ROMÂNIA NECLASIFICAT MINISTERUL APĂRĂRII NAŢIONALE Exemplar nr. CENTRUL DE CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ PENTRU FORŢELE NAVALE

APROB ŞEFUL CENTRULUI DE CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ PENTRU FORŢELE NAVALE Comandor dr. ing.

Georgică SLĂMNOIU

De acord, rog a aproba

Locţiitor ştiinţific Comandor ing.

Iosif NĂSTASE

Director de proiect Comandor dr. ing. Georgică SLĂMNOIU

Responsabil ştiinţific proiect Comandor ing.

Ovidiu RADU

RAPORT ŞTIINŢIFIC ŞI TEHNIC

PROIECTUL: Sistem pentru detecţie, localizare, urmărire şi identificare a factorilor de risc la adresa obiectivelor de importanţă strategică din zone de litoral

ETAPA a III-a: Dezvoltare model funcțional SIROLC

2016

NECLASIFICAT

Neclasificat 2 din 20

1. Obiectivul proiectului și etapei Obiectivul proiectului SIROLC este (aşa cum se menţionează în documentaţia pe baza căreia s-a aprobat

finanţarea) de a realiza modelul funcţional al unui sistem destinat detecţiei, localizării şi, după caz, a identificării factorilor de risc la adresa securităţii infrastructurilor critice (de navigaţie şi obiective de interes aflate sub apă) dinspre mediul acvatic, în ape puţin sau foarte puţin adânci (zone de litoral, canale, ape fluviale, deltă, lacuri etc.).

Obiectivul general al prezentei etape a proiectului SIROLC este de realizare a modelului funcțional al sistemului.

Capabilitatea de a proteja zone maritime și obiective importante aflate în zona ţărmului, faţa de pericolele asociate cu ameninţări de la suprafaţa sau de sub apă, este critică pentru asigurarea securităţii domeniului maritim. Categoriile de ameninţări reprezentative sunt reprezentate de nave, ambarcaţiuni mici şi scafandri care, fie că pot transporta în zona supravegheată terorişti sau diverse substanţe şi materiale periculoase, fie că pot amplasa astfel de materiale pe fund, în zona obiectivului protejat sau pot declanşa acţiuni teroriste.

Din acest motiv, misiunile specifice pentru un sistem tip SIROLC trebuie să aibă în vedere două obiective. Un prim obiectiv este de a detecta, localiza şi identifica, prin inspecţii periodice şi analiză post-misiune, prezenţa pe fund sau în apropierea acestuia de obiecte ce pot deveni periculoase pentru navigaţia în zonă şi pentru obiectivul protejat. În acest scop SIROLC va avea în configuraţie un subsistem de supraveghere subacvatică de tip AUV, dotat cu senzori specifici de orientare/determinare a poziţiei proprii şi pentru determinarea conductivităţii/salinităţii necesare pentru calculul profilului vitezei sunetului cu adâncimea (ca informaţie necesară pentru creşterea performanţelor mijloacelor de tip sonar). Pentru observarea obiectelor existente pe fund subsistemul este dotat cu un sonar cu scanare laterală de înaltă rezoluţie.

Un alt obiectiv este acela de a semnaliza prezenţa în apropierea zonei supravegheate a navelor mici şi a scafandrilor. Există numeroase sisteme care pot detecta şi urmări ţinte care se deplasează la suprafaţă sau sub apă. Cele mai răspândite sunt de tip activ (sonar şi radar). Alte sisteme utilizează bioluminiscenţa subacvatică şi dispozitive laser, respectiv sisteme optice şi electrono-optice de observare. Utilizarea acestor sisteme în practică poate fi restrânsă din motive de cost, influenţă asupra mediului subacvatic, condiţiile locale din zona supravegheată, capabilitatea de identificare/clasificare a ţintei detectate. O metodă care utilizează anumite caracteristici/informaţii determinate aprioric (zgomotele generate de ţinte ce evoluează la suprafaţă - nave mici - sau sub apă - scafandri) are în vedere detecţia pasivă în zgomotul subacvatic ambiant a „amprentei” acustice proprii ţintelor de interes. Activitatea de cercetare aplicativă având ca scop dezvoltarea unui astfel de sistem de detecţie pasivă a navelor mici şi a scafandrilor face obiectul dezvoltării şi realizării modelului funcţional pentru sistemul hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte (HDAPT) ca parte a proiectului SIROLC.

În acest sens, în etapele anterioare ale a proiectului SIROLC au fost identificate şi elaborate cerinţele tehnice şi tactice pentru subsistemul HDAPT. În cadrul activităţii de dezvoltare/proiectare realizate în anul 2015 au fost analizate şi evaluate rezultatele publicate folosind înregistrări disponibile pentru diferite categorii de ţinte. Au fost elaborate şi testate comparativ, diferite soluţii tehnice, tehnologice, de prelucrare şi procesare a semnalului hidroacustic, cu scopul de a identifica algoritmi de detecţie performanţi, compatibili cu cerinţele stabilite pentru subsistemul HDAPT şi resursele hardware şi software prevăzute pentru modelul funcţional. În acest sens, a fost dezvoltat un algoritm propriu, denumit algoritm HDAPT, având performanţe superioare altor algoritmi propuşi în literatură.

2. Activităţi realizate în cadrul etapei Activităţile realizate în cadrul etapei au constat în:

1. Proiectare constructiv-tehnologică şi dezvoltare subsistem hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte – partea a II-a (final);

2. Integrare echipamente model funcţional subsistem vehicul subacvatic autonom; 3. Realizare model funcţional subsistem hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte; 4. Elaborare plan preliminar de suport logistic pe ciclul de viaţa subsisteme SIROLC.

3. Rezumatul etapei 3.1. Activitatea 1

În cadrul activităţii „Proiectare constructiv-tehnologică şi dezvoltare subsistem hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte – partea a II-a (final)” au fost realizate următoarele:

• Efectuarea de înregistrări ale zgomotului produs de scafandri cu aparat de respiraţie cu circuit deschis, în condiţii reale, la bazinul pentru măsurători hidroacustice din cadrul CCSFN.

• Dezvoltare performanţe algoritm HDAPT, pentru detecţie scafandri.

• Testare şi evaluare performanţe algoritm HDAPT+ pentru detecţie scafandri.

• Particularizarea algoritmului HDAPT+ pentru detecţia navelor mici.

• Dezvoltare platformă de supraveghere şi semnalizare sub-sistem HDAPT.

• Proiectarea şi realizarea aplicaţiei software, specifice categoriei de ţinte (navă, scafandru). Interfeţe grafice operator.

� Proiectarea şi realizarea aplicaţiei software pentru detecţie nave mici.

� Proiectarea şi realizarea aplicaţiei software pentru detecţie scafandri.

� Elaborare şi implementare modul software pentru semnalizarea automată a prezenţei scafandrului.

• Configurare structură hard şi soft model funcţional subsistem HDAPT.

� Hidrofon de bandă largă.

� Modul de achiziţie/condiţionare/digitizare semnal de la hidrofon.

