RU124021U1 - Устройство подготовки операторов поиска и классификации затонувших объектов - Google Patents

Abstract

Устройство для подготовки операторов гидроакустических средств малого радиуса действия, содержащее комплект унифицированных рабочих мест обучаемых (УРМО) и пост руководства обучением (ПРО), включающий в себя рабочее место инструктора и сервер баз данных, при этом все элементы устройства соединены между собой техническими средствами локальной вычислительной сети, отличающееся тем, что оно включает в себя имитаторы различных типов гидроакустических комплексов, которые содержат программные модули, реализующие изображения внешнего вида измерительных приборов, программные модули пультов управления данными станциями, а также электронные данные характеристик заданного района мирового океана на основании его электронной карты и задаваемых инструктором обучения гидрологической и метеорологической обстановок данных районов, а также координаты и типы затонувших объектов, предназначено для отработки действий операторов различного типа гидроакустических комплексов (ГАК) по обнаружению и классификации затонувших объектов, при этом данные, на основании которых осуществляется имитация измерительных и управляющих приборов ГАК, обрабатываются программными модулями каждого типа гидроакустического комплекса, которые, в свою очередь, при запуске тренажера загружаются с ПРО на ПЭВМ УРМО посредством передачи их через локальную вычислительную сеть с использованием программного коммутатора, входящего в состав рабочего места инструктора, который предназначен для обеспечения связи ПРО и УРМО.

Description

Настоящая полезная модель относится к учебно-техническим средствам и может быть использована для формирования навыков, умений и способностей, необходимых для подготовки операторов гидроакустических средств малого радиуса действия, используемых при поиске затонувших объектов, обследование подводных сооружений и трубопроводов в части определения их типов, и измерения их параметров(пространственного положения в географических координатах, формы, размеров, и т.д.). Роль человеческого фактора в обеспечении успешного функционирования управляемых людьми сложными техническими системами поистине огромна. Особенно это относится к людям, профессиональная деятельность которых связана с обнаружением и классификацией типов объектов и их параметров на основе информации отображаемой на мониторах их рабочих мест.От профессиональных знаний и опыта этих людей, их мастерства и уровня практических навыков обработки ими стохастической информации, отображаемой на мониторах их рабочих мест, в значительной мере зависит, в том числе и качество работы операторов средств поиска затонувших подводных объектов, в том числе и их характеристик и размеров, а также параметров подводных сооружений и(или) определения типов и их геометрических характеристик. Одной из важнейших задач операторов гидроакустических средств обнаружения надводных, подводных объектов и анализа их типов являются задачи определения координат затонувших объектов и определения их типов на основе сравнения их образов с образами находящихся в соответствующей базе данных предлагаемого устройства

Обнаружение затонувших объектов, подводных сооружений и включение этих объектов с их характеристиками (тип затонувшего объекта, и его географические координаты, описание его в трехмерном измерении (на основе 3-D изображений)) и занесения их в электронные карты географических районов мирового океана. Факт обнаружения затонувшего объекта и включение его в карты мирового океана имеет важнейшее значение для обеспечения безопасного плавания надводных и подводных кораблей так как, их отсутствие в морских географических картах может привести к серьезным морским катастрофам или к экологическим катастрофам, в т.ч. и гибели людей. Примером этого, являются столкновения пассажирского лайнера с айсбергом или столкновения нефтеналивных судов с другими морскими объектами. Так, например, 15.12. 1991 г. в Красном море затонул, наткнувшись на рифы, египетский теплоход "Салем экспресс". Погибло 950 человек. Подготовка операторов гидроакустических средств поиска затонувших объектов, определение их типов, обследование подводных сооружений и измерения их пространственного положения, характеристик(формы, размеров) и их классификация очень важна т.к. ошибки операторов могут привести не только к гибели людей, но и к экологическим катастрофам.

Существующие средства поиска основаны на гидроакустических средствах обнаружения затонувших объектов, их классификации и определение их географических координат управляются операторами, задачами которых являются, на основе показаний информационных приборах гидролокаторов кругового обзора, бокового обзора, а также многолучевых эхолотов и профилографов является определение координат затонувших объектов и их типов, а также исследование характеристик дна.

Известны аналоги предлагаемого устройства, предназначенных для обеспечения контроля состояния участков дна в районе Геленджика (Черное море) с использованием "Параметрического профилографа "НЕМАН ППФ" или "Интерферометрические гидролокаторы бокового типа "НЕМАН ИГБО" которые обеспечивают проведение анализа дна и затонувших объектов.

