CC BY
2
Key words: efficiency of functioning, transmission system.
Morgunov Alexey Yakovlevich, candidate of military sciences, docent, [email protected], Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny,
Komarov Evgeny Vladimrovich, candidate of military sciences, docent, komarovv53@mail. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny,
Burlakov Andrey Anatolyevich, candidate of military sciences, docent, burlakov38@gmail. com, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny,
Muravyev Alexander Ivanovich, lecturer, muravjev.a1@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny
УДК 681.5
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-5-290-291
МОДЕЛЬ ИМИТАЦИОННОГО ПОЛИГОНА АСУ РАБОТЫ РЫБОЛОВНОГО СУДНА
С.Л. Горобченко, Д.А. Ковалёв, С.А. Войнаш, С.И. Затенко, Д.А. Нестеров
В статье рассматривается модель имитационного полигона АСУ работы рыболовного судна. Основой модели является технологическая схема лова (кошельковый или траловый) и построение автоматизированной системы управления как системы функциональных задач. Имитационная модель полигона разрабатывается на основе базы данных рыболовства, рыболовных судов, тралов и неводов. На их основе строится блок схема работы имитационного комплекса рыболовного судна и графическая панель имитации лова.
Ключевые слова: лов рыбы, рыболовное судно, имитационная модель, АСУ.
При автоматизации функции управления судном и его оборудованием, ранее выполнявшимися человеком, передаются приборам и техническим устройствам. Автоматизация судовождения обеспечивает безопасность рейсов судов. При автоматизации судовых энергетических установок повышается надежность и экономичность работы оборудования, увеличивается производительность и улучшаются условия труда плавсостава, сокращается его численность. Основной целью системы управления является выдача судоводителю информации, необходимой для прицельного отлова рыбных скоплений при траловом и кошельковом лове, а также для безопасного маневрирования судна с орудиями лова при работе в группе судов [1].
В процессе поиска и вылова рыбных скоплений судоводителям приходится решать многие задачи, для оптимального выполнения которых на рыболовных судах активно внедряются автоматизированные системы управления (АСУ). Они выполняют задачи по управлению движением рыболовного судна, облегчающие судоводителям восприятие промысловой обстановки и оказывающие ему помощь в принятии оптимальных решений. Одним из современных решений по анализу и оценке оптимальных решений является создание имитационной модели рыбопромыслового полигона, обеспечивающего отработку действий плавсостава по наиболее эффективному выполнению задач по промыслу рыбы.
Статья посвящена обзору подобных функциональных задач и разработке основных функциональных алгоритмов работы полигона [6, 7].
Наиболее известными системами, решающими задачи управления движением рыболовного судна при выполнении им промысловых задач, являются [3]:
- система кошелькового лова, рис.1а, предназначенная для автоматизации процессов обработки информации от судовых гидроакустических и навигационных приборов и воспроизведение на экране дисплея всей ситуации замета кошелькового невода;
- система тралового лова, рис.1б, предназначенная для автоматизации обработки данных и воспроизведения результирующей информации на экране дисплея при разноглубинном траловом лове [10, 11].
Современные автоматизированные системы управления движением рыболовного судна (АСУ) принимают первичную информацию от различных систем судна: гидроакустического, радиолокационного, навигационного блоков, систем датчиков машинного отделения, датчиков состояния трала и других. При проверке работоспособности отдельных блоков АСУ приходится переводить в рабочий режим соответствующие системы судна с целью получения необходимых информационных сигналов, поступающих в проверяемые блоки.
Современная схема автоматизированной системы управления работы рыболовного судна, построенная как система функциональных задач [3], представлена на рис.2 [14, 15].
