Тренажер для групповой подготовки операторов радиолокационных станций

Изобретение относится к учебно-техническим средствам и предназначен для подготовки операторов РЛС. Устройство содержит комплект унифицированных рабочих мест обучаемых (УРМО), пост руководства обучением (ПРО), включающий рабочее место инструктора (РМИ) и сервер баз данных. Все элементы комплекса соединены между собой через локальную вычислительную сеть. Технический результат заключается в возможности обеспечения максимального приближения обучения к реальным условиям эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к учебно-техническим средствам и может быть использовано для формирования навыков и умений, необходимых в реальных условиях труда операторов радиолокационных станций (РЛС) надводных и подводных кораблей.

Роль человеческого фактора в обеспечении успешного функционирования управляемых людьми сложными техническими системами поистине огромна. Особенно это относится к специалистам, профессиональная деятельность которых связана с обнаружением и классификацией объектов на основе отображаемой на мониторах их рабочих мест информации. От профессиональных знаний и опыта этих людей, их мастерства и уровня практических навыков обработки стохастической информации в значительной мере зависит качество работы современных сложных систем, эффективность их применения и, как правило, безопасность людей и техники.

Основой подготовки операторов, занимающихся обработкой информации в сложных динамических системах, является, прежде всего, обеспечение подготовки уровня их интеллектуальных навыков. Для этого, как правило, используются учебно-тренировочные средства, позволяющие воспроизводить условия работы, которые могут возникать в их профессиональной деятельности.

Известен ряд тренажеров, предназначенных для обеспечения подготовки операторов РЛС, так, например, автоматизированный тренажерный комплекс для подготовки экипажей кораблей, предназначенный для формирования навыков и умений, необходимых в реальных условиях деятельности операторов кораблей, в т.ч. и оператора РЛС (заявка №2003122814/12 от 2003.07.21), устройство, используемое в тренажере обеспечивающего подготовку операторов РЛС по идентификации береговой линии с морской картой (заявка №2005114756/09 от 2005.05.11), способ автоматизированного обучения и оценки уровня подготовленности экипажей и тренажер для его осуществления (заявка №93030183/11 от 1993.05), устройство для тренировки операторов РЛС (заявка №2001116537/09 от 2003.06.13).

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является тренажер для командного пункта с радиолокационной станцией, содержащий пульт руководителя тренировки, вычислительные средства и канал связи между ними, блок обмена информацией между вычислительными средствами и командным пунктом с радиолокационной станцией (см. патент 2000113874/09, кл. G09B 9/00, G01S 7/40, 2001.03.10).

К недостаткам как аналогов, так и наиболее близкого аналога, относится то, что они не обеспечивают в полной мере подготовку операторов различных типов РЛС, основная деятельность которых связана с обнаружением и классификацией сигналов по информации, отображаемой на индикаторах их рабочих мест с учетом классификационных признаков и параметров движения объектов, а также метеорологических характеристик района проведения тренировки, радиоэлектронной и помеховой обстановки, т.к. они не позволяют достоверно воспроизводить условия проведения тренировки на рабочих местах обучаемых за счет отсутствия на них адекватных программных моделей соответствующих станций, имитирующих условия получения радиолокационного сигнала в заданных условиях проведения тренировки с учетом картографических данных любых прибрежных районов мирового океана. Кроме того, недостатками наиболее близкого аналога является то, что данный тренажер обеспечивает подготовку операторов только определенного типа РЛС и только в районе, определяемом географическими координатами станции, а также не позволяет одновременно проводить индивидуальную и групповую подготовку операторов по боевому использованию как заданного типа станции, так и разных типов, при движении их носителя.

