СИСТЕМА АДАПТИВНОГО ОБНАРУЖЕНИЯ НИЗКОЛЕТЯЩИХ ЦЕЛЕЙ

Система адаптивного обнаружения низколетящих целей относится к классу радарных систем и может быть использована в системах противовоздушной обороны. Известна система /1/ /прототип/, в состав которой входит база знаний, машина логического вывода, рабочая память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выходы базы знаний и рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входами базы знаний и рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса соединены с внешним по отношению к системе пользователем (являются входом и выходом системы).
Система /1/ может быть использована для адаптивного обнаружения низколетящих целей. В этом случае система /1/ функционирует следующим; образом. На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются данные о тактико-технические характеристики СВН. В базу знаний закладываются правила оценки условий обнаружения низколетящих целей. После завершения предварительного этапа работы системы пользователь вводит через пользовательский интерфейс исходные данные характеризующие его субъективную оценку текущей обстановки. В результате работы системы на выходе пользовательского интерфейса формируются данные, характеризующие оптимальные в заданных условиях параметры адаптации. Полученные результаты выдаются пользователю через выход пользовательского интерфейса.
Недостатком устройства /1/ является то, что решение задачи адаптивного обнаружения низколетящих целей осуществляется недостаточно эффективно потому, что осуществляется без учета данных о возможных вариантах действий воздушного противника, использующего маскирующих свойства рельефа местности.
Заявляемая полезная модель направлена на повышение эффективности адаптивного обнаружения низколетящих целей.
Заявляемая система адаптивного обнаружения низколетящих целей, как и прототип, содержит базу знаний, машину логического вывода, рабочую память, блок объяснения, пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, причем выход базы знаний и первый выход рабочей памяти соединены с первым и вторым входами машины логического вывода, третий вход машины логического вывода соединен со вторым выходом блока приобретения знаний, первый и второй выходы машины логического вывода соединены с входом базы знаний и первым входом рабочей памяти, третий выход машины логического вывода соединен с первым входом блока объяснения, выход блока объяснения и первый выход блока приобретения знаний соединены с первым и вторым входами пользовательского интерфейса, первый и второй выходы пользовательского интерфейса соединены со вторым входом блока объяснения и входом блока приобретения знаний, третий вход и третий выход пользовательского интерфейса являются входом и выходом системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
В отличие от прототипа система адаптивного обнаружения низколетящих целей содержит базу данных о противнике, базу данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности, модель обнаружения низколетящих целей, блок оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, причем выход базы данных о противнике соединен с первыми входами модели обнаружения низколетящих целей и блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, а также с четвертым входом машины логического вывода, выход базы данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности соединен со вторыми входами модели обнаружения низколетящих целей и блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, а также с пятым входом машины логического вывода, выход модели обнаружения низколетящих целей соединен с пятым входом блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, четвертый выход машины логического вывода соединен с четвертым входом блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, пятый выход машины логического вывода соединен с четвертым входом модели обнаружения низколетящих целей, второй выход рабочей памяти соединен с третьим входом блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, первый выход блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с третьим входом модели обнаружения низколетящих целей, второй выход блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен со вторым входом рабочей памяти.
Ниже приводится пример заявляемой полезной модели. На фиг.1 приведена структурная схема системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
Заявляемая система адаптивного обнаружения низколетящих целей (фиг.1) содержит:
1 - базу знаний;
2 - машину логического вывода;
3 - рабочую память;
4 - блок объяснения;
5 - пользовательский интерфейс;
6 - блок приобретения знаний;
7 - базу данных о противнике;
8 - базу данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности;
9 - модель обнаружения низколетящих целей;
10 - блок оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
База знаний 1 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, позволяющую хранить в оперативной памяти правила оценки условий обнаружения низколетящих целей с учетом данных о характеристиках рельефа местности, участков интенсивных отражений от местных предметов и данных о способах маневрирования низколетящих целей. Вход базы знаний соединен с выходом 2.6 машины логического вывода. Выход базы знаний соединен с входом 2.1 машины логического вывода.
