CC BY
10На самом деле она будет равна значению п2'<п2'', что, естественно, приведет к увеличению линейной скорости в полосе. Но так как двигатель Дв1 имеет сравнительно большую жесткость, увеличения линейной скорости до максимального значения, соответствующего частоте вращения Дв2п2' и изменившемуся диаметру рулона D2, не произойдет.
За счет увеличения момента на Дв2до значения М'2 его частота вращения снизится до п2''', а первого -увеличится в зависимости от степени жесткости характеристики. Таким образом, электродвигатели начнут вращаться с новыми частотами, соответствующими новому увеличенному значению линейной скорости. Одновременно произойдет увеличение натяжения в полосе.
Рисунок 3. Механические характеристики электропривода моталки
Процесс намотки и смотки полосы является сложным технологическим процессом с жесткими требованиями к электроприводу. Для равномерного сматывания необходимо, чтобы один двигатель имел абсолютно жесткую, а другой абсолютно мягкую характеристику, в этом случае увеличения линейной скорости не произойдет. При этом в процессе намотки будет происходить уменьшение натяжения в полосе.
Список литературы 1. 1.Быстров А. М.Автоматизированный электропривод в текстильной и легкой промышленности. М.: «Энергия», 1972. - 255 с.
2. Бычков В. П.Электропривод и автоматизация металлургических производств. М.: «Высшая школа», 1986. - 479 с.
3. Филатов А. С.Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки. М.: «Металлургия», 1973. - 375 с.
4. Альшиц В.М., Зеленцов В.И., Тикоцкий А.Е. Электроприводы моталок и разматывателей станов холодной прокатки. М.: Информэлектро, 1980.-55 с.
5. Радионов A.A. Автоматизированный электропривод станов для производства стальной проволоки: Монография Магнитогорск: ГОУ ВПО "МГТУ",2007.-311с.
УЧЕТ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ СЪЕМКИ ДНА МНОГОЛУЧЕВЫМ ЭХОЛОТОМ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ ГИДРОАКУСТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВ РЕЛЬЕФА ДЛЯ ЦЕЛЕЙ НАВИГАЦИОННОГО ОРИЕНТИРОВАНИЯ
Попко Артем Олегович
Кандидат военных наук, ведущий инженер, г. Санкт-Петербург
АННОТАЦИЯ
Статья посвящена учету неопределенности съемки дна многолучевым эхолотом при решении задач навигационного ориентирования. Сопоставление гидроакустических образов, полученных средствами с разной разрешающей способностью и разными составляющими ошибок, сопровождающих измерение глубины - является основной
проблемой при решении задачи навигационного ориентирования с помощью гидроакустических средств обследования рельефа дна. Автор предлагает единый подход к оценке данной неопределенности при формировании решающей функции сопоставления образов.
Ключевые слова: гидроакустический образ, погрешность определения глубины, навигация, распознавание, многолучевой эхолот
ABSTRACT
In the article, author observed solution for place determination problem of underwater vehicles, the main component of which is error function of depth determination. The values of error function are determined by uncertainties of depth calculated by multibeam echosounder. For comparision of bottom sonar patterns from different carriers, we need to have TPE values for depth and places.
Author propose an unified method for depth determination errors and using them for generation of bottom patterns.
Key words: sonar image sonar, navigation, detection, sonar multibeam, echosouder, total propagated error
Современные гидроакустические средства в совокупности с программным обеспечением для производства гидрографических работ позволяют с высокой точностью производить сбор и обработку данных о рельефе дна. Носителями специального гидроакустического оборудования являются гидрографические и специализированные суда, боевые корабли и подводные лодки, автономные и телеуправляемые подводные аппараты.
Данные собранные бортовым гидроакустическим оборудованием характеризуют уникальные особенности донного рельефа, как правило, представленные массивом глубин, отождествленных с географическими коорди-
натами. Полученные глубины характеризуются неопределенностями вызванными отличием от принятых к расчету фактических значений скорости звука в воде, а также показателей акустического рассеивания и поглощения акустической энергией донным грунтом. Координаты, с которыми отождествлены полученные глубины, также характеризуются неопределенностями.
Основным, наиболее информативным и современным средством площадной гидроакустической съемки является многолучевой эхолот, использование которого представляет для целей навигационного ориентирования как автономных, так и обитаемых подводных средств движения значительный интерес.
5
25 J-
Рисунок 1. Разница в определении глубины низкочастотным и высокочастотным эхолотом.