NECLASIFICAT

Neclasificat 3 din 20

3.1.1 Efectuarea de înregistrări în condiţii reale pentru zgomotul produs de scafandri Prin cercetarea surselor deschise nu au putut fi identificate înregistrări ale zgomotului produs de către un

scafandru autonom și, în această situație, au fost efectuate măsurători directe în cadrul bazinului hidroacustic existent în CCSFN (martie 2016, cu scafandri militari din cadrul Statului Major al Forţelor Navale). A fost înregistrat zgomotul produs de către un scafandru profesionist având un sistem de scufundare cu circuit deschis și care a stat într-o poziție prestabilită (la 1 m de hidrofoanele sistemului de înregistrare) sau a înotat la adâncimea hidrofoanelor pe o distanță de cca. 4 m. Sistemul de achiziție date utilizat a fost de tipul Bruel&Kjaer 3052A (achiziţionat în cadrul proiectului SIROLC), iar hidrofoanele de tip Bruel&Kjaer 8105 și 8106. Totodată, s-a înregistrat (utilizând un sonometru Bruel&Kjaer 2250) zgomotul aerian produs de regulatorul de presiune aparținând sistemului de scufundare cu circuit deschis.

Figura 1 – Scafandru cu sistem respirator cu circuit deschis

Figura 2 – Stand cu sistem achiziţie date HDAPT

Figura 3 – Scafandru autonom în mişcare

Măsurătorile au fost realizate cu două hidrofoane cu preamplificator (+10dB) şi caracteristică de directivitate omnidirecţională, model 8106 Bruel&Kjaer. Hidrofoanele asigură recepţia de semnale hidroacustice de bandă largă (7Hz … 80kHz) şi au o senzitivitate −173 dB rel. 1 V/µPa.

Au fost efectuate măsurători cu scafandrul stând pe loc sub apă, sau la suprafaţă. De asemenea au fost efectuate înregistrări cu scafandrul în deplasare, perpendicular faţă de baza creată de cele două hidrofoane. Înregistrările au fost efectuate simultan pentru cele două hidrofoane şi salvate, pentru evaluare şi post-procesare, în fişiere media de tip *.wav cu frecvenţa de eşantionare de 131072 Hz. În figurile de mai jos 1, 2 şi 3 sunt redate grafic semnalele înregistrate.

Figura 4 – Zgomot scafandru & spectrograma (90s) pe loc, sub apă (02.03.2016, ora 8:54UTC)

NECLASIFICAT

Neclasificat 4 din 20

Figura 5 – Zgomot scafandru & spectrograma (90s) pe loc, sub apă (02.03.2016, ora 8:58UTC)

Figura 6 – Zgomot scafandru & spectrograma (210s), în mers, sub apă (02.03.2016, ora 8:47UTC)

Aşa cum se poate observa din figurile de mai sus, înregistrările reflectă unele caracteristici atipice cum ar fi: ritmul scăzut pentru respiraţia scafandrului (cu variaţii mari ale acestuia de la o respiraţie la alta) şi zgomote de frecvenţă mare şi durată scurtă, ce pot afecta rezultatele procesării. Înregistrările au fost efectuate pe durate de timp relativ scurte (90s) reprezentând circa 7-8 cicluri de inspiraţie/expiraţie.

Ritmul scăzut poate indica faptul ca scafandrul stă ape loc. Variaţiile ritmului de respiraţie pot indica prezenţa a mai multi scafandri în zonă (respirând nesincronizat). Performanţele de detecţie pentru subsistemul HDAPT prin prelucrarea unui număr mai mic de cicluri de respiraţie asigură o scurtare a intervalului în care operatorul poate semnala prezenţa scafandrului.

3.1.2 Dezvoltare performanţe algoritm HDAPT pentru detecţie scafandri Algoritmul de detecţie HDAPT a fost elaborat în cadrul activităţilor de dezvoltare SIROLC – etapa 2 (realizate în

anul 2015) ca variantă originală, îmbunătăţită a algoritmului DEMON. Rezultatele măsurătorilor efectuate în condiţii reale, prezentate anterior sau publicate în lucrări de specialitate1,

indică faptul că atât pentru zgomotul produs de nave cât şi pentru cel produs de aparatul de respiraţie sub apă al unui scafandru autonom există „ferestre” în banda de frecvenţă pentru care nivelul zgomotului ambiant este mai redus şi ca urmare, filtrarea în banda respectivă permite o îmbunătăţire a raportului semnal/zgomot.

Algoritmul DEMON, extins şi pentru detecţia scafandrilor, are în vedere faptul că zgomotul de cavitaţie produs la rotirea elicei propulsoare a navei sau cel produs la deschiderea valvei pe timpul inspiraţiei scafandrului, se repeta cu o frecvenţă purtătoare joasă într-un domeniu de circa 2-50 Hz pentru nave şi 0,2-0,7 Hz pentru scafandri.

Figura 7 – Spectrul zgomotului portuar şi al zgomotului produs de scafandru – Passive Swimmer Detection, US Naval Research Laboratory, S. Stanic - Acoustics Division, C.K. Kirkendall - Optical Sciences Division (2004 NRL Review)

1 Grażyna GRELOWSKA , Eugeniusz KOZACZKA, Polish Naval Academy: Underwater Noise Generated by a Small Ship in the Shallow Sea, ARCHIVES OF ACOUSTICS Vol. 38, No. 3, 2013 şi Diver Observations by Means of Acoustic Methods – Vol. 123, Acoustic and Biomedical Engineering, 2013

NECLASIFICAT

Neclasificat 5 din 20

Practic, detecţia ţintei presupune ca prin estimarea energiei semnalului cules de hidrofon, într-o bandă de frecvenţă determinată experimental, să se identifice o periodicitate de joasă frecvenţă, urmând ca, prin aplicarea unui prag, să se semnalizeze posibila prezenta a ţintei (v. figura de mai jos).

Figura 8 – Schema bloc generalizată pentru algoritmii de detecţie nave şi scafandri (Passiv akustisk detektering av dykare, Examensarbete - 2012, Martin Olausson, Fredrik Wiström & Aleksander Eriksson Borovicanin, UPSALA Universitet, Teknisk- naturvetenskaplig fakultet UTH-enheten)

Aşa cum s-a prezentat pe larg în RST Etapa de execuţie 2015, primul şi cel mai cunoscut algoritm de detecţie a fost algoritmul DEMON [Detection of Envelope MOdulation on Noise]. Algoritmul DEMON este un algoritm empiric şi constă în detecţia anvelopei zgomotului de cavitaţie ce modulează zgomotul cules de hidrofon (estimare energie) şi o analiză spectrală de bandă îngustă efectuată cu scopul de a detecta o periodicitate specifică produsă la rotirea elicei navei. Prin extensie, orice variantă de algoritm de detecţie bazată pe schema din figura 8 este denumită generic - variantă algoritm DEMON. În acest sens, toate variantele de algoritmi de detecţie pasivă pentru nave şi scafandri, inclusiv cele fundamentate pe ciclostaţionaritate, filtrare în benzi succesive etc. sunt variante DEMON.

Tendinţa actuală în domeniul cercetării aplicative şi experimentării mijloacelor pasive de detecţie a factorilor de risc pentru obiectivele situate în zone de litoral (porturi, obiective industriale, de agrement etc.) este de a dezvolta sisteme şi algoritmi de detecţie a scafandrilor care să opereze în condiţii de zgomot specific, să ofere o creştere a distanţei de detecţie, semnalizarea automată a pătrunderii unui scafandru în perimetrul protejat, scurtarea timpilor de reacţie şi reducerea alarmelor false.

Figura 9 – Algoritm detecţie pasivă scafandri HDAPT+, ca variantă îmbunătăţită a algoritmului HDAPT

În figura 9 este prezentat schematic algoritmul de detecţie pasivă HDAPT+ dezvoltat în cadrul activităţii 3.1. (pe baza schemei generalizate din figura 8) pentru detecţia scafandrilor în condiţii de zgomot produs de traficul local de la suprafaţă, de fenomene meteo (ploaie, vânt) şi alte surse de zgomot din mediul subacvatic.

3.1.3 Testarea şi evaluarea performanţelor algoritmului HDAPT+ pentru detecţie scafandri Pentru testarea performanţelor de detecţie, algoritmul HDAPT+ a fost implementat pe un laptop cu sistem de

operare Windows, utilizând resursele de achiziţie, prelucrare, procesare şi afişare semnal disponibile în aplicaţia software SigView, dezvoltată de firma SignalLab.

Au fost utilizate înregistrări media realizate cu ocazia sesiunii de măsurători din martie 2016, realizată în bazinul de măsurători hidroacustice [BMH], înregistrări utilizate în anul 2015 pentru testarea şi evaluarea algoritmului HDAPT, prelucrări ale înregistrărilor disponibile (export în formate tip wav, creşterea duratei înregistrării, eliminare offset de curent continuu, re-eşantionare la valori standard de 44100 eşantioane/s respectiv, 192000 eşantioane/s).

Pentru testare algoritm HDAPT+ au fost selectate următoarele înregistrări media, în format wav: • 20160302-0858_192000_ Cd loc_la supr, înregistrare BMH, cu eliminare offset iniţial şi re-eşantionare la

192 kS/s.

• 20160302-084505(UTC)-8106 Cd pe loc, înregistrare BMH, cu eliminare offset iniţial şi re-eşantionare la 192 kS/s.

• 20160302-085143(UTC)-8106 Cd loc_new 192000, înregistrare BMH, cu eliminare offset iniţial şi re-eşantionare la 192 kS/s.

• 20160302-084744(UTC)-8106 Cd mers-192000, înregistrare BMH, cu eliminare offset iniţial şi re-eşantionare la 192 kS/s.

• Scafandru actiune192000, înregistrare 2015, cu re-eşantionare la 192 kS/s.

• Scuba deplas norm, înregistrare 2015.

• Scuba deplas rapid, înregistrare 2015.

Pentru simulare conditii de zgomot au fost utilizate înregistrări cu nave în deplasare, condiţii de ploaie şi vânt.

NECLASIFICAT

Neclasificat 6 din 20

Figura 10 – Comparaţie - rezultate aplicare algoritm HDAPT+ (linie roşie) şi HDAPT (linie neagra), pentru înregistrarea 20160302-0858_192000_ Cd loc_la supr

Aşa cum se poate observa din diagramele de mai sus, algoritmii detectează un zgomot reprezentat de respiraţia scafandrului (de circa 9 resp/min.). Pe diagramă se observă şi un maxim în jurul valorii de 18 resp/min. Acest fapt nu se datorează prezenţei unui al doilea scafandru sau modificărilor ritmului de respiraţie, ci erorilor introduse de sistemul de măsură.

Figura 11 – Înregistrarea 20160302-0858_192000_ Cd loc_la supr fără erori ale sistemului de măsurare/înregistrare

În aceste condiţii, rezultatul aplicării algoritmului HDAPT+ comparativ cu HDAPT este cel reprezentat în figura următoare.

Figura 12 – Rezultatul aplicării algoritmului HDAPT+ (roşu) şi HDAPT (negru) pentru înregistrarea din Figura 11 (18-19 resp/min)

Pentru testarea algoritmului HDAPT+ şi compararea rezultatelor cu cele obţinute cu algoritmul HDAPT, a fost dezvoltata o aplicaţie care permite introducerea în prelucrare a oricărei înregistrări de semnal disponibile.

3.1.4 Particularizarea/aplicarea algoritmului HDAPT+ pentru detecţia navelor mici După cum s-a precizat anterior (prezentat în detaliu în RST 2015) principalele diferenţe dintre zgomotul produs

la inhalarea aerului de câtre scafandru şi zgomotul de cavitaţie produs de elicea navei se refera la banda filtrului trece banda şi domeniul de frecvenţă în care se face analiza a periodicităţii (Fourier). Prezentam în continuare numai rezultatele (diagrame DEMON) comparative pentru diverse înregistrări ale zgomotului produs de nave. În roşu, rezultatul pentru aplicarea algoritmului HDAPT+.

Figura 13 – HDAPT+ vs. HDAPT în cazul unui semnal ce simulează zgomotul produs de o elice cu 4 pale

NECLASIFICAT

Neclasificat 7 din 20

Figura 14 - HDAPT+ vs. HDAPT: Alaska state ferry_Oct_02_2000@101413

Figura 15 - HDAPT+ vs. HDAPT: Small Diesel

Plecând de la rezultatele prezentate în figurile de mai sus s-a extins aplicarea algoritmului HDAPT+ şi pentru detecţia navelor mici. La fel ca în cazul scafandrilor, a fost dezvoltată o aplicaţie care permite introducerea în prelucrare a oricărei înregistrări de semnal disponibile.

3.1.5 Dezvoltare platforma de supraveghere şi semnalizare/alarmare sub-sistem HDAPT Subsistemul hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte include o platformă de supraveghere

la care informaţia de la hidrofonul instalat în zona de protejat este centralizată cu scopul prelucrării, procesării şi afişării ei în formate inteligibile (care să permită operatorului să ia decizii corecte). Pentru dezvoltarea platformei de supraveghere au fost stabilite următoarele cerinţe:

• din punct de vedere hardware platforma consta dintr-un sistem de achiziţie, prelucrare, procesare, afişare şi stocare de tip laptop/PC;

• din punct de vedere software, pe platforma de supraveghere vor fi instalate:

� sistem operare Windows®;

� software de achiziţie şi procesare PULSE – Bruel&Kjaer (cu optiunea Real Time Recorder) pentru vizualizare şi stocare date transmise de la sistemul LAN XI;

� software SigView v.2.7.1 sau ulterioară – SignalLab pentru lansare şi execuţie aplicaţii de detecţie şi semnalizare prezenţă ţinte (nave mici respectiv, scafandri);

� pachet de tip Microsoft Office pentru editare rapoarte;

� un program de editare salvare fişiere media (recomandat Audacity 2.1.0 sau ulterior).

• din punct de vedere operational:

� achiziţia datelor se va face de la ieşirea plăcii de sunet a sistemului de calcul (laptop);

� datele de la intrarea plăcii de sunet vor reprezenta situaţia în timp real, on-line (PULSE - Real Time Recorder) sau off-line (PULSE - fişiere media salvate pe un mediu de stocare);

� platforma de supraveghere HDAPT va afişa (în situaţia detecţiei unei ţinte) pe interfeţe grafice pentru operator, separate:

� viteza ax şi număr pale elice - pentru nave (HDAPT-N); � rata de respiraţie a scafandrului şi spectrograma zgomotului – pentru scafandri (HDAPT-S).