Так, на пример, "Система регистрации для оптического лазерного интерферометра", заявка на полезную модель №2007130405/22, 08.08.2007 г. заявка на полезную модель "Технологический комплекс "АБИСОБЕЛЬ-3" для морских глубоководных геологоразведочных работ", предназначенный для подготовки специалистов по применению гидрофизических комплексов обнаружения и квалификации аномалий водной среды», №2348060, дата подачи заявки 08.08.2007, «Оптико-акустический гидролокатор для обнаружения бесшумных подводных целей в режиме пассивной гидроакустики», №9716108, дата подачи заявки 18.09.1997, «Способ обнаружения подводных объектов и оценки их местоположения», №94017510, дата подачи заявки 12.05.1994, №2002132913, «Тренажер для подготовки операторов гидроакустических систем», патент на изобретение №2408079, дата подачи заявки 02.10.2008.

Аналоги, приведенные выше, за исключением патента на изобретение за №2408079, являются средствами поиска и обнаружения затонувших объектов. При этом программно-технические средства, входящие в состав этих устройств не относятся к средствам обучения операторов по отработки ими навыков и умений, связанных с процедурой поиска затонувших объектов и их квалификации.

В связи с этим, наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели, выражаемой в виде устройства, является тренажер для подготовки операторов гидроакустических систем, предназначенный для формирования навыков и умений, необходимых в реальных условиях труда операторов гидроакустических комплексов, описание которого приведено в патенте на изобретение №2408079 от 02.10.2008.

Это объясняется тем, что приведенное описание тренажера в указанном патенте на изобретение соответствует предлагаемой структуры устройства заявляемой полезной модели в отличие от остальных.

Отличием предлагаемого устройства от ближайшего аналога заключается в том, что, во первых, оно предназначено для обеспечения подготовки операторов поиска затонувших объектов и их классификации, анализа характеристик подводных сооружений их геометрических размеров, но не подготовку операторов ГАК по поиску подвижных объектов тактической обстановки и их классификации и, во вторых, содержание сервера баз данных в предлагаемом устройстве, аналог не включает образы затонувших объектов, описание типа грунта и картографию дна в трехмерном измерении в заданном районе мирового океана.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего подготовку операторов гидроакустических средств по использованию различного типа гидроакустических комплексов предназначенных, в том числе, и для поиска затонувших объектов и их классификации с целью занесения координат этих объектов и их типов в электронную карту мирового океана.

При этом модели, обеспечивающие имитацию пультов операторов и трактов обработки акустических сигналов в активном режиме работы гидроакустических станций поиска затонувших объектов, в свою очередь, должны быть максимально приближенны к реальным информационным устройствам этих приборов и соответственно устройствам ввода данных изменяющих режимы работы имитируемых устройств.

В тренажере должны быть реализованы не только модели гидроакустических средств поиска соответствующие реальным гидроакустическим комплексам, установленных на корабле, но и модели отражения гидроакустических сигналов от объектов поиска должны учитывать условия поиска. Данные условия зависят от характеристик гидрологических и метеорологических характеристик заданного района мирового океана и в т.ч., наличия донных отложений и их характеристик и характеристик затонувших объектов.

Кроме того, предлагаемое устройство должно включать электронное описания характеристик дна, включающих и затонувшие объекты, в трехмерном изображении на основе стандартов 3D модели.

Предлагаемое устройство представляет собой совокупность поста руководства обучением и рабочих мест обучаемых, предназначенных для одновременной подготовки группы операторов средств обнаружения затонувших объектов, соединенные между собой посредством программно-техническими средствами локальной вычислительной сети (фиг.1). Пост руководства обучением (ПРО) (фиг.3) включает в себя рабочее место инструктора (фиг.4), состоящее из ПЭВМ общепромышленного исполнения и сервера базы данных (фиг.5).

