RU2773048C1 - Method for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment - Google Patents

Abstract

FIELD: radio engineering.

SUBSTANCE: invention relates to radio engineering and is intended for real-time inspections of the technical condition of coastal and floating navigation and telecommunication equipment of base stations (BS) of the automatic identification system (AIS) of inland waterways (IW) of the Russian Federation (RF), as well as ports and coastal marine areas, including areas with intensive navigation. The claimed method uses a monitoring system consisting of onshore and on-board automated measuring complexes (AMC) with knowledge bases located respectively on shore and on board the monitoring facility (MF). The onboard AMC measures the coordinates of the navigation and telecommunication equipment and simultaneously generates radio navigation signals that are encoded, radiated, received by the onshore AMC, decoded, processed together with the signals from the output of the onshore AMC measuring device, the measurement results and the results of joint signal processing are displayed and recorded. As a means of monitoring, a remotely controlled unmanned watercraft (UWC) is used, equipped with an onboard automated measuring complex (AMC), made with the ability to receive signals of navigation and telecommunication equipment of various wave ranges allocated for communication on the inland waterways of the Russian Federation (IW RF).

EFFECT: expansion of the list of controlled onshore and floating equipment and an increase in the efficiency of the process of monitoring the technical condition of objects.

1 cl, 12 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для осуществления в режиме реального времени проверок технического состояния берегового и плавучего навигационного и телекоммуникационного оборудования базовых станций автоматической идентификационной системы (АИС) внутренних водных путей (ВВП) Российской Федерации (РФ), а также портов и прибрежных морских районов, в том числе районов с интенсивным судоходством. The invention relates to radio engineering and is intended for real-time checks of the technical condition of coastal and floating navigation and telecommunications equipment of automatic identification system (AIS) base stations of inland waterways (GWP) of the Russian Federation (RF), as well as ports and coastal sea areas, including areas with heavy shipping.

Известен способ мониторинга технического состояния наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, описанный в Федеральных авиационных правилах «Летные проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации», утвержденных Приказом Министерства транспорта Российской Федерации от 18.01.2005 № 1, г. Москва (см. Российская газета. – № 3733. – 2005. – 31 марта). Для целей летных проверок наземных средств радиотехнического оборудования (РТО) полетов используют специальное воздушное судно-лабораторию (ВСЛ), на котором установлены измерительные приемники и УКВ связная радиостанция, в диапазоне которой работают автоматические радиопеленгаторы (АРП). Для проверки радиомаячных систем (PMC) посадочной радиомаячной группы (ПРМГ) осуществляются наземные угломерные измерения координат траектории полета воздушного судна с высокой точностью с помощью оптических приборов, а для проверки азимутальных и дальномерных радиомаяков систем ближней навигации и автоматических радиопеленгаторов (PMA/VOR, РМД/DME, РСБН, АРП) используется метод опорных точек, включающий в себя определение координат ВСЛ в моменты пролета над заданными точками с известными географическими координатами на земной поверхности (наземными ориентирами). При этом одновременно при работе радиотехнических средств формируют установленными на борту ВСЛ бортовыми приемниками радионавигационные измерительные сигналы, обрабатывают совместно сигналы с выхода оптического устройства и измерительные сигналы, отображают и регистрируют результаты измерений и результаты совместной обработки сигналов. There is a method for monitoring the technical condition of ground-based radio-technical flight support facilities, described in the Federal Aviation Rules "Flight inspections of ground-based radio-technical flight support facilities, aviation telecommunications and lighting systems of civil aviation airfields", approved by Order of the Ministry of Transport of the Russian Federation dated 18.01.2005 No. 1, g Moscow (see Rossiyskaya gazeta. - No. 3733. - 2005. - March 31). For the purposes of flight checks of ground-based means of radio equipment (RTO) of flights, a special aircraft-laboratory (VSL) is used, on which measuring receivers and a VHF communication radio station are installed, in the range of which automatic direction finders (ARF) operate. To check the radio beacon systems (PMC) of the landing radio beacon group (PRMG), ground-based goniometric measurements of the coordinates of the flight path of the aircraft are carried out with high accuracy using optical instruments, and to check the azimuth and rangefinding radio beacons of short-range navigation systems and automatic direction finders (PMA / VOR, RMD / DME, RSBN, ARP) the method of control points is used, which includes the determination of the coordinates of the ASL at the moments of flight over given points with known geographical coordinates on the earth's surface (landmarks). At the same time, during the operation of radio engineering means, radio navigation measuring signals installed on board the HSL are formed, the signals from the output of the optical device and the measuring signals are jointly processed, the measurement results and the results of joint signal processing are displayed and recorded.

Недостатком известного способа является необходимость применения специализированного летательного аппарата, что вызывает большие затраты и соответственно высокую стоимость этих работ, не позволяет оперативно контролировать выходные характеристики РМС, радионавигационных систем и АРП в период между плановыми проверками, делает недоступным его применение при проведении научно-исследовательских работ и в учебном процессе.The disadvantage of the known method is the need to use a specialized aircraft, which causes high costs and, accordingly, the high cost of these works, does not allow you to quickly control the output characteristics of the RMS, radio navigation systems and ARP in the period between scheduled checks, makes it inaccessible to use it during research and development and in the educational process.

Известен способ оценки характеристик зенитно-ракетных систем (ЗРС) (см. статью авт. Раева А.А. и др. «Использование беспилотных летательных аппаратов при оценке характеристик ЗРС» // Вестник воздушно-космической обороны. 2017. № 2 (14). С. 45-48) с привлечением беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с размещенной на его борту аппаратурой командной радиолинии управления и антенной для приема команд и данных от пункта боевого управления вместе с системой радиотелеметрических датчиков и бортовым радиотелеметрическим ответчиком. С помощью БПЛА осуществляют облет радиолокационной станции (РЛС) ЗРС по заранее установленным маршрутам на фиксированных азимутах и высотах, в ходе которого оценивают параметры зоны обнаружения и других характеристик РЛС, характеризуя их по таким параметрам, как дальность обнаружения на заданной высоте, минимальная дальность обнаружения, верхняя граница по высоте, верхняя граница по углу места, нижняя граница по углу места, для чего выполняют порядка 15 заходов на выбранной высоте, оценивают параметры зоны радиоканала «земля-борт» зенитной управляемой ракеты (ЗУР), оценивают основные характеристики головки самонаведения (ГСН) и радиовзрывателя (РВ). There is a known method for assessing the characteristics of anti-aircraft missile systems (ADMS) (see the article by the author Raev A.A. et al. “The use of unmanned aerial vehicles in assessing the characteristics of air defense systems” // Bulletin of Aerospace Defense. 2017. No. 2 (14) pp. 45-48) with the involvement of unmanned aerial vehicles (UAVs) with the equipment of the command radio control link and an antenna for receiving commands and data from the combat control point along with a system of radio telemetry sensors and an onboard radio telemetry transponder placed on its board. With the help of UAVs, they fly over the radar station (RLS) of ADMS along predetermined routes at fixed azimuths and heights, during which the parameters of the detection zone and other characteristics of the radar are evaluated, characterizing them by such parameters as the detection range at a given height, the minimum detection range, the upper limit in height, the upper limit in elevation, the lower limit in elevation, for which about 15 visits are performed at a selected height, the parameters of the ground-to-air radio channel zone of an anti-aircraft guided missile (SAM) are evaluated, the main characteristics of the homing head (GOS) are evaluated ) and a radio fuse (RV).

Недостатком известного способа является его направленность на оценку характеристик ЗУР, ГСН, РВ и их каналов управления на траектории полета, а не на оценку состояния наземного оборудования систем.The disadvantage of the known method is its focus on assessing the characteristics of missiles, seeker, missiles and their control channels on the flight path, and not on assessing the state of ground equipment systems.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к заявленному изобретению (прототипом), является способ, описанный в пат. РФ № 2501031, МПК G01S7/40, опубл. 10.12.2013. Способ заключается в том, что в качестве средства мониторинга технического состояния наземных радиотехнических средств (РТС) используют дистанционно управляемый беспилотный летательный аппарат, оснащенный бортовой аппаратурой, с помощью которой измеряют с высокой точностью координаты объектов мониторинга оптическим устройством или иным высокоточным устройством и одновременно при работе указанных объектов формируют установленными на борту средства мониторинга бортовыми приемниками радионавигационные измерительные сигналы, которые кодируют, излучают в свободное пространство, принимают наземными устройствами, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода оптического устройства, отображают и регистрируют результаты измерений и результаты совместной обработки сигналов.The closest in technical essence and purpose to the claimed invention (prototype) is the method described in US Pat. RF No. 2501031, IPC G01S7/40, publ. 12/10/2013. The method consists in using a remotely controlled unmanned aerial vehicle equipped with on-board equipment as a means of monitoring the technical condition of ground-based radio engineering equipment (RTS), with the help of which the coordinates of monitoring objects are measured with high accuracy by an optical device or other high-precision device and at the same time during the operation of these objects form radio navigation measuring signals installed on board the monitoring means by on-board receivers, which encode, radiate into free space, receive by ground devices, decode, process together with signals from the output of the optical device, display and record the measurement results and the results of joint signal processing.

Недостатками прототипа являются то, что способ ориентирован на проведение контроля только средств РТО радиомаячных систем без контроля технического состояния радиостанций, при том, что остается бесконтрольным значительное число приводных автоматических радиостанций, работающих в режимах «привод» и «связь» на позициях средств РТО радиомаячной группы (РМГ), а также группы радиосредств командно-диспетчерского пункта (КДП), обеспечивающих, как каналы радиосвязи, так и связь оперативного управления и взаимодействия различных наземных служб аэродрома; отсутствие канала обратной связи «земля-борт» для осуществления контроля настроек (регулировок) аварийного оборудования связи и РТО в режиме реального времени при переходах на резервные комплекты средств связи (СРС) и РТО и обратно. Кроме того, недостатком способа является большой расход канального ресурса, связанного с высокой загрузкой каналов воздушной радиосвязи в процессе проведения процедуры контроля, в связи с доведением всей доступной измерительной информации (ИИ), снимаемой с объектов контроля по каждому параметру контролируемого средства РТО, независимо от ее отнесения к аварийным (предаварийным) режимам, в направлении «борт-земля» до наземного КДП аэродрома, что в целом негативно влияет на оперативность процедуры проверки (мониторинга). The disadvantages of the prototype are that the method is focused on monitoring only the means of RTO of radio beacon systems without monitoring the technical condition of the radio stations, while a significant number of drive automatic radio stations operating in the "drive" and "communication" modes at the positions of the RTO means of the radio beacon group remain uncontrolled. (RMG), as well as a group of radio facilities of the command and control tower (CDP), which provide both radio communication channels and communications for operational control and interaction of various ground services of the airfield; lack of a ground-to-air feedback channel to monitor the settings (adjustments) of emergency communications equipment and RTO in real time during the transition to standby communications equipment (SRS) and RTO and vice versa. In addition, the disadvantage of this method is the high consumption of the channel resource associated with the high loading of aeronautical radio channels during the control procedure, in connection with bringing all available measurement information (MI) taken from the control objects for each parameter of the controlled RTO tool, regardless of its assignment to emergency (pre-accident) modes, in the direction "board-to-ground" to the ground control tower of the aerodrome, which generally negatively affects the efficiency of the verification (monitoring) procedure.