Considerând cerinţele prezentate mai sus a rezultat pentru platforma de supraveghere HDAPT o configuraţie (hard-soft) conforma cu cea prezentata în figura următoare.

Figura 16 - Configuraţie platformă de supraveghere şi semnalizare/alarmare subsistem HDAPT

NECLASIFICAT

Neclasificat 8 din 20

3.1.6. Proiectarea şi realizarea aplicaţiei software specifice categoriei de ţinte

3.1.6.1 Detecţie nave mici Pentru aplicarea algoritmului HDAPT+ şi afişarea rezultatelor în formate clare, inteligibile pentru operator, a fost

dezvoltata o aplicaţie soft specifică pentru detecţia navelor mici. Mediul de dezvoltare şi execuţie pentru aplicaţiei este programul SignalLab – SigView pentru analiză spectrală semnale.

Sursa de semnal extern, reprezentând zgomotul produs de nava în deplasare, poate fi în format analogic (conectare la intrările microfon sau audio ale sistemului de calcul) sau în format digital (ASCII, Microsoft®Excel, SPDIF, wav, MP3, bin şi alte formate ce pot fi importate).

Achiziţia semnalului se poate face on-line sau off-line, de la ieşirea plăcii de sunet a sistemului de calcul. Pentru testarea aplicaţiei software în situaţia unei achiziţii on-line a fost aplicată la intrarea plăcii de sunet o înregistrare disponibilă, cu redarea ei în buclă.

Algoritmul de detecţie a zgomotului produs de navele mici pătrunse în zona supravegheată este algoritmul HDAPT+, dar aplicaţia poate fi particularizată şi pentru utilizarea altor algoritmi de tip DEMON.

Diagrama DEMON este afişată în meniul principal. Operatorul poate identifica pe diagrama DEMON dacă în zgomotul ambiant cules de la hidrofon există semnale cu caracteristici specifice zgomotului produs de elicea unei nave în deplasare. Pe baza datelor rezultate prin aplicarea algoritmului HDAPT+ aplicaţia calculează şi afişează caracteristici specifice navei şi regimului ei de deplasare: viteza de rotaţie la ax (rot/min) şi numărul de pale al elicei. Afişarea se face în meniul principal de observare/ supraveghere.

În Figura 17 este prezentată interfaţa grafică rezultată ca urmare a rulării aplicaţiei pentru detecţie nave mici (textul cu caractere roşii a fost introdus numai scop explicativ).

DEMON JOASA FRECV. [JF] DEMON MEDIE FRECV. [MF]

Calcul viteza ax JF

Calcul cavitatie JF

Zgomot achizitionat joasa frecv. Zgomot achizitionat medie frecv.

Inregistrare zgomotnava

Inregistrare zgomotnava

Inregistrare zgomot nava

Inregistrare zgomotnava

Start achizitie

Calcul viteza ax MF

Calcul cavitatie MF

Zgomot natural - vant

Figura 17 - Aplicaţie software pentru detecţie nave mici - Interfaţă grafică operator.

Pe lângă rezultatele aplicării algoritmului de detecţie pe ecran sunt afişate zgomotele achiziţionate de la placa audio după filtrare JF respectiv, MF. În plus, pentru antrenament, operatorul poate alege un anumit tip de zgomot de navă (pentru faza de model funcţional au fost selectate „Small diesel”, „Zgomot simulat pentru elice cu viteza la ax de 197rot/min şi 4 pale”, „Alaska State Ferry” şi o înregistrare zgomot hidroacustic natural (vânt) şi navă în deplasare). În acelaşi timp, tot din acest ecran, operatorul poate selecta şi suprapune peste semnalul original o înregistrare de zgomot natural.

Din analiza spectrală a înregistrărilor cu zgomot de nava disponibile (v. Error! Reference source not found.), a rezultat că pentru majoritatea zgomotelor este necesară aplicarea unui filtru trece bandă de medie frecvenţă. În situaţii în care nivelul de zgomot natural este semnificativ rezultatele obţinute sunt superioare dacă se foloseşte pentru filtrul trece bandă un domeniu de joasă frecvenţă. Din acest motiv aplicaţia software pentru detecţie nave mici este rezultatul implementării algoritmului HDAPT+ şi afişează rezultatele - pentru semnalul achiziţionat de la placa de sunet a sistemului de calcul - aplicând simultan o filtrare în joasă frecvenţă şi una în medie frecvenţă. În Figura 17 în partea stângă sunt afişate rezultatele pentru joasă frecvenţă, iar în partea dreaptă pentru medie frecvenţă.

Pe interfaţa grafică din figura de mai sus este afişat rezultatul achiziţiei unui zgomot hidroacustic natural (vânt) care se suprapune peste zgomotul unei nave care se deplasează la distanţă faţă de poziţia hidrofonului. Se poate observa că prin aplicarea unui FTB JF (ştanga), pe diagrama DEMON rezultată se identifică în mod clar caracteristicile zgomotului produs de cavitaţie (viteza de rotaţie la axul elicei: 299 rot/min) şi numărul de pale (4), în timp ce rezultatele obţinute prin utilizarea unui filtru MF sunt inutilizabile.

NECLASIFICAT

Neclasificat 9 din 20

Figura 18 - Interfaţa grafică operator în cazul detecţiei unei nave din categoria Small diesel. Rezultate superioare prin filtrare MF.

Figura 19 - Interfaţa grafică operator în cazul detecţiei unei nave simulate (elice cu 4 pale şi 197 rot/min). Fiind un zgomot simulat, se observă ca ambele prelucrări, în JF şi MF, indică rezultate similare.

Figura 20 - Interfaţa grafică operator în cazul detecţiei unei nave din categoria Alaska State Ferry. Rezultate superioare prin filtrare MF. În ambele situaţii se observă ca algoritmul calculează corect viteza de rotaţie a elicei.

3.1.6.1 Detecţie scafandri Pentru detecţia unui scafandru algoritmii trebuie să prelucreze porţiuni din semnalul de la hidrofon reprezentând

circa 4-5 perioade cu o rată de respiraţie relativ stabilă. Considerând limitele pentru o respiraţie normală între 10 şi 30 respiraţii pe minut (0,15… 0,5Hz), rezultă că în cazul unui ritm de 10 resp/min, sunt necesare circa 30 secunde, în timp ce pentru scafandrul care se deplasează rapid (cu peste 30 resp/min), intervalul necesar pentru detecţie s-ar reduce la o treime. Pe de altă parte, cu cât numărul de perioade de respiraţie luat în prelucrare este mai mare, cu atât algoritmul aplicat este mai puţin sensibil la variaţii relative de ritm şi nivel de zgomot ambiant.

Din aceste considerente, pentru realizarea modelului funcţional SIROLC, a fost proiectată şi realizată o aplicaţie software pentru detecţie scafandri (pornind de la software-ul SigView) care prelucrează simultan intervale de 10, 20 şi 30 secunde din semnalul provenit de la hidrofon.

NECLASIFICAT

Neclasificat 10 din 20

În figura de mai jos este prezentată interfaţa grafică a operatorului pentru aplicaţia software pentru detecţie scafandri. Operatorul poate observa rezultatele prelucrării zgomotului de la hidrofon pe trei secţiuni orizontale, pentru intervale de 10, 20 şi 30 s:

• diagrama DEMON;

• spectrograma;

• valoarea calculată a ritmului de respiraţie;

• oscilograma zgomotului achiziţionat.

