ПІДВИЩЕННЯ РІВНЯ БЕЗПЕКИ ОБ’ЄКТІВ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ТРАНСПОРТУ НА ОСНОВІ ГЕОПРОСТОРОВОГО АНАЛІЗУ АКУСТИЧНИХ ПОРТРЕТІВ ПОВІТРЯНИХ ЗАГРОЗ

Автор(и)

  • Д. О. Босий Український державний університет науки і технологій, Дніпро
  • О. І. Саблін Український державний університет науки і технологій, Дніпро
  • І. Ю. Потапчук Український державний університет науки і технологій, Дніпро

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-175-4-147-156

Ключові слова:

критична інфраструктура, повітряні небезпеки, ідентифікація, акустичний сигнал, акустичний портрет, безпровідна передача даних

Анотація

Розглянуто підхід до підвищення безпеки об’єктів, що не зупиняють технологічні процеси після оголошення повітряної тривоги, зокрема критичної інфраструктури транспорту, на основі об’єктової ідентифікації повітряних небезпек. Розглянуті наявні методи виявлення і розпізнавання повітряних цілей, таких як ударні дрони та крилаті ракети. Визначено, що для завчасного виявлення повітряної небезпеки на локальному рівні ефективним з погляду вартості, простоти та дальності дії є метод акустичної ідентифікації. Для його реалізації розглянута структура системи ідентифікації, побудована на основі використання сучасної елементної бази, що включає в себе високочутливі акустичні датчики, здатні до розрізнювання звуків на відстані до 1 км та систему оброблення та радіопередавання інформації на відстань до 10 км.

Для виявлення різних типів повітряних небезпек за їхнім акустичним випромінюванням і відокремлення його від сторонній шумів в статті на основі спектрального аналізу визначені унікальні акустичні портрети ударних дронів та крилатих ракет. Для цього проведено статистичне дослідження великого обсягу даних акустичних шумів дронів і крилатих ракет, отриманих з відкритих джерел інформації. В підсумку отримані акустичні портрети різних типів повітряних небезпек у вигляді спектральної щільності акустичного сигналу відображають суттєві відмінні ознаки амплітудно-частотних характеристик акустичного випромінювання залежно від типу повітряної загрози.

З метою впровадження запропонованого методу розроблено спеціальний пристрій вимірювання акустичного сигналу та інших цифрових параметрів з безпровідною передачею даних на основі технологій ZigBee та LoraWan. Пристрій може налаштовуватись на розрізнення звуків і шумів малої інтенсивності в необхідних частотних діапазонах, притаманних акустичним портретам, після виділення яких він переходить з «режиму сну» в активний, чим забезпечується його енергоекономічність.

Біографії авторів

Д. О. Босий, Український державний університет науки і технологій, Дніпро

д-р техн. наук, доцент, завідувач кафедри інтелектуальних систем енергопостачання

О. І. Саблін, Український державний університет науки і технологій, Дніпро

д-р техн. наук, доцент, професор кафедри екологічної та цивільної безпеки

І. Ю. Потапчук, Український державний університет науки і технологій, Дніпро

канд. техн. наук, доцент, доцент кафедри інтелектуальних систем енергопостачання

Посилання

Ю. Г. Даник, і М. В. Бугайов, «Аналіз ефективності виявлення тактичних безпілотних літальних апаратів пасивними та активними засобами спостереження,» Проблеми створення, випробування, застосування та експлуатації складних інформаційних систем, зб. наук. пр., № 10, с. 5-20, 2015.

AUDS Anti-UAV Defence System. [Electronic resource]. Available: https://www.blighter.com/ .

Я. І. Лепіх та ін., Оптико-електронні системи ближньої локації, моногр. Одеса, Україна: Одеський нац. ун-т імені І. І. Мечникова, 2019.

C. G. Ribbing, “Controlling thermal radiation from surfaces,” in Optical Thin Films and Coatings, A. Piegari and F. Flory, Sawston, UK: Woodhead Publishing Limited, 2013, pp. 811-835. https://doi.org/10.1533/9780857097316.2.357 .

С. О. Сокольський, і А. В. Мовчанюк, «Огляд методів виявлення та локалізації малих безпілотних літальних апаратів», Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування, № 87, с. 46-55, Грудень. 2021. https://doi.org/10.20535/RADAP.2021.87.46-55 .

Г. Е. Соколов, «Аналіз акустичних інформаційних сигналів квадрокоптерів і перешкодних звуків міста,» Проблеми інформатизації та управління, № 67(3), 2021, с. 61-70.

С. О. Козерук, і О. В. Коржик, «Виявлення малих літальних апаратів за акустичним випромінюванням,» Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування, № 76, с. 15-20, 2019. https://doi.org/10.20535/RADAP.2019.76.15-20 .

В. М. Карташов, В. О. Посошенко, А. І. Капуста, М. В. Рибников, і Є. В. Першин, «Особливості задач виявлення і спостереження груп безпілотних літальних апаратів,» Радіотехніка, Всеукр. міжвід. наук.-техн. зб., вип. 211, с. 84-92, 2022. https://doi.org/10.30837/rt.2022.4.211.06 .

O. Sukharevsky, Electromagnetic Wave Scattering by Aerial and Ground Radar Objects, 2015, p. 334. https://doi.org/10.1201/b17239 .

В. А. Тихонов, та ін. «Виявлення-розпізнавання безпілотних літальних апаратів з використанням складової моделі авторегресії їх акустичного випромінювання,» Вісник НТУУ «КПІ». Серія Радіотехніка. Радіоапаратобудування, 2020, № 81, pp. 38-46.

V. M. Kartashov, et all., “Information characteristics of sound radiation of small unmanned aerial vehicles,” Telecommunications and Radio Engineering (English translation of Elektrosvyaz and Radiotekhnika), vol.77 (10), pp. 915-924, 2018.

Г. С. Ігнатенко, і А. Г. Ламчановський, «Класифікація аудіосигналів за допомогою нейронних мереж,» Молодий вчений, міжнар. журн., № 48(286), с. 23-25, 2019.

D. O. Bosyi, O. I. Sablin, I. Yu. Khomenko, Y. M. Kosariev, I. Yu. Kebal, and S. S. Myamlin, “Intelligent Technologies for Efficient Power Supply in Transport Systems,” Transport Problems, no. 12 (SE), p. 57-71, 2017. https://doi.org/10.20858/tp.2017.12.se.5 .

What is ZigBee and how it works? [Electronic resource]. Available: https://www.tech-sparks.com/zigbee/ .

LoRa and LoRaWAN, a Technical Overview, Semtech Corporation, December 2019, 26 p.

##submission.downloads##

Переглядів анотації: 40

Опубліковано

2024-08-30

Як цитувати

[1]
Д. О. . Босий, О. І. Саблін, і І. Ю. . Потапчук, «ПІДВИЩЕННЯ РІВНЯ БЕЗПЕКИ ОБ’ЄКТІВ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ТРАНСПОРТУ НА ОСНОВІ ГЕОПРОСТОРОВОГО АНАЛІЗУ АКУСТИЧНИХ ПОРТРЕТІВ ПОВІТРЯНИХ ЗАГРОЗ», Вісник ВПІ, вип. 4, с. 147–156, Серп. 2024.

Номер

Розділ

Машинобудування і транспорт

Метрики

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.