Техническим результатом изобретения является создание интеллектуального тренажера, обеспечивающего индивидуальную и групповую подготовку операторов по боевому использованию РЛС различных типов на основе моделей их функционирования, пультов управления РЛС и моделей, обеспечивающих имитацию обработки отраженных радиолокационных сигналов, поступающих от надводных, воздушных, береговых объектов и берега. При этом модели, обеспечивающие имитацию пультов операторов и трактов обработки радиолокационных сигналов, как в активном, так и в пассивном режимах работы РЛС, в свою очередь максимально приближены к реальным условиям тренировки, определяемой географическими координатами корабля, параметрами его движения и соответствующими метеорологическими условиями, а также условиями помеховой обстановки, позволяют до 80% обеспечивать курс подготовки операторов радиолокационных станций в их профессиональной деятельности за исключением отработки ими моторных навыков.

Интеллектуальный тренажер представляет собой совокупность поста руководства обучением и унифицированных рабочих мест обучаемых, соединенных между собой посредством программно-технических средств локальной вычислительной сети. Пост руководства обучением (ПРО) включает в себя рабочее место инструктора, состоящее из ПЭВМ общепромышленного исполнения и сервера базы данных. Унифицированные рабочие места обучаемых (УРМО) также построены на основе ПЭВМ общепромышленного исполнения. Информация, отображаемая на их мониторах, сопровождается генерацией видеоданных, реализуемых средствами отображения компьютера, и обеспечивает на рабочих местах обучаемых имитацию сигналов, отраженных от надводных, воздушных объектов, пассивных и активных помех, а также отраженные сигналы от берега.

Указанный уровень подготовки достигается тем, что предлагаемый в качестве изобретения интеллектуальный тренажер включает ПРО, в который входят рабочее место инструктора (РМИ) и сервер баз данных, содержащий базу данных вариантов тактической обстановки, включающую в себя воздушные объекты, их классификационные признаки, пространственное положение и параметры движения, электронную картографическую базу данных различных прибрежных районов мирового океана, а также базу данных о результатах проведенных тренировок, базу данных моделей обнаружения отраженных сигналов по каждому типу РЛС и, соответственно, модели пультов операторов этих станций. Унифицированные рабочие места обучаемых соединены между собой посредством программно-технических средств локальной вычислительной сети с РМИ, включающих коммутатор ЛВС, обеспечивающий связь между рабочими местами обучаемых и постом руководства обучением.

Техническим результатом данного изобретения является то, что предлагаемое устройство в качестве тренажера обеспечивает подготовку операторов РЛС по их боевому использованию за счет наличия в нем электронных моделей различных типов РЛС и возможностей задания с РМИ различных вариантов тактической обстановки, метеорологических условий, времени или точки на траектории постановки объектом противника пассивных или активных помех с указанием их характеристик в выбранных руководителем обучения районах мирового океана. Данное устройство в качестве тренажера позволяет обеспечить значительное повышение уровня профессиональной подготовки операторов различных РЛС.

На фиг.1 представлена структурная схема тренажера для подготовки операторов различного типа РЛС. Она состоит из: поста руководства обучением (1), комплекта унифицированных рабочих мест обучаемых (2) и локально-вычислительной сети.

На фиг.2 представлена структурная схема УРМО. Она содержит: вычислительное устройство (3), адаптер локально-вычислительной сети (4), два дисплейных модуля (5, 6), клавиатуру дисплея (7) и систему звукового предупреждения оператора (8), включающую в себя звуковой адаптер (9) и звуковые колонки (10). При этом вычислительное устройство обеспечивает на дисплейных модулях отображение внешнего вида измерительных приборов, пультов управления РЛС и изображение отметок о местоположении объектов тактической обстановки и отметки от пассивных и активных помех в соответствии с их типами и передачу звукового сигнала в (8).

На фиг.3 представлена структурная схема ПРО. Она содержит: рабочее место инструктора (11), содержащее программный коммутатор, программные средства управления тренировочным занятием, включающие в себя программные модули интерфейса управления занятием, расчета текущих координат объектов тактической обстановки в зависимости от их типов в режиме реального времени, управления режимом реального времени путем возврата текущей обстановки на заданное время или скачка вперед и программный модуль, обеспечивающий передачу текущих координат объектов тактической обстановки на УРМО, подготовки данных для проведения занятий, а также программные средства регистрации действий обучаемых, программные средства, обеспечивающие проведение разбора занятий, и сервер баз данных (12).

