тренажер для подготовки операторов гидроакустических систем

Формула изобретения

Тренажер для подготовки операторов гидроакустических комплексов, содержащий комплект унифицированных рабочих мест обучаемых и пост руководства обучением, включающий рабочее место инструктора (РМИ) и сервер базы данных, объединенных между собой посредством программно-технических средств локальной вычислительной сети, отличающийся тем, что РМИ содержит программный коммутатор с возможностью использования программных средств управления тренировочным занятием, подготовки данных для проведения занятий, а также программных средств регистрации действий обучаемых, и сервер баз данных, представляющий собой ПЭВМ общепромышленного исполнения и включающий в себя сетевой адаптер, содержащий электронную базу данных моделей гидроакустических комплексов (ГАК), в том числе внешнего вида измерительных приборов, пультов управления ГАК и изображение отметок о местоположении объектов тактической обстановки, электронную базу данных, содержащую картографическое описание районов мирового океана с характеристиками, описывающими рельеф дна, базу данных результатов тренировки обучаемых, базу данных обучаемых, содержащую регистрационные данные по обучаемым, а также базу данных гидроакустических свойств корабля, включающую соответствующие характеристики корпуса корабля, характеристики торпедного и ракетно-торпедного оружия, а также фонограммы их двигательных установок и звуков морских животных, при этом РМИ установлено с возможностью производить выбор модели ГАК, задания различных вариантов тактической обстановки, гидрологических и метеорологических условий в выбранных для тренировки районах мирового океана.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к учебно-техническим средствам и может быть использовано для формирования навыков и умений, необходимых в реальных условиях труда операторов ГАК.

Роль человеческого фактора в обеспечении успешного функционирования управляемых людьми сложных технических систем 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.

Для профессиональной подготовки операторов, занимающихся обработкой информации в сложных динамических системах, используются учебно-тренировочные средства, позволяющие воспроизводить условия работы, которые могут возникать в их профессиональной деятельности.

Известен тренажер для подготовки гидроакустика (см. США патент № 4932880 от 12.06.90, заявка № 335650 от 07.04.89). Данный тренажер предназначен для подготовки операторов портативных гидроакустических локаторов. Тренажер представляет собой работающий в диалоговом режиме программируемый тональный гидролокатор, в котором записи гидроакустических сигналов в естественных условиях синхронизируются с кодами на отдельной дорожке магнитного носителя, обеспечивающими включение соответствующих графических отображений натуральных звуковых сигналов. В тренажере обеспечивается также возможность выбора типовых гидроакустических сигналов с их многократным повторением и перезаписью в цифровой форме на гибкий магнитный диск, который обеспечивает диалоговый режим обучения оператора.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является автоматизированный тренажерный комплекс для подготовки экипажей кораблей, предназначенный для формирования навыков и умений, необходимых в реальных условиях деятельности операторов кораблей. Комплекс содержит комплект учебно-действующих образцов автоматизированных рабочих мест обучаемых, установленных на качающейся платформе, включающей рабочее место гидроакустика, пост руководства обучением, вычислительно-модульный комплекс и систему обмена данными. Все элементы комплекса соединены между собой через локальную сеть (см. а.с. № 2234138, кл. G09B 9/06, 2004.08.21). При этом рабочее место гидроакустика имитирует средства пультов управления и работу конкретной гидроакустической станции, установленной на данном корабле.

Недостатком аналогов является то, что они не обеспечивают в полной мере подготовку операторов различных гидроакустических систем, 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 гидрологических характеристик района проведения тренировки, т.к. они не позволяют достоверно создавать условия проведения тренировки на рабочих местах обучаемых за счет отсутствия в них адекватных программных моделей гидроакустических станций, имитирующих условия получения гидроакустического сигнала в заданных условиях проведения тренировки, определяемых гидрологическими и метеоусловиями заданного района мирового океана.

Техническим результатом изобретения является создание интеллектуального тренажера, обеспечивающего подготовку операторов гидроакустических средств по использованию различного типа гидроакустических комплексов на основе моделей их измерительных приборов, пультов управления ГАК и моделей, обеспечивающих имитацию обработки гидроакустических сигналов надводных и подводных объектов. При этом модели, обеспечивающие имитацию пультов операторов и трактов обработки акустических сигналов как в активном, так и в пассивном режимах работы станции ГАК, в свою очередь, максимально приближены к реальным условиям тренировки, определяемой географическими координатами корабля, параметрами его движения и соответствующими гидрологическими и метеорологическими условиями, и позволяют обеспечивать курс подготовки операторов гидроакустических систем в их профессиональной деятельности.

Интеллектуальный тренажер представляет собой совокупность поста руководства обучением и 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 аудиоданных, реализуемых средствами мультимедиа компьютера, и обеспечивает на рабочих местах обучаемых имитацию звуковых сигналов действующих приборов ГАК, шумов моря, рабочих механизмов кораблей, в том числе и механизмов корабля, на котором находится гидроакустическая станция, а также имитацию шумов морских животных.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемый в качестве изобретения тренажерный комплекс включены ПРО, в который входят рабочее место инструктора (РМИ) и сервер базы данных, содержащий электронные данные классификационных признаков объектов тактической обстановки и их пространственного положения и параметров движения, электронную картографическую базу данных различных районов мирового океана, а также данных о результатах проведенных тренировок, фонограммы акустических шумов объектов и морских животных. 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.

