Алгоритмическое и программное обеспечение бортового комплекса мониторинга лесопожарной обстановки

• Автор: Шкуратов, Антон Викторович
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 166 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ОБСТАНОВКИ
1.1 Актуальность применения информационнотелекоммуникационных средств при патрулировании на воздушных судах

1.2 Анализ технологии работы летчиканаблюдателя.

1.3 Задачи программного обеспечения мониторинга лесопожарной обстановки при патрулировании на воздушных судах.

1.3.1 Задачи передачи навигационной и производственной информации

1.3.2 Задачи получения информации, необходимой для подготовки к полету и во время патрулирования.

1.3.3 Задачи обработки полученной информации.

1.4 Анализ существующих подходов обеспечения информационного обмена и навигации на борту воздушного судна при мониторинге лесопожарной обстановки.
1.5 Предложение по реализации поставленной задачи
1.6 Выводы по главе
2 ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ОБСТАНОВКИ
2.1 Разработка технологии информационного взаимодействия с использованием бортового программного обеспечения комплекса мониторинга лесопожарной обстановки.
2.2 Исследование и разработка алгоритма фильтрации навигационной информации
2.2.1 Физическая модель полета воздушного судна при горизонтальном полете и маневрировании.
2.2.2 Особенности фиксации точек спутниковыми навигационными приемниками.
2.2.3 Разработка алгоритма фильтрации навигационной информации.
2.3 Разработка алгоритма блочнофрагментированной передачи навигационной информации в диспетчерский центр
2.4 Передача информации с борта воздушного судна в диспетчерский центр.
2.4.1 Передача данных по сотовому и спутниковому каналам связи.
2.4.2 Способы передачи информации с поддержкой ретрансляции
2.4.3 Протокол упаковки навигационных данных.
2.4.4 Взаимодействие с коммутационным сервером ИТС Ясень
2.5 Выводы по главе
3 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ОБСТАНОВКИ
3.1 Структура бортового программного обеспечения комплекса мониторинга лесопожарной обстановки
3.2 Разработка пользовательского интерфейса
3.3 Разработка способа взаимодействия компонент бортового программного обеспечения комплекса мониторинга лесопожарной обстановки.
3.4 Выводы по главе
4 ВЕРИФИКАЦИЯ АЛГОРИТМОВ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСА МОНИТОРИНГА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ОБСТАНОВКИ.
4.1 Верификация алгоритма фильтрации навигационных точек.
4.2 Верификация алгоритма упаковки навигационной информации
4.3 Верификация алгоритма блочнофрагментированной передачи навигационной информации в диспетчерский
4.4 Верификация алгоритмов передачи данных
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Постановка задач исследования и разработка концепции алгоритмического и программного обеспечения выполнены совместно С К. Т.Н. М.А. Сонькиным. Разработка структуры программного обеспечения и разбиение его на функциональные модули выполнены автором совместно с Миньковым. Разработка способов передачи данных в комбинированных сетях с поддержкой ретрансляции выполнена лично автором. Разработка алгоритма фильтрации навигационных данных, учитывающего физическую модель движения воздушного судна, выполнена лично автором. Разработка алгоритма блочнофрагментированной передачи навигационной информации на основе динамической выборки данных выполнена лично автором. Разработка параметрического подхода к формированию и передаче данных от подвижных объектов выполнена автором совместно с Д. М. Сонькиным, Миньковым. Разработка алгоритма динамической пакетизации навигационной, системной и производственной информации на основе дельтакодирования и бинарного преобразования выполнена автором совместно с Д. М. Сонькиным, Ф. В. Саврасовым. Технология информационного взаимодействия программного обеспечения бортовых комплексов мониторинга лесопожарной обстановки одного и более с программным обеспечением стационарных диспетчерских центров одного и более является основой распределенного диспетчерского управления при решении задач авиационного мониторинга лесов. Новый способ межмодульного взаимодействия программного обеспечения бортовых комплексов мониторинга лесопожарной обстановки повышает надежность формирования и обработки навигационной и производственной информации за счет дополнительной буферизации и поддержки транзакций при обработке данных. Разработанные алгоритмы фильтрации и блочнофрагментированной передачи навигационной информации позволяют эффективно использовать телекоммуникационные и вычислительные ресурсы, в том числе каналов связи, обеспечивают оперативность и равномерность передачи данных. Реализация предложенных в диссертации подходов к построению алгоритмов и программных средств позволяет автоматизировать работу летчиканаблюдателя службы авиационной охраны лесов, повысить достоверность и оперативность передаваемой информации путем интеграции с ИТС Ясень. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю кандидату технических наук, доценту М. А. Сонькину за помощь в подготовке диссертационной работы, ценные замечания и советы. АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПОСТРОЕНИЯ БОРТОВОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ЛЕСОПОЖАРНОЙ ОБСТАНОВКИ 1. Ежегодно в Российской Федерации происходят тысячи лесных пожаров, приносящие миллиардные убытки 1 государству и угрожающие жизни и благополучию населения. Правительство Российской Федерации утвердило защиту лесов после событий года как одно из приоритетных направлений развития государства 2, на которое планируется потратить бюджетные средства в размере нескольких миллиардов рублей, в том числе на покупку техники 3. Кроме того, сложная ситуация показала необходимость модификаций в системе мероприятий охраны лесов от пожаров. В перечень задач системы защиты лесов от пожаров входят 4 рис. Предупреждение лесных пожаров. Мониторинг пожарной опасности в лесах и лесных пожаров. Ликвидация последствий лесных пожаров. Тушение лесных пожаров. Организация системы оперативного управления и взаимодействия. Д, направленных на решение указанных задач. Среди них, нужно особенно выделить пункт обнаружения лесных пожаров, следующий после предупреждения лесных пожаров. Лредупреждетме . Рис. Своевременное обнаружение лесных пожаров является залогом быстрой локализации и ликвидации. Изза большой площади страны важную роль играет авиационный мониторинг, позволяющий с наибольшей скоростью и точностью обнаружить пожар, дать ему характеристику, определить его местоположение и вызвать необходимое подкрепление. Эту работу на борту воздушного судна выполняет летчикнаблюдатель. Эта работа является одной из самых важных, о чем свидетельствуют показатели, представленные в докладе на экспертном совете МЧС июля года. Автор доклада директор Центра по проблемам экологии и продуктивности лесов РАН. На рис. Цифры представлены по стране в целом. Рис.