Система имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов

Настоящая полезная модель относится к информационным системам моделирования и может быть использована для исследования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов.
Полезная модель также может быть использована в различных областях науки, техники и промышленного производства, связанных со сложной и трудоемкой операторской или технологической деятельностью, в том числе предполагающих использование систем имитационного моделирования или экспертных систем.
Известно несколько прототипов систем имитационного моделирования, в которых достаточно условно может быть реализована задача моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов. К ним можно отнести:
- Тренажер для подготовки операторов гидроакустических систем, содержащий комплект унифицированных рабочих мест обучаемых, пост руководства обучением, включающий рабочее место инструктора (РМИ) и сервер баз данных. Все элементы комплекса соединены между собой через локальную вычислительную сеть (патент на изобретение №2408079, МПК - G09B 9/06, опубликованного 10.04.2010).
- Устройство подготовки операторов поиска и классификации затонувших объектов, предназначенное для формирования у них навыков, умений и способностей по использованию различных гидроакустических средств малого радиуса действий надводных кораблей для определения координат и типов затонувших объектов. Устройство содержит комплект рабочих мест обучаемых (РМО), пост руководства обучением (ПРО), включающий рабочее место инструктора (РМИ) и сервер баз данных. Все элементы комплекса соединены между собой через локальную вычислительную сеть (патент на полезную модель №124021, МПК - G09B 9/00, опубликованного 10.01.2013).
Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является система имитационного моделирования человеко-машинных систем управления морских объектов ВМФ включает подсистему моделирования обстановки, подсистему моделирования процессов принятия решений, подсистему моделирования обработки информации, подсистему имитаторов изделий вооружения и военной техники, подсистему обмена данными, банк данных, причем обмен данными между подсистемой моделирования обстановки, подсистемой моделирования процессов принятия решений, подсистемой моделирования обработки информации, подсистемой имитаторов изделий вооружения и военной техники, банком данных осуществляется через подсистему обмена данными (патент на полезную модель №164902, МПК - G06N 7/06, G06F 15/18, G09B 9/06, опубликованного 20.09.2016).
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение заключается в создании системы имитационного моделирования (СИМ), обеспечивающей решение задач исследования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов (МРТК).
Данная задача достигается за счет того, что система имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием МРТК включает подсистему моделирования обстановки (ПМО), подсистему моделирования процессов принятия решений (ПМППР), подсистему моделирования обработки информации (ПМОИ), подсистему моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА), подсистему обмена данными (ПОД), банк данных (БД), причем обмен данными между подсистемой моделирования обстановки (ПМО), подсистемой моделирования процессов принятия решений (ПМППР), подсистемой моделирования обработки информации (ПМОИ), подсистемой моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА), банком данных (БД), осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД).
Все элементы системы имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов являются типовыми устройствами вычислительной техники.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание системы имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов, позволяющего производить исследования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных комплексов.
Сущность полезной модели поясняется чертежом (фиг. 1), на котором изображена структурная схема системы имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов.
Система имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов включает подсистему моделирования обстановки (ПМО) 1, подсистему моделирования процессов принятия решений (ПМППР) 2, подсистему моделирования обработки информации (ПМОИ) 3, подсистему моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 4, подсистему обмена данными (ПОД) 5, банк данных (БД) 6, причем обмен данными между подсистемой моделирования обстановки (ПМО) 1, подсистемой моделирования процессов принятия решений (ПМППР) 2, подсистемой моделирования обработки информации (ПМОИ) 3, подсистему моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 4, банком данных (БД) 6, осуществляется через подсистему обмена данными (ПОД) 5.
Подсистема моделирования обстановки (ПМО) 1 через подсистему обмена данными (ПОД) 5 соединена с подсистемой моделирования процессов принятия решений (ПМППР) 2, подсистемой моделирования обработки информации (ПМОИ) 3, подсистемой моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 4, банком данных (БД) 6 и предназначена для:
- разработки заданий на моделирование, формирование исходных данных для обеспечения проведения сеанса моделирования;
- решения задач математического моделирования тактической, помеховой и сигнальной обстановки, поведения объектов, а также проведение специализированных расчетов;
- организации проведения сеанса моделирования;
- документирования и разбора проведенного сеанса моделирования;
- конфигурирования рабочих мест;
- поддержки сетевого обмена данными;
- обеспечения работы программ с цифровыми электронными картами;
- создания и редактирования условно постоянной информации в БД;
- определение состава и структуры отчета;
- формирование отчета;
- сохранение отчета в банке данных;
- управление предъявлением данных отчета. Подсистема моделирования процессов поддержки принятия решений (ПМПППР) 2 через подсистему обмена данными (ПОД) 5 соединена с банком данных (БД) 6 и предназначена для:
- разработки моделей функционирования технических средств МРТК и операторов, участвующих в процессах принятия решений;
- разработки моделей процессов поддержки принятия решений операторами и лицами принимающими решения;
- обработки информации, характеризующей состояние процессов анализа формируемых признаков и тактическую ситуацию для управления вычислительным процессом информационно-расчетных задач и для принятия решений на маневрирование и применение необитаемых подводных аппаратов;
- моделирования процессов принятия решений операторами и лицами принимающими решения.
