СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВОЗДУШНОГО ПРОСТРАНСТВА Российский патент 2019 года по МПК G06Q10/04 G06Q90/00 G06F19/00 H04W40/20 

Изобретение относится к области военной техники и позволяет получить новую последовательность применения радиоприемных средств для решения задач контроля воздушного пространства, путем рационального размещения радиоприемных средств на местности, оцененной по тактико-техническим характеристикам и возможностям, присущим применяемым радиоприемным средствам, с последующей настройкой и оптимизацией структуры радиоприемных средств, состоящих из унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей и параметров радиоприемных средств, например, методом эволюционной оптимизации (ЭВОП), что позволяет минимизировать затраты на аппаратное, программное и ресурсное обеспечение радиоприемных средств и повысить эффективность контроля воздушного пространства радиоприемными средствами. Сущность изобретения заключается в получении, программно-аппаратным конфигуратором автоматизированного пункта управления радиоприемными средствами (АПУ), из множества возможных структур радиоприемных средств определенного типа предназначенных для решения конкретных задач по контролю воздушного пространства в зависимости от оперативных условий, оперативно-тактических данных и предварительно определенных и зафиксированных на цифровой карте местности (ЦКМ) зон, оцененных по возможностям присущим размещаемым радиоприемным средствам, оптимальной структуры радиоприемных средств, состоящих из унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей, для решения конкретной задачи контроля воздушного пространства.

Программно-аппаратный конфигуратор АПУ предназначен для автоматической настройки и адаптации радиоприемных средств, в части их специальных характеристик, для решения поставленной задачи по требуемым критериям и параметрам в рамках заданных ограничений.

На начальном этапе реализации способа контроля воздушного пространства, в зависимости от поставленной задачи, требований к организации контроля воздушного пространства, а также на основании оперативных условий, оперативно-тактических данных и с учетом зоны размещения радиоприемных средств, определенной способом оценки местности (патент RU №2600096, МПК G06F 19/00, МПК H04W 40/20 от 16.12.2014 г.), зафиксированной на ЦКМ, программно-аппаратным конфигуратором АПУ, генерируется множество возможных структур радиоприемных средств.

На следующем этапе решается задача оптимизации возможных структур радиоприемных средств, например методом ЭВОП [2]. Результатом решения задачи оптимизации является выбор, из множества возможных структур, на основании критерия или совокупности критериев оптимизации, оптимальной структуры радиоприемных средств с последующей ее адаптацией по параметрам [4] к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства.

Таким образом, применение предлагаемого способа контроля воздушного пространства, позволяет повысить эффективность радиоприемных средств при решении задачи контроля воздушного пространства, путем оптимальной настройки структуры и параметров радиоприемных средств при минимизации затрат на аппаратное, программное и ресурсное обеспечение за счет использования унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей.

Существующие способы контроля воздушного пространства, реализованные в комплексах радиомониторинга видов и родов Вооруженных сил Российской Федерации отечественного производства, используют лишь отдельные элементы предлагаемого способа, а комплексы радиомониторинга при этом имеют следующие недостатки: громоздкость, энергоемкость, сложность в обслуживании, необходимость значительного времени на переконфигурацию и т.д. Наиболее близким из зарубежных мобильных комплексов радиомониторинга, реализующих способ контроля воздушного пространства, по мнению авторов, является комплекс ВС США «Prophet» («Пророк»).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является новый способ контроля воздушного пространства включающий:

методику подготовки местности для размещения радиоприемных средств и размещение этих радиоприемных средств в определенных, зафиксированных на ЦКМ, зонах, оцененных по возможностям присущим размещаемым радиоприемным средствам;

методику получения структуры радиоприемных средств оптимальной для решения поставленной задачи на данной местности по требуемым критериям качества в рамках заданных ограничений, используя метод ЭВОП;

методику компоновки и формирования состава оптимальной структуры радиоприемных средств, из унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей, с возможностью адаптации по выбранным параметрам.