In partea dreaptă a fiecărei secţiuni sunt câte două ferestre, tip instrument circular, care indică (acul în zona roşie) automat detecţia / prezenţa scafandrului.

Figura 21 - Aplicaţie software pentru detecţie scafandri - Interfaţa grafică operator

Ca şi în cazul aplicaţiei software pentru detecţia navelor mici, pentru teste şi antrenament, operatorul poate selecta şi observa rezultatele pentru zgomote de scafandru şi alte zgomote (vânt, elicopter, schi jet) pre-înregistrate.

În regim de observare de către operator, principalul indiciu al prezenţei unui scafandru în apropierea hidrofonului constă în prezenţa pe spectrogramă a benzilor verticale specifice energiei acustice emise de aparatul de scufundare al scafandrului în timpul inhalării aerului (supapa detentorului). Acest lucru este exemplificat în figura următoare.

Figura 22 - Interfaţa grafică operator (figura anterioară) în condiţii de vânt puternic şi evoluţie simultană în zonă a unui elicopter şi a unui schi-jet

Aşa cum se poate observa în figura de mai sus, datorită nivelului ridicat şi caracterului impulsiv (dar cu perioada de repetiţie mai mică) al zgomotelor produse de elicopter şi schi-jet, diagrama DEMON se deplasează spre stânga, perioadele calculate sunt mai mici, alterând rezultatul final.

În situaţia în care în zgomotul ambiant este datorat fenomenelor naturale (vânt, ploaie), chiar dacă nivelul de zgomot acoperă zgomotul produs la respiraţia scafandrului, deoarece nu apar caracteristici de zgomot impulsiv aplicaţia identifică, calculează şi afişează corect toţi parametrii. Situaţia este prezentata în figura următoare.

Figura 23 - Rezultatele obţinute cu aplicaţia pentru detecţia scafandrilor în condiţii de vânt puternic.

NECLASIFICAT

Neclasificat 11 din 20

3.1.6.3 Elaborare şi implementare modul software pentru semnalizarea automată a prezenţei scafandrului Dacă în cazul navelor mici, aplicaţia software de detecţie are un caracter complementar altor mijloace (radar,

optice şi electrono-optice), pentru cazul scafandrilor detecţia acestora prin mijloace acustice este practic singura modalitate eficientă, mai ales în regiuni de litoral cu ape puţin adânci. Din acest motiv, semnalizarea automată a prezenţei unui scafandru în zona supravegheată, chiar şi în cazul monitorizării de către operator, prezintă interes şi constituie un obiectiv actual de cercetare şi experimentare în domeniu.

În principiu problema constă în a aplica pentru zgomotul de la hidrofon a unor operaţii de prelucrare şi procesare semnal astfel încât să fie posibilă stabilirea unui nivel (prag de detecţie) peste care să se poată afirma cu o anumită probabilitate că în zgomot sunt prezente caracteristici specifice semnalului produs de scafandru.

Literatura de specialitate prezintă mai multe soluţii pentru detecţia automată a scafandrilor. Cel mai complet din acest punct de vedere este articolul „Feature based passive acoustic detection of underwater threats” publicat de un colectiv de cercetatori (Rustam Stolkin, Alexander Sutin ş.a.) de la Center for Maritime Systems, Stevens Institute of Technology, Hoboken, NJ, 07030, USA. Articolul prezintă două soluţii de detecţie. Una dintre ele presupune o reducere a zgomotului ambiant prin filtrarea în bandă a semnalului de la hidrofon şi stabilirea unui prag de detecţie peste nivelului de zgomot ambiant în banda de filtrare.

Figura 24 - Spectrul unei înregistrări acustice a zgomotului produs la respiraţie şi SNR în râul Hudson

În figura 25 se prezintă modalitatea propusă de autori pentru stabilirea experimentală a frecvenţei centrale pentru FTB. Determinarea se face luând în considerare condiţiile locale posibile pentru zgomotul ambiant: (1) noapte - trafic redus, (2) zgomot de elicopter şi navă de transport pasageri, (3) zgomot natural (ploaie, vânt) şi două elicoptere, (4) surse puternice de zgomot natural (zgomot de avion, elicopter, şalupe de viteză şi navă transport pasageri).

Figura 25 - Semnalul de la hidrofon, filtrat în jurul frecvenţei optime (v. fig.24), faţă de diferite nivele de zgomot ambiant, pre-determinate

Aşa cum rezultă şi din figura 25, soluţia prezintă dezavatajul că detecţia este intermitentă datorită variaţiilor de amplitudine ale zgomotului produs de scafandru, chiar la nivele reduse de zgomot ambiant.

O idee asemănătoare este prezentată în „Passive Acoustic Detection of Divers Using Single Hydrophone” (Xiaoling Chen şi Uf Tureli, Department of Electrical and Computer Engineering, Stevens Institute of Technology) - figura 26. Articolul evidenţiază faptul că, pe măsură ce se apropie de hidrofon, nivelul zgomotului produs de scafandru creşte în timp ce nivelul zgomotului ambiant rămâne constant. Comparând zgomotul produs de scafandru cu un prag de 0,2 (v. figura), autorii constată că pot detecta un scafandru la o distanţă mai mică de 10 m de hidrofon.

NECLASIFICAT

Neclasificat 12 din 20

Figura 26 - Variantă de detecţie scafandri

În acelaşi articol autorii propun şi o variantă care admite că, dacă frecvenţa de respiraţie a unui scafandru este de aproximativ 0,3Hz, este utilă măsurarea maximului frecvenţei din spectrul anvelopei semnalului de la hidrofon într-o regiune suficient de depărtată de 0 Hz. Criteriul de detecţie, în acest caz, este ca valoarea măsurată să fie în intervalul 0,2 – 0,4 Hz (12 şi 24 resp/min).

Ţinând cont de valorile pentru ritmul de respiraţie al unui scafandru extrase din înregistrările disponibile, am introdus în aplicaţia software pentru detecţie scafandru un instrument cu domeniul de semnalizare extins (10 – 38 resp/min), afişat pe interfaţa grafică operator ultimul din ştanga.

Ca şi varianta care propune un domeniu de acceptare a prezenţei scafandrului dacă frecvenţa de respiraţie măsurată este într-un anumit interval, o altă metodă bazată pe măsurători în spectrul semnalului, propune drept criteriu valoarea ariei (integrala) caracteristicii spectrale dinn diagrama DEMON.

Figura 27 - Criteriu detecţie scafandru bazat pe aria diagamei DEMON (conf. Feature based passive acoustic detection of underwater threats).

Abordarea porneşte de la evidenţa că, dacă există scafandru, prin aplicarea algoritmului de detecţie va rezulta în spectru o suprafaţă (diagrama DEMON) reprezentând spectrul energiei zgomotului produs de scafandru, cu maxim pe frecvenţa de respiraţie. În cazul în care în semnalul de la hidrofon nu exista un zgomot impulsiv de tipul celui produs de scafandru valoarea ariei respective este foarte apropiată de zero.

