Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы,» связи с тем, что морской транспорт страны функционирует но всему Мировому океану,на первый план выходят такие важные вопросы, как создание автоматизированных систем управления (АСУ) работой всего транспортного комплекса в регионах различного масштаба, беспрерывная связь я обмен информацией о состоянии транспортних объектов, обнаружение судов в кораблей через разнообразные системы контроля я получения информации я т.д. Не менее важными являются задачи в другого класса, когда необходимо получить информацию о всех надводных объектах ОНО) "саюих"'н "чужих" в интересующем нас или близлежащей водном простравстм^или н&обороп^исхазить информацию о типе того ялн иного* транспортного объекта с целью его нс-раснознявяття. Эк>уже>Адатиспециальяогоиазначения.:'" ~
В результате, АСУ транспортным комплексом должна иметь подсистему распознавания типа судна' по ннфориацнн, полученной на различных техннческнх средств контроля и получения данных о всех НО в наблюдаемом водном регионе. С другой сторони, каждое судно или корабль не заинтересован в том, чтобы о нем (о его конфигурации и типе) была получена точная информация. Иными сломми, исобхгупшо иметь подсистемы автоматизированного изменения информацконного образа надводного объекта (НОНО), т.е. изменения информации о своей визуальной структуре настолько, чтобы любая система контроля в обнаружения с достаточно большой вероятности» ошиблась. В связи с этим на первый план выходят вопросы автоматнзацнн процессов изменения информационного массива данных о судне (корабле) настолько, чтобы было принято ошибочное решение о его типе и назначении. '''
Автоматизация процессов взмевелия и варьирования ИОНО требует " решения целого комплекса вопросовдахих, как:
выбор технических средств к методов получения необходимой ин
формационной базы данных для принятия решения о классе надводного объ
екта; .
- построение системы моделирования информационного образа обь-екта для анализа его формы я конфигурации;
- создание математических основ для целей управления информацион
ным содержанием геометрического образа НО.
Рассмотрение этих вопросов предполагает прежде всего алгоритмизацию автоматизированных методов управленні созданием заданных информационных образов, распознавание которых должно быть невозможным или ошибочным. Это имеет большое не только народнохозяйственное, но н оборонное значение.
В связи с этим целью диссертационной работы является алгоритмизация процессов автоматизированного управления и моделирования базы данных геометрической структуры надводных объектов с целью дискретного варьирования нх информационными образами в выбранном информационном поле.
В cooTBciviBiui с поставленной целью в работе решаются следующие основные задачи:
структуризация автоматизированного управления информационными образами вадводных объектов с целью адаптивного изменения ИО для конхрегаых условий;
разработка теоретических аспектов и алгоритмов создания информационных образов по данным собственных чертежей распознаваемого объекта н техническоЙОобеспеченп# создания образов в соответствующих информационных полях;
разработка математических моделей управления ИОНО с помощью различных технических средств и алгоритмизация моделирования в выбранном информационном поле на основе программно-моделирующего комплекса;
разработка требований к формированию банка данных и к алгоритмам методов управления ИОНО, определение точностных характеристик формирования ИОНО;
обоснование метода и алгоритмов оптимального управления ИОНО для целей обратного распознавания;
алгоритмизация н разработка программного обеспечения, оптими-зирующе%жіроцедуру распознавания за счет изменения ИО элементам'разре-шення.
Предмет исследования диссертации составляют основы алгоритмизации автоматизированного управления и моделирования информа-
цнояных образов надводных объектов, в системах распознавания для решения прямой и обратной задач в различных информационных полях.
Методы исследования. Методологической основой и общей теоретической базой диссертационного исследования являются теория управления, теория информации, теория распознавания образов, теория алгоритмизации, теория радиолокации н методы анализа сигналов в кыфраг-расвом диапазоне волн. Используются методы статистической обработки сигналов и алгоритмы имитационного моделирования.
Исследования опираются на различные департаменты Министерства транспорта и Министерства обороны России, специальную математическую и техническую литературу.
Научная новизна полученных в диссертации результатов заключается в следующем.
-
Предложена структурная схема автоматизированного управления информационными образами надводных объектов, позволяющая адаптивно изменять ИО в зависимости от конкретных задач.
-
Разработаны методическое обеспечение, алгоритмы и последовательность процедур, обеспечивающих по данным собственных чертежей распознаваемого объекта формирование его информационного образа в выбранном информационном поле.
-
На базе современных вычислительных средств разработан про-граммно-моделирую'щий^ реализующий ИОНО в широком диапазоне частот радиолокационного поля для различных наблюдений.
-
Разработаны математические модели процессов управления ИОНО для различных систем (на базе уголковых отражзтелей, с использованием экранирования и поглотителей).
-
Сформулированы требования к формированию банка данных н методе"! управления информационными образами, алгоратмиїпровано определение функций штрафа для различных методов управления ИОНО.
-
Для оптимального управления ИОНО предложен метод и алгоритм обратного распознавания, разработано программное обеспечение, оптимизирующее распределение изменения ИО по элементам разрешения распознаваемого объекта.
Практическая ценность. В результате исследования доказана целесообразность и эффективность использования теоретических разра-
боток, алгоритмов и программных средств для моделирования изменения информационных образов надводных объектов с целью затруднения распознавания о&ьегта.
Полученное математическое обеспечение доведено до методик, алгоритмов и программного продукта и исследованы в исследовательских разработках по повышению эффективности распознавания, классификации и идентификации морских надводных объектов, проводимых департаментами морского флота >: Министерства транспорта и Главным управлением ВМФ Министерства обороны России.
Реализация работы. Разработанные в диссертации методика моделирования изменения информационных образов надводных объектов, алгоритмы определения информационных характеристик объекта, а также проблемно-ориентированные машинные программы'апробированы на экспериментальных данных, полученных в результате эксплуатационных исследований, проводимых на морских судах и кораблях н используются в научных исследованиях в Институте проблем автоматизации,
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на следуюпщх научно-технических конференциях в семинарах:
НТК профессорско-ггреподааательсгого состава Спб ГЭТУ в 1992-
95г.
. - Всероссийская НТК по вопросу повышения эффективности методов
и средств обработки информации. Тамбов, 1995 г. "'.« . _
Научно-техническое совещание по вопросу противодействия распо-
знаванв#вадводных объектов. Спб Военно-морская академия им. Кузнецова n.f,
1989 г.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 10 публикациях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Содержит | ^страниц машинописного текста, иллюстрирована рисунками на страницах )тл включает таблиц
