Методи та системи управління безпроводовими сенсорними мережами із мобільними сенсорами, телекомунікаційними наземними вузлами та аероплатформами у зоні надзвичайної ситуації
| dc.contributor.advisor | Уривський, Леонід Олександрович | |
| dc.contributor.advisor | Uryvskiy, Leonid O. | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-19T12:24:16Z | |
| dc.date.available | 2024-03-19T12:24:16Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description.abstract | Метою роботи є розробка методології та технічних пропозицій щодо забезпечення надійним зв’язком і своєчасною та якісною інформацією пошуково-рятувальних робіт в зоні надзвичайної ситуації на основі застосування безпроводових сенсорних мереж із мобільними сенсорами, телекомунікаційних наземних вузлів та аероплатформ і ефективного управління ними із одночасним забезпеченням структурно-функціональної зв’язності мобільних сенсорів в умовах їх швидкого та непередбачуваного переміщення. В основу НДР покладена науково-технічна ідея, яка полягає в науковому обґрунтуванні та розробці комплексу методів, алгоритмічних і програмних засобів для реалізації багаторівневої динамічної архітектури безпроводової сенсорної мережі (БСМ), всі елементи якої є мобільними. Реалізація цієї ідеї ґрунтується на ствердженні про те, що отримання оперативної інформації має здійснюватися за мінімальний час про події, що відбуваються у зоні надзвичайної ситуації (стан оперативного ландшафту, напрямки пошуку і шляхи рятування, розташування потерпілих та об’єктів небезпеки, пріоритетність надання допомоги, тенденції розвитку надзвичайної ситуації, супроводження та захист рятівників і медичного персоналу, локалізація мародерів та їх знешкодження, відновлення зв’язку та недопущення паніки). Система складатиметься з декількох рівнів: перший рівень – мобільна мережа безпроводових мультисенсорних платформ повітряного базування – літаючих дронів, які утворюють адаптивну мережу постачання первинної інформації; другий рівень являє собою мережі телекомунікаційних аероплатформ (ТА), що призначені для збору і наступної обробки інформації з мережі нижчого рівня та управління нею, а також для зв’язку з телекомунікаційними наземними вузлами або безпосередньо з центром управління надзвичайною ситуацією. Обґрунтовано і розроблено нові методи, запропоновано технічні рішення щодо забезпечення надійним зв’язком і своєчасною та якісною інформацією пошуковорятувальних робіт в зоні надзвичайної ситуації на основі застосування безпроводових сенсорних мереж із мобільними сенсорами, телекомунікаційних наземних вузлів та аероплатформ і ефективного управління ними із одночасним забезпеченням структурнофункціональної зв’язності мобільних сенсорів в умовах їх швидкого та непередбачуваного переміщення. Розроблено нові та удосконалені методи та протоколи взаємодії сенсорних вузлів у безпроводовій сенсорній мережі із мобільними сенсорами (БСММС) на різних рівнях моделі OSI з урахуванням принципів побудови багаторівневої адаптивної БСММС. Розроблено нові методи та алгоритми поєднання систем високошвидкісного цифрового радіообладнання на основі стандартів 802.11хх для транспортної і розподільчої компонент мережі зв’язку та модернізованого під потреби силових відомств проводового обладнання маршрутизації цифрових потоків, комутації та розподілу інформації. Завдяки цьому виникає можливість гнучкого конфігурування комбінованих проводово-безпроводових систем передачі інформації, та їх гнучкої перебудови відповідно до ситуаційних потреб та вимог. Запропоновано методи та методики визначення взаємної зв’язності сенсорних вузлів та шлюзів багаторівневої адаптивної БСММС з урахуванням технічних характеристик їх приймально-передавачів та реальних топографічних умов оперативного ландшафту. Запропоновано методи та методики енергозбереження сенсорних вузлів, обладнаних батареями електроживлення. Запропоновані рекомендації для протоколів програмно-визначених радіосистем (SDR) шляхом використання покращених алгоритмів прийняття рішення щодо використання певної сигнально-кодової конструкції (СКК) та виду модуляції, завадостійкого кодування, числа піднесучих OFDM. Розроблено пропозиції щодо використання спеціалізованого під потреби силових відомств обладнання криптографічного захисту інформації в цифрових мережах, що забезпечить необхідний рівень захисту інформації від втручання сторонніх осіб у зміст передаваної інформації. Результати апробацій отриманих теоретичних та конструктивних пропозицій отримано на базі Українського науково-дослідного інституту цивільного захисту, Інституту проблем математичних машин і систем НАН України, ПАТ НПО «ЕЛМІЗ». | |