Таким образом, техническая проблема, возникающая при использовании способа-прототипа на внутренних водных путях, в портах, в районах с интенсивным движением судов, в «стесненных» водах каналов, шлюзов, проливов, проходов, фарватеров, прибрежных морских районах и пр., заключается в неполном охвате контролируемых объектов навигационного и телекоммуникационного оборудования, из-за ограниченных функциональных возможностей БПЛА, связанных с его малой грузоподъемностью, а также в затруднении (невозможности) съема измерительной информации с малых высот (а фактически, с границы водной поверхности), что важно для речных и морских судов, и в недостаточной оперативности проведения проверок в ближней и дальней зонах действия СНО из-за отсутствия канала обратной связи «берег – борт» для осуществления контроля настроек (регулировок) аварийного оборудования в режиме реального времени в процессе проверки, что замедляет процедуру мониторинга и принятие решения по ее результатам.Thus, the technical problem that arises when using the prototype method on inland waterways, in ports, in areas with heavy vessel traffic, in "cramped" waters of canals, locks, straits, passages, fairways, coastal sea areas, etc., is in the incomplete coverage of controlled objects of navigation and telecommunications equipment, due to the limited functionality of the UAV associated with its low carrying capacity, as well as in the difficulty (impossibility) of taking measurement information from low altitudes (in fact, from the border of the water surface), which is important for river and sea vessels, and insufficient efficiency in conducting inspections in the near and far zones of AtoN coverage due to the lack of a shore-to-board feedback channel for monitoring the settings (adjustments) of emergency equipment in real time during the inspection process, which slows down the procedure monitoring and decision-making based on its results.

Техническим результатом, достигаемым с помощью заявляемого изобретения, является расширение перечня контролируемого берегового и плавучего оборудования и повышение оперативности процесса контроля технического состояния объектов. The technical result achieved with the claimed invention is the expansion of the list of controlled onshore and floating equipment and the increase in the efficiency of the process of monitoring the technical condition of objects.

Для достижения указанного результата используется следующая совокупность существенных признаков: в способе мониторинга технического состояния средств связи и навигационного оборудования также, как и в прототипе, измеряют координаты объектов мониторинга высокоточным измерительным прибором и одновременно формируют установленными на борту средства мониторинга бортовыми приемниками радионавигационные измерительные сигналы, которые кодируют, излучают в свободное пространство, принимают наземными устройствами, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода измерительного прибора, отображают и регистрируют результаты измерений и результаты совместной обработки сигналов, в отличие от прототипа, в качестве средства мониторинга используют дистанционно управляемое безэкипажное водное судно (БЭВС), оснащенное бортовым автоматизированным измерительным комплексом (АИК), выполненным с возможностью охвата любых береговых и плавучих радиотехнических средств, излучающих сигналы в радио- или оптическом диапазоне волн, включая судовые радиостанции и береговые средства связи, стационарные и плавучие (судовые) навигационные огни и навигационное оборудование стационарных и плавучих радиоизлучающих СНО, контрольно-корректирующие станции автономной системы навигации (ККС), базовые станции автоматизированной системы управления движением судов (АСУ ДС) и др. При этом процедуру мониторинга осуществляют поэтапно, когда на предварительном этапе оценивают визуально и с помощью инструментального метода обстановку в бассейнах рек (озер) внутренних водных путей или прибрежной морской акватории по времени суток, года, климатическим факторам, интенсивности судоходства и внешним воздействиям на объекты мониторинга, определяют с помощью базы данных АСУ ДС состав контролируемых объектов мониторинга (n) на основных фазах проверки при использовании различных курсов движения судов, устанавливают с помощью геоинформационной подсистемы АСУ ДС координаты точек размещения стационарных и надводных СРС и СНО с учетом подготовки геопространственной информации, формируют с помощью коэффициентов значимости параметров перечень контролируемых параметров (m) каждого объекта мониторинга, на которые назначают эксплуатационные и профилактические допуски с учетом нормативно-технической документации и актуальной базы знаний берегового АИК АСУ ДС по результатам инструментального контроля предыдущих мероприятий технического обслуживания и процедур мониторинга, задают на основе анализа условий функционирования объектов мониторинга (день/ночь, осадки, помехи и пр.) значения ошибок первого и второго рода для повышения достоверности при определении вида технического состояния объектов мониторинга, комплектуют набор G измерительных модулей радионавигационных сигналов g _ij ∈ G бортового АИК БЭВС в зависимости от перечня контролируемых параметров

и подвергаемого мониторингу состава береговых и надводных СРС и СНО

на основании укомплектованного набора G измерительных модулей бортового АИК и его массогабаритных показателей выбирают БЭВС малого или среднего класса, задают маршруты обхода ближней и дальней зон излучения СРС и СНО при проведении процедуры дистанционного мониторинга их параметров технического состояния, актуализируют базу знаний бортового АИК с базой знаний берегового АИК измерительной информацией о значениях параметров технического состояния СРС и СНО для обеспечения режима реального времени; на первом этапе выводят средство мониторинга с бортовым АИК на маршрут обхода СРС (СНО), при прохождении которого дистанционно измеряют доступные для контроля i-е параметры радиоизлучающих СРС и СНО с помощью бортовых измерительных модулей радионавигационных сигналов g _ij или излучающих в оптическом диапазоне навигационных огней с помощью видеокамеры высокого разрешения, сохраняют измеренные значения параметров в вейвлет-коэффициентах, сравнивают их методом вейвлет-анализа с сохраненными в базе знаний бортового АИК номинальными значениями и назначенными эксплуатационными и профилактическими допусками на них, обрабатывают измерительную информацию по m контролируемым параметрам всех n СРС и СНО для установления их вида технического состояния и, в случае выявления отказа или предотказного состояния – формируют сигнал об отказе или предотказном техническом состоянии СРС и СНО, кодируют его и излучают в свободное пространство; на втором этапе для идентификации отказа принимают береговым АИК сигнал с измерительной информацией об отказе или предотказном состоянии СРС и СНО, декодируют его и обрабатывают совместно с измерительной информацией базы знаний берегового АИК и объектовых баз данных СРС и СНО районных водных путей и судоходства, отображают и регистрируют сигнал об отказе или предотказном состоянии объекта мониторинга и принимают решение на включение резервного комплекта СРС и СНО и на проведение инструментального контроля или регулировок аварийного комплекта оборудования, формируют сигнал на БЭВС для повторного обхода соответствующей зоны включенного резервного комплекта СРС или СНО по процедуре первого этапа, кодируют сигнал на повторный обход аварийного СРС или СНО и излучают его в свободное пространство, принимают бортовым радиоприемным устройством БЭВС сигнал на проведение повторного обхода СРС или СНО, декодируют его для повтора процесса телеизмерений по циклу предыдущего этапа; на завершающем этапе заканчивают процедуру мониторинга со швартовкой БЭВС к причалу порта, актуализируют базу знаний берегового АИК АСУ ДС измерительной информацией из базы знаний бортового АИК БЭВС, корректируют исходные данные для предварительного этапа и для имитационных моделей автоматизированной подсистемы мониторинга АСУ ДС, формируют различные виды отчетов и протоколов измерений о техническом состоянии СРС и СНО по результатам мониторинга.To achieve this result, the following set of essential features is used: in the method for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment, as well as in the prototype, the coordinates of monitoring objects are measured with a high-precision measuring device and at the same time, radio navigation measuring signals installed on board the monitoring equipment are generated, which encode , radiate into free space, receive by ground devices, decode, process together with signals from the output of the measuring device, display and record the results of measurements and the results of joint signal processing, unlike the prototype, a remotely controlled unmanned watercraft (REV) is used as a monitoring tool , equipped with an onboard automated measuring complex (AMC), designed to cover any coastal and floating radio equipment emitting signals in radio or optical range of waves, including ship radio stations and coastal communications, stationary and floating (ship) navigation lights and navigation equipment of stationary and floating radio-emitting AtoN, control and corrective stations of the autonomous navigation system (CCS), base stations of the automated ship traffic control system (ACS DS ), etc. At the same time, the monitoring procedure is carried out in stages, when at the preliminary stage the situation in the basins of rivers (lakes) of inland waterways or coastal marine waters is assessed visually and using the instrumental method by time of day, year, climatic factors, navigation intensity and external influences on monitoring objects, determine the composition of controlled monitoring objects using the ACS DS database (n) during the main phases of the test when using different ship traffic courses, establish using the geoinformation subsystem of the ACS DS, the coordinates of the placement points stationary and surface SRS and AtoN, taking into account the preparation of geospatial information, form using the coefficients of significance of the parameters, the list of controlled parameters (m) each monitoring object, for which operational and preventive tolerances are assigned, taking into account the regulatory and technical documentation and the current knowledge base of the onshore AIC ACS DS based on the results of instrumental control of previous maintenance activities and monitoring procedures, are set at based on the analysis of the conditions for the functioning of monitoring objects (day / night, precipitation, interference, etc.), the values of errors of the first and second kind to increase reliability in determining the type of technical condition of monitoring objects, complete the setG measuring modules of radio navigation signalsg _ij ∈G onboard AIK BEVS depending on the list of controlled parameters

and monitored composition of coastal and surface SRS and AtoN

based on complete setG measuring modules of the onboard AIC and its weight and size indicators are selected BEVS small or middle class, ask routes bypassing the near and far radiation zones of the SRS and AtoN during the procedure for remote monitoring of their technical condition parameters, update the knowledge base of the onboard AIC with the knowledge base of the coastal AIC with measuring information about the values of the technical condition parameters of the SRS and AtoN to ensure real-time mode; at the first stage the monitoring tool with the onboard AIK is brought to the bypass route of the SRS (AtoN), during the passage of which the available for control are remotely measuredi-th parameters of radio-emitting SRS and AtoN using on-board measuring modules of radio navigation signalsg _ij or navigation lights emitting in the optical range using a high-resolution video camera, store the measured values of the parameters in wavelet coefficients, compare them by wavelet analysis with the nominal values stored in the knowledge base of the on-board AIC and the assigned operational and preventive tolerances for them, process the measurement information according tom controlled parameters of alln SRS and AtoN to establish their type of technical condition and, in case of detection of a failure or pre-failure condition, they form a signal about the failure or pre-failure technical condition of the SRS and AtoN, encode it and emit it into free space; at the second stage, to identify the failure, the coastal AIC receives a signal with measuring information about the failure or pre-failure state of the SRS and AtoN, decodes it and processes it together with the measurement information of the knowledge base of the coastal AIC and object databases of the SRS and AtoN of regional waterways and navigation, displays and registers a signal about a failure or pre-failure state of the monitoring object and make a decision to turn on the backup set of SRS and AtoN and to carry out instrumental control or adjustments of the emergency set of equipment, generate a signal on the UEVS to re-bypass the corresponding zone of the switched on backup set of SRS or AtoN according to the procedure of the first stage, encode a signal to re-bypass the emergency SRS or AtoN and emit it into free space, receive a signal to conduct a re-bypass of the SRS or AtoN by the on-board radio receiver of the NEVS, decode it to repeat the process of telemetry according to the cycle of the previous stage; at the final stage, the monitoring procedure is completed with the UEVS mooring to the port berth, the knowledge base of the onshore AIS of the ACS DS is updated with measuring information from the knowledge base of the onboard AIS of the UEVS, the initial data for the preliminary stage and for simulation models of the automated monitoring subsystem of the ACS DS are corrected, form various types of reports and measurement protocols on the technical condition of the SRS and AtoN based on the results of monitoring.

