CC BY
93
МОДЕРНИЗАЦИЯ НАШЛЕМНОЙ СИСТЕМЫ НСЦИ ДЛЯ НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ПИЛОТА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА П.П. Парамонов, Ю.И. Сабо, Б.В. Видин, И.О. Жаринов
Предложена нашлемная система целеуказания и индикации (НСЦИ), основанная на определения адекватности поведения человека в условиях наличия внешних факторов на основе комплексного анализа ограниченного числа электрофизиологических показателей жизнедеятельности организма человека.
Нашлемная система целеуказания и индикации (НСЦИ) представляет собой [1] одну из наиболее совершенных систем авиационной электроники, предназначенных для управления оружием и режимами стрельбы современных истребителей и вертолетов.
В отличие от систем, использующих для управления оружием коллиматорные авиационные индикаторы (индикаторы на лобовом стекле), она не требует доворота летательного аппарата (ЛА) в направлении цели и обеспечивает прицеливание управляемого оружия в направлениях, не совпадающих со строительной осью ЛА. При прицеливании пилоту необходимо совместить с целью прицельную метку, индицируемую с помощью коллиматорной подсистемой индикации, жестко закрепленной на шлеме (см. рис.1), и осуществить пуск оружия. Этот способ дает возможность существенно сократить время прицеливания и обеспечить преимущество в воздушном бою с ЛА, не оснащенными НСЦИ, а также обеспечить быстрое поражение наземных целей и уход от средств ПВО противника.
Сегодня НСЦИ широко разрабатываются и производятся многими зарубежными фирмами [1], в частности, Sextant Avionics (Франция), Kayser Electronics (США), GEC-Marconi Avionics (США), Elbit (Израиль), АО "Арсенал" (Украина), СПб ОКБ "Электроавтоматика" (Россия).
Мировой опыт применения НСЦИ и эксплуатации авиационной техники и авиатренажеров определил новое перспективное направление функциональной нагрузки комплексных нашлемных систем - создание эффективных средств анализа и статистической обработки реализаций электрических сигналов жизнедеятельности пилота, отражающих его физиологическое состояния в условиях динамики полета современного летательного аппарата.
Рис.1. Нашлемная система НСЦИ
Широко известны случаи, когда в силу объективных причин (т. н. человеческий фактор) происходили трагические катастрофы как гражданских, так и военных самолетов с гибелью пассажиров и экипажа из-за отсутствия автоматических средств слежения и контроля состояния организма пилотов, а также резервирующих систем принятия экстренных решений в реальном масштабе времени.
Рис.2,а. Временные реализации и СПМ классов ЭЭГ
Рис.2,б. Расположение электродов на поверхности головы при регистрации
ЭЭГ
В 1996 г. авторы настоящей статьи совместно с рядом авторитетных научных сотрудников в нашей стране и за рубежом предложили альтернативную (теории информации) идею определения адекватности поведения человека в условиях наличия внешних факторов на основе комплексного анализа ограниченного числа электрофизиологических показателей жизнедеятельности организма человека. В рамках проведения ряда НИОКР показано, что разумно выбранные показатели в
полной мере могут отражать текущее состояние пилота, а грамотно выбранный математический аппарат позволяет проводить непрерывное сопровождение и оценку его состояния на основе подходов по сегментации (разделении во времени на классы состояний) и многоальтернативной классификации реализаций информационных сигналов, получаемых от датчиков нейрофизиологического контроля (см. рис. 2), интегрированных в систему НСЦИ.
Электроэнцефалография является одним из основных методов объективного тестирования функций нервной системы человека. В настоящее время не существует универсальных алгоритмов, пригодных для всестороннего анализа ЭЭГ, а тем более решения задач автоматической диагностики. Однако многие прикладные задачи решаются при помощи ЭВМ весьма успешно. Общие закономерности формирования сигнала составляют априорную информацию, которая используется для синтеза и оптимизации алгоритмов статистической обработки. В частности, экспериментально подтверждается, что нестационарный случайный процесс, соответствующий ЭЭГ-сигналу, может быть разделен на квазистационарные участки различной длительности, в пределах которых статистические свойства процесса существенно не изменяются. Эти квазистационарные участки описывают физиологические состояния соответствующих отделов головного мозга и являются важными диагностическими признаками. Определение границ квазистационарных участков составляет задачу сегментации ЭЭГ. При этом важное значение имеют статистические или спектральные характеристики сегментов, поэтому, кроме задачи собственно сегментации, необходимо решать задачу классификации сигнала.
Литература
1. Феофанов В.К., Парамонов П.П., Суслов В.Д., Сабо Ю.И. Нашлемная система целеуказания и индикации на базе координаточувствительного фотоприемника "Мультискан" // Датчики и системы. М.: Издательство "СенСиДат", 2001. С.2-3.
