МЕТОДЫ И КАНАЛЫ УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ МОРСКОГО БАЗИРОВАНИЯ В ГЕТЕРОГЕННОЙ СРЕДЕ

П.А. Будко
Д.т.н., ПАО «Информационные телекоммуникационные технологии», профессор, ученый секретарь, 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8, тел.: +7(812)295-50-69, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Г.А. Жуков
К.т.н., ПАО «Информационные телекоммуникационные технологии», доцент, советник генерального конструктора, 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8, тел.: +7(812)295-50-69, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И.А. Кулешов
К.воен.н., ПАО «Информационные телекоммуникационные технологии», доцент, первый заместитель генерального директора по научной работе, 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8, тел.: +7(812)295-50-69, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Ю.Л. Николашин
К.т.н., ПАО «Информационные телекоммуникационные технологии», доцент, генеральный директор, 197342, Санкт-Петербург, ул. Кантемировская, д. 8, тел.: +7(812)295-50-69, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Материал поступил в редакцию 16 ноября 2017 года.

Аннотация
Рассмотрены вопросы выбора методов и каналов управления робототехническими комплексами морского базирования, как связующего звена гетерогенной среды единого информационно-управляющего пространства различных физических сред. Предложено совместное использование радиолиний разных диапазонов волн, позволяющее обеспечить устойчивое доведение команд управления до робототехнических комплексов, находящихся как в надводном, так и в подводном (подледном) положении. Проанализированы возможности каналов космической, оптической (лазерной), гидроакустической и параметрической связи, а также дана сравнительная оценка каналов радиосвязи декаметровых и сверхдлинных волн по доведению информации до робототехнического комплекса, находящегося на глобальном удалении от пункта управления. Оценены возможности смешанных группировок робототехнических комплексов, действующих в разных средах (космос, воздух, вода) по повышению эффективности выполнения заданной миссии. Рассмотрены возможные методы информационного взаимодействия между подводными аппаратами и дана оценка максимальной дальности при обмене данными между глубокопогруженными объектами по гидроакустическому каналу. Выявлены возникающие трудности в обосновании вариантов построения распределенных систем управления смешанными группами робототехнических комплексов, заключающиеся в невозможности обеспечения необходимой устойчивости каналов управления и взаимодействия в группе на границах физических сред, а также малыми дальностями в обеспечении гидроакустической связи. Дана сравнительная характеристика основных типов модемов гидроакустической связи отечественных и зарубежных производителей. Сформулированы предложения по дальнейшему увеличению дальности гидроакустической связи за счет снижения скорости передачи и применения гидроакустических модемов «параллельного типа». Приведены расчеты рационального числа робототехнических комплексов, действующих в группе. Сделан вывод о том, что существенное повышение эффективности действий смешанной робототехнической группировки достигается наряду с комплексным использованием разнородных каналов управления при нахождении робототехнических комплексов в различных средах, применением методов, основанных на современных технологиях программируемого радио с элементами когнитивных радиосистем, искусственного интеллекта и нейробионики при обработке принимаемой информации в ходе интенсивного информационного взаимодействии на основе общих баз данных распределенных систем.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта №16-29-04326 офи_м.

Ключевые слова
Робототехнический комплекс, канал космической связи, декаметровая радиолиния, гидроакустическая связь, эффект Доплера.

Индекс УДК
681.51:007.52

Библиографическое описание
Будко П.А. Методы и каналы управления робототехническими комплексами морского базирования в гетерогенной среде / П.А. Будко, Г.А. Жуков, И.А. Кулешов, Ю.Л. Николашин // Робототехника и техническая кибернетика. – №4(17). – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2017. – С. 28-40.

