженную системой наблюдения пространства, аппаратурой приема-передачи данных и аппаратурой передачи изображений, и центр управления системой, снабженный аппаратурой приема-передачи данных, вычислительной системой, аппаратурой приема изображений, аппаратурой передачи изображений потребителям, блоком индикации и управления системой, соединенные между собой через общий канал обмена данными, характеризуется тем, что система наблюдения каждой станции включает тепловизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 3,0-5,0 мкм, телевизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 0,4-0,9 мкм и лазерный дальномер с длиной волны 1,57 мкм, а вычислительная система центра управления содержит блок хранения и обработки информации, сервер приложений подсистемы администрирования, блок приема-передачи и преобразования информации, причем блок хранения и обработки информации соединен с блоком приема-передачи и преобразования информации, с сервером приложений подсистемы администрирования и с блоком индикации и управления системой, соединенным с блоком приема-передачи и преобразования информации и с сервером приложений подсистемы администрирования.

Полезная модель относится к области систем слежения за подвижными объектами и предназначена для мониторинга в реальном масштабе времени заданного пространства над объектом, территории объекта и элементов объекта, представляющих повышенную опасность.

Современный этап развития общества характеризуется тенденцией роста уровня опасностей и расширения спектра различных угроз, при этом снижение оперативности реакций на развитие чрезвычайных ситуаций ведет к лавинообразному нарастанию размеров ущерба. В связи с этим задачи информационных технологий по обеспечению безопасности в условиях чрезвычайных ситуаций, заключаются в том числе, в разработке эффективных систем мониторинга источников повышенной опасности.

Известна следящая система, которая состоит из пеленгаторов, установленных на общей платформе, блока преобразования координат из системы координат второго пеленгатора в систему координат первого пеленгатора, блока сравнения координат, коммутатора, фильтра полезного сигнала, блока логики и блока памяти. (Патент РФ №2219559, G 01 S 13/66, 2003 г.).

Наиболее близким техническим решением является система наблюдения воздушного пространства, включающая станцию, снабженную системой наблюдения пространства, аппаратурой приема-передачи данных и аппаратурой передачи изображений, и центр управления системой, снабженный аппаратурой приема-передачи данных, вычислительной системой, аппаратурой приема изображений, аппаратурой передачи изображений потребителям, блоком индикации и управления системой, соединенные между собой через общий канал обмена данными. (Патент РФ на полезную модель №49228 G 01 C 23/00 11.11.2005).

Недостатками известных систем является недостаточная информативность, а также использование радиолокационного поля, которое оказывает неблагоприятное влияние на живые организмы и процессы функционирования отдельных объектов, что резко снижает возможности по его применению в населенных районах и невозможность их использования для мониторинга воздушного пространства над такими объектами как Москва.

Технической задачей полезной модели является создание системы наблюдения

воздушного пространства (СНВП), которая решает следующие задачи:

Обнаружение и достоверное распознавание любых (в том числе неизвестных) воздушных, наземных и морских объектов, представляющих угрозу безопасности движения, строениям и человеческим жизням, а также угрозу терроризма.

Надежный визуальный контроль движения объектов, оптимизация маршрутов и расписания движения, автоматизированная подготовка вариантов минимизации ущерба в аварийных ситуациях.

Контроль экологической и метеорологической обстановки в зоне ответственности.

Оперативный дистанционный контроль зоны ответственности в целях выявления и предупреждения возможных техногенных опасностей, оптимизации действий при чрезвычайных ситуациях и снижения риска возможного ущерба от их последствий.

Документирование (ведение архива) и анализ всей добываемой системой информации.

Поставленная задача решается за счет того, что система наблюдения воздушного пространства, включающая, по меньшей мере, одну станцию оптико-электронного наблюдения, снабженную системой наблюдения пространства, аппаратурой приема-передачи данных и аппаратурой передачи изображений, и центр управления системой, снабженный аппаратурой приема-передачи данных, вычислительной системой, аппаратурой приема изображений, аппаратурой передачи изображений потребителям, блоком индикации и управления системой, соединенные между собой через общий канал обмена данными, характеризуется тем, что система наблюдения каждой станции включает тепловизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 3,0-5,0 мкм, телевизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 0,4-0,9 мкм и лазерный дальномер с длиной волны 1,57 мкм, а вычислительная система центра управления содержит блок хранения и обработки информации, сервер приложений подсистемы администрирования, блок приема-передачи и преобразования информации, причем блок хранения и обработки информации соединен с блоком приема-передачи и преобразования информации, с сервером приложений подсистемы администрирования и с блоком индикации и управления системой, соединенным с блоком приема-передачи и преобразования информации и с сервером приложений подсистемы администрирования. Блок хранения и обработки информации в преимущественном

варианте выполнения состоит из соединенных между собой сервера базы данных, сервера приложений для доступа к видеоинформации, соединенного с хранилищем видеоинформации, сервера приложений для обработки входной информации и сервера приложений для доступа к архивной информации, а блок индикации и управления системой состоит из сервера обработки входной информации, с которым связано информационное табло и персональные компьютеры дежурного расчета системы наблюдения. Система наблюдения воздушного пространства может быть снабжена по крайней мере одним персональным компьютером, связанным с сервером приложений для доступа к архивной информации.

Базовым средством системы наблюдения воздушного пространства и крупномасштабных объектов для информационной поддержки оперативного решения тактических задач органов и служб обеспечения безопасности служат станции оптико-электронного измерения и наблюдения (СОЭНИ)

СОЭНИ имеет несколько различных высокочувствительных каналов наблюдения за объектами: телевизионный, инфракрасный и лазерный, что позволяет надежно и достоверно получать информацию в любое время суток.

Телевизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 0,4-0,9 мкм дает наиболее полную информацию о наблюдаемом объекте и позволяет получить на экране его высококачественное изображение.

Изображение наблюдаемого объекта, получаемое с помощью тепловизионного (инфракрасного) канала наблюдения с рабочим спектральным диапазоном 3,0-5,0 мкм незначительно уступает по качеству телевизионному, но не зависит от освещенности объекта и значительно меньше зависит от метеоусловий.

Лазерный дальномер, кроме основного назначения - определение дальности, позволяет осуществлять зондирование параметров атмосферы.

Лидар с длиной волны 1,57 мкм позволяет осуществлять экологический мониторинг, контролируя загрязнители воздуха (аммиак, хлор, аэрозольные выбросы и др.). Определяет эпицентр, площадь охвата и направление распространения выбросов, загрязняющих атмосферу.

СОЭНИ обеспечивает:

- возможность обнаружения и оперативного, с высокой степенью достоверности, распознавания (классификации) объекта;

- автоматическое сопровождение движения высокоскоростных маневренных объектов;

- надежность и высокую точность определения в реальном масштабе времени координат и параметров движения (скорость, высота, дальность) различных объектов наблюдения, в том числе необорудованных специальной аппаратурой;

- возможность получения реального видеоизображения сложившейся чрезвычайной ситуации для принятия оперативных решений и оптимизации действий;

- определение размеров, динамики распространения, плотности и химического состава облаков аэрозольных и газовых загрязнений, а так же метеорологических явлений;

- определение температурных характеристик объекта.

Центр системы базируется на мощной вычислительной базе и обладает развитой системой связи и отображения информации.

Функционально Центр системы предназначен для решения задач оптимального управления и планирования режимами функционирования СОЭНИ, визуализации полученных от сети СОЭНИ данных, организации обобщения, долговременного хранения и доступа к добытой информации.

В Центре обеспечивается накопление, хранение и доступ (по запросам) к следующей добываемой информации:

- видеоинформации по группам объектов наблюдения (летательные аппараты, опасные метеорологические явления, аэрозольные газовые загрязнения и задымления, источники теплового излучения и пожара, объекты на контролируемой территории и др.);

- измеряемым и расчетным характеристикам по группам объектов наблюдения;

- целеуказаниям по группам объектов наблюдения;

- электронным картам;

- результатам моделирования полетов (движения) (трассы и параметры полетов (движения), трехмерная модель видеообзора полета на карту города, двухмерные модели движения);

- данным о метеоусловиях.

Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображена зона действия системы наблюдения, а на фиг.2 - блок схема центра управления системой.

В состав заявляемой системы входят несколько станций 1 оптико-электронного наблюдения и центр 2 управления системой, соединенные между собой через общий канал обмена данными. Система предназначена для слежения за объектами 3.

В состав центра 2 управления системой входят:

Сервер 4 базы данных; серверы 5 приложений для доступа к видеоинформации; хранилище 6 видеоинформации; серверы 7 приложений для обработки входной видео и сопутствующей информации; серверы 8 приложений для доступа к архивной информации (видео и сопутствующей); сервер 9 приложений подсистемы администрирования; сервер 10 обработки входной информации для обеспечения работы дежурного расчета СНВП и информационного табло 11; блок 12 приема/передачи и преобразования информации от/к СОЭНИ; рабочие места 13 дежурного расчета СНВП; рабочие места 14 для работы с архивом информации.

Сервер 4 базы данных; серверы 5 приложений для доступа к видеоинформации; хранилище 6 видеоинформации; серверы 7 приложений для обработки входной видео и сопутствующей информации; серверы 8 приложений для доступа к архивной информации (видео и сопутствующей) объединены в блок хранения и обработки информации 15.

Блок 16 индикации и управления системой состоит из сервера 10 обработки входной информации, с которым связано информационное табло 11 и персональные компьютеры 13 дежурного расчета системы наблюдения.

Работа заявляемой полезной модели заключается в следующем.

Структурно СНВП, например, для города Москвы представляет сеть из восьми СОЭНИ (фиг.1) распределенных по территории города на высотных площадках и Центра системы, которые информационно сопряжены друг с другом.

Центр принимает заявки и формирует общий план наблюдений и планы наблюдений (целеуказания) для каждой СОЭНИ, осуществляет сбор данных по наблюдениям и обмен информацией с взаимодействующими средствами, системами и службами.

Центр системы оборудуется информационным табло (11, фиг.2), обеспечивающим необходимое быстродействие, пропускную способность и возможность обработки и представления видео и измерительной информации в реальном масштабе времени.

Программно-технические средства Центра системы позволяют регистрировать поступающую информацию и анализировать сохраненную ранее (блок 15).

Видеоинформация и измерительная информация поступающие по каналам связи от СОЭНИ (блок 12) в реальном масштабе времени отображаются на информационном табло

(11) и на рабочих местах дежурного расчета СНВП (13), при этом, оперативный дежурный может представлять видео- и измерительную информацию либо в реальном масштабе времени, либо зарегистрированную ранее (14); информация выводится в виде картинки и в виде числовых или символьных знаков, как в большом формате - на весь экран (11), так и на отдельных фрагментах экрана.

Система позволяет осуществлять днем и ночью контроль за воздушным пространством города, городскими районами, отдельными наземными объектами с целью обнаружения, распознавания и сопровождения объектов в воздушном пространстве, выявления чрезвычайных ситуаций, очагов возгорания, аварий и пр.

Работа системы, например, в режиме сопровождения осуществляется следующим образом. На основе сформированных в блоке 16 и выданных блокам 12 целеуказаний для нескольких или одной СОЭНИ осуществляется наблюдение объекта и передача в центр системы видеоинформации (реальное изображение объекта с заданным разрешением) и цифровой информации (координаты объекта и его скорость - для подвижных объектов). Поступающая в реальном масштабе времени информация обрабатывается сервером 10, отображается на табло 11 и на рабочих местах дежурного расчета 13. Дежурный расчет формирует решения, связанные с идентификацией объекта и оповещением заинтересованных городских служб и ведомств. Далее информация обрабатывается блоком 15с целью документирования и архивирования.

Одновременно одна СНВП может вести сопровождение четырех объектов (воздушных судов, наземных объектов); таким образом, СНВП из восьми СОЭНИ может обслужить одновременно более 20 объектов.

Суммарная зона действия СНВП полностью перекрывает территорию города Москвы в пределах МКАД и ее ближайших окрестностей, образуя приплюснутую полусферу с радиусом в плоскости земли 35 км и высотой 20 км.

1. Система наблюдения воздушного пространства, включающая, по меньшей мере, одну станцию оптико-электронного наблюдения, снабженную системой наблюдения пространства, аппаратурой приема-передачи данных и аппаратурой передачи изображений, и центр управления системой, снабженный аппаратурой приема-передачи данных, вычислительной системой, аппаратурой приема изображений, аппаратурой передачи изображений потребителям, блоком индикации и управления системой, соединенные между собой через общий канал обмена данными, отличающаяся тем, что система наблюдения каждой станции включает тепловизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 3,0-5,0 мкм, телевизионный канал с рабочим спектральным диапазоном 0,4-0,9 мкм и лазерный дальномер с длиной волны 1,57 мкм, а вычислительная система центра управления содержит блок хранения и обработки информации, сервер приложений подсистемы администрирования, блок приема-передачи и преобразования информации, причем блок хранения и обработки информации соединен с блоком приема-передачи и преобразования информации, с сервером приложений подсистемы администрирования и с блоком индикации и управления системой, соединенным с блоком приема-передачи и преобразования информации и с сервером приложений подсистемы администрирования.

2. Система наблюдения воздушного пространства по п.1, отличающаяся тем, что блок хранения и обработки информации состоит из соединенных между собой сервера базы данных, сервера приложений для доступа к видеоинформации, соединенного с хранилищем видеоинформации, сервера приложений для обработки входной информации и сервера приложений для доступа к архивной информации, а блок индикации и управления системой состоит из сервера обработки входной информации, с которым связано информационное табло и персональные компьютеры дежурного расчета системы наблюдения.

3. Система наблюдения воздушного пространства по п.2, отличающаяся тем, что она снабжена по крайней мере одним персональным компьютером, связанным с сервером приложений для доступа к архивной информации.