Для вычисления неопределенностей измерения глубин и их положения при съемке рельефа дна многолучевыми эхолотами используются:
- средняя квадратическая погрешность измеренной глубины (СКП);
- радиальная погрешность определения места носителя (РПМ).
Для перехода от СКП и РПМ (с вероятностями 0.68) к неопределенностям с вероятностью 0,95 необходимо воспользоваться коэффициентами 1,96 и 1,73, на которые следует умножить СКП измеренной глубины и РПМ соответственно.
Для вычисления координат точки отражения эхо-сигнала на дне относительно системы отсчета преобразователя эхолота используется формула (1).
у = г х sin(180 ± 0); (1)
z = -гx cos(180 ± 0),
где:
r - наклонное расстояние, измеряемое эхолотом по каждому приемному лучу; 6 - угол наклона приемного луча;
Угол отсчитывается в перпендикулярной диаметральной плоскости судна влево и вправо от отрицательного направления оси аппликат приборной координатной системы отсчета до направления приема отраженного дном сигнала. В формуле (1) знак плюс для 0, отчитываемых на правый борт, минус - на левый борт.
СКП глубины, вызванная СКП измерения наклонного расстояния or и угла 0 - o0
°zi = V((cos0)2 xa2r+y2 хо^), (2)
где or - СКП измерения наклонного расстояния, которая вычисляется по формуле
Ог =
N
' гинстр
+
(с„р)
х о2
(3)
где огинстр - инструментальная СКП измерения эхолотом наклонного расстояния;
спр - принятое для расчетов по формуле (1) значение скорости звука в слое воды от горизонта преобразователя до дна;
ос - СКП учета скорости звука вследствие её пространственной и временной изменчивости.
В формуле (2) СКП определения направления прихода отраженного сигнала о0 вычисляется по формуле
О0 = + <
(4)
^ЭинстрЬ
где оеинстр - инструментальная СКП измерения угла наклона приемного луча;
оес - СКП измерения угла наклона приемного луча из-за неопределенности учета скорости звука.
СКП измерения угла наклона приемного луча из-за неопределенности учета скорости звука вычисляется по формуле
О0с =
°ес„- + о2
ес„),
(5)
где ст0Сп - СКП измерения угла наклона из-за неопределенности определения скорости звука в слое воды; стесо - СКП измерения угла наклона из-за неопределенности определения скорости звука на горизонте поверхности преобразователя эхолота.
СКП измерения угла наклона из-за неопределенности определения скорости звука в слое воды вычисляется по формуле
о0сПр = 0^6/20 х ос
(6)
= 2х(1-ш5(ф)),
(8)
где ф - угловая ширина приемного луча.
СКП глубины из-за неопределенности определения угла крена aR
= У х ^
(9)
СКП глубины из-за неопределенности определения угла дифферента принимается равной 0:
= 0,
(10)
СКП глубины из-за неопределенности определения вертикальной качки рассчитаем по формуле
о^5 = тах[а2, (Ь х ^)2] + Дх2 х ор + Ду2 х oR, (11)
где а, Ь - постоянная и переменная составляющая инструментальной неопределенности датчика вертикальной качки; h - высота качки;
aP, aR - СКП выработки датчиком угловой качки угла дифферента и крена;
Дx, Ду - разность координат датчика качки и антенны эхолота.
СКП глубины из-за неопределенности определения скорости звука вычисляется по формуле
О2б = 7(2/с)2 +У2 х ^е/2с)2 + 0tg0e - 5)/с)2] х Ос, (12)
где ос - пространственная и временная изменчивость скорости звука в районе съемки.
Суммарная (распространенная) СКП измерения глубины вычисляется по формуле
(13)
где с - среднее значение скорости звука, полученное по значениям параметра на вертикальном профиле; ос - пространственная и временная изменчивость скорости звука в районе съемки.
СКП измерения угла наклона из-за неопределенности определения скорости звука на горизонте поверхности преобразователя вычисляется по формуле
Оесо = 0tg0e - 6)/2ся) х О05 (7)
где 5 - конструктивный угол, образуемый базой преобразователя с осью аппликат системы координат преобразователя;
о05 - пространственная и временная изменчивость скорости звука на горизонте преобразователя в районе съемки.
СКП глубины вследствие конечной угловой ширины приемного луча
При проведении съемки с борта надводного судна (т.е. при подготовке эталонной цифровой модели рельефа местности (навигационной поверхности) рассчитывается также СКП глубины из-за неопределенности учета динамической осадки:
о11_до = V0
2 + 02 + 02
осадки > ^проседания > ^посадки
(14)
где опроседания - СКП определения проседания судна;
опосадки - СКП определения посадки (увеличения осадки на корму на ходу судна);
оосадки - СКП определения статической осадки судна.