Рабочие места обучаемых (РМО) (фиг.2) также представляют собой ПЭВМ общепромышленного исполнения. Информация, отображаемая на их мониторах, осуществляется с помощью программных модулей генерации видеоданных эхосигналов действующих приборов по типам ГАК работающих в режиме активного зондирования рельефа дна и затонувших объектов.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемое устройство включены ПРО, в который входят рабочее место инструктора (РМИ) (фиг.4) и сервер базы данных (фиг.5). При этом, сервер баз данных содержит базу данных классификационных признаков затонувших объектов по их типам, базу программных модулей имитации прохождения зондирующих сигналов ГАК и видеоизображений отраженных сигналов на мониторах РМО и программных модулей моделей устройств ввода команд с РМО по каждому типу ГАК, электронную базу данных рельефа дна (в т.ч тип грунта, статистических природных образований (камни, рифы и т.п.), а также искусственных подводных сооружений по районам мирового океана в трехмерном изображении, а также базу данных результатов проведенных тренировок на каждом РМО. Кроме того, на сервере хранятся программные модули задания преподавателем условий тренировки (район проведения тренировки, местоположение и тип затонувшего объекта, метеоусловия и тип гидроакустического комплекса), а также программные модули проведения и управлением тренировкой, программные модули управления разбором тренировки и ведения базами данных учета результатов подготовки обучаемых.

Количество РМО соединенных посредством программно-технических средств локальной вычислительной сети с РМИ определяется количеством одновременно обучаемых или возможностями программно-технических средств данной сети.

На фиг.1 представлена структурная схема тренажера для подготовки операторов поиска затонувших объектов с помощью гидролокаторов кругового (секторного и бокового) обзора или профилографов. Она состоит из: поста руководства обучением (1), комплекта рабочих мест обучаемых (2) и локально-вычислительной сети.

На фиг.2 представлена структурная схема РМО. Она содержит: вычислительное устройство (3), адаптер локально-вычислительной сети (4), дисплейный модуль (5), клавиатуру дисплея (6) и акустическую систему (7). При этом, вычислительное устройство каждого рабочего места обучаемого обеспечивает на их дисплейных модулях отображение внешнего вида измерительных приборов, пультов управления ГАК и изображение рельефа дна и вид затонувшего объекта.

На фиг.3 представлена структурная схема ПРО. Она содержит рабочее место инструктора (8), содержащего программный коммутатор, программные средства управления тренировочным занятием, подготовки данных для проведения занятий, а также программные средства регистрации действий обучаемых и сервер баз данных(9).

На фиг.4 представлена структурная схема РМИ. Она содержит вычислительное устройство (10), программный коммутатор (11), сетевой адаптер (12), дисплейный модуль (13) и клавиатуру дисплея (14).

На фиг.5 представлена структурная схема сервера баз данных тренажера. Сервер баз данных содержит вычислительное устройство (15), сетевой адаптер (16), базу данных моделей гидроакустических станций (17), базу данных рельефов дна районов мирового океана (18) на основе 3D модели, базу данных результатов тренировки обучаемых (19), базу данных обучаемых, включающую регистрационные данные по обучаемым (20), а также базу данных гидроакустических свойств затонувших кораблей (21), включающую описание геометрических характеристик корпуса затонувшего объекта на основе 3D моделей по их типам. В части данного предлагаемого устройства к затонувшим объектам относятся надводные и подводные корабли, а также летательные аппараты.

Техническим результатом предлагаемого устройства в виде полезной модели является то, что предлагаемое устройство в качестве тренажера обеспечивает подготовку операторов гидроакустических систем по их применению для обнаружения географических координат затонувших объектов и их типов. В целях этого предлагаемое устройство должно содержать модели различных типов ГАК и возможности задания с РМИ различных районов поиска и координаты и типы затонувших объектов или характеристики подводных сооружений, в т.ч. и их координаты и в трехмерном изображении их вид, а также картографические, гидрологические и метеорологические условия района мирового океана.

Данное устройство в качестве тренажера позволяет обеспечить значительное повышение уровня профессиональной подготовки операторов различных гидроакустических систем по поиску и классификации затонувших объектов.

Работу предлагаемого устройства можно разбить на четыре этапа. Управление исполнением данных этапов осуществляется руководителем обучения с рабочего места инструктора обучением (8), входящим в состав ПРО.

На первом этапе с рабочего места инструктора (8) осуществляется проверка работоспособности технических средств тренажера с использованием стандартных процедур операционной системы, регистрация обучаемых с использованием базы данных обучаемых (20), выбор типа модели ГАК и ее загрузка с сервера (9) из базы данных (17) на рабочие места обучаемых.

На втором этапе с рабочего места инструктора (8) на основе баз данных (18 и 21) осуществляется подготовка исходных данных для проведения тренировки, к которым относятся: выбор района проведения тренировки, задание местоположения и типа затонувшего объекта и гидрологических и метеорологических условий тренировки (волнение моря, наличие осадков и т.д.).