Din păcate testele efectuate pentru cazul înregistrărilor de semnal disponibile, prin simularea monitorizării on-line pe intervale mai mari de timp, s-au făcut prin redarea în buclă a acestora şi achiziţia informaţiei de la ieşirea plăcii de sunet. Practic rezultatele obţinute diferă de cele menţionate în articolele citate (figura 28).

Figura 28 - Diagrama DEMON (de la stânga la dreapta: cu zgomot scafandru, fără nici un zgomot, cu zgomot natural (vânt), aplicate intrarea plăcii de sunet)

Rezultatele din figura 28 scot în evidenţă că pentru un interval de prelucrare real (max. 30 s), rate de respiraţie în afara domeniului 0,2 - 0,4 Hz (12 – 24 resp/min) şi frecvenţe de eşantionare maxime uzuale pentru placa de sunet (44100 Hz) rezultatele prezentate în literatură nu sunt conforme cu concluziile din articolele respective.

După cum se poate observa din figura 28, în lipsa scafandrului, diagrama DEMON are amplitudinea mai mică decât în cazul în care scafandrul este prezent, dar suprafaţă este mai mare. Acest lucru sugerează că pentru criteriul de detecţie ar fi mai indicat să se ia în consideraţie valori normalizate relative la suprafaţă. Experimentările cu valori RMS normalizate efectuate pe înregistrările disponibile au demonstrat că acest criteriu este mai robust. Ca urmare a fost introdus în aplicaţia software pentru detecţie scafandru un instrument cu domeniu de semnalizare setabil de către operator (în funcţie de situaţia reală) şi afişat pe interfaţa grafică operator în dreapta instrumentului de semnalizare prezenţă (în funcţie de ritmul de respiraţie).

NECLASIFICAT

Neclasificat 13 din 20

3.1.7 Configurare structura hard şi soft model funcţional subsistem HDAPT

Modelul functional pentru subsistemul HDAPT include: • Hardware:

� hidrofoane model Bruel&Kjaer 8106;

� cabluri conexiune pentru hidrofoane;

� dispozitiv de amplasare şi ancorare hidrofon;

� modul achizitie LAN XI 3052-A-030, 3xLEMO: UA-2101-030;

� acumulator 2831-A;

� laptop cu sistem de operare Windows®.

• Software:

� Bruel&Kjaer: PULSE, Data Recorder 7708, Notar;

� SigView;

� aplicaţiile pentru detecţie nave respectiv, pentru detecţie scafandri.

Caracteristicile de răspuns în frecvență (dB rel. 1V/µPa) și caracteristicile de directivitate ale hidrofoanelor B&K 8106 sunt prezentate în figurile următoare.

Figura 29 – Răspunsul în frecvență(dB rel. 1V/µPa) pentru hidrofoane Bruel&Kjaer 8106

Figura 30 – Caracteristicile de directivitate pentru hidrofonul Bruel&Kjaer 8106

Fișa specifică unui hidrofon B&K 8106 aflat în dotarea CCSFN este prezentată în Figura 31.

NECLASIFICAT

Neclasificat 14 din 20

Figura 31 – Fișă de calibrare pentru hidrofon Bruel&Kjaer 8106

Unul dintre parteneri a realizat un model funcțional al dispozitivului de amplasare și ancorare a hidrofonului după cum este prezentat în continuare. Dimensiunile de gabarit sunt:

Figura 32 – Model funcțional trepied pentru fixare hidrofon

Figura 33 – Modele de lesturi pentru ancorare trepied pentru fixare hidrofon

Asamblarea dispozitivului de amplasare și ancorare a hidrofonului (trepied cu lest) se face la locul de lansare, pe platforma de lansare (ambarcațiune).

NECLASIFICAT

Neclasificat 15 din 20

Cabluri de semnal și conectori Pentru hidrofoanele Bruel&Kjaer 8106 (care includ preamplificator) CCSFN deține cabluri AO-1433 cu lungimea

de 200 m și respectiv 30 m și, în același timp și două cabluri AO-0390 de câte 10 m fiecare. În vederea conectării hidrofonului 8106 la unitatea de achiziție date, CCSFN are în dotare două adaptoare WI-1260 (trecere de la conector JP-0717 la conector cu 7 pini tip LEMO).

Unitate de achiziție date În urma derulării procesului de achiziție, CCSFN a achiziționat un sistem mobil de achiziție și procesare date –

achiziție și înregistrare semnale de la hidrofoane a cărui compunere este: • LAN – XI 3052 – 1 buc.

• acumulator 2831-A – 1 buc.

• software LAN – XI NOTAR BZ-7848-A – 1 buc.

• front panel 3 canale BNC – 1 buc.

• front panel 3 canale LEMO – 1 buc.

Modulul tip 3052 are trei intrări de semnal de bandă largă (0-102,4 kHz) pentru conectarea de hidrofoane (160 dB dinamică) şi poate fi utilizat ca modul de achiziţie independent. Datele de la ieşirea modulului pot fi preluate pe un laptop având instalat programul achiziţie, măsurare şi analiza PULSE (B&K). Datele de ieşire pot fi redate şi analizate în timp real pe laptop, utilizând opţiunea software PC-based Data Recorder tip 7708. Prin utilizarea soft-ului 7708, datele transferate de la ieşirea modulului 3052 pot fi trimise direct la placa de sunet pentru a fi preluate on-line de aplicaţiile software (detecţie nave mici sau scafandri) sau pot fi înregistrate în fişiere media pentru analiză ulterioară. Datele de la modulul 3052 şi setările modulului 3052 de la PC sunt transmise prin cablu, pe o interfaţă Ethernet.

Modulul poate fi alimentat de la reţea sau de la acumulatori. Pentru situaţia în care în locaţia de amplasare a modulului 3052 nu este disponibil un laptop sau nu interesează prelucrarea on-line a semnalului de la hidrofon este integrat în subsistem modulul data-logger Notar BZ 7848A (Bruel & Kjaer).

Figura 34 – LAN – XI 3052 şi acumulatorul aferent

Figura 35 – LAN – XI 3052 şi elemente adiacente (front-panel-uri, încărcătoare etc.)

3.2. Activitatea 2

În cadrul activităţii „Integrare echipamente model funcţional subsistem vehicul subacvatic autonom” au fost realizate achiziţia ansamblului CT şi lucrările aferente instalării şi integrării ansamblului CT pe model funcţional subsistem vehicul subacvatic autonom:

• montarea senzorilor pe corpul AUV (conform instrucţiunilor de instalare elaborate in cadrul activităţii de dezvoltare/proiectare, 2015);

• ataşarea şi fixarea modulului electronic senzori şi a interfeţei AUV pe şasiul existent în corpul platformei subacvatice autonome;

• asigurarea legăturilor de la senzori la modulul electronic senzori şi interfaţa AUV;

• conectarea modulului electronic la interfaţa de date a sistemului AUV;

NECLASIFICAT

Neclasificat 16 din 20

• verificarea funcţională a integrării în sistemul de calcul de pe platforma subacvatică, privind testarea achiziţiei, prelucrării şi stocării datelor de la senzori.

• verificarea asigurări protecţiei la pătrunderea apei în interiorul corpului AUV pentru adâncimi de operare de max. 100 m.