Сущность изобретения заключается в возможности дистанционного наблюдения за техническим состоянием береговых и плавучих СРС и СНО, позволяющего в случае их отказа или аварийного состояния принять решение об оперативной замене неработоспособного объекта. При этом способ обеспечивает контроль практически за всеми телекоммуникационными и навигационными устройствами, излучающими сигналы в радио- и оптическом диапазонах и расположенными в бассейнах рек (озер) ВВП РФ, акваториях портов, в районах интенсивного движения судов в «стесненных» водах фарватеров, каналов, шлюзов, проливов, проходов и пр. Указанный результат достигается за счет использования в качестве средства наблюдения дистанционно управляемого БЭВС, оснащенного бортовым АИК и обладающего более высокой в сравнение с БПЛА грузоподъемностью, вследствие чего может быть оборудован бóльшим по сравнению с прототипом количеством высокоточной аппаратуры. Одновременно обеспечивается повышение оперативности контроля за счет применения процедуры экспресс-контроля, когда вид технического состояния определяется не по всему перечню контролируемых параметров, предусмотренных НТД, а по их ограниченному числу вносящих наибольший «вклад» в повышение показателя надежности СРС и СНО; применения метода вейвлет-анализа при обработке и хранении измерительной информации, относящегося к методам контроля реального времени; трансляции от бортового в береговой АИК администрации бассейна ВВП не всего объема доступной измерительной информации по каждому объекту мониторинга, а только вида его технического состояния путем формирования соответствующего сигнала. The essence of the invention lies in the possibility of remote monitoring of the technical condition of coastal and floating SRS and AtoN, which allows, in case of their failure or emergency, to make a decision on the prompt replacement of an inoperable object. At the same time, the method provides control over almost all telecommunication and navigation devices that emit signals in the radio and optical ranges and are located in the river (lake) basins of the RF GDP, port waters, in areas of heavy vessel traffic in the "cramped" waters of fairways, canals, locks , straits, passages, etc. This result is achieved through the use of a remotely controlled BEVS equipped with an on-board AIC and having a higher payload compared to the UAV, as a result of which it can be equipped with a larger amount of high-precision equipment compared to the prototype. At the same time, an increase in the efficiency of control is ensured through the use of an express control procedure, when the type of technical condition is determined not by the entire list of controlled parameters provided for by the NTD, but by their limited number that make the greatest “contribution” to improving the reliability indicator of the SRS and AtoN; application of the wavelet analysis method in the processing and storage of measurement information related to real-time control methods; broadcast from the on-board AIC to the administration of the IWW basin not the entire volume of available measurement information for each monitoring object, but only the type of its technical condition by generating an appropriate signal.

Сопоставление предлагаемого способа и прототипа показало, что поставленная задача – расширение перечня контролируемых СРС и СНО водных бассейнов и прибрежных морских акваторий и повышение оперативности процесса контроля технического состояния объектов – решается в результате новой совокупности признаков, что доказывает соответствие предлагаемого изобретения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of the proposed method and the prototype showed that the task set - expanding the list of controlled SRS and AtoN water basins and coastal marine areas and increasing the efficiency of the process of monitoring the technical condition of objects - is solved as a result of a new set of features, which proves the compliance of the proposed invention with the criterion of patentability "novelty".

В свою очередь, проведенный информационный поиск в области радиосвязи не выявил решений, содержащих отдельные отличительные признаки заявляемого изобретения, что позволяет сделать вывод о соответствии способа критерию «изобретательский уровень».In turn, the conducted information search in the field of radio communications did not reveal solutions containing individual distinctive features of the claimed invention, which allows us to conclude that the method meets the criterion of "inventive step".

Сущность указанного способа поясняется графическими материалами где: The essence of this method is illustrated by graphic materials where:

на фиг. 1 приведена блок-схема алгоритма способа мониторинга технического состояния средств связи и навигационного оборудования;in fig. 1 shows a block diagram of the algorithm for monitoring the technical condition of communications and navigation equipment;

на фиг. 2 представлен вариант размещения стационарного и плавучего навигационного и телекоммуникационного оборудования системы связи и СНО на фрагменте зоны Невско-Ладожского района водных путей и судоходства администрации Волго-Балтийского бассейна;in fig. 2 shows the option of placing stationary and floating navigation and telecommunications equipment of the communications and aids to navigation system on a fragment of the Neva-Ladoga area of waterways and navigation of the administration of the Volga-Baltic basin;

на фиг. 3 показаны примеры средств мониторинга на базе безэкипажных судов а) и в) среднего класса; б) и г) малого класса;in fig. 3 shows examples of monitoring tools based on unmanned vessels a) and c) of the middle class; b) and d) small class;

на фиг. 4 представлена последовательность применения метода вейвлет-анализа в процедуре экспресс-контроля; in fig. 4 shows the sequence of application of the wavelet analysis method in the express control procedure;

на фиг. 5 показан вероятностный граф определения вида технического состояния СС и СНО с учетом ошибок первого и второго рода; in fig. 5 shows a probabilistic graph for determining the type of technical condition of the SS and AtoN, taking into account errors of the first and second kind;

на фиг. 6 показан вероятностный граф функционирования распределенной автоматизированной системы мониторинга СРС и СНО;in fig. 6 shows a probabilistic graph of the functioning of a distributed automated monitoring system for SRS and AtoN;

на фиг. 7 приведена надёжностная схема замещения вероятностного графа автоматизированной системы мониторинга СРС и СНО;in fig. 7 shows a reliability equivalent circuit for a probabilistic graph of an automated monitoring system for SRS and AtoN;

на фиг. 8 представлена процедура определения финальной вероятности работоспособности средства связи (СНО);in fig. 8 shows the procedure for determining the final probability of operability of a communication facility (AtoN);

на фиг. 9 представлена процедура определения финальной вероятности отказа средства связи или навигационного оборудования;in fig. 9 shows the procedure for determining the final probability of failure of a communications or navigation equipment;

на фиг. 10 представлен пример формирования области неопределенности при оценке технического состояния средств связи и СНО двумя выходными параметрами;in fig. 10 shows an example of the formation of an area of uncertainty in assessing the technical condition of communication facilities and aids to navigation by two output parameters;

на фиг. 11 условно показана корреляция значений параметров m в многопараметрическом пространстве (m = 2, m = 3): in fig. Figure 11 conditionally shows the correlation of the values of the parameters m in the multi-parameter space ( m = 2, m = 3):

a) эллипс качества (m = 2) с учетом ошибок 1-го и 2-го рода;a) quality ellipse ( m = 2) taking into account errors of the 1st and 2nd kind;

b) эллипсоид качества (m = 3) с учетом ошибок 2-го рода; b) quality ellipsoid ( m = 3) with type 2 errors;

с) эллипсоид качества (m = 3) с учетом ошибок 1-го рода; c) quality ellipsoid ( m = 3) with type 1 errors;

d) тело неопределенности для коррелированных параметров СрС и СНО; d) uncertainty body for correlated CPC and AtoN parameters;

на фиг. 12 показана модель территориально-распределенного поля значений параметров качества системы связи и СНО района водных путей и судоходства (для отображения на экране монитора рабочего места оператора).in fig. 12 shows the model of the geographically distributed field of quality parameters of the communication system and AtoN in the area of waterways and navigation (to be displayed on the monitor of the operator's workplace).

Пример реализации способаAn example of the implementation of the method

Предварительным этапом способа является подготовка исходных данных для ведения процесса телеизмерений, при котором осуществляется следующая последовательность действий по нижеуказанным шагам 1-10.The preliminary stage of the method is the preparation of initial data for conducting the telemetry process, in which the following sequence of actions is carried out according to the steps 1-10 below.

На шаге 1 оценивают обстановку на участке акватории бассейна ВВП РФ или прибрежной морской акваторий по времени суток, года, климатическим факторам, интенсивности судоходства (периоду навигации) и внешним воздействиям на СРС и СНО и пр. (условия проведения мониторинга). Оценка обстановки осуществляется визуально или с помощью инструментального метода (в описании не приводится): время суток – по часам (по фотоэлементам), осадки – по гигрометру, время года – по термометру, уровень радиопомех – по радиоприемным устройствам анализа помеховой обстановки или по анализатору спектра и пр. At step 1, the situation is assessed in the water area of the IWW basin of the Russian Federation or the coastal marine area in terms of time of day, year, climatic factors, navigation intensity (navigation period) and external influences on SRS and AtoN, etc. (monitoring conditions). The assessment of the situation is carried out visually or using an instrumental method (not given in the description): time of day - by the clock (by photocells), precipitation - by a hygrometer, season - by a thermometer, radio interference level - by radio receivers for analyzing interference conditions or a spectrum analyzer etc.

На шаге 2 определяют с помощью базы данных АСУ ДС состав n контролируемых СРС и СНО, обеспечивающих безопасную проводку судна по водному пути в кратчайший срок, с наименьшими отклонениями от оси судового хода для условий любой видимости, в различных метеорологических условиях, времени суток, помехах и других воздействиях (объем мониторинга). Состав контролируемых заявленным способом средств связи и СНО может варьироваться в зависимости от категории ВВП, перечня судовых ходов и сроков работы СНО, судоходных гидротехнических сооружений. At step 2, using the ACS DS database, the composition of n controlled SRS and AtoN is determined, ensuring the safe navigation of the vessel along the waterway in the shortest possible time, with the smallest deviations from the axis of the ship's course for conditions of any visibility, in various meteorological conditions, time of day, interference and other impacts (scope of monitoring). The composition of the means of communication and aids controlled by the claimed method may vary depending on the category of the GDP, the list of ship passages and the timing of the operation of the aids, navigable hydraulic structures.

На шаге 3 устанавливают географические координаты точек размещения каждого j-го

стационарного или плавучего СРС и СНО с учетом их зон излучения и подготовки геопространственной информации (зона мониторинга). Вариант размещения стационарных и плавучих СРС и СНО на фрагменте зоны ответственности Невско-Ладожского района водных путей и судоходства приведен на фиг. 2. При этом места размещения отдельных СРС и СНО выбираются специалистами связи и СНО совместно с представителями лоцманской и инженерно-портовых служб. Причем зоны формирования диаграмм направленности излучения СРС и СНО должны соответствовать требованиям их НТД. Также координаты мест развертывания СРС и СНО выбираются в зависимости от условий судовождения, допускается совместное размещение нескольких средств СНО на одной позиции при выполнении требований по типовому размещению средств и обеспечению их электромагнитной совместимости. В отдельных случаях, когда по условиям местности (на ВВП) типовое размещение средств СНО невозможно, допускаются отступления от типового размещения с таким расчетом, чтобы обеспечить устойчивую работу средств СНО в секторах с наибольшей интенсивностью движения судов (в том числе во встречных направлениях). Отступления от типового размещения СРС и СНО движение судов должны компенсироваться введением мер, обеспечивающих эквивалентный уровень безопасности судовождения.Step 3 sets geographic placement point coordinates eachjth

stationary or floating SRS and AtoN, taking into account their radiation zones and the preparation of geospatial information (monitoring zone). The option of placing stationary and floating SRS and AtoN on a fragment of the area of responsibility of the Nevsky-Ladoga region of waterways and navigation is shown in Fig. 2. At the same time, the locations of individual SRS and AtoN are chosen by communications and AtoN specialists together with representatives of the pilotage and port engineering services. Moreover, the zones for the formation of radiation patterns of the SRS and AtoN must comply with the requirements of their NTD. Also, the coordinates of the SRS and AtoN deployment sites are selected depending on the navigation conditions, it is allowed to place several AtoN facilities together at one position, provided that the requirements for the typical placement of facilities and ensuring their electromagnetic compatibility are met. In some cases, when, due to terrain conditions (on the GDP), a typical placement of AtoN facilities is not possible, deviations from the standard placement are allowed in such a way as to ensure the stable operation of AtoN facilities in sectors with the highest vessel traffic intensity (including in opposite directions). Deviations from the typical placement of SRS and AtoN ship traffic should be compensated for by the introduction of measures that provide an equivalent level of navigation safety.

На шаге 4 формируют перечень m контролируемых параметров СРС и СНО, подвергаемых проверке для различных режимов их функционирования, определяемых тактико-техническими характеристиками (ТТХ) (глубина мониторинга). Выбор перечня параметров

включаемых в процедуру мониторинга для каждого j-го СРС и СНО индивидуален. В качестве одного из подходов к определению перечня параметров мониторинга предложено использовать коэффициент (коэффициентом значимости К _зн), характеризующий тяжесть последствий и критичность отказа СРС или СНО при возникновении аварии (происшествия или инцидента) по причине выхода параметров за пределы установленных допусков, а также «вклад» каждого параметра в повышение показателя надежности объекта мониторинга, см. табл. 1. Для определения значимости включения в процедуру мониторинга того или иного параметра СРС или СНО из всего множества, представленного в нормативно-технической документации (НТД) используем общий коэффициент значимости

параметра, получаемый как сумма назначенных весов показателей К _зн по лингвистической шкале оценки. Суммарный коэффициент значимости

, по которому происходит включение параметра в процедуру мониторинга, получаем путем суммирования коэффициентов значимости К _зн по каждому показателю лингвистической шкалы оценивания, в соответствии с выражением

где m – общее число параметров, входящих в НТД объекта мониторинга. Ранжирование параметров, включаемых в процедуру мониторинга, осуществляют на разных уровнях структурирования СРС и СНО (комплекс, стойка, агрегат, узел) на основе анализа морфологических блоков и структурных взаимосвязей. Чем больше весовой коэффициент элемента, тем он важнее для обеспечения надежного функционирования СРС и СНО и безопасности судоходства. Перечень контролируемых в процессе мониторинга параметров определяют путем построения вариационного ряда из значений суммарных коэффициентов значимости каждого из предпочтительных для включения в процедуру i-го параметра

из НТД объекта мониторинга по выражению:At step 4, a list of m controlled parameters of the SRS and AtoN is formed, subjected to verification for various modes of their operation, determined by performance characteristics (TTX) (monitoring depth). Selecting a list of parameters

included in the monitoring procedure for each j -th SRS and AtoN is individual. As one of the approaches to determining the list of monitoring parameters, it is proposed to use a coefficient (significance factor K _zn) characterizing the severity of the consequences and the criticality of the failure of the SRS or AtoN in the event of an accident (incident or incident) due to the parameters going beyond the established tolerances, as well as the "contribution » of each parameter in increasing the reliability indicator of the monitored object, see Table. 1. To determine the significance of the inclusion in the monitoring procedure of one or another SRS or AtoN parameter from the entire set presented in the regulatory and technical documentation (NTD), we use the general coefficient of significance

parameter, obtained as the sum of the assigned weights of indicators K _zn according to the linguistic evaluation scale. Total Significance Factor

, according to which the parameter is included in the monitoring procedure, is obtained by summing the coefficients of significance K _zn for each indicator of the linguistic evaluation scale, in accordance with the expression

where m is the total number of parameters included in the NTD of the monitored object. The ranking of the parameters included in the monitoring procedure is carried out at different levels of structuring the SRS and AtoN (complex, rack, unit, node) based on the analysis of morphological blocks and structural relationships. The greater the weight factor of an element, the more important it is for ensuring the reliable functioning of the SRS and AtoN and the safety of navigation. The list of parameters controlled in the monitoring process is determined by constructing a variation series from the values of the total significance coefficients of each of the i -th parameters preferred for inclusion in the procedure

from the NTD of the monitored object by the expression:

где i = 1, 2, …, k, …, l, …, u, …, r, …, m-1, m – параметры CРС (СНО) в соответствие с НТД. При этом в перечень параметров, включенных в процедуру мониторинга, попадают параметры с наибольшими значениями суммарных коэффициентов значимости

в данном вариационном ряде. Число параметров контроля зависит от глубины ведения мониторинга, отводимого на него времени и доступных технологий.where i \u003d 1, 2, ..., k , ..., l , ..., u , ..., r , ..., m -1, m are the parameters of the CPC (SNO) in accordance with the NTD. At the same time, the list of parameters included in the monitoring procedure includes parameters with the highest values of the total significance coefficients

in this variational series. The number of control parameters depends on the depth of monitoring, the time allotted for it and the available technologies.

Таблица 1 – Лингвистическая шкала оценки общего коэффициента значимости параметра, включенного в процедуру экспресс-контроля способа мониторингаTable 1 - Linguistic scale for assessing the overall coefficient of significance of the parameter included in the procedure for express control of the monitoring method

ПоказателиIndicators Порядковые шкалыOrdinal scales КTo _{зн zn ii} Тяжесть
последствийseverity
consequences 1. Отказ СРС (СНО) вызывает катастрофическую ситуацию.
2. Отказ требует принятия экстренных мер по недопущению катастрофической ситуации.
3. Отказ ведет к потере некоторых эксплуатационных свойств, сокращающих период эксплуатации.
4. Отказ ведет к потере некоторых эксплуатационных свойств, не влияющих на период эксплуатации.
5. Отказ меняет рабочие режимы зависимых элементов системы, что ведет к увеличению вероятности их отказов.1. Failure of the CPC (AtoN) causes a catastrophic situation.
2. Failure requires the adoption of emergency measures to prevent a catastrophic situation.
3. Failure leads to the loss of some operational properties that reduce the period of operation.
4. Failure leads to the loss of some operational properties that do not affect the period of operation.
5. Failure changes the operating modes of the dependent elements of the system, which leads to an increase in the probability of their failures. 1
0,8
0,6
0,4
0,2one
0.8
0.6
0.4
0.2 РезервированиеReservation 1. Резерв средства связи (СНО) невозможен.
2. Резерв возможен, но отсутствует.
3. Однократный резерв, без контроля состояния резерва.
4. Однократный резерв, состояние резерва контролируется.
5. Двукратный и более резерв без контроля состояния резерва.
6. Двукратный и более резерв, контроль состояния резерва есть.1. The reserve means of communication (AtoN) is not possible.
2. A reserve is possible, but not available.
3. One-time reserve, without control of the state of the reserve.
4. One-time reserve, the state of the reserve is controlled.
5. Double or more reserve without control of the state of the reserve.
6. Double or more reserve, control of the state of the reserve is. 1
0,8
0,6
0,4
0,2
0one
0.8
0.6
0.4
0.2
0 Вероятность отказаFailure Probability 1. Средство связи (СНО) обладает относительно высокой вероятностью отказа в течение эксплуатации.
2. Отказ считается возможным и вероятным (конструкция прошла достаточный объем испытаний, обеспечивающий приемлемый уровень вероятности безотказной работы).
3. Отказ возможен, но маловероятен (отказов данного элемента на предшествующих аналогах не наблюдалось).
4. Отказ возможен, но крайне маловероятен (при проектировании приняты меры для исключения отказа, обеспечен высокий показатель безотказности, достигнута стабильность характеристик, отсутствуют предельные температурные, радиационные, вибрационные нагрузки и т.д.
5. Отказ считается невозможным (отсутствуют логические условия для возникновения отказа).1. A means of communication (AtoN) has a relatively high probability of failure during operation.
2. Failure is considered possible and probable (the design has passed a sufficient amount of testing to provide an acceptable level of probability of failure-free operation).
3. Failure is possible, but unlikely (failures of this element were not observed on previous analogues).
4. Failure is possible, but extremely unlikely (during the design, measures were taken to exclude failure, a high reliability index was ensured, stability of characteristics was achieved, there are no extreme temperature, radiation, vibration loads, etc.
5. Failure is considered impossible (there are no logical conditions for the failure to occur). 1
0,8
0,6
0,4
0,2one
0.8
0.6
0.4
0.2 Устойчивость к воздействию внешних неблагопри-ятных факторовResistance to external adverse factors 1. Из опыта эксплуатации СРС (СНО) известно, что в условиях воздействия внешних факторов ресурс меньше, чем проектный.
2. Опыт эксплуатации при воздействиях внешних факторов отсутствует. Анализ предсказывает, что ресурс меньше проектного.
3. Фактический ресурс в реальных условиях эксплуатации близок к проектному.
4. Известно, что реальный ресурс больше проектного.
5. Отсутствуют неблагоприятные факторы внешнего воздействия в период эксплуатации.1. From the operating experience of the SRS (AtoN) it is known that under the influence of external factors, the resource is less than the design one.
2. There is no operating experience under the influence of external factors. The analysis predicts that the resource is less than the design one.
3. The actual resource in real operating conditions is close to the design one.
4. It is known that the real resource is greater than the design one.
5. There are no adverse factors of external influence during the operation period. 1
0,8
0,6
0,4
0,2one
0.8
0.6
0.4
0.2 Контроль состояния элементаElement State Control 1. Состояние средства связи (СНО) не контролируется.
2. Предусмотрен контроль без прогнозирования
3. Предусмотрен прогнозирующий контроль1. The state of the means of communication (AtoN) is not controlled.
2. Control without prediction is provided
3. Predictive control provided 1
0,5
0,1one
0.5
0.1 Возможность локализацииPossibility of localization 1. Локализация нужна, но технически невозможна в конструкции.
2. Предусмотрены меры к локализации отказа.
3. Специальные меры к локализации отказа не нужны.1. Localization is necessary, but technically impossible in the design.
2. Measures are provided to localize the failure.
3. Special measures to localize the failure are not needed. 1
0,5
0,1one
0.5
0.1

На шаге 5 назначают эксплуатационные и профилактические допуски с учетом НТД и актуальной базы знаний (БЗ) берегового АИК АСУ ДС по результатам инструментального контроля предыдущих мероприятий технического обслуживания и актуального мониторинга (точность мониторинга). Процедура расчета профилактических допусков на СРС и СНО с учетом их технического состояния и среды распространения радиосигнала (выбранной рабочей частоты), а также условий функционирования показана в [7, 8] и пояснена в [9].At step 5, operational and preventive tolerances are assigned, taking into account the technical documentation and the current knowledge base (KB) of the onshore AIK ACS DS based on the results of instrumental control of previous maintenance activities and current monitoring (monitoring accuracy). The procedure for calculating preventive tolerances for SRS and AtoN, taking into account their technical condition and the radio signal propagation environment (selected operating frequency), as well as operating conditions, is shown in [7, 8] and explained in [9].

На шаге 6 задают значения ошибок первого и второго рода («ложная тревога» и «пропуск отказа» соответственно) на основе анализа условий функционирования объектов мониторинга (день/ночь, осадки, помехи и пр.) для повышения достоверности при определении вида технического состояния объектов мониторинга (достоверность мониторинга). При этом решение задач минимизации ошибок первого и второго рода показано в [10]. At step 6, the values of errors of the first and second kind (“false alarm” and “missing failure”, respectively) are set on based on the analysis of the conditions for the functioning of monitoring objects (day / night, precipitation, interference, etc.) to increase reliability in determining the type of technical condition of monitoring objects (monitoring reliability). In this case, the solution of the problems of minimizing errors of the first and second kind is shown in [10].

На шаге 7 комплектуют набор G измерительных модулей радионавигационных сигналов g _ij ∈ G бортового АИК БЭВС в зависимости от перечня контролируемых параметров

и подвергаемого мониторингу состава береговых и надводных СрС и СНО

(полезная нагрузка).At step 7, a set G of measuring modules of radio navigation signals g _ij ∈ G of the UEVS onboard AIC is completed, depending on the list of controlled parameters

and monitored composition of coastal and surface SRS and AtoN

(payload).

На шаге 8 выбирают средство мониторинга в зависимости от условий его проведения (погодных условий), объема измерений и полезной нагрузки – БЭВС малого или среднего класса, оборудованные бортовым АИК, (вид средств мониторинга). Варианты средств мониторинга показаны на фиг. 3. At step 8, a monitoring tool is selected depending on the conditions of its implementation (weather conditions), the volume of measurements and the payload - small or medium class UEVS equipped with an onboard AIC (type of monitoring tools). Options for monitoring tools are shown in Fig. 3.

На шаге 9 задают (планируют, или корректируют заранее спланированные) маршруты обхода и точки наблюдения ближней и дальней зон излучения СРС (СНО) при проведении процедур дистанционного измерения параметров технического состояния выбранных объектов мониторинга (маршрут обхода). At step 9, one sets (plans or corrects pre-planned) bypass routes and observation points of the near and far radiation zones of the CPC (ACS) when carrying out procedures for remote measurement of the parameters of the technical condition of the selected monitoring objects (bypass route).

На шаге 10 актуализируют базу знаний бортового АИК с БЗ берегового АИК измерительной информацией о значениях параметров технического состояния СРС и СНО для обеспечения режима реального времени (on-line). Для актуализации (переноса) информации баз данных могут использоваться как проводные каналы, так и беспроводные каналы связи (Wi-Fi), либо отчуждаемый носитель (USB-накопитель).At step 10, the knowledge base of the onboard AIC with the knowledge base of the coastal AIC is updated with measuring information about the values of the parameters of the technical condition of the SRS and AtoN to provide real-time (on-line) mode. To update (transfer) database information, both wired channels and wireless communication channels (Wi-Fi), or an alienable media (USB drive) can be used.

Первым этапом способа является проведение процесса телеизмерений бортовым АИК и в случае обнаружения отказа или предотказного состояния СРС и СНО трансляция этого сигнала в береговой АИК. Выполнение первого этапа способа происходит по шагам 11-22.The first stage of the method is to carry out the process of telemetry by the onboard AIC and, in case of detection of a failure or pre-failure state of the SRS and AtoN, broadcast this signal to the onshore AIC. The first step of the method is carried out in steps 11-22.

На шаге 11 осуществляют вывод средства мониторинга (БЭВС) с бортовым АИК по заранее установленному маршруту обхода СРС (СНО).At step 11, a monitoring tool (BEVS) with an airborne AIC is withdrawn along a predetermined route bypassing the SRS (AtoN).

На шаге 12 дистанционно измеряют доступные контролю i-е параметры радиоизлучающих j-х СРС и СНО с помощью радиоприемников радионавигационных измерительных сигналов g _ij бортового АИК, а также излучающих в оптическом диапазоне навигационных огней с помощью видеокамеры высокого разрешения, размещенных на БЭВС.At step 12, the i -th parameters of the radio-emitting j -x SRS and AtoN are remotely measured using radio navigation measuring signals g _ij of the on-board AIC, as well as navigation lights emitting in the optical range using a high-resolution video camera placed on the UEVS.

На шаге 13 сохраняют измеренные значения параметров в базе знаний бортового АИК. При этом для снижения объемов сохраняемой измерительной информации и повышения оперативности ее обработки в базу знаний бортового АИК осуществляется запись лишь вейвлет-коэффициентов измеренных параметров, [11, 12]. Для примера на фиг. 4 приведена последовательность применения инструментов вейвлет-анализа в процедуре мониторинга навигационных огней и средств управления БЭВС: радиостанций декаметрового диапазона волн (ДКМВ) 20 МГц, командно-телеметрической радиолинии (КТР) 900 МГц и канала высокоскоростной связи (ВСКС) 2400 МГц. At step 13, the measured parameter values are stored in the knowledge base of the onboard AIC. At the same time, in order to reduce the amount of stored measurement information and increase the efficiency of its processing, only the wavelet coefficients of the measured parameters are recorded in the knowledge base of the onboard AIC [11, 12]. For the example in FIG. Figure 4 shows the sequence of application of wavelet analysis tools in the procedure for monitoring navigation lights and UEVS controls: radio stations of the decameter wave band (DCMW) 20 MHz, command and telemetry radio link (KTR) 900 MHz and high-speed communication channel (HSS) 2400 MHz.

На шаге 14 сравнивают измеренные значения параметров средств связи и СНО с сохраненными в БЗ бортового АИК их номинальными значениями в соответствии с НТД и назначенными на них допусками (эксплуатационными и профилактическими). Процедура сравнения измерительной информации, полученной от СРС и СНО с сохраненной в БЗ БЭВС бортового АИК на основе использования вейвлет-анализа подробно приведена в [11, 12]. At step 14, the measured values of the parameters of communication and aids to navigation are compared with their nominal values stored in the KB of the onboard AIC in accordance with the NTD and the tolerances assigned to them (operational and preventive). The procedure for comparing the measurement information received from the SRS and AtoN with the information stored in the LE of the onboard AIC based on the use of wavelet analysis is described in detail in [11, 12].

На шаге 15 обрабатывают измерительную информацию i-го измеренного параметра конкретного средства связи или СНО с учетом эксплуатационных и профилактических допусков, а также минимизации ошибок первого и второго рода (заданной достоверности экспресс-контроля) для установления вида технического состояния. При этом процедура обнаружения отказа при многоуровневом контроле поясняется вероятностным графом определения вида технического состояния СРС и СНО с учетом ошибок первого и второго рода, приведенного на фиг. 5. Причем система мониторинга фактически реализует поэтапную процедуру экспресс-контроля, когда на первом этапе бортовым АИК происходит обнаружение отказа СРС или СНО, а на втором – его распознавание в береговом АИК с использованием объектовых АИК и наземных проводных каналов связи. При этом на фиг. 5 обозначены классы технического состояния СРС и СНО:At step 15, the measurement information of the i -th measured parameter of a particular means of communication or AtoN is processed, taking into account operational and preventive tolerances, as well as minimizing errors of the first and second kind (given reliability of express control) to establish the type of technical condition. At the same time, the procedure for detecting a failure in multilevel control is explained by a probabilistic graph for determining the type of technical condition of the SRS and AtoN, taking into account errors of the first and second kind, shown in Fig. 5. Moreover, the monitoring system actually implements a step-by-step express control procedure, when at the first stage the on-board AIC detects a failure of the SRS or AtoN, and at the second stage it is recognized in the coastal AIC using on-site AIC and terrestrial wired communication channels. Meanwhile, in FIG. 5 indicates the technical condition classes of the SRS and AtoN:

«1» – система работоспособна, ложно обнаруженный отказ не распознан;"1" - the system is operational, a falsely detected failure is not recognized;

«2» – система отказала, отказ обнаружен, но не распознан;"2" - the system failed, the failure was detected, but not recognized;

«3» – система работоспособна, ложное обнаружение и распознавание;"3" - the system is operational, false detection and recognition;

«4» – система отказала, отказ обнаружен и распознан, переход на резерв; "4" - the system failed, the failure was detected and recognized, the transition to the reserve;

«5» – система работоспособна, признана работоспособной;"5" - the system is operational, recognized as operational;

«6» – система отказала, но отказ не обнаружен [10]. "6" - the system failed, but the failure was not detected [10].

На шагах 16 и 17 осуществляется проверка всех доступных измерениям m параметров на j-м средстве связи или средстве навигационного оборудования.At steps 16 and 17, all m parameters available for measurements are checked on the j -th means of communication or navigation equipment.

На шагах 18 и 19 осуществляется проверка всех n объектов мониторинга. В случае отсутствия выявления отказа (предотказного технического состояния) на объекте мониторинга (СРС, СНО) – переход к шагу 34. В случае обнаружения отказа (предотказного технического состояния) СРС (СНО), характеризующегося выходом значения измеряемых параметров за пределы установленных эксплуатационных или профилактических допусков, переход к шагу 20. At steps 18 and 19, all n monitoring objects are checked. If there is no detection of a failure (pre-failure technical condition) at the monitoring object (SRS, CHO), go to step 34. In the event of a failure (pre-failure technical condition) of the CPC (CHO), characterized by the value of the measured parameters going beyond the established operational or preventive tolerances , go to step 20.

На шаге 20 формируют формализованный сигнал об отказе или предотказном состоянии СРС и СНО (о виде их технического состояния). При этом в отличие от способов, описанных в [1-5], в процессе контроля от бортового АИК на береговой АИК транслируется не вся доступная контролю измерительная информация, а только вид технического состояния в формализованном виде: нормальное, предаварийное или аварийное состояния. Тем самым осуществляется значительное сокращение объемов передаваемой информации. Предпочтительным с точки зрения достоверности контроля является статус «подтвержденного» результата измерений об исправности СРС и СНО или всей зоны мониторинга (класс технического состояния «5» – система работоспособна, признана работоспособной, см. фиг. 5). При получении результата измерения в виде класса технического состояния «4» (система отказала, отказ обнаружен и распознан) система мониторинга в автоматическом режиме должна выдать рекомендации оператору системы поддержки принятия решения (СППР) о переходе на резервный полукомплект СРС (СНО). Передача всей доступной измерительной информации на береговой АИК осуществляется только в случае определения вида технического состояния, отличного от «подтвержденных» статусов нормального функционирования или аварии, например, предотказное техническое состояние, характеризуемое статусами «ориентирующий», «экстраполированный», «недостоверный» [9, 11]. На вероятностном графе фиг. 5 данные состояния обозначены как «1», «2», «3», «6», характеризующие опасные состояния объекта мониторинга и требующие вмешательства оператора системы мониторинга СНО или АСУ ДС для принятия решения [13]. В некоторых случаях при распознавании аварийного состояния контролируемого СРС (СНО) после перевода его АСУ ДС на резерв оператор системы мониторинга СНО может запросить у бортового АИК всю доступную измерительную информацию для детального анализа ситуации в процессе диагностики отказавшего полукомплекта объекта мониторинга, поскольку для выявления отказа и проведения регулировок и тестовых проверок СРС и СНО только формализованного сигнала с классом его технического состояния недостаточно. At step 20, a formalized signal is generated about the failure or pre-failure state of the CPC and AtoN (about the type of their technical condition). At the same time, in contrast to the methods described in [1-5], in the process of monitoring from the onboard AEC to the onshore AEC, not all measurement information available for control is transmitted, but only the type of technical condition in a formalized form: normal, pre-emergency or emergency conditions. Thus, a significant reduction in the volume of transmitted information is carried out. From the point of view of control reliability, the status of a “confirmed” measurement result on the serviceability of the SRS and AtoN or the entire monitoring zone is preferable (technical condition class “5” - the system is operational, recognized as operational, see Fig. 5). Upon receipt of the measurement result in the form of a technical condition class “4” (the system failed, the failure was detected and recognized), the monitoring system should automatically issue recommendations to the operator of the decision support system (DSS) about switching to the backup semi-set of the SRS (SNO). The transmission of all available measurement information to the onshore AIC is carried out only in the case of determining the type of technical condition that is different from the “confirmed” statuses of normal operation or an accident, for example, a pre-failure technical condition characterized by the statuses “orienting”, “extrapolated”, “unreliable” [9, eleven]. On the probability graph of Fig. 5, these states are designated as "1", "2", "3", "6", characterizing the dangerous states of the monitored object and requiring the intervention of the operator of the AtoN monitoring system or ACS DS to make a decision [13]. In some cases, when recognizing an emergency condition of a controlled SRS (AtoN) after transferring its ACS to the reserve, the operator of the AtoN monitoring system can request from the onboard AIC all available measurement information for a detailed analysis of the situation in the process of diagnosing a failed half-set of the monitoring object, since in order to identify adjustments and test checks of the SRS and AtoN, only a formalized signal with a class of its technical condition is not enough.

На шаге 21 кодируют формализованный сигнал об отказе (предотказном техническом состоянии) методами, принятыми в системах радиосвязи.At step 21, a formalized failure signal (pre-failure technical condition) is encoded using the methods adopted in radio communication systems.

На шаге 22 излучают формализованный сигнал об отказе (предотказном техническом состоянии) объекта мониторинга в свободное пространство.At step 22, a formalized failure signal (pre-failure technical condition) of the monitored object is emitted into free space.

Вторым этапом способа является проведение процесса идентификации береговым АИК отказа, обнаруженного бортовым АИК на средстве мониторинга, при котором осуществляют выполнение шагов 23-33.The second step of the method is to carry out the process of identifying the failure detected by the onboard AIC on the monitoring tool by the onshore AIC, in which steps 23-33 are performed.

На шаге 23 принимают радиоприемными устройствами берегового АИК подсистемы мониторинга СНО АСУ ДС формализованный сигнал бортового АИК об отказе (предотказном техническом состоянии) СРС или СНО.At step 23, the radio receivers of the onshore AIC of the subsystem for monitoring the AtoN of the ACS DS receive a formalized signal of the onboard AIK about the failure (pre-failure technical condition) of the SRS or AtoN.

На шаге 24 декодируют сигнал об отказе (предотказном техническом состоянии) СРС или СНО методами, принятыми в системах радиосвязи.At step 24, the signal about the failure (pre-failure technical condition) of the CPC or AtoN is decoded by the methods adopted in radio communication systems.

На шаге 25 обрабатывают декодированный сигнал с бортового АИК средства мониторинга совместно с сигналами берегового АИК, а также с измерительной информацией инструментального контроля по проводным каналам телеизмерения-телесигнализации (ТИ-ТС) с аварийных объектовых АИК СРС и СНО, полученной как в ходе проведения предыдущих мероприятий технического обслуживания и мониторинга, так и по запросу оператора системы мониторинга СНО с сохранением её в базе знаний берегового АИК. При этом процедура идентификации отказа на втором этапе многоуровневого контроля подробно описана в [13]. Поскольку подсистема мониторинга СНО работает в интересах распределенной АСУ ДС, как элемента СППР, а ошибки первого рода («ложная тревога») и второго рода («пропуск отказа») возникают не только в АИК, но и при передаче ИИ по каналам телеизмерений («ТИ») и телесигнализации («ТС»), то вероятностный граф определения вида технического состояния средств связи и СНО, приведенный на фиг. 5 может быть преобразован в многоэтапный вероятностный граф функционирования всей АСУ ДС с учетом этапа передачи информации в СППР, как показано на фиг. 6. На данном графе появляется еще один этап, на котором также могут иметь место ошибки первого и второго рода – этап прогноза технического состояния СРС и СНО путем перехода на резервные комплекты телекоммуникационного и навигационного оборудования. Надёжностная схема замещения вероятностного графа АСУ ДС с учетом четвертого этапа принятия решения на восстановление оказавшего СРС и СНО (переход на резервный полукомплект) в СППР приведена на фиг. 7 и описана в [13]. Процесс определения финальной вероятности нормального функционирования системы P _нф с учетом ошибок первого α и второго β рода на разных этапах описан в [13], приведен на фиг. 8, а выражение для ее оценки имеет вид: At step 25, the decoded signal from the onboard AIK of the monitoring tool is processed together with the signals of the coastal AIK, as well as with the measuring information of instrumental control via wire telemetry-telesignaling channels (TI-TS) from emergency object AIK SRS and AtoN, obtained as in the course of previous activities maintenance and monitoring, and at the request of the operator of the AtoN monitoring system with its preservation in the knowledge base of the coastal AIC. In this case, the failure identification procedure at the second stage of multilevel control is described in detail in [13]. Since the AtoN monitoring subsystem works in the interests of a distributed ACS DS, as an element of the DSS, and errors of the first kind (“false alarm”) and the second kind (“missing a failure”) occur not only in the AIC, but also during the transmission of AI through telemetry channels (“ TI") and telesignaling ("TS"), then the probabilistic graph for determining the type of technical condition of communications and AtoN, shown in Fig. 5 can be converted into a multi-stage probabilistic graph of the functioning of the entire ACS DS, taking into account the stage of transferring information to the DSS, as shown in FIG. 6. On this graph, another stage appears, at which errors of the first and second types can also occur - the stage of forecasting the technical condition of the SRS and AtoN by switching to backup sets of telecommunications and navigation equipment. The reliable substitution scheme for the probabilistic graph of the ACS DS, taking into account the fourth stage of the decision to restore the rendered SRS and AtoN (transition to a backup semi-set) in the DSS, is shown in Fig. 7 and described in [13]. The process of determining the final probability of the normal functioning of the system P _nf , taking into account errors of the first α and second β types at different stages, is described in [13], shown in Fig. 8, and the expression for its evaluation has the form:

Процесс определения финальной вероятности отказа системы, также описан в [13] приведен, соответственно, на фиг. 9, а выражение для ее оценки имеет вид:The process of determining the final probability of system failure, also described in [13] is shown, respectively, in Fig. 9, and the expression for its evaluation has the form:

При этом на фиг. 6-9 обозначены:Meanwhile, in FIG. 6-9 are marked:

Р ₁ – априорная вероятность нормального функционирования объекта мониторинга (ОМ) (N); Р ₁ – a priori probability of normal functioning of the monitoring object (OM) ( N );

Р ₂ – априорная вероятность ненормального функционирования ОМ

; P ₂ - a priori probability of abnormal functioning of the OM

;

N – нормальное техническое состояние СРС (СНО), параметры в норме; N - normal technical condition of the SRS (SNO), the parameters are normal;

O – обнаружение отказа, выход параметра СРС (СНО) за пределы норм;O – failure detection, CPC (CHO) parameter out of limits;

A – аварийное (предаварийное) техническое состояние СРС и СНО;A - emergency (pre-emergency) technical condition of the SRS and AtoN;

α – ошибка первого рода «ложная тревога»

α - error of the first kind "false alarm"

β – ошибка второго рода «необнаруженный отказ»

β is the error of the second kind "undetected failure"

Авт.рез. – автоматический переход на резервный комплект СРС (СНО);Autores. – automatic transition to the backup set of SRS (SNO);

Руч.рез. – ручное резервирование ОМ оператором системы мониторинга СНО после опроса объектового АИК районных водных путей и судоходства;Manual cut - manual reservation of OM by the operator of the AtoN monitoring system after polling the facility AIC of regional waterways and navigation;

I, II, III, IV – этапы процедуры мониторинга;I, II, III, IV - stages of the monitoring procedure;

«*» – вид технического состояния СРС и СНО на этапах мониторинга."*" - the type of technical condition of the SRS and AtoN at the monitoring stages.

На этапе обнаружения отказа осуществляется контроль комплексного показателя СРС и СНО Λ(a) по заданному в исходных данных пороговому значению параметра a ₀. При выполнении заданного условия (например, Λ(a) > a ₀) формируется сигнал о нормальном функционировании СРС (СНО). Пороговые значения (допуски) на параметры

СРС и СНО, используются на различных k уровнях его функционирования

доступных для дистанционного съема ИИ (комплекс, стойка, блок, узел и пр.). Порядок определение допусков на параметры СРС и СНО приведен в [8] и поясняется фиг. 10, на которой приведен пример формирования области неопределенности при оценке технического состояния средств связи и СНО двумя выходными параметрами (m = 2), а также фиг. 11, на которой условно показана корреляция значений двух параметров (m = 2) в виде эллипса качества (фиг. 11, а) с учетом ошибок 1-го и 2-го рода, а также трех параметров (m = 3) в виде эллипсоида качества в многопараметрическом пространстве с учетом ошибок 2-го рода и ошибок 1-го рода (фиг. 11, b и с соответственно). При выходе значения обобщенного (комплексного) показателя за пределы допуска осуществляется измерение значений показателей технического состояния (параметров) на локальном уровне объектовым АИК непосредственно на позиции (на объекте) размещения СРС (СНО), которые на следующем этапе сравнивают с пороговыми значениями Λ(a) > a ₀ для идентификации места отказа. По результатам сравнения определяется нормальное техническое состояние СРС (СНО) (N) с вероятностью P ₁ = P(N), либо его аномальное техническое состояние

с вероятностью P ₂ =

Аналогично происходит выявление нарушения работоспособности системы связи и СНО, т. е. ее аварийного состояния – (А) на последующих

уровнях контроля и управления системой. Переход на следующий уровень идентификации отказа осуществляется при выполнении условия, что на предыдущем уровне было обнаружено аварийное состояние (А) и измеренные значения параметров этого уровня вышли за пределы допуска.At the stage of failure detection, the complex indicator of CPC and CHO Λ( a ) is monitored according to the threshold value of the parameter a ₀ specified in the initial data. When a given condition is met (for example, Λ( a ) > a ₀ ), a signal is generated about the normal functioning of the SRS (SNO). Threshold values (tolerances) for parameters

SRS and AtoN are used at various k levels of its functioning

available for remote removal of AI (complex, rack, block, node, etc.). The procedure for determining the tolerances for the CPC and AtoN parameters is given in [8] and is explained in Fig. 10, which shows an example of the formation of an area of uncertainty when assessing the technical condition of communication facilities and aids to navigation by two output parameters ( m = 2), as well as FIG. 11, which conditionally shows the correlation of the values of two parameters ( m = 2) in the form of a quality ellipse (Fig. 11, a ) taking into account errors of the 1st and 2nd kind, as well as three parameters ( m = 3) in the form of an ellipsoid quality in a multi-parameter space, taking into account errors of the 2nd kind and errors of the 1st kind (Fig. 11, b and c, respectively). When the value of the generalized (complex) indicator goes beyond the tolerance limits, the values of the technical condition indicators (parameters) are measured at the local level by the object AIC directly at the position (on the object) of the SRS (AtoN), which at the next stage are compared with the threshold values Λ( a ) > a ₀ to identify the location of the failure. Based on the results of the comparison, the normal technical condition of the SRS (SNO) ( N ) is determined with a probability P ₁ = P ( N ), or its abnormal technical condition

with probability P ₂ =

Similarly, there is a detection of a violation of the communication system and AtoN, i.e. its emergency state - (A) at subsequent

levels of control and management of the system. The transition to the next level of failure identification is carried out when the condition is met that an emergency condition (A) was detected at the previous level and the measured values of the parameters of this level are out of tolerance.

На шаге 26 отображают информацию о виде технического состояния аварийного СРС и СНО и критичном параметре на мониторе пульта оператора подсистемы мониторинга или на коллективном табло АСУ ДС, см. фиг. 12.At step 26, information is displayed on the type of technical condition of the emergency SRS and AtoN and the critical parameter on the monitor of the operator's console of the monitoring subsystem or on the collective display of the ACS DS, see Fig. 12.

На шаге 27 регистрируют результаты измерений параметров СРС и СНО и результаты совместной обработки измерительной информации в базе знаний берегового АИК системы мониторинга в виде вейвлет-коэффициентов [11, 12].At step 27, the measurement results of the SRS and AtoN parameters and the results of joint processing of the measurement information are recorded in the knowledge base of the coastal AIC of the monitoring system in the form of wavelet coefficients [11, 12].

На шаге 28 принимают решение на включение резервного комплекта СРС и СНО и на проведение инструментального контроля аварийного комплекта оборудования (повышение излучаемой мощности, корректировку ориентации излучающей антенны и др. регулировки). Если по результатам обработки всей доступной измерительной информации из берегового, бортового и объектового АИК отказ объекта мониторинга не определен, то переход к шагу 34. Если по результатам обработки всей доступной измерительной информации из берегового, бортового и объектового АИК отказ объекта мониторинга определен, то принимается решение на включение резервного комплекта СРС (СНО), для чего необходимо дать команду на повторную процедуру мониторинга включенного резервного полукомплекта СРС (СНО), т. е. переход к шагу 29. И только после этого могут быть начаты процедуры диагностики (определения места отказа) на аварийном комплекте. At step 28, a decision is made to turn on the backup set of SRS and AtoN and to carry out instrumental control of the emergency set of equipment (increasing the radiated power, adjusting the orientation of the emitting antenna, and other adjustments). If, based on the results of processing all available measurement information from the onshore, onboard and on-site AIC, the failure of the monitored object is not determined, then go to step 34. to turn on the backup set of SRS (SHO), for which it is necessary to give a command to repeat the procedure for monitoring the included reserve half-set of SRS (SHO), i.e. go to step 29. And only after that, diagnostic procedures (determining the location of failure) can be started on emergency kit.

На шаге 29 формируют сигнал на средство мониторинга для повторного обхода ближней (дальней) зоны включенного резервного комплекта СРС (СНО) по процедуре первого этапа способа (шаги 11-22). Также будет формироваться сигнал на средство мониторинга для повторного обхода вновь включенного основного комплекта объекта контроля после окончания на нем процедуры диагностики (регулировки или ремонта) для последующего осуществления перехода с резервного на основное СРС или СНО.At step 29, a signal is generated to the monitoring tool for re-bypassing the near (far) zone of the included backup set of CPC (CHO) according to the procedure of the first stage of the method (steps 11-22). A signal will also be generated for the monitoring tool to re-bypass the newly switched on main set of the test object after the end of the diagnostic procedure (adjustment or repair) on it for the subsequent transition from the backup to the main SRS or AtoN.

На шаге 30 кодируют сигнал на повторный обход аварийного СРС и СНО методами, принятыми в системах радиосвязи.At step 30, the signal to re-bypass the emergency CPC and AtoN is encoded by methods adopted in radio communication systems.

На шаге 31 излучают в свободное пространство сигнал на повторный обход средством мониторинга аварийного СРС (СНО).At step 31, a signal is emitted into free space to re-bypass the emergency CPC (Ato) monitoring tool.

На шаге 32 принимают бортовыми РПУ средства мониторинга формализованный сигнал на повторный обход контролируемого СРС (СНО).At step 32, a formalized signal is received by the on-board RPU monitoring means to re-bypass the controlled SRS (AtoN).

На шаге 33 декодируют сигнал на повторный обход средством мониторинга СРС (СНО), далее процедуры первого этапа способа по шагам 11-22.At step 33, the signal to re-bypass the CPC monitoring tool (CHO) is decoded, then the procedures of the first stage of the method in steps 11-22.

Завершающим этапом способа является актуализация базы знаний берегового АИК подсистемы мониторинга СРС (СНО) в соответствии с измерительной информацией бортового АИК средства мониторинга по шагам 34-37.The final step of the method is updating the knowledge base of the onshore AIC of the SRS monitoring subsystem (SNO) in accordance with the measurement information of the onboard AIC of the monitoring tool in steps 34-37.

На шаге 34 заканчивают процедуру мониторинга со швартовкой БЭВС к причалу порта.At step 34, the monitoring procedure is completed with the UEVS mooring to the port berth.

На шаге 35 актуализируют базу знаний берегового АИК подсистемы мониторинга СРС (СНО) измерительной информацией базы знаний бортового АИК с учетом проведенного экспресс-контроля в ходе процедуры мониторинга. Для актуализации (переноса) информации баз данных могут использоваться как проводные каналы, так и беспроводные каналы связи (Wi-Fi), либо отчуждаемый носитель (USB-накопитель).At step 35, the knowledge base of the onshore AIC of the SRS monitoring subsystem (SNO) is updated with the measuring information of the knowledge base of the onboard AIC, taking into account the express control carried out during the monitoring procedure. To update (transfer) database information, both wired channels and wireless communication channels (Wi-Fi), or an alienable media (USB drive) can be used.

На шаге 36 корректируют исходные данные программы предварительного этапа способа и для имитационных моделей системы мониторинга технического состояния элементов распределенной СРС и СНО [14]. At step 36, the initial data of the program of the preliminary stage of the method are corrected for the simulation models of the system for monitoring the technical condition of the elements of the distributed SRS and AtoN [14].

На шаге 37 формируют различные виды отчетов и протоколов измерений о техническом состоянии СРС и СНО по результатам экспресс-контроля, проведенного в ходе процедуры мониторинга. At step 37, various types of reports and measurement protocols are generated on the technical condition of the SRS and AtoN based on the results of express control carried out during the monitoring procedure.

Заявленный способ мониторинга может быть использован:The claimed monitoring method can be used:

при вводе СРС и СНО в эксплуатацию;when putting SRS and AtoN into operation;

при периодических плановых поверках СРС и СНО и в ходе их технического обслуживания (инструментального контроля);during periodic scheduled verifications of SRS and AtoN and during their maintenance (instrumental control);

при неплановых поверках СРС и СНО, связанных с замечаниями или жалобами капитанов судов, а также при воздействиях на СРС и СНО искусственного и естественного характера (техногенных катастроф, ураганов и пр.);in case of unscheduled verifications of the SRS and AtoN related to the comments or complaints of ship captains, as well as in case of impacts on the SRS and AtoN of an artificial and natural nature (man-made disasters, hurricanes, etc.);

при разработке и испытаниях новых образцов СРС и СНО, систем посадки и радионавигационных систем для пилотируемой и беспилотной авиации наземного и водного базирования; in the development and testing of new models of SRS and AtoN, landing systems and radio navigation systems for manned and unmanned aircraft, ground and water-based;

при выполнении научно-исследовательских работ в области совершенствования СРС и СНО и повышения их эффективности функционирования;when performing research work in the field of improving the SRS and AtoN and increasing their efficiency of functioning;

при проведении обучения специалистов речного и морского флота.during the training of specialists of the river and sea fleet.

Предлагаемое изобретение было создано специалистами кафедры судоходства на внутренних водных путях и научного центра ФГБОУ ВО «Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С.О. Макарова» в составе научно-исследовательской работы. Были произведены экспериментальные исследования и расчеты, показавшие возможность использования заявляемого способа для мониторинга технического состояния берегового и плавучего навигационного и телекоммуникационного оборудования внутренних водных путей Российской Федерации, а также в портах и прибрежных морских районах, в том числе в районах с интенсивным судоходством.The proposed invention was created by specialists of the Department of Navigation on Inland Waterways and the Scientific Center of the Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “State University of the Sea and River Fleet named after Admiral S.O. Makarov" as part of the research work. Experimental studies and calculations were carried out that showed the possibility of using the proposed method for monitoring the technical condition of coastal and floating navigation and telecommunications equipment of inland waterways of the Russian Federation, as well as in ports and coastal sea areas, including areas with intensive navigation.

Изложенное позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «промышленная применимость».The foregoing allows us to conclude that the invention meets the criterion of "industrial applicability".

Источники информацииSources of information

1. Обновление сигнализации на внутренних водных путях (СИГВВП-2002). Европейская Экономическая Комиссия / Комитет по внутреннему транспорту / Рабочая группа по внутреннему водному транспорту / Рабочая группа по унификации технических предписаний и правил безопасности на внутренних водных путях / XXIV-я сессия ООН, 5-7.06.2002. TRANS/SC.3/WP.3/2002/17 12 March 2002.1. Update of signaling on inland waterways (SIGNI-2002). Economic Commission for Europe / Inland Transport Committee / Working Party on Inland Water Transport / Working Party on the Unification of Technical and Safety Regulations on Inland Waterways / XXIVth UN Session, 5-7.06.2002. TRANS/SC.3/WP.3/2002/17 12 March 2002.

2. Приказ Министерства транспорта Российской Федерации от 18.01.2005. № 1. г. Москва, Об утверждении Федеральных авиационных правил «Летные проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, авиационной электросвязи и систем светосигнального оборудования аэродромов гражданской авиации» // Российская газета. – № 3733. – 2005. – 31 марта.2. Order of the Ministry of Transport of the Russian Federation dated 18.01.2005. No. 1. Moscow, On the approval of the Federal Aviation Rules "Flight checks of ground-based means of radio-technical flight support, aviation telecommunications and systems of lighting equipment for civil aviation airfields" // Rossiyskaya Gazeta. - No. 3733. - 2005. - March 31.

3. Раев А.А., Вороник В.И., Кононенко А.В., Кузнецов М. М., Раев А.А. Использование беспилотных летательных аппаратов при оценке характеристик ЗРС // Вестник воздушно-космической обороны. 2017. № 2 (14). С. 45-48.3. Raev A.A., Voronik V.I., Kononenko A.V., Kuznetsov M.M., Raev A.A. The use of unmanned aerial vehicles in assessing the characteristics of air defense systems // Bulletin of the Aerospace Defense. 2017. No. 2 (14). pp. 45-48.

4. Радиомаяки радиотехнической системы ближней навигации. Методы летных испытаний. ГОСТ 26904-86. ИПК. Издательство стандартов. 1997.4. Radio beacons of the short-range navigation radio system. Flight test methods. GOST 26904-86. IPK. Standards Publishing House. 1997.

5. Войтович Н.И., Жданов Б.В. Способ летных проверок наземных средств радиотехнического обеспечения полетов и устройства для его применения // Патент на изобретение RU 2501031 С2, опубл. 10.12.2013, бюл. № 34.5. Voitovich N.I., Zhdanov B.V. The method of flight checks of ground means of radio technical support for flights and devices for its application // Patent for invention RU 2501031 C2, publ. 12/10/2013, bul. No. 34.

6. Методические указания по летной проверке наземных радиомаяков инструментальной системы посадки аппаратурой летного контроля АЛК-70. – М.: ГосНИИ ГА, 1976. – 9 с.6. Guidelines for flight testing of ground-based radio beacons of the instrumental landing system using ALK-70 flight control equipment. - M.: GosNII GA, 1976. - 9 p.

7. Абрамов О.В. Планирование профилактических коррекций параметров технических устройств и систем // Информатика и системы управления. 2017. № 3 (53). С. 55-66.7. Abramov O.V. Planning of preventive corrections of parameters of technical devices and systems. Informatics and control systems. 2017. No. 3 (53). pp. 55-66.

8. Федоренко В.В., Будко П.А. Расчет эксплуатационных допусков на параметры каналообразующей аппаратуры // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника. 2000. Т. 43. № 3-4. С. 55-60.8. Fedorenko V.V., Budko P.A. Calculation of operational tolerances for the parameters of the channel-forming equipment // Izvestiya of higher educational institutions. Radioelectronics. 2000. V. 43. No. 3-4. pp. 55-60.

9. Винограденко А.М., Меженов А.В., Будко Н.П. К вопросу обоснования понятийного аппарата неразрушающего экспресс-контроля технического состояния оборудования системы связи и радиотехнического обеспечения аэродрома // Наукоемкие технологии в космических исследованиях Земли. 2019. Т. 11. № 6. С. 30-44. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10293.9. Vinogradenko A.M., Mezhenov A.V., Budko N.P. To the question of substantiation of the conceptual apparatus of non-destructive express control of the technical condition of the equipment of the communication system and radio technical support of the airfield // Science-intensive technologies in space research of the Earth. 2019. V. 11. No. 6. S. 30-44. doi: 10.24411/2409-5419-2018-10293.

10. Будко П.А. Управление ресурсами информационно-телекоммуникаци-онных систем. Методы оптимизации: Монография. – СПб.: ВАС, 2012. – 512 с.10. Budko P.A. Resource management of information and telecommunication systems. Optimization methods: Monograph. - St. Petersburg: VAS, 2012. - 512 p.

11. Kotenko I.V., Budko P.A., Vinogradenko A.M., Saenko I.B. An Approach for Intelligent Evaluation of the State of Complex Autonomous Objects Based on the Wavelet Analysis // The 18th International conference on intelligent software methodologies, tools and techniques (SOMET'2019). Kuching, Sarawak, Malaysia, 23-25 September 2019. С. 25-38. doi: 10.3233/FAIA190036. 11. Kotenko I.V., Budko P.A., Vinogradenko A.M., Saenko I.B. An Approach for Intelligent Evaluation of the State of Complex Autonomous Objects Based on the Wavelet Analysis // The 18th International conference on intelligent software methodologies, tools and techniques (SOMET'2019). Kuching, Sarawak, Malaysia, 23-25 September 2019, pp. 25-38. doi: 10.3233/FAIA190036.

12. Будко П.А., Жуков Г.А., Винограденко А.М., Гойденко В.К. Определение аварийного состояния морского робототехнического комплекса по многоэтапной процедуре контроля на основе использования вейвлет-преобразований // Морская радиоэлектроника. 2016. № 4 (58). С. 18-23.12. Budko P.A., Zhukov G.A., Vinogradenko A.M., Goydenko V.K. Determination of the emergency state of the marine robotic complex by a multi-stage control procedure based on the use of wavelet transforms // Marine radioelectronics. 2016. No. 4 (58). pp. 18-23.

13. Аллакин В.В., Будко Н.П. Идентификация состояния узлов информационно-телекоммуникационных сетей общего пользования подсистемой мониторинга информационной безопасности // Техника средств связи. 2020. № 3 (151) С. 58-64.13. Allakin V.V., Budko N.P. Identification of the state of nodes of information and telecommunication networks of general use by the information security monitoring subsystem. 2020. No. 3 (151) S. 58-64.

14. Яшин А.И., Будко П.А., Винограденко А.М., Педан А.В. Имитационное моделирование автоматизированной системы контроля технического состояния элементов распределенных радиоцентров // Морская радиоэлектроника. 2018. № 1 (63). С. 32-37.14. Yashin A.I., Budko P.A., Vinogradenko A.M., Pedan A.V. Simulation modeling of an automated system for monitoring the technical condition of elements of distributed radio centers // Marine radioelectronics. 2018. No. 1 (63). pp. 32-37.

Claims (19)

Способ мониторинга технического состояния береговых и плавучих средств связи (СрС) и навигационного оборудования (СНО), с помощью системы мониторинга, состоящей из берегового и бортового автоматизированных измерительных комплексов (АИК) с базами знаний, расположенных соответственно на берегу и на борту средства мониторинга (СрМ), характеризующийся тем, что бортовым АИК измеряют координаты СрС и СНО и одновременно формируют радионавигационные сигналы, которые кодируют, излучают, принимают береговым АИК, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода измерительного прибора берегового АИК, отображают и регистрируют результаты измерений и результаты совместной обработки сигналов, отличающийся тем, что в качестве СрМ использовано дистанционно управляемое безэкипажное водное судно (БЭВС), оснащенное бортовым АИК, выполненным с возможностью приема сигналов СрС и СНО различных диапазонов волн, выделенных для связи на внутренних водных путях Российской Федерации (ВВП РФ) и морской подвижной службы, при этом при проведении мониторинга:Method for monitoring the technical condition of coastal and floating communication facilities (CRS) and navigation equipment (SNO), using a monitoring system consisting of onshore and onboard automated measuring systems (AMC) with knowledge bases located respectively on the shore and on board the monitoring tool (CMS) ), characterized in that the on-board AIK measures the coordinates of SRS and AtoN and at the same time generates radio navigation signals that encode, emit, receive by the coastal AIK, decode, process together with signals from the output of the coastal AIK measuring device, display and record the measurement results and the results of joint processing signals, characterized in that a remotely controlled unmanned watercraft (REV) equipped with an onboard AIK, made with the ability to receive signals from SRS and AtoN of various wave bands allocated for communication on the inland waterways of the Russian Federation (VVP RF) and sea sub important service, while monitoring: - на предварительном этапе оценивают обстановку в акваториях внутренних водных путей (ВВП) или прибрежной морской акватории по времени суток, года, климатическим факторам, интенсивности судоходства и внешним воздействиям на объекты мониторинга,- at the preliminary stage, assess the situation in the water areas of inland waterways (IWR) or the coastal marine area by time of day, year, climatic factors, intensity of navigation and external impacts on monitoring objects, - с помощью автоматизированной системы управления движением судов (АСУ ДС) определяют состав контролируемых СрС и СНО (n),- with the help of an automated vessel traffic control system (ACS DS), the composition of the controlled SRS and AtoN (n) is determined, - устанавливают координаты точек размещения контролируемых СрС и СНО,- set the coordinates of the placement points of controlled SRS and AtoN, - формируют перечень контролируемых параметров (m) каждого контролируемого СрС и СНО, на которые назначают эксплуатационные и профилактические допуски,- form a list of controlled parameters (m) of each controlled SRS and AtoN, to which operational and preventive tolerances are assigned, - задают значения ошибок первого и второго рода для повышения достоверности при определении вида технического состояния контролируемых СрС и СНО,- set the values of errors of the first and second kind to increase the reliability in determining the type of technical condition of the controlled SRS and AtoN, - комплектуют набор G измерительных модулей радионавигационных сигналов

бортового АИК в зависимости от перечня контролируемых параметров

и состава контролируемых СрС и СНО

- complete a set of G measuring modules of radio navigation signals

onboard AIK depending on the list of controlled parameters

and composition of controlled SRS and SNO

- на основании укомплектованного набора G измерительных модулей бортового АИК и его массогабаритных показателей выбирают СрМ малого или среднего класса,- on the basis of the completed set G of the measuring modules of the on-board AIC and its weight and size indicators, a CPM of a small or medium class is selected, - задают маршруты обхода ближней и дальней зон излучения контролируемых СрС и СНО при проведении процедуры дистанционного мониторинга параметров их технического состояния,- set routes for bypassing the near and far zones of radiation of controlled SRS and AtoN during the procedure for remote monitoring of the parameters of their technical condition, - актуализируют базу знаний бортового АИК с базой знаний берегового АИК измерительной информацией о значениях параметров технического состояния контролируемых СрС и СНО для обеспечения режима реального времени,- update the knowledge base of the onboard AEC with the knowledge base of the onshore AEC with measuring information about the values of the parameters of the technical condition of the controlled SRS and AtoN to ensure real-time mode, - на первом этапе выводят СрМ с бортовым АИК на маршрут обхода контролируемых СрС или СНО, при прохождении которого дистанционно измеряют доступные для контроля i-е параметры радиоизлучающих СрС или СНО,- at the first stage, the CMS with the onboard AIC is taken to the bypass route of the controlled CRS or AtoN, during the passage of which the i-th parameters of the radio-emitting CRS or AtoN available for control are measured remotely, - сохраняют измеренные значения параметров в вейвлет-коэффициентах,- store the measured values of the parameters in wavelet coefficients, - сравнивают их методом вейвлет-анализа с сохраненными в базе знаний бортового АИК номинальными значениями,- they are compared by the wavelet analysis method with the nominal values stored in the knowledge base of the onboard AIC, - обрабатывают измерительную информацию по m контролируемым параметрам всех контролируемых СрС и СНО для установления их вида технического состояния и,- process measurement information on m controlled parameters of all controlled SRS and AtoN to establish their type of technical condition and, - в случае выявления отказа или предотказного состояния – формируют сигнал об отказе или предотказном техническом состоянии СрС или СНО, кодируют и излучают его;- in the event of a failure or pre-failure state - a signal is generated about the failure or pre-failure technical condition of the SRS or AtoN, encoded and emitted; - на втором этапе для идентификации отказа принимают береговым АИК сигнал с измерительной информацией об отказе или предотказном состоянии СРС или СНО, декодируют его и обрабатывают совместно с измерительной информацией базы знаний берегового АИК и объектовых баз данных СрС и СНО,- at the second stage, to identify the failure, the onshore AIK receives a signal with measuring information about the failure or pre-failure state of the SRS or AtoN, decodes it and processes it together with the measurement information of the knowledge base of the onshore AIK and the object databases of SRS and AtoN, - отображают и регистрируют сигнал об отказе или предотказном состоянии СрС или СНО и принимают решение на включение резервного комплекта СрС или СНО и на проведение инструментального контроля или регулировок аварийного комплекта оборудования,- display and record a signal about a failure or pre-failure condition of the SRS or AtoN and make a decision to turn on the backup set of SPS or AtoN and to carry out instrumental control or adjustments of the emergency set of equipment, - формируют сигнал на бортовой АИК для повторного обхода соответствующей зоны включенного резервного комплекта СрС или СНО по процедуре первого этапа,- a signal is generated on the onboard AIC for re-bypassing the corresponding zone of the included backup set of SRS or AtoN according to the procedure of the first stage, - на завершающем этапе заканчивают процедуру мониторинга со швартовкой СрМ к причалу порта, актуализируют базу знаний берегового АИК АСУ ДС измерительной информацией из базы знаний бортового АИК, корректируют исходные данные для предварительного этапа и для имитационных моделей автоматизированной подсистемы мониторинга АСУ ДС, формируют различные виды отчетов и протоколов измерений о техническом состоянии СРС и СНО по результатам мониторинга.- at the final stage, they complete the monitoring procedure with the mooring of the MMS to the port berth, update the knowledge base of the onshore AIS of the ACS DS with measuring information from the knowledge base of the onboard AIS, correct the initial data for the preliminary stage and for simulation models of the automated monitoring subsystem of the ACS DS, form various types of reports and measurement protocols on the technical condition of the SRS and AtoN based on the results of monitoring.

Images