З використанням удосконалених методик розв'язано задачу підвищення точності розрахунку максимальної діяльності розпізнавання (МДР) тепловізійної системи спостереження (ТСС) та розширено область її застосування. Досліджено наукову задачу розрахунку МДР за шкалою NIIRS. Одна з найбільш розповсюджених систем, яка визначає порогові функціональні можливості ТСС, взаємопов'язана з характеристиками об'єкта, атмосфери, ланок ТСС, зорового аналізатора (ЗА) оператора, умов спостереження. Це дозволяє дослідити вплив цих параметрів на рівень NIIRS, синтезувати нову ТСС для забезпечення необхідної якості зображень за NIIRS, визначити, з якої найбільшої відстані буде забезпечуватись виконання завдання щодо розпізнавання об'єкта з урахуванням його рівня NIIRS, параметрів ТСС і умов спостереження без проведення експериментальних досліджень. Розглянуто математичні моделі атмосфери, ланок ТСС (оптичної системи, приймача випромінювання, блоку електронної обробки сигналу, дисплея), а також властивості та характеристики ЗА оператора. Створено методику, яка передбачає застосування нового підходу до врахування атмосфери, зорового сприйняття оператора, впливу руху та вібрацій зображення об'єкта, електронного збільшення на МДР. Це дозволяє аналізувати взаємозв'язок параметрів об'єкта та фону, загальних метереологічних даних, окремих елементів тепловізора, параметрів ЗА оператора, умов спостереження з МДР ТСС. Використання замість закону Бугера модуляційної передавальної функції атмосфери, дозволяє розраховувати МДР за умов сильного вітру, турбулентності, що було неможливо раніше і дає результати, близькі до експериментальних. Досліджено вплив електронного збільшення, руху та вібрацій на МДР. Запропоновано методи їх врахування у методиці розрахунку МДР, що має важливе практичне значення для сучасних систем, які працюють на рухомих платформах. За результатами експериментів доведено, що запропонована методика має високу точність і цілком придатна для практичного застосування. Показано, що використання цієї методики дає змогу синтезувати ТСС з необхідними функціональними можливостями.

  Скачати повний текст

Досліджено характеристики тепловізорів (ТВ) та приймачів випромінювання, які в них використовуються. Доведено, що для підвищення просторової та температурної роздільної здатності ТВ необхідно використовувати приймачі випромінювання, що мають високу питому здатність виявлення, малі розміри чутливого елемента та невелику постійну часу. Розроблено математичну модель формування сигналу в піровідиконі (ПВ), на основі якої одержано аналітичні вирази для просторово-часового імпульсного відгуку та потенціалу мішені. Проведено узгодження основних конструктивних параметрів та режимів роботи ПВ з метою одержання максимального вихідного сигналу. Запропоновано систему параметрів та характеристик для атестації ПВ.