На фиг.4 представлена структурная схема РМИ. Она содержит: вычислительное устройство (13) с вышеперечисленным программным обеспечением, программный коммутатор (14), сетевой адаптер (15), дисплейный модуль (16) и клавиатуру дисплея (17).

На фиг.5 представлена структурная схема сервера баз данных тренажера. Она содержит: вычислительное устройство (18), сетевой адаптер (19), электронную базу данных моделей радиолокационных станций (20), включающую в себя соответствующие модели пультов операторов и модели обработки отраженных сигналов, электронную базу данных, содержащую картографическое описание прибрежных районов мирового океана с характеристиками, описывающими рельеф берега (21), базу данных результатов тренировки обучаемых (22), базу данных обучаемых, содержащую регистрационные данные по обучаемым (23), базу данных уровня шума соответствующей станции (24) и характеристики эффективной отражающей поверхности объектов надводной и воздушной обстановки в соответствии типов как отечественных, так и иностранных государств, и базу данных вариантов тактической обстановки, включающую в себя воздушные объекты, их классификационные признаки, пространственное положение и траекторию движения, и точки на траектории воздушного объекта постановки активных и пассивных помех (25). На фиг.6 представлен пример изображений соответственно дисплейных модулей РМИ и УРМО.

Работа предлагаемого устройства осуществляется в четыре этапа. Управление исполнением данных этапов обеспечивается руководителем обучения с рабочего места инструктора обучением (11), входящим в состав ПРО.

На первом этапе с рабочего места инструктора (11) осуществляется проверка работоспособности технических средств тренажера с использованием стандартных процедур операционной системы, регистрация обучаемых с использованием базы данных обучаемых (23), выбор типов РЛС, соответствующих ей моделей и их загрузка с сервера (12) из базы данных (20) на рабочие места обучаемых.

На втором этапе с рабочего места инструктора (11) либо на основе баз данных (21 и 24) сервера баз данных (12) осуществляется подготовка исходных данных для проведения тренировки, к которым относятся: выбор района проведения тренировки, задание траекторий движения объектов тактической обстановки, их типов и метеорологических условий тренировки (волнение моря, наличие осадков и т.д.), при этом варианты исходных данных на тренировку заносятся в базу данных (25) либо выбираются готовые из базы и передаются из РМИ (11) на УРМО (2) посредством передачи их по локальной вычислительной сети.

На третьем этапе выполняются операции, обеспечивающие процесс проведения занятия. При этом на каждом рабочем месте обучаемого осуществляется регистрация его действий, которые передаются по сети и записываются в режиме реального времени в соответствующие регистрационные файлы базы данных результатов тренировки (22).

На четвертом этапе на основе данных регистрационных файлов осуществляется разбор проведенных занятий.

Для управления этапами проведения занятий руководитель обучением до проведения занятий должен выполнить следующие действия.

На первом этапе руководителем обучением должно быть обеспечено включение по его команде технических средств тренажера.

На этом же этапе с рабочего места инструктора (11) им производится запуск программы, обеспечивающей тестирование технических средств рабочих мест тренажера. В случае их работоспособности выполняется процедура регистрации обучаемых с использованием базы данных (21), после которой с рабочего места инструктора (11) руководителем обучения осуществляется выбор модели РЛС из базы данных сервера (21), и с использованием коммутатора (14) посредством передачи через локальную вычислительную сеть обеспечивается ее загрузка на ПЭВМ унифицированных рабочих мест обучаемых (2).

На втором этапе руководитель обучения производит либо выбор из базы данных (21) сервера (12) электронных данных, характеризующих район мирового океана, и задает тактическую обстановку с использованием дисплейного модуля (16) и клавиатуры дисплея (17) рабочего места инструктора (11), либо осуществляет выбор из базы данных (25) ранее подготовленного варианта исходных данных на тренировку. Данные тактической обстановки включают координаты местоположения объектов тактической обстановки, тип корабля, параметры траектории их движения в реальном масштабе времени, а также данные, описывающие радиоэлектронную обстановку и метеорологическую обстановку района тренировки.