Подсистема моделирования обработки информации (ПМОИ) 3 через подсистему обмена данными (ПОД) 5 соединена с банком данных (БД) 6 и предназначена для обработки поступающей от источников информации, с целью выработки рекомендаций по направлению дальнейших вычислений или по управлению подводными аппаратами и применению средств поиска.
Подсистема моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 4 через подсистему обмена данными (ПОД) 5 соединена с подсистемой моделирования обстановки (ПМО) 1 и банком данных (БД) 6 и предназначена для:
- обработки информации, характеризующей состояние процессов анализа формируемых признаков и тактическую ситуацию для управления вычислительным процессом информационно-расчетных задач и для принятия решений на маневрирование обитаемым подводным аппаратом (ОПА);
- моделирования процессов принятия решений операторами ОПА.
Подсистема обмена данными (ПОД) 5 осуществляет обмен данными и командами управления между подсистемой моделирования обстановки (ПМО) 1, подсистемой моделирования процессов принятия решений (ПМППР) 2, подсистемой моделирования обработки информации (ПМОИ) 3, подсистемой моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 4, банком данных (БД) 6.
Банк данных (БД) 6 через подсистему обмена данными (ПОД) 5 соединен с подсистемой моделирования обстановки (ПМО) 1, подсистемой моделирования процессов принятия решений (ПМППР) 2, подсистемой моделирования обработки информации (ПМОИ) 3, подсистемой моделирования обитаемых подводных аппаратов (ПМОПА) 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 на моделирование;
- 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;
- база данных «Результаты моделирования»;
- база данных «Таблицы взаимодействия».
Каждая из указанных баз данных содержит свой набор исходных параметров, необходимых для описания и моделирования обстановки, систем управления, проведения аналитических и экспертных расчетов, формирования результатов моделирования.
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.
Работа СИМ может обеспечивать проведение исследований управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов.
При проведении исследований управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов работу предлагаемого устройства можно разбить на четыре этапа. Управление исполнением данных этапов осуществляется руководителем моделирования с подсистемы моделирования обстановки (1).
На первом этапе с подсистемы моделирования обстановки (1) осуществляется адаптация к составу СИМ - подключение необходимых для моделирования подсистем (подсистемы моделирования процессов принятия решений (2), подсистемы моделирования обработки информации (3), подсистемы моделирования обитаемых подводных аппаратов (4)), проверка работоспособности технических средств СИМ с использованием стандартных процедур операционной системы. Обмен между подсистемой моделирования обстановки (1), подсистемой моделирования процессов принятия решений (2), подсистемой моделирования обработки информации (3), подсистемой моделирования обитаемых подводных аппаратов (4), банком данных (6) осуществляется через подсистему обмена данными (5).
На втором этапе с подсистемы моделирования обстановки (1) на основе баз данных, входящих в банк данных (6) осуществляется подготовка исходных данных для проведения моделирования, к которым относятся: выбор района, выбор гидрологических и метеорологических условий тренировки (волнение моря, наличие осадков и т.д.), выбор объекта поиска, задание траекторий движения объектов тактической обстановки, их типов; с подсистемы моделирования процессов принятия решений (2) из банка данных (6) производится выбор моделей функционирования необитаемых подводных аппаратов, а также моделей процессов поддержки принятия решений операторами и лицами принимающими решения; с подсистемы моделирования обработки информации (3) из банка данных (6) производится выбор модулей информационно-расчетных задач средств управления; с подсистемы моделирования обитаемых подводных аппаратов (4) из банка данных (6) производится выбор моделей функционирования обитаемых подводных аппаратов, а также моделей процессов поддержки принятия решений операторами обитаемых подводных аппаратов.
На третьем этапе выполняются операции, обеспечивающие процесс моделирования. При этом на подсистеме моделирования обстановки (1) осуществляется моделирование носителя системы управления МРТК, на подсистеме моделирования процессов принятия решений (2) моделирование управления необитаемыми подводными аппаратами, на подсистеме моделирования обработки информации (3) моделирование информационно-расчетных задач системы управления МРТК, на подсистеме моделирования обитаемых подводных аппаратов (4) моделирование управления обитаемыми подводными аппаратами. Информационный обмен между подсистемами осуществляется через базу данных «Таблицы взаимодействия» банка данных (6). Результаты моделирования записываются в режиме реального времени в соответствующие регистрационные файлы базы «Результаты моделирования» банка данных (6).
На четвертом этапе на основе данных из этих регистрационных файлов осуществляется оценка результатов моделирования.
Внедрение системы имитационного моделирования управления поисково-спасательными операциями с использованием морских роботизированных технологических комплексов позволяет:
- производить анализ существующих систем управления;
- обосновывать выбор структурных решений построения системы управления;
- формировать требования к элементам системы управления;
- получить оценки показателей эффективности систем управления и их подсистем по заданным критериям;
- производить анализ способов поиска;
- получить оценки показателей эффективности способов поиска по заданным критериям.