  Скачати повний текст

Тенденції розвитку світового контейнерного флоту, серед іншого, його поповнення надвеликими контейнеровозами, привносять як очевидні переваги, так і значні ризики, зокрема для питань безпеки в галузі. Проведений в даній роботі аналіз літературних джерел, присвячених проблемі забезпечення безпеки морських перевезень на контейнерному флоті, зумовив визначення основного напрямку дослідження, що полягає в удосконаленні процесу моніторингу за температурним станом контейнерних вантажів у контексті зазначеної проблеми, а також обґрунтування його актуальності.В рамках методологічного забезпечення даного дисертаційного дослідження було сформовано його технологічну карту, у відповідності до якої визначено запит практики, що зумовлює тему роботи; мету; наукову гіпотезу й головне завдання дослідження, що представлене трьома окремими складовими. Отриманим в ході дослідження науковим результатам притаманна наукова новизна.Об’єктом даного дослідження є процес моніторингу за температурним станом вантажів при їх перевезеннях контейнерним флотом.Предмет дослідження представлений методами оцінки й моніторингу теплового стану контейнерних вантажів.Метою даного дисертаційного дослідження є забезпечення безпеки морських перевезень на контейнерному флоті й зменшення негативного впливу людського фактору, шляхом удосконалення процесу моніторингу стану вантажів контейнерного судна та відповідної ідентифікації джерела займання.Головне завдання дисертаційного дослідження полягає у розробці методу оцінки фону теплового випромінювання контейнерних вантажів й ідентифікації контейнера-джерела займання із залученням деякої кількості тепловізорів та визначеної схеми їх розміщення в реальному часі, з врахуванням «сліпих зон» сумарного поля зору тепловізорів.Для вирішення головного завдання даного дисертаційного дослідження воно було розкладено на допоміжні задачі, а саме:1)?розробка методу ідентифікації джерела займання в полі зору одиничного тепловізору в межах вантажного простору контейнеровозу за наявності деякої кількості об’єктів спостереження;2)?визначення параметрів й залежностей для складання схеми розміщення тепловізорів у вантажному просторі контейнеровозу з урахуванням суднових умов перевезення вантажів й особливостей такої схеми;3)?розробка алгоритмів обробки температурних даних та оцінки стану вантажів, зокрема у «сліпих зонах» спільного поля зору деякої кількості тепловізорів, в контексті системи безперервного спостереження за температурним станом контейнерних вантажів.Наукова новизна отриманих результатів даного дисертаційного дослідження полягає в удосконаленні процесів моніторингу стану контейнерних вантажів і відповідного визначення контейнера-джерела займання шляхом розробки нового методу й моделі системи оцінки і автоматизованого безперервного спостереження температурного стану контейнерних вантажів та відповідної ідентифікації джерела займання в реальному часі при їх перевезенні морем із залученням термографічних пристроїв. Наукова гіпотеза про можливість використання термографічних пристроїв в контексті удосконалення процесів моніторингу температурного стану вантажів контейнерного судна й відповідної ідентифікації джерела займання в реальному часі була підтверджена теоретичними результатами та імітаційним моделюванням.Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що результати дослідження можуть бути використані при розробці й удосконаленні суднових систем пожежної безпеки, моніторингу та контролю за станом контейнерних, зокрема небезпечних, вантажів. Отримані в даному дисертаційному дослідженні наукові результати зумовлюють його наукове положення, що формулюється наступним чином: ідентифікація джерела займання у вантажному просторі контейнерного судна, а також оцінка й моніторинг температурного стану контейнерних вантажів, за допомогою тепловізорів й відповідних методів автоматизації зазначених процесів, можуть бути застосовані з метою забезпечення безпеки морських перевезень й судноплавства.Результати даного дисертаційного дослідження використовуються в навчальному процесі кафедри морських перевезень при викладанні дисципліни «Технологія перевезення вантажів»; впроваджено у навчальний процес курсів підвищення кваліфікації в Інституті післядипломної освіти «Центр підготовки та атестації плавскладу» Національного університету «Одеська морська академія»; впроваджено в освітню компоненту «Дослідницький практикум», відповідно до освітньо-професійної програми другого магістерського рівня підготовки «Навігація і управління морськими суднами». Також результати відображені в звіті науково-дослідницької роботи «Формування транспортно-технологічних процесів розвитку функціонування морської галузі» (№ ДР 0122U201980, Розділ 4 – Розробка методів забезпечення безпеки мореплавання судна при перевезенні небезпечних вантажів, п. 4.1 – Розробка методу ідентифікації джерела займання в полі зору одиничного тепловізору в межах вантажного простору контейнеровозу).^UTrends in the development of the global container fleet, its replenishment with ultra-large container ships, bring both obvious advantages and significant risks, particularly for safety issues in the industry. The analysis of literary sources devoted to the problem of ensuring the safety of sea transportation on the container fleet, which had been carried out in this work, led to the determination of the main direction of the research, as well as the justification of its relevance.As the part of the methodological support of this dissertation research, its technological map was formed. The request of practice, the topic of the work, its the purpose, the scientific hypothesis and the main task, which is represented by three separate components, was determined in accordance to the mentioned technological map.The object of the current research is the process of the cargoes’ temperature condition monitoring during their transportation by the container fleet.The subject of the current research is represented by the methods of the container cargoes thermal condition assessment and monitoring.The purpose of this dissertation research is to ensure the safety of sea transportation on the container fleet and reduce the negative impact of the human factor, by improving the process of the cargo condition monitoring on container ships and the corresponding identification of the ignition source.The main task of this dissertation research is to develop a method for assessing the background thermal radiation of container cargo and identification of the ignition source container using a certain number of thermal imagers in real time and a defined scheme of their placement, taking into account the "blind zones" of the thermal imagers’ common field of view.To solve the main task of this dissertation research, it was decomposed into the auxiliary tasks, namely:1)?development of a method for identifying the source of ignition in the field of view of a single thermal imager within the cargo space of a container ship in the presence of a certain number of observation objects;2)?determination of the necessary parameters and dependencies for drawing up a several thermal imagers’ installation pattern for the cargo space of a container ship, taking into account the ship's conditions of cargo transportation and the features of such a pattern;3)?development of algorithms for the temperature data processing and assessing the state of cargo, particularly in the "blind zones" of the common field of view of a certain number of thermal imagers, in the context of the container cargo temperature monitoring system.The scientific novelty of the results of this dissertation research consists in improvement of the processes of the container cargo monitoring and the corresponding determination of the ignition source-container by developing the new method and the model of the container cargo temperature automated monitoring system and the corresponding identification of the ignition source in real-time during sea transportation using thermographic equipment. Theoretical results and simulation modeling confirmed the scientific hypothesis about the possibility of using thermographic devices in the context of improvement of the processes of the cargo temperature monitoring on container ship and the corresponding identification of the ignition source in real time.The practical significance of the obtained results is that they can be used in the development and improvement of ship fire safety, monitoring and control systems for containerized, particularly dangerous, cargoes. The scientific results obtained in this dissertation research determine its scientific position: the identification of the ignition source in the cargo space of a container ship, as well as the assessment and monitoring of the temperature state of container cargoes, with the help of thermal imagers and appropriate methods of automating the specified processes, can be applied with in order to ensure the safety of sea transportation and shipping.The results of the current dissertation research are used in the educational process when teaching the discipline «Cargo transportation technology»; implemented into advanced training courses at the IPE "TCCS" of the NUOMA; implemented into the educational component "Research practicum", in accordance with the educational and professional program of the second master's level of training "Navigation and handling of sea vessels". Also, the obtained results are reflected in the report of the scientific and research work – No. DR 0122U201980, Section 4 – Development of methods for ensuring the safety of the ship's navigation during the transportation of dangerous goods, subsection 4.1 – Development of a method for the ignition source identification in the field view of a single thermal imager within the cargo area of a container ship).