Конкретный пример способа контроля воздушного пространства, соответствующего изобретению, рассмотрен со ссылками на фиг. 1, где в виде блок-схемы представлена последовательность операций способа контроля воздушного пространства.

На этапе 1 автоматизированному пункту управления радиоприемными средствами ставится определенная задача по контролю воздушного пространства и предъявляются требования к организации контроля.

На этапе 2 автоматизированный пункт управления в зависимости от поставленной задачи по контролю воздушного пространства и предъявленных требований к организации контроля вводит в программно-аппаратный конфигуратор оперативные условия, которые определяют пространственные размахи района выполнения задачи, ширину и глубину полосы (сектор) контроля, задачи радиоприемных средств, возможное количество объектов (источников) и их распределение в районе сбора информации, параметры радиоприемных средств (количество типовых, стандартных, унифицированных организационно-технических модулей, комплектов, частей входящих в состав радиоприемных средств, их диапазоны работы и тактико-технические характеристики, и т.д.), вводятся оперативно-тактические данные по заданному географическому району, которые включают данные по площади (сектору, зоне) контролируемого воздушного пространства, времени суток (ночь, утро, вечер или день для весенне-осеннего или летнего времени), характеристики времени года (зима, весна-осень, лето), возможности прямой видимости и другие, в зависимости от поставленных задач.

На этапе 3 производится определение и загрузка цифровой карты местности, с фиксацией на ней конкретной зоны для размещения радиоприемных средств, используя способ оценки местности [1].

На этапе 4 программно-аппаратным конфигуратором АПУ, в зависимости от поставленной задачи, требований к организации контроля воздушного пространства, а также на основании оперативных условий, оперативно-тактических данных и с учетом зоны размещения радиоприемных средств, зафиксированной на ЦКМ, из совокупности радиоприемных средств генерируется множество возможных структур радиоприемных средств.

На этапе 5 конструируется целевая функция оптимизации для сгенерированных структур.

Наличие большого числа качественных и во многом субъективных параметров и критериев оценки функционирования затрудняет применение классических методов оптимизации, в связи с этим целевая функция ϕ(X), а представляется в виде ее аппроксимации [3].

На этапе 6 решается задача оптимизации сформированных структур методом ЭВОП [2].

На этапе 7 из множества вариантов оптимизированных структур выбирается наиболее оптимальная, в рамках принятых ограничений, структура радиоприемных средств.

На этапе 8 выбранная оптимальная структура радиоприемных средств размещается на ЦКМ.

На этапе 9 производится построение целевой функции для параметрической оптимизации с учетом ограничений связанных с размещением оптимальной структуры радиоприемных средств на местности, зафиксированной на ЦКМ.

На этапе 10 решается задача параметрической оптимизации, для размещенной в конкретных условиях для конкретной структуры на ЦКМ, структуры радиоприемных средств.

На этапе 11 проводится адаптация параметров оптимальной структуры радиоприемных средств, к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства [4].

На этапе 12 сконфигурированный, оптимизированный и адаптированный комплекс радиоприемных средств решает поставленную задачу по контролю воздушного пространства согласно своего предназначения.

Достигаемым техническим результатом изобретения является повышение эффективности контроля воздушного пространства за счет размещения радиоприемных средств на заранее выбранной и подготовленной местности, с фиксацией на ЦКМ, структурно-параметрической оптимизации комплекса радиоприемных средств и его параметрической адаптации к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства, а также минимизация затрат на аппаратное, программное и ресурсное обеспечение при решении задач оптимальной настройки структуры за счет использования унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей.

Новым является предлагаемый способ контроля воздушного пространства, заключающийся в новой последовательности применения радиоприемных средств, включающий размещение радиоприемных средств на заранее выбранной и подготовленной местности для размещения именно этих средств контроля воздушного пространства с фиксацией на ЦКМ, последующую структурно-параметрическую оптимизацию с учетом ограничений на условия размещения, техническими возможностями радиоприемных средств и ограничений по условиям задачи контроля воздушного пространства, последующую параметрическую адаптацию радиоприемных средств, к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства, с возможной реализацией предлагаемого способа программно-аппаратным конфигуратором АПУ.

Целью настоящего изобретения является новый способ контроля воздушного пространства позволяющий повысить эффективность контроля воздушного пространства за счет размещения радиоприемных средств на заранее выбранной и подготовленной местности, с фиксацией на ЦКМ, структурно-параметрической оптимизации комплекса радиоприемных средств и его параметрической адаптации, к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства, при минимизации затрат на аппаратное, программное и ресурсное обеспечение при решении задач оптимальной настройки структуры радиоприемных средств за счет использования унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей.

Источники информации:

1. Ганиев А.Н., Чеботарь И.В., Серебряков и др. Патент RU №2600096, МПК G06F 19/00, МПК H04W 40/20 от 16.12.2014 г.

2. Ли Т.Г., Адаме Г.Э, Гейн У.М. Управление процессами с помощью вычислительных машин. Моделирование и оптимизация. // М: Изд-во «Советское радио», 1972-438 с.

3. Айвазян С.А., Бежаева З.И., Староверов О.В. Классификация многомерных наблюдений // М: Изд-во «Статистика», 1974-240 с.

4. Ф. Чаки Современная теория управления. Нелинейные, оптимальные и адаптивные системы // перев. с англ. под ред. Н.С. Райбмана - М.: Изд-во «Мир», 1975. - 422 с.

Изобретение относится к области военной техники и позволяет получить новую последовательность применения радиоприемных средств для решения задач контроля воздушного пространства. Технический результат – изобретение позволяет повысить эффективность контроля воздушного пространства радиоприемными средствами. Сущность изобретения заключается в получении программно-аппаратным конфигуратором автоматизированного пункта управления радиоприемными средствами (АПУ) из множества возможных структур радиоприемных средств определенного типа, предназначенных для решения конкретных задач по контролю воздушного пространства в зависимости от оперативных условий, оперативно-тактических данных и предварительно определенных и зафиксированных на цифровой карте местности (ЦКМ) зон, оцененных по возможностям, присущим размещаемым радиоприемным средствам, оптимальной структуры радиоприемных средств, состоящих из унифицированных, типовых, стандартных организационно-технических модулей, для решения конкретной задачи контроля воздушного пространства. 1 ил.

Способ контроля воздушного пространства, включающий ввод в программно-аппаратный конфигуратор оперативных условий и оперативно-тактических данных по контролю воздушного пространства; фиксацию зоны возможного размещения радиоприемных средств на цифровой карте местности (ЦКМ); генерирование множества возможных структур радиоприемных средств; структурную оптимизацию сгенерированных структур радиоприемных средств; выбор оптимальной структуры радиоприемных средств; размещение выбранной оптимальной структуры радиоприемных средств на ЦКМ; параметрическую оптимизацию выбранной оптимальной структуры радиоприемных средств; адаптацию параметров сформированной оптимальной структуры радиоприемных средств к динамически изменяющимся условиям контроля воздушного пространства, отличающийся тем, что предварительно зону возможного размещения радиоприемных средств оценивают, используя способ оценки местности, структура радиоприемных средств автоматически конфигурируется и параметрически настраивается программно-аппаратным конфигуратором путем структурно-параметрической оптимизации в зависимости от поставленной задачи, требований к контролю воздушного пространства, а также на основании оперативных условий, оперативно-тактических данных, с учетом зоны возможного размещения радиоприемных средств, зафиксированной на ЦКМ, и метода эволюционной оптимизации, позволяющего получить структуру радиоприемных средств, оптимальную для решения поставленной задачи по требуемым критериям в рамках заданных ограничений, адаптация параметров сформированной оптимальной структуры радиоприемных средств производится в зависимости от динамически изменяющихся условий контроля воздушного пространства.