Система содержит блок управления 1, гидроакустический блок 2, навигационный блок 3 и систему датчиков 4, подсоединенных через последовательно соединенные интерфейсный 5 и вычислительный блоки 6 к блоку автоматического управления 7, блоку выдачи рекомендаций 8 и блоку индикации 9. Эти блоки соединены также с блоком ввода и коррекции параметров судна и орудий лова 10, блоком решения навигационных задач 11, блоком построения 3D изображений подводной ситуации лова 12.
290
Рис. 1. Технологическая схема лова а - кошельковый лов; б - траловый лов
Рис. 2. Схема управления рыболовным судном
Выбор гидроакустического блока 2 зависит от класса и типа судна и содержит различный набор гидроакустических систем, с помощью которых получают информацию об обнаруженных рыбных скоплениях, о состоянии орудий лова и о рельефе дна в районе промысла. Эта информация передается через интерфейсный блок 5 в вычислительный блок 6, где выполняется ее обработка по заданным алгоритмам.
Навигационный блок 3 содержит в базовом варианте гирокомпас, судовую радиолокационную станцию, лаг и спутниковую навигационную систему. При этом система датчиков 4 для разных судов может иметь различную комплектацию. Сигналы с навигационного блока 3 и системы датчиков 4 через интерфейсный блок 5 поступают в вычислительный блок 6, где выполняется их обработка по заданным алгоритмам.
В вычислительный блок 6 с блока ввода и коррекции параметров судна и орудий лова 10 поступает также информация, определяющая режимы работы аппаратуры в зависимости от задач, выполняемых в данное время судном [18, 19].
Сигналы с вычислительного блока 6 поступают на блок автоматического управления 7, выдающего команды на исполнительные механизмы судна. Информация о выдаче этих команд с блока автоматического управления 7 поступает обратно в вычислительный блок, где осуществляется соответствующая коррекция параметров состояния судна.
С вычислительного блока 6 сигналы поступают также на блоки выдачи рекомендаций 8 и блок индикации 9, выдающие оператору необходимую информацию об обстановке в районе промысла и о состоянии судна, трала и невода. На основании этой информации оператор выполняет с помощью блока управления 1 необходимые операции
по управлению судном, а также вводит в блок 10 откорректированные параметры судна и орудий лова. Для этого блок управления 1, а также блок автоматического управления 7 сопряжены с различным судовым оборудованием, например, с системой управления винтом регулируемого шага, системой управления ваерными лебедками, системой управления главным двигателем и др.
Блок формирования промысловой отчетности в виде «Электронного промыслового журнала» 14 предназначен для автоматизированного формирования и ведения электронной промысловой отчетности с целью уменьшения ошибочных данных из-за человеческого фактора. Данные в электронный промысловый журнал поступают автоматически с вычислительного блока 6 или вводятся оператором. Окно промыслового журнала в блоке индикации 9 и его данные постоянно доступны оператору при выполнении промысловых операций для ввода и корректировки данных, заносимых вручную.
В рабочем режиме при выполнении промысловых задач автоматизированная система управления работы рыболовного судна позволяет выполнять следующие операции:
- сбор первичной информации с гидроакустического, навигационного блоков и с системы датчиков судна;
- обработку первичной информации в вычислительном блоке с учетом реальных корректируемых параметров судна, орудий лова, и состояния района промысла;
- решение навигационных задач безопасного расхождения судов с орудиями рыболовства при работе в группе судов;
- выдачу оператору рекомендаций по оптимальному проведению промысловых и навигационных задач;
- автоматизацию процесса сбора и хранения сведений для электронного промыслового журнала, ведение электронного промыслового журнала и передачу необходимых сведений в центр мониторинга.
На рис.3 показана имитационная модель автоматизированной системы управления работы рыболовного
судна.
Редактор
сценария
* промысловой
ситуации
/ ▼
Виртуальный
пульт
управления
судном
Модуль имитации промысловой
ситуации ▼
Массив параметров моделируемой ситуации
Т
Генератор инф ормационных сообщений
Д
Результаты моделирования
Рис. 3. Имитационная модель полигона: 1 - база данных (БД) рыболовства; 2 - БД рыболовных судов;
3 - БД тралов; 4 - БД неводов
Математическая модель, лежащая в основе имитационного комплекса, обслуживается базами данных рыболовства 1, рыболовных судов 2, тралов 3 и неводов 4. Из математической модели формируется модуль имитации промысловой ситуации и с учетом сформированного массива моделируемой ситуации в генераторе информационных сообщений формируется отчет о сообщениях, или результаты моделирования. Оператор из базы данных 1 формирует и редактирует сценарии промысловой ситуации при помощи виртуального пульта управления судном. Результаты моделирования позволяют оператору быстро сориентироваться в возможных затруднениях в лове и рассмотреть многочисленные варианты сценариев. Алгоритм реализован в блок-схеме работы имитационного комплекса полигона, рис.4 [12, 13].
После запуска система одновременно обращается к параметрам судна, орудиям лова, параметрам рыбных скоплений, параметрам подводных целей и параметрам окружающей обстановки. Все вместе они формируют данные моделей целей судна с орудиями лова, подводных целей и рыбных скоплений. Происходит формирование и сохранение сценариев, которые далее переходят в файл сценариев и обеспечивают запуск сценария. Сохраненные сценарии могут храниться в базе файлов сценария, и сценарий может вызываться через запрос сценариев [4, 5].
Имитационный комплекс на основе имеющегося или запрошенного сценария проводит расчет параметров модели с сохранением промысловой информации. Оператор задает параметры имитации модели, и проводимый расчет параметров модели обеспечивает вероятные показатели лова, после чего данные переходят в блок оценки показателей предприятия (рыболовного судна) и сообщает примерные показатели успешности лова [16, 17].
^ З.чгскJ
и^ _ 1
1Г 1Г 1Г Параметры судна н орудия лова Параметры рыбных скоплений
^Конеп раЕоть!^
Файлы сценариев
^^ Начал
J
Параметры целей
Ф
Гарамгтры о Бр у жаюшей обстановки
1 1
т Т ▼
Данные моделей целей судна с орудием лова, целей и рыбных скоплений
Coxpai ■сценария
Рис.4. Блок схема работы имитационного комплекса рыболовного судна
Полученные данные выводятся на графическую панель оператора для окончательного принятия решения. На рис. 5 показан пример графической панели имитационного комплекса по выбору оптимальных параметров рыболовного судна по [2].
Position
Latitude [ЗГЗб.000' ¡I N Longjkude 1061 DO. 127"
Course [о
Vessd type
Prametey V Pilar cat) |
SRTM 503 UMRT 1138 M<*yilL¥*J SFAT (19E¡12| Sterkcdei -el erts.K
Ftmaej
Time foc descení of a net pa*t, etchirtfi oí cades, connection d boads artd etcKrig of war ps up to deplh 50 m [sec)
1« м
Púa 5. Графическая панель имитационного полигона по [2]
Разработка основных задач АСУ, построение на их базе основных функций и отработка их на имитационных полигонах должна стать основой судовых смарт технологий, которые могут сделать судоходство более безопасным и эффективным. Новыми задачами, которые могут быть включены в систему управления работой рыболовного судна, могут стать автоматическая прокладка курса, динамическое позиционирование, системы контроля грузовых операций, балластных вод и другие функции, которые до сих пор не включаются в имитационные модели [8, 9]. Для снижения нагрузки на плавсостав потребуется добавить такие средства автоматизации, с помощью которых можно будет управлять дверями люков, отсеками, системами переборок и гидравликой без необходимости присутствия членов экипажа на месте. Значительное внимание нужно уделять датчикам, которые будут регистрировать всю эксплуатацию судна, вплоть до обнаружения неисправностей и выявления мест, которые подлежат техническому обслуживанию или ремонту. Эти задачи могут быть достаточно полно решены с развитием имитационных комплексов работы рыболовных судов.
Список литературы
1. Долгов А.Н., Зинченко В.П. О способе замета кошелькового невода с использованием современной рыбопоисковой аппаратуры. Сб. Современные морские тренажеры - средство подготовки специалистов и инструментарий для создания перспективной рыбопоисковой аппаратуры. М.: Рыбное хозяйство. 1997. С. 46-51.
2. Соколов А.В. Управление судном при выполнении поворотов на разноглубинном траловом лове: автореферат диссертации к.т.н. Ленинградское высшее инженерное морское училище им. адмирала С.О. Макарова. Ленинград, 1986.
3. Патент RU 2133491. Устройство управления движением судна. МПК G05D 1/02, В63Н 25/06, опубл.
20.07.1999.
4. Патент RU 2150409. Устройство управления движением судна. МПК В63Н 25/00. Опубл. 10.06.2000.
5. Патент RU 2036432. Инерциально-спутниковый модуль и комплексная инерциально-спутниковая система навигации, связи, освещения обстановки, управления и контроля. МПК G01C 21/24, G01C 23/00. Опубл. 27.05.1995.
6. Зинченко В.П. Математическое моделирование движения траловой системы: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.18.17 / Калинингр. гос. техн. ун-т. Калининград, 2000. 27 с.
7. Седова Н.А. Интеллектуальная система автоматического управления судном по курсу: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.22.19. Место защиты: Мор. гос. ун-т им. адмирала Г.И. Невельского. Владивосток, 2009. 22 с.
8. Габрюк Л.А. Компьютерное моделирование канатов рыболовных судов // Известия ТИНРО. 2008. Т. 152. С. 300-305.
10. Фадюшин С.Г. Алгоритмическое и программное обеспечение автоматизации управления движением судна при замете кошелькового невода: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.13.07; 05.22.16 / Дальневосточный техн. ун-т. Владивосток, 1995. 18 с.
12. Солодов В.С. Построение математических моделей судовых комплексов на примере комплекса "судно-трал" с использованием методов планирования активного эксперимента: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.22.19. Мурман. гос. техн. ун-т. Мурманск, 2006. 22 с.
13. Осипов Е.В. Моделирование рыболовных систем на основе объектно-ориентированных технологий: автореферат дис. ... доктора технических наук: 05.18.17. Место защиты: Дальневост. гос. техн. рыбохоз. ун-т. Владивосток, 2007. 44 с.
14. Недоступ А.А., Ражев А.О. К теории управления электрической траловой лебедкой рыболовного судна // Морские технологии: проблемы и решения - 2020. Сборник трудов по материалам II Национальной научно-практической конференции преподавателей и аспирантов «Морские технологии: проблемы и решения - 2020». Под общ. ред. Масюткина Е. П., Керчь, 2020. С. 37-38.
15. Котик И.Ю. Исследование и построение системы управления движением судна при замете кошелькового невода: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.13.07 / Дальневосточ. техн. ун-т. Владивосток, 1994. 18 с.
16. Рзун И.Г., Мартынов К.Д. Автоматизация задач имитационного моделирования // Теория и практика научных исследований. 2013. С. 227-232.
17. Соэ Моэ Лвин. Разработка элементов виртуального полигона моделирования окружающей морской среды в гетерогенном вычислительном окружении: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.13.18. Место защиты: С.-Петерб. гос. электротехн. ун-т (ЛЭТИ). Санкт-Петербург, 2011. 19 с.
18. Вунна Ч., Дегтярев А.Б. Виртуальный полигон по исследованию динамики судов // Интернет-журнал Науковедение. 2014. № 6 (25). С. 40.
19. Гусаковский А.В., Ракитин В.Д., Соляков О.В., Яцук Ю.В. Математическое моделирование работы системы автоматического управления движением судна // Морская радиоэлектроника. 2008. № 4 (26). С. 14-16.
Горобченко Станислав Львович, канд. техн. наук, sgorobchenko@yandex. ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Ковалёв Дмитрий Александрович, канд. техн. наук, доцент, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна,
Войнаш Сергей Александрович, младший научный сотрудник, sergey [email protected], Россия, Казань, Казанский федеральный университет,
Затенко Светлана Ивановна, канд. техн. наук, доцент, s_lana2004@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова,
Нестеров Дмитрий Александрович, преподаватель, nesterov-uln@mail. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного,
MODEL OF SIMULATION RANGE OF ACS FOR FISHING VESSEL OPERATION
S.L. Gorobchenko, D.A. Kovalev, S.A. Voinash, S.I. Zatenko, D.A. Nesterov
The article considers a model of an automated control system simulation range for the operation of a fishing vessel. The basis of the model is the technological scheme offishing (purse or trawl) and the construction of an automated control system as a system offunctional tasks. A simulation model of the landfill is being developed based on a database offisheries, fishing vessels, trawls and seines. Based on them, a block diagram of the operation of the simulation complex of a fishing vessel and a graphical panel for simulated fishing are being built.
Key words: fishing, a fishing vessel, a simulation model, automated control systems.
Gorobchenko Stanislav Lvovich, candidate of technical sciences, sgorobchenko@yandex. ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Kovalev Dmitry Aleksandrovich, candidate of technical sciences, docent, [email protected], Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State University of Industrial Technologies and Design,
Voinash Sergey Aleksandrovich, junior researcher, sergey_voi@mail. ru, Russia, Kazan, Kazan Federal
University,
Zatenko Svetlana Ivanovna, candidate of technical sciences, docent, s_lana2004@mail. ru, Russia, St. Petersburg, St. Petersburg State Forest Technical University named after S.M. Kirov,
Nesterov Dmitry Aleksandrovich, lecturer, [email protected], Russia, Saint-Petersburg, Military Academy of Telecommunications by Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny,
УДК 681.5
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-5-295-296
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ В СИСТЕМЕ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЫ ОТ ТЕРРОРИСТИЧЕСКИХ УГРОЗ НА ТЕРРИТОРИИ УНИВЕРСИТЕТА
С.Л. Горобченко, Д.А. Ковалёв, С.А. Войнаш, А.В. Теппоев, С.А. Мешков, В.В. Ерыгин
Рассмотрены способы обеспечения безопасности и защиты от террористических угроз на территории университета. Показаны основные типы угроз и террористических атак, основные системы обеспечения безопасности для ВУЗов и принципы создания систем защиты. Продемонстрировано, как искусственный интеллект (ИИ) может быть применен в системах безопасности на территории университета. Построен алгоритм ИИ-системы безопасности для университета и разработана структурная схема системы безопасности университета на основе ИИ.
Ключевые слова: университет, террористические угрозы, система безопасности, искусственный интеллект.
Терроризм во всех его формах и проявлениях и по своим масштабам и интенсивности, по своей бесчеловечности и жестокости превратился ныне в одну из самых острых и злободневных проблем глобальной значимости. Масштабность и жестокость проявления современного терроризма, необходимость непрерывной борьбы с ним подтверждает актуальность создания систем безопасности на основе современных методов искусственного интеллекта.
Университеты являются объектами повышенной важности и привлекательными целями для террористических группировок. Террористические атаки на университеты могут быть направлены на достижение различных целей: от пропаганды своих идей до получения выкупа или убийства конкретных лиц.
Целью статьи является исследование возможности применения искусственного интеллекта в автоматизированной системе безопасности на территории университета от террористической угрозы.
Типы угроз и сценариев террористических атак. Выделение различных типов террористических угроз и их характерных особенностей имеет важное практическое значение, являясь, прежде всего, необходимой предпосылкой создания и совершенствования методов и тактики борьбы служб безопасности на основе инженерно-технических средств [7]. Некоторые из типов угроз террористических атак на университеты могут включать следующее:
