Інтеграція оптико-електронної системи спостереження з артилерійською радіолокаційною станцією для оптимізації самооборони кораблів при пошуку мін
DOI:
https://doi.org/10.63341/vjmet/2.2024.63Ключові слова:
фільтрація шумів, навігація, маневреність, комунікаційні канали, безпека прибережних зон, автоматичні рульові системиАнотація
Метою дослідження було проаналізувати способи підвищення ефективності та точності взаємодії між оптико-електронними системами (ОЕС) і радіолокаційними станціями (РЛС) на кораблях для вдосконалення зенітно- вогневих систем у зонах самооборони. Були проаналізовані процеси інтеграції даних, автоматизації і оптимізації комунікації між системами на основі теоретичних моделей і практичних прикладів взаємодії корабельних систем. Дослідження показало, що інтеграція ОЕС спостереження з РЛС на кораблях значно підвищує точність виявлення цілей і ефективність зенітно-вогневих систем у зонах бойових дій. Встановлено, що синхронізація даних з ОЕС та РЛС забезпечує швидшу ідентифікацію загроз, особливо у складних погодних умовах або при обмеженій видимості. Проаналізовані алгоритми обробки даних, які значно покращують фільтрацію шумів і точність розпізнавання мін та інших загроз завдяки вдосконаленню методів аналізу сигналів і інтеграції інформації з різних сенсорних систем. Автоматизовані системи керування дозволяють мінімізувати час реакції на загрози, підвищуючи оперативність дій. Дослідження також виявило, що автоматичні рульові системи, інтегровані з навігаційними системами та системами захисту, ефективно зменшували ризик підриву на мінах завдяки маневрам, оптимізованим у реальному часі. Використані методи включали динамічне позиціонування та автоматичне коригування курсу корабля залежно від даних, отриманих від ОЕС і РЛС. Це сприяло швидкому реагуванню на загрози та підвищувало загальну безпеку кораблів у прибережних зонах. Встановлено, що удосконалення комунікаційних каналів між системами забезпечує зниження затримок у передачі даних, що сприяє оперативнішому реагуванню на загрози. Виявлено, що інтеграція автоматичних рульових систем з навігаційними системами покращує маневреність корабля і знижує ймовірність потрапляння в зони мінних загроз. Аналіз показав, що комплексний підхід до модернізації взаємодії між ОЕС та РЛС дозволяє створити більш стійку і ефективну систему оборони кораблів у прибережних зонах. Практична цінність дослідження полягає у можливості використання отриманих результатів для розробки та впровадження сучасних інтегрованих систем оборони кораблів, що сприяють підвищенню рівня безпеки кораблів у складних умовах
Посилання
Ali, E.S., Hasan, M.K., Hassan, R., Saeed, R.A., Hassan, M.B., Islam, S., Nafi, N.S., & Bevinakoppa, S. (2021). Machine learning technologies for secure vehicular communication in internet of vehicles: Recent advances and applications. Security and Communication Networks, 2021(1), article number 8868355. doi: 10.1155/2021/8868355.
Ballan, L., Melo, J.G.O., van den Broek, S.P., Baan, J., Heslinga, F.G., Huizinga, W., Dijk, J., & Dilo, A. (2024). EO and radar fusion for fine-grained target classification with a strong few-shot learning baseline. In Proceedings conference: Signal processing, sensor/information fusion, and target recognition XXXIII (article number 130570K). Maryland: SPIE. doi: 10.1117/12.3013756.
Bounaceur, H., Khenchaf, A., & Le Caillec, J.M. (2022). Analysis of small sea-surface targets detection performance according to airborne radar parameters in abnormal weather environments. Sensors, 22(9), article number 3263. doi: 10.3390/s22093263.
Brown, R., Carlson, C., & Halligan, M. (2021). Next generation logistics ships: Supporting the ammunition and supply demands of distributed maritime operations. Monterey: Naval Postgraduate School.
Chang, L., Liu, S., & Bowers, J.E. (2022). Integrated optical frequency comb technologies. Nature Photonics, 16(2), 95-108. doi: 10.1038/s41566-021-00945-1.
Chiou, E.K., & Lee, J.D. (2023). Trusting automation: Designing for responsivity and resilience. Human Factors, 65(1), 137-165. doi: 10.1177/00187208211009995.
Cui, H., Guan, Y., Chen, H., & Deng, W. (2021). A novel advancing signal processing method based on coupled multi-stable stochastic resonance for fault detection. Applied Sciences, 11(12), article number 5385. doi: 10.3390/ app11125385.
Dagkinis, I.K., Psomas, P.M., Platis, A.N., Dragović, B., & Nikitakos, N.V. (2023). Modelling of the availability for the ship integrated control system sensors. Cleaner Logistics and Supply Chain, 9, article number 100119. doi: 10.1016/j. clscn.2023.100119.
Del Giudice, M., Di Vaio, A., Hassan, R., & Palladino, R. (2022). Digitalization and new technologies for sustainable business models at the ship-port interface: A bibliometric analysis. Maritime Policy & Management, 49(3), 410-446. doi: 10.1080/03088839.2021.1903600.
Fathi, M., Haghi Kashani, M., Jameii, S.M., & Mahdipour, E. (2022). Big data analytics in weather forecasting: A systematic review. Archives of Computational Methods in Engineering, 29(2), 1247-1275. doi: 10.1007/s11831-021- 09616-4.
Hannaford, E., & Hassel, E. V. (2021). Risks and benefits of crew reduction and/or removal with increased automation on the ship operator: A licensed deck officer’s perspective. Applied Sciences, 11(8), article number 3569. doi: 10.3390/ app11083569.
Höffmann, M., Roy, S., Berger, A., Bergmann, W., Chan, K., Shubbak, M., Longhorst, J., Schnauder, T., Struß, O., & Büskens, C. (2021). Wind affected maneuverability of tugboat-controlled ships. IFAC-PapersOnLine, 54(16), 70-75. doi: 10.1016/j.ifacol.2021.10.075.
Kari, S.S., Raj, A.A., & Balasubramanian, K. (2023). Evolutionary developments of today’s remote sensing radar technology – right from the telemobiloscope: A review. IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine, 12(1), 67-107. doi: 10.1109/MGRS.2023.3329928.
Krile, S., Maiorov, N., & Fetisov, V. (2021). Modernization of the infrastructure of marine passenger port based on synthesis of the structure and forecasting development. Sustainability, 13(7), article number 3869. doi: 10.3390/ su13073869.
Lanza, M., Sebastian, A., Lu, W.D., Le Gallo, M., Chang, M.F., Akinwande, D., Puglisi, F.M., Alshareef, H.N., Liu, M., & Roldan, J.B. (2022). Memristive technologies for data storage, computation, encryption, and radio-frequency communication. Science, 376(6597), article number eabj9979. doi: 10.1126/science.abj9979.
Liu, J., Aydin, M., Akyuz, E., Arslan, O., Uflaz, E., Kurt, R.E., & Turan, O. (2022). Prediction of human-machine interface (HMI) operational errors for maritime autonomous surface ships (MASS). Journal of Marine Science and Technology, 27, 293-306. doi: 10.1007/s00773-021-00834-w.
Majors, D.W., & O’Neil, R.P. (2021). Integration of radar sensor data with situational awareness tools to respond to an unmanned aerial threat. (Master’s thesis, Naval Postgraduate School, Monterey, USA).
Mander, G., Enix, Z., & Deraoui, A. (2023). Naval surface warfare a cost effectiveness analysis of hard-kill versus soft-kill for ship self defense. Monterey: Naval Postgraduate School.
Mashtalir, V., Zhuk, O., Minenko, L., & Artyukh, S. (2023). Conceptual approaches to the use of wireless sensor networks by the armies of the world’s leading countries. Modern Information Technologies in the Sphere of Security and Defence, 47(2), 96-112. doi: 10.33099/2311-7249/2023-47-2-96-112.
Melnyk, O., Onishchenko, O., Onyshchenko, S., Voloshyn, A., Kalinichenko, Y., Naleva, G., & Rossomakha, O. (2022a). Autonomous ships concept and mathematical models application in their steering process control. International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation, 16(3), 553-559. doi: 10.12716/1001.16.03.18.
Melnyk, O., Onyshchenko, S., Pavlova, N., Kravchenko, O., & Borovyk, S. (2022b). Integrated ship cybersecurity management as a part of maritime safety and security system. International Journal of Computer Science and Network Security, 22(3), 135-140. doi: 10.22937/IJCSNS.2022.22.3.18.
Mercaldo, F., & Santone, A. (2021). Audio signal processing for android malware detection and family identification. Journal of Computer Virology and Hacking Techniques, 17(2), 139-152. doi: 10.1007/s11416-020-00376-6.
Voronkov, S. (2020). What is the “Sense” of naval artillery fire control systems. Retrieved from https://armyinform.com. ua/2020/03/31/yakyj-sens-u-systemah-keruvannya-vognem-korabelnoyi-artyleriyi/.
Wu, G., Atilla, I., Tahsin, T., Terziev, M., & Wang, L. (2021). Long-voyage route planning method based on multi-scale visibility graph for autonomous ships. Ocean Engineering, 219, article number 108242. doi: 10.1016/j. oceaneng.2020.108242.
Wu, X., Ding, H., Liu, N.B., & Guan, J. (2021). A method for detecting small targets in sea surface based on singular spectrum analysis. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 60, article number 5110817. doi: 10.1109/ TGRS.2021.3138488.
Xie, P., Guerrero, J.M., Tan, S., Bazmohammadi, N., Vasquez, J.C., Mehrzadi, M., & Al-Turki, Y. (2021). Optimization-based power and energy management system in shipboard microgrid: A review. IEEE Systems Journal, 16(1), 578-590. doi: 10.1109/JSYST.2020.3047673.
Zhang, J.A., Liu, F., Masouros, C., Heath, R.W., Feng, Z., Zheng, L., & Petropulu, A. (2021). An overview of signal processing techniques for joint communication and radar sensing. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 15(6), 1295-1315. doi: 10.1109/JSTSP.2021.3113120.
Zhang, M., Montewka, J., Manderbacka, T., Kujala, P., & Hirdaris, S. (2021). A big data analytics method for the evaluation of ship-ship collision risk reflecting hydrometeorological conditions. Reliability Engineering & System Safety, 213, article number 107674. doi: 10.1016/j.ress.2021.107674.
Zhang, X., et al. (2022). Finding critical scenarios for automated driving systems: A systematic mapping study. IEEE Transactions on Software Engineering, 49(3), 991-1026. doi: 10.1109/TSE.2022.3170122.
Zhou, X.Y., Liu, Z.J., Wang, F.W., & Wu, Z.L. (2021). A system-theoretic approach to safety and security co-analysis of autonomous ships. Ocean Engineering, 222, article number 108569. doi: 10.1016/j.oceaneng.2021.108569.
##submission.downloads##
-
PDF (English)
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