На фиг.1 представлена структурная схема тренажера для подготовки операторов различного типа гидроакустических систем. 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 акустическую систему (8). При этом вычислительное устройство обеспечивает на дисплейных модулях отображение внешнего вида измерительных приборов, пультов управления ГАК и изображение отметок о местоположении объектов тактической обстановки.

На фиг.3 представлена структурная схема ПРО. Она содержит: рабочее место инструктора (9), содержащего программный коммутатор, программные средства управления тренировочным занятием, подготовки данных для проведения занятий, а также программные средства регистрации действий обучаемых и сервер баз данных (10).

На фиг.4 представлена структурная схема РМИ. Она содержит: вычислительное устройство (11), программный коммутатор (12), сетевой адаптер (13), дисплейный модуль (14) и клавиатуру дисплея (15).

На фиг.5 представлена структурная схема сервера баз данных тренажера. Она содержит: вычислительное устройство (16), сетевой адаптер (17), электронную базу данных моделей гидроакустических станций (18), электронную базу данных, содержащую картографическое описание районов мирового океана с характеристиками описывающих рельеф дна (19), базу данных результатов тренировки обучаемых (20), базу данных обучаемых, содержащую регистрационные данные по обучаемым (21), а также базу данных гидроакустических свойств корабля (22), включающую соответствующие характеристики корпуса корабля, характеристики торпедного и ракетно-торпедного оружия, а также фонограммы их двигательных установок и звуков морских животных.

Техническим результатом данного изобретения является то, что предлагаемое устройство в качестве тренажера обеспечивает подготовку операторов гидроакустических систем по их боевому использованию за счет наличия в нем электронных моделей различных типов ГАК и возможностей задания с РМИ различных вариантов тактической обстановки, гидрологических и метеорологических условий в выбранных руководителем обучения районах мирового океана. Данное устройство в качестве тренажера позволяет обеспечить значительное повышение уровня профессиональной подготовки операторов различных гидроакустических систем.

Работу предлагаемого устройства можно разбить на четыре этапа. Управление исполнением данных этапов осуществляется руководителем обучения с рабочего места инструктора обучением (9), входящего в состав ПРО.

На первом этапе с рабочего места инструктора (9) осуществляются проверка работоспособности технических средств тренажера с использованием стандартных процедур операционной системы, регистрация обучаемых с использованием базы данных обучаемых (21), выбор типа модели ГАК и ее загрузка с сервера (10) из базы данных (18) на рабочие места обучаемых.

На втором этапе с рабочего места инструктора (9) на основе баз данных (19 и 22) осуществляется подготовка исходных данных для проведения тренировки, к которым относятся: выбор района проведения тренировки, задание траекторий движения объектов тактической обстановки, их типов и гидрологических и метеорологических условий тренировки (волнение моря, наличие осадков и т.д.), в том числе наличие морских животных, их тип и траектории движения.

На третьем этапе выполняются операции, обеспечивающие процесс проведения занятия. При этом на каждом рабочем месте обучаемого осуществляется регистрация его действий, данные о которых записываются в режиме реального времени в соответствующие регистрационные файлы базы данных результатов тренировки (20).

На четвертом этапе на основе данных из этих 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 (9) 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 (9) руководителем обучения осуществляется выбор модели ГАК из сервера (10) и с использованием коммутатора (12) посредством передачи через локальную вычислительную сеть обеспечивается ее загрузка на ПЭВМ унифицированных рабочих мест обучаемых (2).

На втором этапе руководитель обучения производит выбор из базы данных (19) сервера (10) электронных данных, характеризующих район мирового океана, и задает тактическую обстановку с использованием дисплейного модуля (14) и клавиатуры дисплея (15) рабочего места инструктора (9). Данные тактической обстановки включают координаты местоположения объектов тактической обстановки, тип корабля, параметры траектории их движения в реальном масштабе времени, а также данные, описывающие гидрологические характеристики района тренировки.

На третьем этапе руководителем обучения с рабочего места инструктора (9) 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 гидрометеоусловий.

На четвертом этапе руководитель обучения на основе данных регистрационных файлов, находящихся на магнитных носителях вычислительных устройств (11) рабочих мест обучаемых, обеспечивает проведение разбора занятия, на основе которого вводит данные о результатах проведения занятия по каждому обучаемому в базу данных обучаемых (21).

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 гидроакустической станции 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 модулей (5, 6) и звуковой информации обнаруживать, классифицировать и рассчитывать параметры движения объектов тактической обстановки.

В результате внедрения предложенного тренажера обеспечивается максимальное приближение обучения операторов гидроакустических систем надводных кораблей к реальным условиям их работы на корабле, что позволит отрабатывать ими задачи практической подготовки.