Figura 36 – Schemă de conexiuni senzor CT – placă de comandă & control

Figura 37 – Instrument folosit la demontarea structurii centrale

Figura 38 – Montaj placă comandă-control senzor CT

Figura 39 – Montaj senzor CT

NECLASIFICAT

Neclasificat 17 din 20

Figura 40 – Setări configuraţie AUV cu senzor CT

Figura 41 – Verificare etanșeitate AUV

Pe perioada integrării senzorului CT pe platforma autonomă aflată în dotarea CCSFN s-a remarcat că performanţele acumulatorilor AUV-ului au scăzut. Acest fapt s-a datorat exploatării în condiţii normale a AUV-ului (acesta fiind realizat în anul 2011). Înregistrări ale parametrilor celor 6 acumulatori instalaţi indicau o funcţionarea cu intermitenţe a 2-3 dintre aceştia.

Figura 42 – Poziţionare acumulatori în AUV

Acumulatorii sunt de tipul BA95HCL-FL ("LONG") smart Li-Ion battery pack, furnizând o tensiune de 14.4V şi având o capacitate de 6.6 Ah. Acumulatorii sunt de tip „inteligent” având încorporat în structura lor un modul ce asigură protecţia la scurtcircuit, la depăşirea curenţilor de încărcare etc.

Cu sprijinul partenerilor industriali din cadrul consorţiului (ce au efectuat activitatea de documentare – ca parte a activităţii propriu-zise, dar şi în sprijinul activităţii de elaborare a planului de suport logistic pe ciclul de viaţă) au fost achiziţionaţi 6 acumulatori noi şi un modul „Intelligent Battery and Power System” (IBPS) care să permită testarea acestora pe parcursul întregului ciclu de viaţă (modul ce ar face parte din pachetul de suport logistic iniţial al produsului – echipamente suport de testare / verificare).

NECLASIFICAT

Neclasificat 18 din 20

Figura 43 – Modul IBPS

Prin testarea bateriilor pe durata ciclului de viaţă al AUV-ului utilizând modulul IBPS s-ar obţine informaţii ce permit planificarea mai riguroasă a activităţilor de mentenanţă preventivă. Înregistrări ale parametrilor celor 6 acumulatori nou instalaţi indică o funcţionarea normală a acestora.

3.3 Activitatea 3

Realizarea şi utilizarea modelului funcţional al subsistemului hidroacustic de determinare a amprentelor potenţialelor ţinte a fost efectuată în cadrul a două dintre activităţile finalizate în anul 2016. Din punct de vedre hardware şi software achiziţie semnale şi crearea de fişiere media pentru analiza off-line, modelul funcţional a fost realizat şi utilizat pentru realizarea activităţii 3.1.1 „Efectuarea de înregistrări in condiţii reale, pentru zgomotul produs de scafandri”.

Din punct de vedere software de detecţie şi afişare rezultate, modelul funcţional a fost realizat/completat în cadrul activităţii 3.1.6.

3.4 Activitatea 4

Pentru stabilirea unor configuraţii de suport logistic sunt necesare stabilirea precisă şi completă a nevoilor utilizatorului/ beneficiarului privind misiunile pe care urmează să le desfăşoare sistemul SIROLC, capabilităţile şi disponibilitatea operaţională a acestuia şi specificaţiile de suport logistic integrat.

În privinţa integratorului de suport logistic, acesta poate fi unul singur sau pot fi mai mulţi integratori care să fie responsabili de anumite elemente ale suportului, iar acesta poate fi producătorul produsului/ sistemului/ echipamentului, o componentă a beneficiarului sau o terţă parte.

Nivelurile de suport menţionate anterior pot fi interpretate ca abordări diferite ale suportului, astfel: • Suport şi servicii discrete – care includ metode tradiţionale de suport logistic (ex. mentenanţa, furnizarea

pieselor de schimb) şi sunt servicii de sine stătătoare, beneficiarul plătind separat pentru fiecare dintre ele;

• Pachete integrate de service şi suport – care constau în îmbinarea ofertelor de sine stătătoare şi furnizarea lor în pachete integrate de servicii;

• Capabilitate pe durata vieţii – constând în pachete integrate de servicii extinse pe toată durata vieţii produselor;

• Soluţii finale – contractantul / integratorul de suport asigură beneficiarului o soluţie prin care îşi asumă responsabilitatea furnizării serviciilor şi componentelor de suport logistic pentru asigurarea obiectivelor operaţionale ale beneficiarului.

Pentru un anumit proiect, componentele suportului se pot trata separat prin abordări diferite. De exemplu, piesele de schimb pot fi furnizate în baza unui acord pentru asigurarea capacităţii pe toată durata vieţii produsului, în timp ce componenta documentaţie tehnică poate fi furnizată ca un pachet de integrat de servicii şi suport.

În baza acestor abordări, se pot formula diverse variante de suport logistic, în funcţie de nevoile privind capabilităţile operaţionale ale utilizatorului şi de costul pe ciclul de viaţă.

Variantele analizate se bazează pe abordarea suportului logistic orientat spre asigurarea performanţei (Performance Based Logistic / PBL) şi a nivelurilor de suport propuse de această abordare, ilustrate anterior, astfel:

• Varianta 1: suport logistic minimal corespunde, în cea mai mare parte, nivelului 1, atingând punctual anumite activităţi de nivel 2. Această variantă se limitează la activităţi realizate cu forţe proprii de aprovizionare, reparaţii şi pregătire a personalului.

• Varianta 2 se plasează între cele două niveluri intermediare de suport logistic bazat pe asigurarea performanţei şi presupune o planificare şi un management mai riguros al tuturor elementelor de suport logistic (mentenanţă şi reparaţii, pregătire personal, date tehnice etc.), urmărindu-se în acelaşi timp minimizarea costurilor.

• Varianta 3 se reflectă în structura nivelului PBL maxim, antrenând un nivel maxim de activităţi logistice în scopul menţinerii nivelului maxim de capabilitate operaţională a sistemului şi asigurării capacităţii de îndeplinire a misiunilor, integrând în acest sistem activităţi de management şi planificare precum:

� controlul calităţii,

� asigurarea disponibilităţii, a siguranţei în funcţionare, reparabilităţii şi sustenabilităţii (RAM&S),

� menţinerea nivelului de pregătire a operatorilor prin instruire periodică,

� asigurarea unei echipe de specialişti pentru mentenanţa şi lucrările de reparaţii,

� furnizarea echipamentelor de testare şi suport şi mentenanţa acestora,

NECLASIFICAT

Neclasificat 19 din 20

� suportul resurselor de calcul, instrumente software,

� facilităţi de suport tehnic la cheu, facilităţi de mentenanţă şi reparaţii.

Un compromis între nivelul de performanţă asigurat de varianta finală şi costul minim atins prin cea dintâi este asigurat de varianta intermediară, care propune o divizare echitabilă a responsabilităţii suportului logistic, dar mai ales o strânsă colaborare între beneficiar şi integratorul de suport, prin stabilirea unor obiective precise pentru fiecare subcomponentă a sistemului de suport logistic integrat.

Varianta a doua se remarcă prin atingerea unui nivel rezonabil al disponibilităţii operaţionale concomitent cu costurilor la un nivel mediu şi satisfacerea obiectivelor de infrastructură logistică redusă.