Суммарная СКП приведенной глубины вычисляется по формуле
^приведенная
0"—-........-= К°2 +<до +°р)
(15)
где оур - СКП учета высоты уровня.
Суммарная радиальная погрешность положения (места) глубины вычисляется по формуле
2
о
Ор
(о;
2у + о2 х Бт2е + х о2 +
(у*Э+*2*(осх0 + («е-«хЭ
+
(16)
+z2 х 0оR + ор) + о2 + оу + о2 х (Дх2 + Ду2) + Д22 х 0оR + о2) + V2 х оДО
2
где оХУ - РПМ судна на галсе;
от - СКП измерения наклонного расстояния;
z - измеренная эхолотом глубина;
у - ордината (отстояние) измеренной глубины в приборной координатной системе отсчета; о0 - СКП измерения направления прихода отраженного сигнала;
ос - СКП определения средней скорости звука в слое воды; спр - расчетное значение скорости звука в слое воды; сs - расчетное значение скорости звука на поверхности преобразователя эхолота;
aсs - СКП принимаемой скорости звука на поверхности преобразователя эхолота; aR - СКП измерения угла крена;
aP - СКП измерения угла дифферента; оа - СКП измерения курса;
Достижимые точности для реальных датчиков и процент
оx, оу - СКП определения координат преобразователя эхолота в судовой системе координат;
Дx, Ду, Дz - разность координат антенны РНС и преобразователя эхолота в судовой координатной системе отсчета; Vа - скорость судна относительно дна; оДt - СКП определения времени задержки определения места относительно навигационных измерений.
Для получения величины погрешности с доверительной вероятностью 0,95 необходимо полученные значения суммарной радиальной СКП умножить на коэффициент 1,73.
Для примера в таблице 1 приведены значения достижимых точностей для реальных датчиков зарубежных фирм и процентный вклад в суммарную СКП измерения глубины 100 м, а в таблице 2 - 1000 м.
Таблица 1
й вклад в общую погрешность измерения глубины 100 м
Вид измерения Достижимая точность (СКП) Вклад в погрешность измерения глубины,%
Скорость звука на горизонте антенны, м/с 0,01 0,0018
Средняя скорость звука, м/с 0,25 0,028
Крен, градус 0,1 0,303
Дифферент, градус 0,1 0,093
Курс, градус 0,5 Положение глубины 0,403
Положение элементов антенны в приборной системе координат, метр 0,01 0,032
Вертикальная качка, метр 0,05 0,05
Таблица 2
Достижимые точности для реальных датчиков и процентный вклад в общую погрешность измерения глубины 1000 м.
Вид измерения Достижимая точность Вклад в погрешность измерения
(СКП) глубины,%
Скорость звука на горизонте антенны, м/с 0,01 0,003
Средняя скорость звука, м/с 0,25 0,147
Крен, градус 0,029 0,303
Дифферент, градус 0,029 0,093
Курс, градус 0,067 Положение глубины 0,558
Положение элементов антенны в прибор- 0,01 0,05
ной координатной системе отсчета,%
Вертикальная качка, метр 0,05 0,005
Принимая, что вклад ошибки каждого датчика в погрешности глубины является независимым и линейным, а также, что значения приведенных ошибок составляют 1о (Р=0,68), суммарная погрешность глубины составит сред-неквадратическое значение суммы величин, приведенных в третьей колонке таблиц 1 и 2, т.е. оz=0,52% и 0,65% соответственно.
Если для съемки в диапазоне глубин в диапазоне до 1000 м применить набор датчиков бортовой и килевой качек и курса, используемых для съемки в диапазоне до 100 м, суммарная погрешность измерения глубины возрастет до 4%.
При формировании гидроакустических образов, пригодных для использования в целях навигационного ориентирования необходимо учитывать разницу в точностях определения глубин эталонного образа относительно образа полученного бортовой гидроакустической аппаратурой. Как правило, эталонный образ, полученный
с помощью гидрографического судна будет иметь большую погрешность, чем полученный бортовыми средствами. В районах с сильно расчлененным подводным рельефом в этом случае проблема сопоставления образов не будет столь существенной, а в районах, где рельеф дна преимущественно равнинный (большая часть Баренцева моря) для целей подводного навигационного ориентирования необходимо использовать более полный набор данных о рельефе дна, включающий в себя информацию об силе рассеивания отраженного сигнала, глубины залегания грунтовых горизонтов и пр.