Литература

1. Бочаров Л. Необитаемые подводных аппараты: состояние и общие тенденции развития // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. №7. 2009.
2. Будко П.А., Чихачев А.В., Баринов М.А., Винограденко А.М. Принципы организации и планирования сильносвязной телекоммуникационной среды сил специального назначения // Т-Сомм – Телекоммуникации и транспорт. №6, 2013. – С.8-12.
3. Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение. №5. 2013. С. 79-88.
4. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / Под ред. М.Д. Агеева. – С.: Наука, 2005. 398 с.
5. Стопцов Н.А., Бойцов В.И., Шелемин В.Н. Связь под водой. – Л.: Судо-строение, 1990. – 248 с.
6. Инзарцев А.В., Павин А.М., Багницкий А.В. Планирование и осуществление действий обследовательского подводного робота на базе поведенческих методов // Подводные исследования и робототехника. №1 (15) 2013. С. 4-16.
7. Пшиханов В.Х., Чернухин Ю.В., Федотов А.А. и др. Разработка интеллектуальной системы управления автономного подводного аппарата // Известия южного федерального университета. Технические науки. Вып. 3 (152) 2014. С. 87-101.
8. Мартынов Л.А., Машошин А.И., Пашкевич И.В., Соколов А.Л. Система управления – наиболее сложная часть автономных необитаемых подводных аппаратов. // Морская радиоэлектроника. №4. 2015. С. 27 – 33.
9. Бычков И.В., Кензин М.Ю., Максимкин Н.Н., Киселев Л.В. Эволюционные модели маршрутизации группового движения подводных роботов при многоцелевом динамическом мониторинге морских акваторий // Подводные исследования и робототехника. №2. (18). 2014. С. 4-13.
10. Баканов Д.В., Мороз Н.В., Пухов Г.Г., Салюк Д.В., Тимчук А.А. Применение многофункциональн6ой системы персональной спутниковой связи «Гонец-Д1М» для обеспечения информационного взаимодействия между удаленными абонентами. // Техника средств связи. Вып. 3 (142). 2014. С. 63-67.
11. Рекомендация МСЭ-R Р.372-10 «Радиошум».
12. Долуханов М.П. Распространение радиовлолн. М.: Связь. 1972. 336 с.
13. Неволин Т.Н., Щепотин В.И. Организация и планирование радиосвязи на морском флоте. М.: Транспорт. 1977. 262 с.
14. Акулов В.С., Салюк Д.В., Угрик Л.Н. Учет точности прогнозирования электромагнитных полей при расчете радиотехнических систем // Техника средств связи. Вып. 3 (142). 2014. С. 53-56.
15. Финк Л.М. Теория передачи дискретных сообщений. – М.: Сов. радио, 1970. – 728 с.
16. Николашин Ю.Л., Мирошников В.И., Будко П.А., Жуков Г.А. Когнитивная система связи и влияние использования данных мониторинга на помехоустойчивость сверхузкополосных декаметровых радиолиний // Морская радиоэлектроника. №2 (52). 2015. С. 16-22.
17. Алешин О.В., Катанович А.А. Принципы построения автоматизированных систем спутниковой открытой оптической связи с подводными лодками // Морская радиоэлектроника. №1. 2016. С. 32-35.
18. Яковлев В.А., Журенков А.Г., Шульженко П.К., Мусин Л.Ф., Фролов А.П. Оптико-акустическое устройство наведения для системы подводной беспроводной оптической связи // Оптический журнал, Т. 79. №10, 2012. С. 91-92.
19. Шайдуров Г.Я., Кудинов Д.С. Энергетический потенциал и тактико-технические возможности использования эффекта параметрической демодуляции для подводного радиоприема сигналов в морской воде // Журнал радиоэлектроники. №2. 2012.
20. Вершинин А.С. Сравнительный анализ гидроакустических модемов // Молодой ученый. 2015. №12. С. 156-161.
21. Свердлин Г.М. Прикладная гидроакустика: Учеб. пособие. – Л.: Судостроение, 1990. – 320 с.
22. Макаров А.И., Дворников В.Д., Конопелько В.К. Передача информации в гидроакустическом канале / Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – Минск: БГУИР, 2004. – С. 103-118.

Полный текст статьи (pdf)