| dc.description.abstractother | The Goal of the research work is to develop methodology and technical proposals for providing reliable communication and timely and high-quality information of search and rescue works in the emergency area on the basis of the use of wireless sensor networks with mobile sensors, telecommunication ground nodes and aero platforms and their efficient management while providing structures-functional connectivity of mobile sensors in conditions of their fast and unpredictable movement. The research is based on scientific and technical idea, which consists in the scientific substantiation and development of a set of methods, algorithmic and software tools for realization of multilevel dynamic architecture of wireless sensor network (WSN), all elements of which are mobile. The realization of this idea is based on the statement that the receipt of the operative information should be carried out in a minimum time about the events occurring in the emergency area (state of the operational landscape, directions of search and ways of rescue, location of the victims and objects of danger, priority of rendering of assistance, trends of emergency, support and protection of rescuers and medical personnel, localization of looters and their neutralization, restoration of communication and prevention of panic). The system will consist of several levels: the first level - a mobile network of wireless multisensor platforms of airborne platforms - flying drones, which form an adaptive network of primary information supply; The second tier is the Telecommunication Aerial Platforms (TAs) designed to collect and subsequently process and manage information from the lower tier network, as well as to communicate with telecommunication ground nodes or directly with the Emergency Management Center. New and improved methods and protocols for the interaction of sensor nodes in the wireless sensor network with mobile sensors (WSNMS) at different levels of the OSI model, taking into account the principles of building a multi-level adaptive WSNMS, is developed. New methods and algorithms for combining high-speed digital radio equipment based on 802.11xx standards for transport and distribution components of the communication network and upgraded for the needs of power departments of wired equipment of digital flow routing, switching and information distribution have been developed. This makes it possible to flexibly configure combined wired and wireless information transmission systems and to adapt them flexibly to suit your needs and requirements. Methods and techniques for determining the interconnectivity of sensor nodes and gateways of multilevel adaptive WSNMS are proposed, taking into account the technical characteristics of their transceivers and the actual topographic conditions of the operational landscape is suggested. Methods and techniques of energy saving of sensor units equipped with power batteries are proposed. Recommendations for software-defined radio systems (SDR) protocols are proposed by using advanced decision-making algorithms for the use of a particular signal-code structure (SCS) of modulation type, noise-coding, OFDM subcarrier number. Proposals have been developed on the use of specialized cryptographic information security equipment for use in digital networks, which will provide the necessary level of protection of information against the interference of third parties in the content of transmitted information. The results of the approbations of the received theoretical and constructive proposals were made on the basis of the Ukrainian Research Institute of Civil Defense, the Institute of Problems of Mathematical Machines and Systems of NAS of Ukraine, PJSC SIA "ELMIZ". | |
| dc.format.extent | 10 c. | |
| dc.identifier.govdoc | 0117U004282 | |
| dc.identifier.other | 2020 | |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/65640 | |
| dc.language.iso | uk | |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | |
| dc.publisher.place | Київ | |
| dc.title | Методи та системи управління безпроводовими сенсорними мережами із мобільними сенсорами, телекомунікаційними наземними вузлами та аероплатформами у зоні надзвичайної ситуації | |
| dc.title.alternative | Methods and Systems for Managing Wireless Sensor Networks with Mobile Sensors, Telecommunications Ground Nodes and Aerial Platforms in an Emergency Zone | |
| dc.type | Technical Report |
Файли
Контейнер файлів
1 - 1 з 1
Вантажиться...
- Назва:
- 2019_2020_2.pdf
- Розмір:
- 885.83 KB
- Формат:
- Adobe Portable Document Format
Ліцензійна угода
1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
- Назва:
- license.txt
- Розмір:
- 8.98 KB
- Формат:
- Item-specific license agreed upon to submission
- Опис: