Экспертная система поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом

Настоящая полезная модель относится к устройствам вычислительной техники и может быть использована для принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом.
Существо обработки информации в МРТК ВМФ при проведении подводных работ заключается в информационном обеспечении лиц принимающих решения по управлению перемещением управляемых подводных аппаратов в ограниченном пространстве водной акватории в соответствии с установленным регламентом их организации. При этом конечной целью такого управления является обеспечение интенсивности и безопасности проводимых работ. При этом безопасность рассматривается в качестве необходимого, а интенсивность - в качестве достаточного требования к организации функционирования всех сил и средств МРТК.
С позиций обеспечения безопасности проводимых подводных работ рассматривают две категории ситуаций: штатные и нештатные. Под штатной (стандартной) ситуацией понимается ситуация, соответствующая установленному регламенту выполнения задания на проведение подводных работ. Возможность возникновения или фактическое возникновение нештатной ситуации рассматривается как угроза безопасности выполнения задания.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в создании экспертной системы поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом, обеспечивающей:
- разработку задания на выполнение подводных работ;
- контроль перемещения подводных аппаратов МРТК в процессе выполнения задания;
- выявление нештатных ситуаций;
- выдачи рекомендаций по преодолению нештатных ситуаций.
Данная задача достигается за счет того, что экспертная система поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом включает подсистему управления (ПУ), подсистему обмена с источниками данных (ПОИД), подсистему обработки и анализа (ПОА), подсистему отображения информации (ПОИ), банк данных (БД), подсистему обмена данными (ПОД), причем обмен данными между подсистемой управления (ПУ), подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД), подсистемой обработки и анализа (ПОА), подсистемой отображения информации (ПОИ), банком данных (БД) осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД).
Все элементы экспертной системы поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом являются типовыми устройствами вычислительной техники.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание экспертной системы поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом, позволяющей производить разработку задания на выполнение подводных работ, контролировать перемещения подводных аппаратов МРТК в процессе выполнения задания, выявлять нештатные ситуации и выдавать рекомендации по их преодолению.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена структурная схема экспертной системы поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом.
Экспертная система поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом (ЭСППР) включает подсистему управления (ПУ) 1, подсистему обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистему обработки и анализа (ПОА) 3, подсистему отображения информации (ПОИ) 4, банк данных (БД) 5, подсистему обмена данными (ПОД) 6, причем обмен данными между подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5 осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД) 6.
Подсистема управления (ПУ) 1 через подсистему обмена данными (ПОД) 6 соединена с подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5 и предназначена для:
- разработка задания на применение МРТК;
- разработки сценариев действий (моделей функционирования) управляемых сил, средств и объектов подводных работ;
- организации функционирования системы принятия решений; документирования результатов выполнения задания;
- поддержки сетевого обмена данными;
- создания и редактирования условно постоянной информации в БД;
- протоколирование работы МРТК;
- сохранение отчета в банке данных;
- управление предъявлением данных отчета.
Подсистема обмена с источниками данных (ПОИД) 2 через подсистему обмена данными (ПОД) 6 соединена с подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3 и предназначена для получения информации от средств обнаружения (мониторинга, наблюдения), объектов МРТК, картографической информации, гидрометеоинформации.
Подсистема обработки и анализа (ПОА) 3 через подсистему обмена данными (ПОД) 6 соединена с подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5 и предназначена для:
- обработки данных, поступающих от источников информации;
- решения задач оценки тактической, помеховой и сигнальной обстановки, поведения объектов;
- анализа соответствия реальной тактической ситуации, сценарию, определенному заданием;
- формирования признаков нештатных ситуаций;
- обработки информации, характеризующей состояние процессов анализа формируемых признаков и тактическую ситуацию для управления вычислительным процессом информационно-расчетных задач и для принятия решений на маневрирование;
- проведения специализированных расчетов;
- выработки рекомендаций по управлению подводным объектом.
Подсистема отображения информации (ПОИ) 4 через подсистему обмена данными (ПОД) 6 соединена с подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, банком данных (БД) 5 и предназначена для обеспечения:
- визуальной разработка сценариев действий аппаратов (средств и сил), объектов в геопространственной среде;
- визуального отображения на фоне электронной карты выполнения сценариев действий объектов МРТК в реальном масштабе времени;
- отображение рекомендаций по преодолению нештатных ситуаций.
Банк данных (БД) 5 через подсистему обмена данными (ПОД) 6 соединен с подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4 и предназначен для хранения всей совокупности фактографической информации, необходимой для решения информационно-расчетных задач и обоснования решения по управлению вычислительным процессом и анализу тактической обстановки. Банк данных (БД) 6 состоит из следующих баз данных:
- база заданий;
- база сценариев;
- база данных «Район»;
- база данных «Среда»;
- база данных «Надводные корабли»;
- база данных «Стационарные объекты»;
- база данных «Обитаемые подводные аппараты»;
- база данных «Необитаемые подводные аппараты»;
- база данных «Объекты поиска»;
- база данных «Средства обеспечения»;
- база данных «Средства обнаружения»;
- база данных «Средства управления и поиска»;
- база данных «Модели поиска»;
- база знаний по обработке информации;
- база данных «Модели функционирования»;
- база данных «Модели процессов поддержки принятия решений»;
- база знаний поддержки принятия решений по маневрированию;
- база данных «Архив результатов выполнения задания».