Машина логического вывода 2 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, способную выполнять логические и арифметические действия с данными, хранящимися в рабочей памяти, в соответствии с правилами, хранящимися в базе знаний. Входы 2.1 и 2.2 машины логического вывода соединены с выходом базы знаний и выходом 3.3 рабочей памяти. Вход 2.3 соединен с выходом 6.2 блока приобретения знаний. Вход 2.4 машины логического вывода соединен с выходом базы данных о противнике. Вход 2.5 машины логического вывода соединен с выходом базы данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности. Выход 2.6 машины логического вывода соединен с входом базы знаний, выход 2.7 соединен с входом 3.1 рабочей памяти, выход 2.8 соединен с входом 4.1 блока объяснения, выход 2.9 соединен с входом 10.4 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, выход 2.10 соединен с входом 9.4 модели обнаружения низколетящих целей.
Рабочая память 3 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, позволяющую хранить в оперативной памяти тактико-технические характеристики радиолокаторов. Вход 3.1 рабочей памяти соединен с выходом 2.7 машины логического вывода. Вход 3.2 рабочей памяти соединен с выходом 10.7 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей. Выход 3.3 рабочей памяти соединен с входом 2.2 машины логического вывода. Выход 3.4 рабочей памяти соединен с входом 10.3 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
Блок объяснения 4 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, способную запоминать цепочку правил, в соответствии с которыми был получен очередной результат экспертизы машиной логического вывода. Вход 4.1 блока объяснения соединен с выходом 2.8 машины логического вывода. Вход 4.2 блока объяснения соединен с выходом 5.4 пользовательского интерфейса. Выход блока объяснения соединен с входом 5.1 пользовательского интерфейса.
Пользовательский интерфейс 5 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, оснащенную стандартным набором технических и программных средств для общения с пользователем (дисплеем, клавиатурой и т.п.). Вход 5.1 пользовательского интерфейса соединен с выходом блока объяснения. Вход 5.2 пользовательского интерфейса соединен с выходом 6.1 блока приобретения знаний. Вход 5.3 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы адаптивного обнаружения низколетящих целей. Выход 5.4 пользовательского интерфейса соединен с входом 4.2 блока объяснения. Выход 5.5 пользовательского интерфейса соединен с входом блока приобретения знаний. Выход 5.6 пользовательского интерфейса соединен с пользователем системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
Блок приобретения знаний 6 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, обеспечивающую организацию диалоговой процедуры, целью которой является закладывание (корректировка) правил оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низко летящих целей. Вход блока приобретения знаний соединен с выходом 5.5 пользовательского интерфейса. Выход 6.1 блока приобретения знаний соединен с входом 5.2 пользовательского интерфейса. Выход 6.2 блока приобретения знаний соединен с входом 2.3 машины логического вывода.
База данных о противнике 7 представляет собой электронное хранилище информации о тактико-технических характеристиках средств воздушного нападения противника, тактических приемах преодоления противовоздушной обороны на малых высотах и разведданные о наиболее вероятных вариантах действиях противника. База данных может функционировать на принципах Oracle8/8i /3/. Выход распределенной базы данных о противнике соединен с входом 9.1 модели обнаружения низколетящих целей, входом 10.1 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей и входом 2.4 машины логического вывода.
База данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности 8 представляет собой электронное хранилище информации о зонах обнаружения радиолокатора на малых и предельно-малых высотах, а также карты отражений от подстилающего рельефа местности, снятые на этапе контроля функционирования /4/. База данных может функционировать, например, на принципах Oracle8/8i /3/. Выход базы данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности соединен с входом 9.2 модели обнаружения низколетящих целей, входом 10.2 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей и входом 2.5 машины логического вывода.
Модель обнаружения низколетящих целей 9 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, обеспечивающую организацию вычислений в реальном масштабе времени возможностей радиолокатора по обнаружению низколетящей цели в той или иной точке пространства с учетом отражений от подстилающего рельефа местности, зон обнаружения на предельно малых высотах и варианта действий средств воздушного нападения противника. Вход 9.1 модели обнаружения низколетящих целей соединен с выходом базы данных о противнике. Вход 9.2 модели обнаружения низколетящих целей соединен с выходом базы данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности. Вход 9.3 модели обнаружения низколетящих целей соединен с выходом 10.6 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей. Вход 9.4 модели обнаружения низколетящих целей соединен с выходом 2.10 машины логического вывода. Выход модели обнаружения низколетящих целей соединен с входом 10.5 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей.
Блок оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей 10 представляет собой рабочую станцию, например типа Avelion DW200 /2/, обеспечивающую определение параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, при которых значение показателя эффективности адаптивного обнаружения принимает в конкретных условиях обстановки максимальное значение. Вход 10.1 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с выходом базы данных о противнике. Вход 10.2 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с выходом базы данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности. Вход 10.3 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с выходом 3.4 рабочей памяти. Вход 10.4 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с выходом 2.9 машины логического вывода. Вход 10.5 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с выходом модели обнаружения низколетящих целей. Выход 10.6 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с входом 9.3 модели обнаружения низколетящих целей. Выход 10.7 блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соединен с входом 3.2 рабочей памяти.
Конструктивно система адаптивного обнаружения низколетящих целей представляет собой комплект аппаратуры, размещенной в стационарном помещении и в подвижной кабине. Диапазон изменения внешних факторов при эксплуатации системы адаптивного обнаружения низколетящих целей соответствует группе 1.3 УХЛ ГОСТ В20.39.304-75.
Работает система адаптивного обнаружения низколетящих целей следующим образом.
На предварительном этапе работы системы в рабочую память загружаются тактико-технические характеристики радиолокационной станции. В базу данных о зонах обнаружения и участках интенсивных отражений от подстилающего рельефа местности закладываются расчетные зоны обнаружения низколетящих целей и карта отражений от подстилающего рельефа местности. В базу данных о противнике загружается информация о тактико-технических характеристиках средств воздушного нападения противника, тактических приемах преодоления противовоздушной обороны на малых высотах и разведданные о наиболее вероятных вариантах действиях противника. В базу знаний закладываются правила оценки условий обнаружения низколетящей цели с учетом особенностей обстановки.
После завершения предварительного этапа работы системы пользователь вводит через пользовательский интерфейс исходные данные характеризующие его обобщенную оценку текущей обстановки.
Из машины логического вывода в блок оптимизации параметров адаптивной системы радиолокационного обнаружения низколетящей цели поступают данные, определяющие выбор критерия оптимизации адаптивной системы радиолокационного обнаружения низколетящих целей. Из базы данных о противнике в модель обнаружения низколетящих целей и в блок оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей поступают данные о характеристиках полета средств воздушного нападения противника на малых высотах. Через пользовательский интерфейс, блок приобретения знаний, машину логического вывода на вход блока оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей поступают данные, определяющие выбор критерия оптимизации адаптивной системы радиолокационного обнаружения низколетящих целей.
В блоке оптимизации параметров системы адаптивного обнаружения низколетящих целей, определяются параметры системы, при которых значение показателя эффективности адаптивного обнаружения принимает в конкретных условиях обстановки максимальное значение. Для этого вычисляются значения вероятностных характеристик обнаружения цели. Вычисления проводятся в модели обнаружения низколетящих целей. Процесс оптимизации осуществляется в соответствии с критерием, параметры которого поступают из машины логического вывода. В результате работы адаптивной системы радиолокационного обнаружения низколетящей цели на выходе пользовательского интерфейса формируются данные, характеризующие оптимальные в заданных условиях параметры адаптации.
Путем проведения многократных машинных экспериментов установлено, что применение заявляемой модели позволяет повысить эффективность адаптивного обнаружения низколетящих целей, преодолевающих противовоздушную оборону на малых высотах по сравнению с прототипом в 1,5-1,7 раза.
Представленный вариант построения системы адаптивного обнаружения низколетящих целей не исчерпывает возможные способы ее практического исполнения.
Источники, принятые во внимание:
1. Джаратано Д., Райли Г. Экспертные системы. Принципы разработки и программирования. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2007, рис.1.6., с.70 (прототип).
2. Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - М.: Финансы и статистика; ИНФРА-М, 2008.
3. Луни К. Oracle 8. Настольная книга администратора - М.: Изд-во ЛОРИ, 1998.
4. Суриков Б.Т. Боевое применение ракет сухопутных войск. - М.: Воениздат, 1979.