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.
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