Список литературы 1. В.С. Файн. Опознавание изображений: основы непрерывно-групповой теории и ее приложения. М. Наука, 1970 г. - 297 с;
2. Ю.Г. Фирсов. Основы гидроакустики и использования гидрографических сонаров: учебное пособие. СПб.: Нестор-История, 2010 г. - 350 с;
3. А.Л. Горелик, В.А. Скрипкин. Методы распознавания. 4-е изд. М.: Высшая школа, 1984, 2004. — 262 с.
4. Manual on Hydrography: publication C13. Monaco: International Hydrographic Bureau, 2011 - 501 p.
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ПРИМЕНЕНИЯ ИММУННОЙ ЗАЩИТЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ
ТЕХНОЛОГИИ РУТКИТ-ВИРУСОВ
Раськевич Алексей Анатольевич
Студент, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.
Бонч-Бруевича, г. Санкт-Петербург
RESEARCH METHODS OF IMMUNE PROTECTION USING TECHNOLOGY ROOTKIT-VIRUSES
Raskevich Alexey Anatol'evich, student, St. Petersburg State University of Telecommunications., prof. MA Bonch-Bruevicha St. Petersburg
АННОТАЦИЯ
Данная статья освещает основные принципы функционирования иммунной защиты и их вычислительные аспекты на основе искусственного интеллекта. Дается обзор соответствующих вычислительных моделей/методов распознавания образов, диагностика и обнаружение вредоносного кода, компьютерной безопасности. ABSTRACT
This article covers the basic principles of the functioning of the immune defense and computational aspects, based on artificial intelligence. A review of relevant computational models/methods of pattern recognition, diagnosis and detection of malicious code, computer security.
Ключевые слова: протоколирование; руткиты; иммунная защита; система "свой-чужой". Keywords: logging; rootkits; immune defense; system "friend or foe".
Основная задача иммунной защиты заключается в распознавании участков кода, и классификация их как свой или чужой. Выявление вредоносного участка кода служит сигналом для активации защитного механизма «Soldier». [4]
Организация и обработка данных иммунной системы — это высокопараллельная структура, в которой осуществлены механизмы: обучения, памяти и ассоциативного поиска для решения задач распознавания и классификации. Из этого следует, что поведение иммунной системы определяется комплексом локальных сетевых взаимодействий.
Свойства иммунной защиты является примером локальных адаптивных процессов, осуществляющий эффективные глобальные реакции. Происходит расширение области использования новых методов на основе искусственного интеллекта. Происходит анализ механизмов иммунитета с точки зрения обработки информации и решения сложных задач.
Компонент типа'^оМег" складывается по следующим принципам:
• следит за каждым нажатием клавиш, при этом различает русские и английские вкладки;
• запоминает открытые и запущенные программы;
• делает снимки экрана;
• проводит полный мониторинг системы;
• отслеживает все соединения с интернетом;
• перехватывает любые посещаемые сайты;
• сохраняет информацию в специальном запаролен-ном лог-файле.
В настоящее время широкую популярность приобрели технологии, работающие по тем же самым принципам, что и организм человека: искусственный интеллект, основанный на нейронных сетях. На данный момент искусственные иммунные системы используются преимущественно как разновидность искусственного интеллекта, однако весьма перспективно видится использование систем защиты работающих по принципу иммунитета человека, для борьбы с компьютерными вирусами и обнаружения сетевых вторжений. [1]
В ходе создания механизмов «Soldier» была позаимствована технология руткит. Руткиты прячутся в системе и скрывают вредоносное программное обеспечение. Цель маскировки — захватить чужой компьютер. К примеру руткит Hacker Defender в обход брандмауэра открывает лазейки в Интернет, которые позволяют хакерам управлять зараженным компьютером. С помощью этих лазеек можно получать конфиденциальную информацию или внедрять в систему другие вредоносные программы.
Руткит может быть прикреплен в виде электронного документа или файла к письму, если вы кликните по нему вредитель активируется. Затем руткит забирается глубоко в операционную систему и изменяет один из *.dll файлов, изменяя при этом последовательность команд управления работой программ. Руткит остается не замеченным и спокойно загружает вредоносные файлы и маскирует их. Теперь компьютер может быть использован, например для рассылки спама. [2]
Антивирусное программное обеспечение распознают вредоносные файлы по сигнатурам — характерным цепочкам кода в теле вируса, приметы по которым можно