На третьем этапе выполняются операции, обеспечивающие процесс проведения занятия. При этом на каждом рабочем месте обучаемого осуществляется регистрация его действий, данные о которых записываются в режиме реального времени в соответствующие регистрационные файлы базы данных результатов тренировки (19).

На четвертом этапе на основе данных из этих регистрационных файлов осуществляется разбор проведенных занятий.

Для управления этапами проведения занятий руководитель обучением до проведения занятий должен выполнить следующие действия.

На первом этапе руководителем обучением должно быть обеспечено включение по его команде технических средств тренажера.

На этом же этапе с рабочего места инструктора (8) им производится запуск программы, обеспечивающей тестирование технических средств рабочих мест тренажера. В случае их работоспособности выполняется процедура регистрации обучаемых с использованием базы данных (20), после которой с рабочего места инструктора (8) руководителем обучения осуществляется выбор модели ГАК из сервера (9) и с использованием коммутатора (11) посредством передачи через локальную вычислительную сеть обеспечивается ее загрузка на ПЭВМ рабочих мест обучаемых (2).

На втором этапе руководитель обучения производит выбор из базы данных (18) сервера (9) электронные данные, характеризующие район мирового океана, и задает местоположение затонувшего объекта с использованием дисплейного модуля (13) и клавиатуры дисплея (14) рабочего места инструктора (8).

На третьем этапе руководителем обучения с рабочего места инструктора (8) осуществляется запуск тренировочного занятия. Руководитель обучения с рабочего места инструктора в процессе тренировки может вводить новые затонувшие объекты, а также изменять гидрометеорологическую обстановку в районе затонувшего объекта.

На четвертом этапе руководитель обучения на основе данных регистрационных файлов, находящихся на магнитных носителях вычислительных устройств (11) рабочих мест обучаемых, обеспечивает проведение разбора занятия, на основе которого вводит данные о результатах проведения занятия по каждому обучаемому в базу данных обучаемых (21).

Обучаемые, находясь на своих рабочих местах, по команде руководителя обучения производят включение технических средств и ожидают результатов проверки их работоспособности. Если технические средства УРМО работоспособны, по команде руководителя обучением они производят свою регистрацию в качестве обучающегося.

После регистрации обучающиеся находятся в ожидании загрузки на их рабочие места модели гидроакустической станции и по команде руководителя обучением приступают к выполнению своих функциональных обязанностей по обнаружению и классификации затонувших объектов. При этом в своих действиях они должны на основе информации отображаемой на мониторах их дисплейных модулях (5, 6) определять координаты и тип затонувшего объекта.

В результате внедрения предлагаемого устройства подготовки операторов гидроакустических комплексов по поиску и классификации затонувших объектов обеспечивается максимальное приближение обучения операторов гидроакустических систем надводных кораблей к реальным условиям их работы на корабле, что позволит отрабатывать ими задачи практической подготовки по поиску и классификации затонувших объектов.

Claims (1)

1. Устройство для подготовки операторов гидроакустических средств малого радиуса действия, содержащее комплект унифицированных рабочих мест обучаемых (УРМО) и пост руководства обучением (ПРО), включающий в себя рабочее место инструктора и сервер баз данных, при этом все элементы устройства соединены между собой техническими средствами локальной вычислительной сети, отличающееся тем, что оно включает в себя имитаторы различных типов гидроакустических комплексов, которые содержат программные модули, реализующие изображения внешнего вида измерительных приборов, программные модули пультов управления данными станциями, а также электронные данные характеристик заданного района мирового океана на основании его электронной карты и задаваемых инструктором обучения гидрологической и метеорологической обстановок данных районов, а также координаты и типы затонувших объектов, предназначено для отработки действий операторов различного типа гидроакустических комплексов (ГАК) по обнаружению и классификации затонувших объектов, при этом данные, на основании которых осуществляется имитация измерительных и управляющих приборов ГАК, обрабатываются программными модулями каждого типа гидроакустического комплекса, которые, в свою очередь, при запуске тренажера загружаются с ПРО на ПЭВМ УРМО посредством передачи их через локальную вычислительную сеть с использованием программного коммутатора, входящего в состав рабочего места инструктора, который предназначен для обеспечения связи ПРО и УРМО.

   

Images