На третьем этапе руководителем обучения с рабочего места инструктора (11) осуществляется запуск тренировочного занятия. Руководитель обучения с рабочего места инструктора в процессе тренировки может вводить новые объекты тактической обстановки, изменять параметры движения существующих объектов тактической обстановки, а также изменять параметры метеорологических условий. В процессе тренировки в режиме реального времени любые действия обучаемых с каждого УРМО заносятся посредством их передачи по локальной вычислительной сети в базу данных (22) сервера баз данных (12).

Обучаемые, находясь на своих рабочих местах, по команде руководителя обучения производят включение технических средств и ожидают результатов проверки их работоспособности. Если технические средства УРМО работоспособны, по команде руководителя обучением они производят свою регистрацию в качестве обучающегося.

После регистрации обучающиеся находятся в ожидании загрузки на их рабочие места модели РЛС и по команде руководителя обучением приступают к выполнению своих функциональных обязанностей по обнаружению и классификации объектов тактической обстановки. При этом в своих действиях они должны на основе отображаемой информации на мониторах их дисплейных модулях (5, 6) и звуковой информации, поступающей из системы (8), обнаруживать, классифицировать и рассчитывать параметры движения объектов тактической обстановки.

На четвертом этапе руководитель обучения на основе данных регистрационных файлов, находящихся на сервере (12) в базе данных (22), обеспечивает проведение разбора занятия, на основе которого вводит данные о результатах проведения занятия по каждому обучаемому в базу данных обучаемых (21).

В результате внедрения предложенного тренажера обеспечивается максимальное приближение обучения операторов РЛС надводных и подводных кораблей к реальным условиям их работы на корабле, что позволит отрабатывать ими задачи практической подготовки по боевому использованию радиолокационных станций.

1. Тренажер для групповой подготовки операторов радиолокационных станций, содержащий комплект унифицированных рабочих мест обучаемых и пост руководства обучением, объединенных между собой посредством программно-технических средств локальной вычислительной сети, отличающийся тем, что пост руководства обучением представляет собой совокупность рабочего места инструктора обучением и сервера баз данных, в свою очередь, рабочее место инструктора обучением состоит из ПЭВМ общепромышленного исполнения, сетевого адаптера, загруженного соответствующим программным обеспечением, а сервер баз данных, включающий в себя вычислительное устройство, сетевой адаптер, систему управления базами данных и базы данных, содержащие базу данных программных модулей моделей обнаружения отраженных сигналов по типам воздушных, надводных объектов и берегов по каждому типу РЛС и соответствующие модели пультов оператора, базу данных, содержащую картографическое описание прибрежных районов мирового океана с характеристиками, описывающими рельеф берега, базу данных результатов тренировки, базу данных обучаемых, содержащую регистрационные данные по обучаемым, базу данных уровня шума соответствующей РЛС, характеристики активных и пассивных помех в зависимости от их типов, а также характеристики эффективной отражающей поверхности объектов надводной и воздушной обстановки в соответствии типов надводных и воздушных объектов как отечественных, так и иностранных государств, базу данных вариантов тактической обстановки, включающую в себя надводные и воздушные объекты, их классификационные признаки, пространственное положение, траекторию движения и точки на их траектории постановки ими активных и пассивных помех, и их типы, в свою очередь, унифицированное рабочее место обучаемого состоит из ПЭВМ общепромышленного исполнения, сетевой адаптер и загружаемое с рабочего места инструктора с помощью программно-технических средств локальной вычислительной сети программный модуль модели обнаружения отраженных сигналов по типу РЛС и соответствующий программный модуль модели пульта ее оператора.

2. Тренажер для групповой подготовки операторов радиолокационных станций по п.1, отличающийся тем, что он позволяет одновременно обеспечить как индивидуальную, так и групповую подготовку операторов одного типа или различных типов РЛС.