Figura 44 - Variantă de suport logistic integrat de nivel mediu, recomandată pentru SIROLC

În perspectiva asigurării suportului logistic pe ciclul de viaţă (v. ciclul de viaţă - CADMID - Concept, Assessment, Demonstration, Manufacture, In-Service, Disposal)), în etapa desfăşurată în anul 2016 în cadrul proiectului SIROLC, în vederea pregătirii activităţilor de testare-evaluare a modelului funcţional a produsului (anul 2017) au fost desfăşurate şi cercetări privind:

• caracteristicile fizico-chimice şi de mişcare ale coloanei de apă în Marea Neagră;

• ţinte potenţiale (epave, mine etc.) pentru sonarul cu scanare laterală;

• influenţa sistemului (mai ales a sonarului) asupra ecosistemului marin.

3.4 Diseminare informaţii

1. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, Adrian Ciuculin, George Surdu, Roxana Damian, DEMON-Type Algorithms for determination of the acoustic fingerprints for surface ships and divers, Book of abstracts, pp. 251, 4th

International Conference Modern Technologies in Industrial Engineering (ModTech 2016), iunie 2016, ISSN

2286-4369 2. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, George Surdu, Valerică Roşca, Camelia Pascu, Roxana Damian, Elena

Curcă, Adrian Rădulescu, Behavior analysis of a sensor sustaining system in fixed point when measuring the hidroacustic signature for divers and ships, Book of abstracts, pp.270, 4th International

Conference Modern Technologies in Industrial Engineering (ModTech 2016), iunie 2016, ISSN 2286-4369 3. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, George Surdu, Valerică Roşca, Camelia Pascu, Roxana Damian, Elena

Curcă, Adrian Rădulescu, Determinarea amprentei hidroacustice a scafandrilor autonomi cu sistem respirator cu circuit deschis, Revista „Tehnica Militară”, nr. 1/2016, pp. 73-80, ISSN 1582-7321

4. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, Valerică Roşca, George Surdu, Roxana Damian, Camelia Pascu, Elena

Curcă, Adrian Rădulescu, Lucian Dumitrache, Romeo Boşneagu, Vasile Ionașcu, Emil Sârbu, Determinarea amprentei hidroacustice a scafandrilor autonomi cu sistem respirator cu circuit deschis, Buletinul

Ştiinţific al Centrului de Cercetare Ştiinţifică pentru Forţele Navale, anul X, octombrie 2016, ISSN 1842-3418

NECLASIFICAT

Neclasificat 20 din 20

5. Georgică Slămnoiu, Roxana-Gabriela Damian, Consideraţii privind utilizarea vehiculelor subacvatice autonome pentru securitatea maritimă, Buletinul Ştiinţific al Centrului de Cercetare Ştiinţifică pentru Forţele

Navale, anul X, octombrie 2016, ISSN 1842-3418 6. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, Valerică Roșca, Roxana-Gabriela Damian, Studii şi cercetări privind

amprentele hidroacustice ale navelor de suprafaţă, Workshop-ul naţional AGIR „Cercetare şi Expertiză

Inginerească la Constanţa” – ediţia a IV-a 18.11.2016, Constanţa – Tema ediţiei „Inovarea şi creativitatea în

societatea cunoaşterii” 7. Georgică Slămnoiu, Ovidiu Radu, Valerică Roșca, Roxana-Gabriela Damian, Studii şi cercetări privind

amprentele hidroacustice ale scafandrilor autonomi, Workshop-ul naţional AGIR „Cercetare şi Expertiză

Inginerească la Constanţa” – ediţia a IV-a 18.11.2016, Constanţa – Tema ediţiei „Inovarea şi creativitatea în

societatea cunoaşterii”

4. Concluzii generale ale etapei Obiectivele generale şi specifice ale etapei au fost atinse. • Au fost identificate principiile şi soluţiile de realizare a cerinţelor pentru fiecare dintre părţile componente ale

sistemului.

• Sonarul cu scanare laterală instalat pe AUV are performanţe remarcabile (rezoluţii foarte bune, frecvenţă de lucru relativ joasă etc.), iar pentru eliminarea perturbaţiilor cauzate de fluctuaţiile vitezei sunetului în mediul marin a fost integrat un senzor CT (conductivitate / salinitate – temperatură).

• La selectarea şi integrarea senzorului CT s-au avut în vedere condiționările date de: rezistența la înaintare, flotabilitatea și gradul de integrare/compatibilitate, rata de eșantionare a senzorului etc.

• A fost verificată etanşeitatea AUV-ului după integrarea senzorului CT.

• Inexistenţa informaţiilor cu privire la amprentele acustice (nivel de zgomot propriu) ale scafandrilor a impus efectuarea unor măsurători specifice în cadrul bazinului fonoabsorbant aparţinând CCSFN.

• Din punctul de vedere al elementelor componente dedicate, subsistemul HDAPT ca parte componenta a SIROLC include: hidrofon, cablu hidrofon, dispozitiv de amplasare și ancorare hidrofon, unitate de achiziție date, sistem de calcul pentru prelucrarea și afişarea datelor de la sistemul de achiziţie (on-line și off-line) și salvarea acestora (în fişiere media sau de tip ASCII) pentru analiza ulterioară.

• Pentru hidrofoanele Bruel&Kjaer 8106 (care includ preamplificator) CCSFN deține cabluri AO-1433 cu lungimea de 200 m și respectiv 30 m și, în același timp și două cabluri AO-0390 de câte 10 m fiecare. În vederea conectării hidrofonului 8106 la unitatea de achiziție date, CCSFN are în dotare două adaptoare WI-1260 (trecere de la conector JP-0717 la conector cu 7 pini tip LEMO).

• CCSFN a achiziționat un sistem mobil de achiziție date de la hidrofoane.

• Detecția pasivă a ambarcațiunilor mici și rapide sau a scafandrilor autonomi poate fi efectuată pe baza algoritmului DEMON [Detection of Envelope MOdulation on Noise]. Pe baza cercetărilor întreprinse în etapele anterioare şi a măsurătorilor efectuate în bazinul fonoabsorbant al CCSFN (amprentă acustică scafandri) a fost dezvoltată o variantă de algoritm DEMON specifică aplicaţiei (HDAPT+).

• Pentru aplicarea algoritmului HDAPT+ şi afişarea rezultatelor în formate clare, inteligibile pentru operator, a fost dezvoltata o aplicaţie soft specifică pentru detecţia navelor mici şi scafandrilor.

• Pe baza înregistrărilor disponibile și a prelucrărilor de semnal realizate se poate afirma că rezultatele obținute prin aplicarea algoritmului DEMON HDAPT+ sunt similare (sau chiar mai relevante) celor obținute prin aplicarea unor algoritmi de același tip prezentați în literatura de specialitate.

• A fost identificată soluţia de suport logistic pe ciclul de viaţă a produsului SIROLC.

• A fost efectuată diseminarea rezultatelor.

• Pentru efectuarea experimentărilor în etapa a IV-a, de testare şi evaluare a performanţelor sistemului, este imperios necesară achiziţia unei ambarcaţiuni uşoare pentru transportul a 3 - 6 persoane, echipamente, dispozitive şi accesorii sistem SIROLC.

5. Aspecte relevante privind respectarea documentelor de planificare Documentele de planificare s-au respectat.

6. Modificări semnificative ce se impun în concepţia proiectului pentru realizarea obiectivelor

Nu se impun modificări semnificative pentru realizarea proiectului.