Подсистема обмена данными (ПОД) 6 осуществляет обмен данными и командами управления между подсистемой управления (ПУ) 1, подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5.
Заявленное устройство обладает совокупностью существенных признаков, не известных из уровня техники для устройств подобного назначения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «Новизна» для полезной модели.
Экспертная система поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом позволяет производить разработку задания на выполнение подводных работ, контролировать перемещения подводных аппаратов МРТК в процессе выполнения задания, выявлять нештатные ситуации, вырабатывать рекомендации по их преодолению.
Работа ЭСППР может обеспечивать планирование выполнения подводных работ в заданном районе, контроль выполнения задания на проведение работ, анализ текущей ситуации при проведении работ, выявление нештатных ситуаций и выдачи рекомендаций по их преодолению.
Работа предлагаемого устройства осуществляется в двух режимах - «Планирование» и «Управление».
В режиме «Планирование» работу предлагаемого устройства можно разбить на четыре этапа.
На первом этапе с подсистемы управления (1) осуществляется адаптация к составу ЭСППР - подключение необходимых для планирования подсистем (подсистемы обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемы отображения информации (ПОИ) 4, банка данных (БД) 5) и проверка работоспособности технических средств ЭСППР с использованием стандартных процедур операционной системы. Обмен между подсистемой управления (1), подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5 осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД) 6.
На втором этапе с подсистемы управления (1) на основе баз данных, входящих в банк данных (6) осуществляется подготовка исходных данных для планирования проведения подводных работ, к которым относятся: выбор карты района, выбор модели поиска, выбор объекта МРТК, выбор объекта поиска, из внешних источников через подсистему обмена с источниками данных (ПОИД) 2 выбирается прогноз гидрологических и метеорологических условий проведения планируемых работ (волнение моря, наличие осадков и т.д.).
На третьем этапе на подсистеме управления (ПУ) 1 формируется сценарий проведения поисковой операции и задание на выполнение подводных работ. Результаты отображаются на подсистеме отображения информации (ПОИ) 4.
На четвертом этапе сценарий проведения поисковой операции и задание на выполнение подводных работ заносятся в соответствующие базы данных банка данных (БД) 5.
В режиме «Управление» работу предлагаемого устройства можно разбить на четыре этапа.
На первом этапе с подсистемы управления (1) осуществляется адаптация к составу ЭСППР - подключение необходимых для планирования подсистем (подсистемы обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемы обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемы отображения информации (ПОИ) 4, банка данных (БД) 5) и проверка работоспособности технических средств ЭСППР с использованием стандартных процедур операционной системы. Обмен между подсистемой подсистемой управления (1), подсистемой обмена с источниками данных (ПОИД) 2, подсистемой обработки и анализа (ПОА) 3, подсистемой отображения информации (ПОИ) 4, банком данных (БД) 5 осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД) 6.
На втором этапе из банка данных (БД) 5 в подсистему управления (ПУ) 1 производится загрузка задания на выполнение проведения работ, в подсистему обработки и анализа (ПОА) 3 производится загрузка сценария.
На третьем этапе (выполнение задания МРТК) информация от внешних источников через подсистему обмена с источниками данных (ПОИД) 2 поступает на подсистему обработки и анализа (ПОА) 2, которая производит обработку данных, поступающих от источников информации, производит анализ соответствия реальной тактической ситуации, сценарию, определенного заданием, выявляет наличие признаков нештатных ситуаций, вырабатывает рекомендации по управлению подводным объектом для их устранения. Результаты отображаются на подсистеме отображения информации (ПОИ) 4. На фиг.2 приведен пример интерфейса экспертной системы. Результаты выполнения задания МРТК записываются в режиме реального времени в соответствующие регистрационные файлы базы «Архив результатов выполнения задания банка данных (БД) 5.
На четвертом этапе на основе данных из этих регистрационных файлов осуществляется оценка результатов выполнения задания.
На предприятии-заявителе разработана конструкторская документация, по которой произведен монтаж заявляемой полезной модели. Для обеспечения работы полезной модели разработано специальное программное обеспечение. Внедрение экспертной системы поддержки принятия решений по управлению морским роботизированным технологическим комплексом позволит:
- производить разработку задания на выполнение подводных работ;
- контролировать перемещения подводных аппаратов МРТК в процессе выполнения задания;
- выявлять нештатные ситуации;
- вырабатывать рекомендации по их преодолению.