RevACTTM_2_2005

STIMAŢI CITITORI,

„REVISTA ACTTM, publicaţie de specialitate a Agenţiei de Cercetare

pentru Tehnică şi Tehnologii Militare, va fi structurată începând din acest an într-un format nou şi va apărea bianual. În paginile revistei, veţi întâlni articole care prezintă cele mai semnificative realizări ale instituţiei noastre, ce au implicaţii directe asupra dotării tuturor categoriilor de forţe armate cu noi tipuri de tehnică, în vederea realizării interoperabilităţii cu armatele NATO.

“Revista ACTTM” este rezultatul preocupării permanente a colectivului redacţional pentru cunoaşterea de către specialiştii din armată şi din alte instituţii de învăţământ şi cercetare civile a multiplelor domenii de activitate ale cercetării ştiinţifice militare. De asemenea, revista publică şi alte materiale documentare care, prin demersul lor ştiinţific şi promovarea unor concepţii noi, propun căi originale de rezolvare a problemelor tehnice cu care se confruntă forţele armate.

Redacţia

Articolele cuprinse în “Revista ACTTM” constituie proprietate Articolele cuprinse în “Revista ACTTM” constituie proprietatea

intelectuală a Agenţiei de Cercetare pentru Tehnică şi Tehnologii Militare din cadrul Ministerului Apărării Naţionale.

Reproducerea integrală sau parţială a articolelor, informaţiilor sau ilustraţiilor din „Revista ACTTM”este permisă numai cu acordul scris al redacţiei revistei.

Manuscrisele, inclusiv în format electronic, expediate spre publicare devin proprietatea revistei. Manuscrisele nepublicate nu se înapoiază.

Redacţia nu îşi asumă responsabilitatea pentru greşelile apărute în articolele colaboratorilor.

COLEGIUL DE REDACŢIE

• Colonel doctor inginer CS II LIVIU COŞEREANU • Colonel doctor inginer CS I ION SAVU • Locotenent colonel inginer CS III SORIN MOCANU • Colonel inginer DUMITRU ŞTEFĂNESCU • Colonel doctor inginer CS I VASILE IGNAT • Comandor inginer CS III FLOREA DRĂGHICI • Colonel doctor inginer CS I VASILE ŞOMOGHI • Locotenent colonel doctor inginer CS II VICTOR MAIER • Locotenent colonel inginer CS III ANDREI SZILAGYI • Căpitan comandor doctor inginer CS II GEORGICĂ SLĂMNOIU • Căpitan comandor inginer CS III DUMITRU DRAGOMIR

REDACTOR ŞEF Maior inginer VALENTIN CRISTEA

REDACTOR ADJUNCT Filolog MIHAELA ILIŢOI

TEHNOREDACTOR

CORINA SAIU

COPERTA Căpitan inginer CORNEL PLEŞA

OPERAŢIUNI TIPOGRAFICE

LAURENŢIU SIMION

ADRESA REDACŢIEI:

AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE

Bucureşti, C.P. 51 - 16, cod: 077060, telefon: 423.30.58, fax: 423.10.30 e-mail: [email protected]; web site:www.acttm.ro

ANUL VIII – serie nouă

(Fondat în anul 1981)

2/2005

ISSN 1454 – 0363

mailto:[email protected]

C U P R I N S MANAGEMENTUL CERCETĂRII ŞTIINŢIFICE • Liviu Coşereanu Abordări moderne ale managementului ştiinţific .............................................. 1

• Sorin Mocanu Perspectivele evoluţiei sistemului informaţional managerial ......................................................................................................... 7

CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ • Adrian Alexei Evoluţia sistemelor informaţionale geografice.................................................. 13

• Vasile Şomoghi, Viorel Dinescu, Gabriel Epure, Adriana Predică,

Georgiana Ciofrîngeanu, Rodica Lungu, Liliana Rece, Marian Mihalcea Studiu comparativ privind capabilităţile detectoarelor portabile pentru agenţi toxici ................................................................................................................... 17

• Ionuţ Ovidiu Ciobanu Calculul parametrilor balistici pentru un proiectil GS-30 pe timpul deplasării în gura de foc .................................................................... 25

• Felix Totir, Aurelian Panait Modele statistice pentru caracterizarea ţintelor ca elemente ale scenariilor radar navale .................................................................................... 28

• Virgil Lucanu Stadiul actual privind evoluţia metodelor de recunoaştere automată a formelor.............................................................................................................. 32 • Vasile Şomoghi, Gabriel Epure, Maricel Cuţuhan, Viorel Dinescu, Claudiu

Lăzăroaie Teledectorul „RAPID” pentru agenţi toxici – testare în condiţii de laborator............................................................................................................. 36

NOUTĂŢI TEHNICO - ŞTIINŢIFICE • Felix Totir, Aurelian Panait Extragerea informaţiilor din imaginile ISAR folosind contururi active deformabile .............................................................................................. 44

• Bogdan Cristea, Alexandru Şerbănescu Codurile turbo concatenate în paralel .............................................................. 48

MANIFESTĂRI ŞTIINŢIFICE • Ion Savu Conferinţa „NBC International” ....................................................................... 52

• Sorin Mocanu Conferinţa în domeniul dezvoltării conceptelor şi experimentării (CD&E) ...................................................................................... 53

NOUTĂŢI EDITORIALE ÎN BIBLIOTECA ACTTM .................................... 54

SUMMARY............................................................................................................ 55

ABORDĂRI MODERNE ALE MANAGEMENTULUI ŞTIINŢIFIC

Colonel dr. inginer Liviu COŞEREANU∗

Cercetător ştiinţific gradul II Rezumat În lucrare sunt prezentate metode, tehnici şi proceduri de management, precum şi elemente metodologice ale ştiinţei managementului, elaborate pe baza studiului relaţiilor, proceselor de conducere şi al legităţilor privind obţinerea şi creşterea competitivităţii şi eficientizarea activităţilor de cercetare-dezvoltare.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE

1. Introducere În cunoscuta publicaţie franceză

Larousse, managementul este definit ca „ştiinţa tehnicilor de conducere a unei întreprinderi”. Prin conţinut şi mod de manifestare, procesele şi relaţiile de management prezintă o serie de trăsături particulare ce conferă acestei ştiinţe o pronunţată specificitate. De aceea, esenţa ştiinţei managementului o reprezintă studiul relaţiilor şi al proceselor de management.

Ca urmare a acestui studiu se descoperă principiile, legităţile şi celelalte elemente de esenţă care explică conţinutul şi dinamica managementului. Aceste legităţi, ca şi procesele şi relaţiile pe care le reflectă, cunosc o continuă evoluţie, de unde decurge necesitatea efortului creator de continuă descifrare şi actualizare, astfel încât acestea să exprime esenţa managementului în toată complexitatea sa, corespunzător condiţiilor actuale şi viitoare.

Caracteristic ştiinţei managementului este situarea în centrul investigaţiilor sale, a omului în toată complexitatea sa, ca subiect şi obiect al managementului, prin prisma obiectivelor ce-i revin, în strânsă interdependenţă cu obiectivele, resursele şi mijloacele sistemelor în care este integrat.

Managementul unei instituţii are un caracter multidisciplinar, determinat de integrarea în cadrul său a unei serii de categorii şi metode sociologice, matematice, psihologice, statistice, juridice etc., folosindu-le într-o manieră specifică, reflectare a particularităţilor relaţiilor de management. În ultimele decenii, se manifestă o tendinţă de amplificare a acestui caracter, ca urmare a

fundamentării ştiinţei managementului pe o concepţie sistemică, în condiţiile dezvoltării rapide a numeroase ştiinţe ce abordează din variate puncte de vedere sistemele ce formează obiectul managementului.

2. Procesele de management Ansamblul proceselor de muncă ce se

desfăşoară în orice sistem uman se pot diviza în două categorii principale: procese de execuţie şi procese de management.

Procesele de management se caracterizează, în principal, prin aceea că o parte din forţa de muncă acţionează asupra celeilalte părţi, a majorităţii resurselor umane, în vederea realizării unei eficienţe cât mai ridicate, având un caracter preponderent multilateral.

Concret, procesul de management al unei organizaţii constă în ansamblul fazelor şi al proceselor prin care se determină obiectivele acesteia, în subsistemele încorporate, precum şi în resursele şi procesele de muncă necesare realizării obiectivelor, folosind un complex de metode şi tehnici în vederea îndeplinirii cât mai eficiente a raţiunilor ce au determinat înfiinţarea respectivei structuri.

În cadrul proceselor de management se delimitează mai multe componente principale, cărora le corespund funcţiile sau atributele conducerii – previziunea, organizarea, coordonarea, antrenarea şi control-evaluarea.

Procesul tipic de management se poate restructura, în funcţie de modul în care sunt concepute şi exercitate atributele sale, în trei faze sau etape principale:

MANAGEMENTUL CERCETARII STIINTIFICE

Revista ACTTM nr. 2/2005 1

- faza previzională, caracterizată prin preponderenţa previziunii şi prin exercitarea celorlalte atribute ale managementului într-o viziune prospectivă, axată pe anticiparea de modalităţi, metode, soluţii etc. organizatorice, motivaţionale şi de evaluare superioare, corespunzător evoluţiei predeterminate a organizaţiei respective. Managementul de tip previzional se concentrează asupra stabilirii de obiective pentru unitatea respectivă, deciziile strategice şi tactice fiind prioritare, ceea ce-i conferă un caracter anticipativ; - faza de operaţionalizare, caracterizată prin preponderenţa organizării, coordonării şi antrenării personalului la realizarea cotidină a obiectivelor cuprinse în planurile şi prognozele organizaţiei. Acestei faze îi corespunde managementul operativ, ce are un puternic caracter efectuoriu, în care predomină adoptarea şi implementarea de decizii curente;

- faza finală, de comensurare şi interpretare a rezultatelor, se caracterizează prin preponderenţa exercitării funcţiei de evaluare-control având în vedere obiectivele şi criteriile stabilite în prima fază. Ei îi corespunde managementul postoperativ, cu un puternic caracter constatativ, prin care se încheie un ciclu managerial şi se pregătesc condiţiile pentru reluarea următorului. Între cele trei faze ale managementului, există o strânsă interdependenţă, acestea fiind dificil de disociat, ca urmare a unităţii şi complexităţii procesului de conducere. „Materiile prime” pe care se fundamentează fazele şi funcţiile proceselor de management sunt informaţia şi oamenii. Ponderea deosebită a factorului uman în management este subliniată de numeroşi specialişti: Scott Shell, James Dean. Harold Parnes îl abordează în dubla ipostază – de resursă a managementului şi sub aspect informaţional. Aceasta serveşte la elaborarea deciziilor - principalul instrument de management – prin care se manifestă în modul cel mai pregnant specificitatea proceselor de management. Procesele de management asigură, pe baza unor competenţe specializate, potenţarea muncii de execuţie, agregarea mai raţională a

rezultatelor în conformitate cu necesităţile sociale, cu cerinţele clienţilor interni şi externi.

3. Definirea şi conţinutul managementului ştiinţific

Ansamblul proceselor prin care elementele teoretico-metodologice furnizate de ştiinţa managementului sunt operaţionalizate în paractica socială reprezintă managementul ştiinţific.

Constituirea ştiinţei managementului a fost însoţită de un proces de dezvoltare a managementului ştiinţific, care prezintă un pronunţat caracter aplicativ şi concret. Practic, managementul ştiinţific constă în munca de zi cu zi a conducătorilor care-şi desfăşoară activitatea la toate nivelurile ierarhice din firmă. Fireşte, nu tot ce fac managerii reprezintă management ştiinţific, ci numai acea parte a muncii lor care se fundamentează pe cunoaşterea şi aplicarea elementelor teoretico-metodologice puse la dispoziţie de către ştiinţa managementului, cealaltă parte a muncii managerilor aparţinând conducerii empirice, desfăşurate numai pe baza bunului simţ şi a experienţei care, înainte de apariţia ştiinţei managementului alcătuia în exclusivitate conţinutul activităţii de conducere din cadrul tuturor domeniilor sociale.

Managementul ştiinţific nu se rezumă doar la o simplă aplicare a elementelor puse la dispoziţie de ştiinţă. Complexitatea şi diversitatea situaţiilor de management impun din partea conducătorilor şi un aport creativ pentru a adapta instrumentarul ştiinţific de management la condiţiile concrete ale fiecărei situaţii. Adesea, în cadrul acestui proces conducătorul adaptează şi dezvoltă metodele şi tehnicile folosite, realizând inovaţii pe planul managementului. Se poate afirma că un bun manager este întotdeauna şi un creator în abordarea şi soluţionarea problemelor domeniului condus. O altă caracteristică majoră a managementului ştiinţific o constituie diversitatea şi eterogenitatea sa din punctul de vedere al conţinutului şi modului de manifestare, comparativ cu ştiinţa



managementului. Unul şi acelaşi principiu managerial sau o anumită metodă se operaţionalizează în nenumărate feluri, ca urmare a condiţiilor existente diferite (tehnice, economice, ştiinţifice), a diferenţelor dintre managerii şi executanţii implicaţi, pe planul pregătirii, experienţei, temperamentului, vârstei, intereselor, stării de spirit etc. Ca urmare, dacă ştiinţa managementului este una singură, cu un conţinut teoretico-metodologic unitar, managementul ştiinţific este deosebit de divers, deoarece variază de la o organizaţie la alta şi în cadrul acestora la nivel de subdiviziuni organizatorice. O altă particularitate a managementului constă şi în pronunţatul său caracter „uman” ce decurge din faptul că acesta se manifestă integral prin deciziile şi acţiunile oamenilor, conţinutul său reprezentându-l tocmai modelarea muncii acestora. Referitor la acest aspect, cunoscutul specialist şi publicist francez, Jean Jacques Servan Screiber arată că „managementul este arta artelor întrucât are în vedere dirijarea talentului altora”. De aici rezidă complexitatea şi dificultatea managementului ştiinţific. După cum se ştie, nu există doi oameni identici, iar una şi aceeaşi persoană îşi modifică într-o anumită măsură modul de a gândi, comporta şi acţiona în decursul timpului, ca urmare a experienţei ce o dobândeşte, a propriilor evoluţii fiziologice, intelectuale şi morale şi a schimbării condiţiilor de muncă şi de viaţă. Ca urmare, un manager trebuie să posede pregătire şi calităţi adecvate, astfel încât să fie în măsură să înţeleagă natura umană şi să o modeleze în vederea realizării obiectivelor, ţinând cont de multiplii factori endogeni şi exogeni implicaţi. Din toate elementele referitoare la managementul ştiinţific, rezultă importanţa decisivă pe care o au managerii pentru conţinutul şi eficienţa acestuia. Pentru a fi în măsură să înţelegi şi să soluţionezi specificele, complexele şi multiplele probleme ale muncii manageriale, este necesar să apelezi la personal specializat în acest domeniu.

Asupra conţinutului şi modului de realizare a managementului ştiinţific îşi pun o puternică amprentă şi personalul de execuţie, implicate într-o măsură crescândă ca urmare a elementelor de management participativ, în anumite faze ale proceselor manageriale, în special cu caracter informaţional şi decizional. Sub acest aspect, se poate concluziona că managementul are un caracter „de masă” şi, ca urmare întreg personalul unei organizaţii este necesar să-şi însuşească un minim de cunoştinţe de management, astfel încât implicarea lui – inevitabilă - în exercitarea proceselor şi relaţiilor manageriale să aibă realmente un conţinut ştiinţific.

4. Interdependenţele dintre ştiinţa managementului şi managementul ştiinţific

Intercondiţionarea dintre ştiinţa managementului şi managementul ştiinţific se amplifică în perioada actuală ca urmare a manifestării unui complex de factori. Faptul că ştiinţa a devenit o forţă de producţie, determină o creştere a condiţionării calităţii activităţii de management din organizaţii de aplicarea elementelor puse la dispoziţie de ştiinţa managementului. Trinomul ştiinţă a managementului – management ştiinţific- competitivitate a dobândit noi valenţe, devenind tot mai mult una din liniile de forţă invizibile de care trebuie să se ţină cont în practica economică. Un alt factor deosebit de important îl reprezintă creşterea nivelului de pregătire al componenţilor organizaţiei. Ca urmare, capacitatea personalului de a-şi însuşi şi utiliza preceptele ştiinţei managementului este mult superioară. Al treilea factor care nu poate fi omis îl reprezintă proliferarea managementului de tip participativ în cadrul organizaţiilor, mai ales de dimensiuni mari şi medii, unde legea prevede obligativitatea sa.

În ce priveşte conţinutul raporturilor dintre ştiinţa managementului şi managementul ştiinţific, trebuie precizat de la bun început că acesta depăşeşte cadrul clasic al relaţiilor dintre teorie şi practică, în special datorită dimensiunii umane specifice şi a caracterului de masă al activităţii de management. Spre deosebire de cvasitotalitatea celorlalte ştiinţe,



managementul se operaţionalizează nu prin intermediul unui grup mai mare sau mai restrâns de specialişti, ci prin implicarea practică a întregului personal din organizaţie.

Materialul informaţional pentru conceperea elementelor teoretice şi metodologice ale ştiinţei managementului este furnizat în bună măsură de organizaţiile unde se aplică managementul. De asemenea, experimentarea de metode şi tehnici noi se realizează tot în procesul managementului ştiinţific. Mai mult, unele dintre componentele ştiinţei managementului reprezintă atât produsul muncii oamenilor de ştiinţă, cât şi al managerilor din organizaţii şi al colaboratorilor acestora. Validarea principiilor, metodelor şi a celorlalte elemente oferite de ştiinţa managementului se face însă întotdeuna de către managementul ştiinţific. În cadrul acestui proces, aportul creator al practicii este foarte adesea substanţial. De altfel, frecvent, între teoreticienii şi practicienii managementului există o strânsă conlucrare, de multe ori oamenii de ştiinţă aflându-se şi în postura de manageri la nivelul anumitor sisteme sociale, frecvent la nivel de organizaţii. În cadrul organizaţiilor moderne de dimensiuni mari şi mijlocii există 5 funcţiuni principale ale activităţii de management: cercetare-dezvoltare, comercială, producţie, financiar-contabilă, personal. Caracteristica esenţială a firmelor moderne o reprezintă amploarea fără precedent a proceselor consacrate creării şi implementării noului în tehnică, economie şi management. Principala cauză a acestei adevărate mutaţii o constituie progresul ştiinţifico-tehnic contemporan. În fapt, amploarea şi rolul crescând pe care îl au activităţile de cercetare-dezvoltare în întreprinderile moderne reprezintă principala reflectare la nivel microeconomic a transformării ştiinţei într-un vector al dezvoltării. În acest context, ansamblul problemelor privitoare la activităţile de cercetare-dezvoltare dobândesc noi dimensiuni şi implicaţii atât teoretice, cât şi practice. Fireşte, în abordarea lor, punctul de plecare îl constituie însăşi definirea funcţiunii

de cercetare-dezvoltare. Prin funcţiunea de cercetare-dezvoltare se desemnează ansamblul activităţilor desfăşurate în organizaţie prin care se concepe şi se implementează progresul ştiinţifico-tehnic. În cadrul funcţiunii de cercetare-dezvoltare, se deosebesc trei activităţi principale: previzionare, concepţie tehnică şi organizare.

a) Activitatea de previzionare Activitatea de previzionare constă în

elaborarea proiectelor organizaţiei, concretizate în prognoze şi planuri, în defalcarea pe perioade şi principalele subdiviziuni organizatorice şi în urmărirea realizării lor.

Previzionarea implică o serie de atribuţii şi anume:

- elaborarea prognozelor; - elaborarea proiectelor strategiei de

ansamblu şi pe domenii; - elaborarea proiectului politicii de

ansamblu; - participarea la elaborarea de politici pe

domenii; - urmărirea îndeplinirii prevederilor

strategiei şi politicilor şi raportarea rezultatelor eşalonului managerial superior;

- organizarea evidenţei capacităţilor de producţie;

- analiza folosirii capacităţilor de producţie;

- elaborarea şi aplicarea de soluţii în vederea creşterii gradului de utilizare a capacităţilor de producţie şi potenţialului plasamentului.

În condiţiile tranziţiei la economia de piaţă, principalele direcţii de perfecţionare a conceperii şi operaţionalizării acestei activităţi sunt:

- fundamentarea funcţionării şi dezvoltării pe bază de strategii şi politici globale;

- situarea pe primul plan în previzionare a factorilor economici, atât în ceea ce priveşte obiectivele, cât şi modalităţile şi resursele;

- reorientarea modului de elaborare şi a conţinutului previziunilor de la prioritatea acordată producţiei la



situarea pe primul plan a cunoaşterii şi luării în considerare a cerinţelor pieţei;

- fundamentarea funcţionării şi dezvoltării organizaţiei pe termen lung, ce serveşte ca bază pentru previziunile pe termen mediu şi scurt cu caracter operaţional. b) Activitatea de concepţie tehnică În cadrul acestei activităţi se include

ansamblul cercetărilor aplicative şi dezvoltărilor cu caracter tehnic efectuate în cadrul organizaţiei. Cercetările aplicative includ acele cercetări menite să asigure satisfacerea unor necesităţi ale organizaţiei care implică un aport ştiinţific original, deci noi cunoştinţe, ce nu modifică însă principiile şi legile consacrate din domeniile respective. Spre deosebire de cercetările aplicative, dezvoltările se rezumă la aplicarea, în condiţii specifice organizaţiei, a unor concepte, metode, cunoştinţe deja însuşite şi utilizate, prin care se asigură realizarea unora dintre obiectivele acestora.

Activitatea de concepţie tehnică se concretizează, în principal în:

• Conceperea şi asimilarea de produse noi şi modernizate. Frecvenţa şi amploarea acestor procese sunt în continuă creştere, consecinţă firească a reducerii ciclului de viaţă a produselor, a amplificării uzurii morale şi a racordării României la evoluţiile internaţionale;

• Conceperea şi implementarea de tehnologii noi şi modernizate.

Amploarea crescândă a acestei componente de bază a activităţii de concepţie tehnică este generată de aceleaşi cauze principale ca şi înnoirea produselor. Pentru realizarea acestor acţiuni, organizaţiile exercită un ansamblu de atribuţii, şi anume: - elaborarea proiectelor strategiei şi

politicii de cercetare şi proiectare; - elaborarea de studii, cercetări,

documentaţii şi proiecte pentru asimilarea de produse noi şi modernizate;

- elaborarea de studii, cercetări, documentaţii pentru înlocuirea şi perfecţionarea tehnologiilor de fabricaţie;

- aplicarea în producţie a rezultatelor studiilor şi cercetărilor;

- informarea şi documentarea tehnico-ştiinţifică;

- stabilirea propunerilor de măsuri pentru dezvoltarea bazei materiale a cercetării ştiinţifice şi dezvoltării proprii.

În contextul specific al tranziţiei la economia de piaţă, realizarea unei activităţi de concepţie tehnică eficientă implică acţionarea în următoarele direcţii principale:

menţinerea compartimentelor de concepţie tehnică şi a specialiştilor buni în cadrul lor, premisă a existenţei şi dezvoltării pe termen lung;

imprimarea unui pronunţat caracter previzional activităţilor de concepţie tehnică pe baza luării în considerare a curbei ciclului de viaţă, a principalelor produse şi tehnologii folosite prin prisma evoluţiilor contextuale naţionale şi internaţionale;

accelerarea ritmului de generare şi operaţionalizare a produselor şi tehnologiilor noi şi modernizate.

c) Organizarea Organizarea reuneşte ansamblul

proceselor de elaborare, adaptare şi introducere de noi concepte şi tehnici cu caracter organizatoric.

Specific firmelor moderne este extinderea proceselor organizatorice cu caracter inovaţional, cea mai mare parte a acestora concretizându-se în inovaţii organizatorice. Acestea reprezintă o componentă de bază a inovaţiilor ce se efectuează în prezent, al căror management a intrat, potrivit opiniei specialistului elveţian Gasser, în al treilea stadiu al evoluţiei lor – „epoca concretizării inovaţiilor”.

De reţinut că inovaţiile organizatorice prezintă faţă de inovaţiile tehnice, mai multe particularităţi. Forma elaborată, predominantă, a acestui tip de inovaţie o reprezintă studiul organizatoric ce se poate



referi atât la organizaţie în ansamblul său, cât şi la principalele componente.

Principalele atribuţii cu caracter organizatoric sunt:

- formulează proiectul de politică organizatorică a structurii;

- elaborează şi aplică studii şi măsuri cu caracter organizatoric;

- elaborează programul de normare a muncii;

- colaborează cu consultanţii în management extern în perfecţionarea organizării structurii.

Principalele perfecţionări ale conceperii şi exercitării activităţii de organizare recomandabile în prezent sunt:

- mutarea accentului de la organizarea de tip corectiv la cea cu caracter profilactic, astfel încât să se preîntâmpine o serie de cheltuieli umane, financiare şi materiale neeconomicoase;

- integrarea organizării cu concepţia tehnică, prin încorporarea în toate studiile vizând înnoirea şi modernizarea produselor, tehnologiilor şi echipamentelor, în toate proiectele pentru dezvoltarea întreprinderii, a unui fundamentat capitol consacrat organizării. Se poate elimina astfel decalajul care, adeseori, se constată între nivelul soluţiilor tehnice şi calitatea soluţiilor organizatorice;

- creşterea funcţionalităţii organizării managementului;

- implicarea în reproiectarea sistemului de management al organizaţiei prin prisma cerinţelor economiei de piaţă.

Se constată că între funcţiunile organizaţiei există o foarte strânsă interdependenţă, se întrepătrund şi se completează, formând împreună sistemul organizării procesuale, în fapt fundamentul organizatoric al constituirii şi funcţionării structurilor. Din punct de vedere al metodelor şi tehnicilor utilizate pentru realizarea funcţiunilor se constată o intensă tendinţă de modernizare. Modernizarea instrumentarului de realizare a funcţiunilor este un proces care se manifestă pe fondul echilibrării raporturilor dintre ele, al intensificării integrării lor, cu efecte imediate şi vizibile asupra eficienţei organizaţiilor. Aceste evoluţii se vor intensifica sensibil în perioada imediat următoare, consecinţă a construcţiei economiei de piaţă, a remodelării mecanismelor manageriale, economice, ştiinţifice, pe baze noi, caracteristice economiei moderne.

5. Concluzii În articol s-a pus accent pe viziunea

sistemică integratoare, care domină lucrările manageriale de referinţă din literatura de specialitate. De asemenea, sunt prezentate aspecte referitoare la esenţa ştiinţei managementului şi a proceselor de management, care deţin o pondere apreciabilă, precum şi viziunea cultural-umană imprimată analizei şi înfăţişării problemelor de management. Se fac conexiuni şi punctări ce reliefează mai pregnant implicaţiile şi efectele cultural-umane ale managementului, dat fiind că principala „materie primă”a managementului o reprezintă omul.

Bibliografie [1] DEAN, F,. SHELL, S., - Integrated Manufacturing and Job Design, The Moderative Effect of Organizational Inerties, in Academy of Management Journal, nr. 34, 1991; [2] NICOLESCU, O., VERBONCU, I., - Management, Editura Economică, Bucureşti, 1999; [3] *** - Enciclopedia conducerii întreprinderii, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1990.



PERSPECTIVELE EVOLUŢIEI SISTEMULUI INFORMAŢIONAL MANAGERIAL

Locotenent colonel inginer Sorin MOCANU∗

Cercetător ştiinţific gradul III Rezumat În articol se prezintă rolul edificator asupra creşterii performanţelor unei organizaţii, pe care îl are sistemul informaţional pentru manageri bazat pe preluarea automată a datelor. Problematica abordată caută să orienteze managerii şi viitorii manageri în conceperea şi operaţionalizarea unui sistem informaţional eficient, capabil să potenţeze rezultatele activităţii unei organizaţii.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE TESTARE, EVALUARE ŞI CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ PENTRU ARMAMENTE

1. Introducere Conceptul integrator al organizării

informaţionale îl reprezintă sistemul informaţional definit ca ansamblul datelor, informaţiilor, circuitelor şi fluxurilor informaţionale, procedurilor şi mijloacelor de tratare a informaţiilor menite să contribuie la fundamentarea, stabilirea şi realizarea sistemului de obiective al organizaţiei.

În cadrul sistemului informaţional global pot fi identificate componente ale acestuia care funcţionează ca sisteme relativ independente, servind diferite activităţi – aprovizionare, stocuri, resurse umane- aspecte cantitative şi/sau calitative ale activităţii de ansamblu – calitate, costuri, preţuri etc.

2. Componentele sistemului informaţional Principalele componente ale

sistemului informaţional sunt: • data definită drept descrierea cifrică

sau letrică a unor acţiuni, fapte, procese, fenomene care privesc mediul intern sau extern al organizaţiei;

• informaţia reprezintă acele date care aduc beneficiarului un spor de cunoaştere privind organizaţia şi mediul ei şi care îi oferă elemente de noutate necesare îndeplinirii obiectivelor individuale.

Informaţia constituie elementul central al organizării informaţionale, în baza informaţiilor fiind cunoscută, controlată şi optimizată starea de funcţionalizare a organizaţiei. Prin acumularea şi prelucrarea ei se adoptă deciziile şi se declanşează, urmăresc şi corectează acţiunile ce decurg din acestea.

Informaţiile se caracterizează prin următoarele trăsături:

provin din prelucrarea datelor cu operaţii simple (calcule, trieri, stocări) sau complexe, folosind modele şi algoritmi matematici;

dobândesc un conţinut semnificativ pentru cel care le prelucrează şi le receptează mesajul;

după recepţionarea mesajului, informaţiile – nemaireprezentând elementul de noutate – se transformă în date care sunt stocate în vederea unor prelucrări ulterioare.

Circuitul informaţional reprezintă traiectul parcurs de date, informaţii, decizii de la emiţător la receptor. Parametrii de caracterizare a circuitului informaţional sunt: - configuraţia dată de forma traseului parcurs (liniară, ondulatorie, în zig-zag etc.); - lungimea traiectului în funcţie de care se stabileşte tipul şi viteza de deplasare a datelor, informaţiilor şi deciziilor.

Fluxul informaţional este alcătuit din ansamblul datelor, informaţiilor şi deciziilor referitoare la una sau mai multe activităţi specifice, vehiculate pe trasee prestabilite cu o anumită viteză, frecvenţă, pe anumiţi suporţi informaţionali. Parametrii de caracterizare a fluxului informaţional sunt: - viteza de deplasare, condiţionată de densitatea, configuraţia circuitelor informaţionale şi de numărul punctelor de staţionare-prelucrare; - conţinutul, dat de modul de grupare a datelor, informaţiilor şi deciziilor necesare realizării unor obiective pe diferiţi suporţi informaţionali;



- frecvenţa, determinată de periodicitatea cu care se emit şi se recepţionează datele şi informaţiile; - forma dată de direcţia de vehiculare şi modul de plasare a punctelor de emisie-recepţie. Mijloacele de tratare a informaţiilor reprezintă suportul tehnic al sistemului informaţional. Nivelul tehnic al mijloacelor de tratare a informaţiilor este foarte important în asigurarea unei eficienţe crescute a sistemului informaţional.

3. Parametrii organizării informaţionale Organizarea informaţională se află în

strânsă legătură cu întreg organismul firmei. Apelând la o metaforă, se poate sugera că, dacă structura organizatorică îi asigură firmei scheletul, sistemul osos, sistemul informaţional o alimentează cu energia vitală ca şi sistemul circulator. Informaţia este „sângele care irigă” asigurând robusteţea organizaţiei. Aşa cum sistemul circulator este dispus într-o simetrie perfectă faţă de scheletul uman, sistemul informaţional se pliază pe structura organizatorică cu puncte nodale din care se ramifică sau în care se concentrează informaţia potrivit cerinţelor exprimate de centrii decizionali ai organizaţiei. Parametrii organizării informaţionale se află de aceea în strânsă legătură cu structura organizatorică şi sistemul decizional. Aceşti parametri se grupează în două mari categorii:

parametrii constructivi care reflectă în special relaţiile sistemului informaţional cu structura organizatorică şi se exprimă prin: - dimensiunile longitudinale date de

lungimea circuitelor şi a fluxurilor informaţionale, care sunt determinate de numărul nivelurilor ierarhice, înălţimea piramidei structurale – pe plan vertical – iar pe plan orizontal, de numărul componentelor situate pe acelaşi nivel, între care se stabilesc relaţii de cooperare;

- lăţimea fluxurilor informaţionale dependente de volumul de date şi informaţii prelucrate prin circuitele informaţionale, precum şi de densitatea acestora;

- forma şi modul de adoptare a deciziilor dependente de tipul de structură organizatorică. În organizaţiile de dimensiuni mici, sistemul informaţional are forma unui evantai, deoarece fluxurile informaţionale pleacă de la şi converg către unicul centru al puterii. În organizaţiile cu structură de tip ierarhic-funcţional, cu configuraţie piramidală, forma sistemului informaţional poate fi diferită în funcţie de modul de adoptare a deciziilor. Astfel, în organizaţiile în care deciziile se adoptă la nivelurile superioare fără consultarea executanţilor, sistemul informaţional va căpăta forma de tunel, întrucât fluxurile informaţionale penetrează toate nivelurile ierarhice cu tendinţa de a antrena date şi informaţii iniţiale, repetate către vârful piramidei. Dimpotrivă, în organizaţiile în care decizia solicită participarea largă a personalului – modelul tipic japonez – cu fundamentare ascendentă, sistemul informaţional poate căpăta configuraţia unui arc. Datele şi informaţiile pleacă din secţii, prelucrate ca propuneri de fundamentare a deciziilor; acestea devin treptat alternative decizionale, pe măsură ce sunt transmise serviciilor operaţionale şi funcţionale; ajunse în vârful piramidei aceste variante sunt analizate, comparate, servind adoptării deciziei. Ulterior, deciziile parcurg descendent acelaşi arc informaţional ce antrenează nu numai instrucţiunile de aplicare, ci şi bunăvoinţa – acceptarea excutanţilor care au contribuit la elaborarea lor.

parametrii de funcţionalitate care reflectă caracteristicile funcţionării sistemului informaţional dependente atât de parametrii constructivi, cât şi de proceduri, mijloace de tratare a datelor şi informaţiilor. Aceşti parametri sunt daţi de: - flexibilitate, care reflectă capacitatea

sistemului informaţional de a se adapta rapid - din punct de vedere al construcţiei, precum şi al volumului şi nivelului tratării informaţiilor – la modificările produse în mediul intern (modificarea obiectivelor generale şi derivate, reproiectarea structurii organizatorice ori a sistemului decizional) sau în mediul extern



organizaţiei (trecerea de la mediul liniştit la unul agitat şi reactiv etc.);

- actualitate, care reflectă potenţialul sistemului informaţional de a furniza date şi informaţii care să reflecte real starea organizaţiei şi a mediului ei extern, în momentul investigaţiei;

- capacitate de reacţie, care reflectă operativitatea cu care este capabil să prelucreze şi să transmită informaţiile şi datele cerute de anumite situaţii decizionale sau nu;

- selectivitate, care reflectă capacitatea de a colecta, prelucra, stoca şi transmite numai datele şi informaţiile necesare funcţionării organizaţiei;

- integralitate, care reflectă capacitatea de a combina şi exploata prin diverse proceduri substanţa informaţională a circuitelor şi fluxurilor constituite în mod secvenţial, pe diferite activităţi.

4. Influenţe exercitate şi suportate de organizarea informaţională

Ca şi pentru fiinţa umană, pentru fiinţa organizaţională, informaţia constituie o necesitate vitală a existenţei: ”Pentru că informaţia reprezintă, alături de apă, de aer, de hrană şi de adăpost, una din necesităţile fundamentale ale fiinţei umane. Şi nu numai ale fiinţei umane, ci ale oricărei fiinţe, deoarece existenţa oricărei fiinţe umane este, în cele din urmă, rezultatul unor procese de reglare. Iar reglarea presupune pe lângă substanţa şi energia necesare şi o anumită cantitate de informaţii”. Asigurând conectarea firmei la mediul ambiant şi reglarea funcţionării ei potrivit exigenţelor acestuia, informaţia – ca element de bază al sistemului informaţional – exercită şi suportă o serie de implicaţii mai mult sau mai puţin evidente şi percepute. În principal, influenţele exercitate de organizarea informaţională asupra firmei se regăsesc în:

modul de fundamentare, aplicare şi evaluare a deciziei. Pentru actul decizional, informaţia constituie materia primă, elementul indispensabil parcurgerii diferitelor etape şi faze. Parametrii constructivi şi funcţionali

ai sistemului informaţional pot influenţa pozitiv sau negativ oportunitatea, fundamenarea ştiinţifică, realismul deciziei adoptate, concordanţa acesteia cu deciziile adoptate anterior;

dimensiunile organizării structurale formale. Astfel, unii parametri funcţionali aflaţi la cote negative – lipsa de selectivitate, integralitatea redusă – pot genera, în mod artificial, nevoia suplimentării unor posturi sau chiar compartimente, în cadrul structurii organizatorice. Structura organizatorică tinde în acest caz spre o amplificare treptată a numărului de compartimente, niveluri ierarhice, relaţii organizaţionale;

nivelul realizării obiectivelor individuale regăsite în posturi. Insuficienţa informaţiilor, structura şi calitatea lor necorespunzătoare împiedică derularea sarcinilor ce decurg din obiective. În plus, o asemenea situaţie conduce la apariţia ambiguităţii rolului, cauză tipică a frustrării, insatisfacţiei în muncă, stresului organizaţional;

calitatea climatului organizaţional şi nivelul de motivaţie al angajaţilor. Un sistem informaţional care vehiculează informaţii incorecte sau cu întârziere, incomplete, generează amplificarea grupurilor informale. Intensificarea activităţii acestora dă naştere sistemului paralel de informaţii neoficiale – zvonuri- de natură să submineze moralul şi gradul de motivare al angajaţilor.

Concomitent, sistemul informaţional suportă o serie de influenţe exercitate de: - mediul ambiant extern. Modificările produse de factorii economici influenţează volumul şi structura informaţiilor în interiorul şi în afara organizaţiei. De asemenea, aceste schimbări pot elimina sau genera anumite proceduri informaţionale. Modificările produse în factorii tehnici şi tehnologici influenţează mijloacele de tratare a informaţiilor;



- modificarea obiectivelor generale şi derivate ale organizaţiei sau a priorităţilor strategice. Aceste schimbări pot determina amplificarea sau micşorarea volumului de informaţii, modificarea procedurii anumitor categorii de date şi informaţii, suprimarea sau înfiinţarea de noi fluxuri, circuite, proceduri informaţionale; - promovarea unor noi metode sau tehnici de management: managementul prin proiecte, prin obiective, prin excepţii, delegarea de sarcini, autoritate şi responsabilitate; - tipul de manager şi stilul de management.

5. Principii de concepere şi raţionalizare a sistemului informaţional În conceperea şi funcţionarea

sistemului informaţional este necesar să se respecte un ansamblu de principii, în vederea îndeplinirii cu maximum de eficienţă a rolului acestuia. a) Corelarea sistemului informaţional cu obiectivele organizaţiei

Sistemul informaţional nu reprezintă un scop în sine, ci un mijloc de stabilire şi realizare a obiectivelor. Ca urmare, sistemul informaţional trebuie să furnizeze informaţiile necesare pentru stabilirea şi realizarea obiectivelor organizaţiei. De exemplu, pentru stabilirea obiectivului privind realizarea unui nou produs de tehnică militară, sistemul informaţional trebuie să furnizeze informaţii privind cererea probabilă a categoriilor de forţe, performanţele tehnice şi operaţionale solicitate de potenţialii beneficiari, preţul estimat, tehnologia de fabricaţie, eficienţa probabilă etc. Totodată, pe parcursul derulării activităţii de cercetare, sistemul informaţional trebuie să furnizeze informaţii privind respectarea fazelor planificate şi a standardelor de calitate, evoluţia cheltuielilor etc., precum şi identificarea disfuncţionalităţilor şi a cauzelor care le generează. Pe această bază se adoptă decizii de reglare a activităţii de cercetare, care asigură realizarea obiectivelor stabilite.

b) Corelarea sistemului informaţional cu funcţiunile organizaţiei

Realizarea obiectivelor unei organizaţii impune desfăşurarea unor

activităţi grupate după omogenitatea lor în funcţiunile acesteia. Sistemul informaţional trebuie să furnizeze informaţiile necesare derulării eficiente a acestor activităţi. De exemplu, funcţiunea de cercetare necesită informaţii pentru planificarea şi programarea cercetării şi pentru urmărirea abaterilor care apar de la prevederile calitative şi cantitative, precum şi informaţii privind evoluţia, gradul de asigurare şi modul de folosire a resurselor materiale, umane şi financiare. Nici o activitate nu poate fi realizată fără informaţii corespunzătoare, calitatea informaţiilor influenţând sensibil calitatea activităţilor.

c) Corelarea strânsă a sistemului informaţional cu structura organizatorică

Pe plan structural, sistemul informaţional trebuie să se coreleze cu structura organizatorică. De regulă, proiectarea şi perfecţionarea structurii organizatorice şi a sistemului informaţional se fac concomitent, întrucât au aceleaşi puncte de pornire – sistemul de obiective şi cel al activităţilor necesare realizării obiectivelor. Structura organizatorică influenţează sistemul informaţional prin orientarea fluxurilor informaţionale în funcţie de sarcinile şi competenţele atribuite diferitelor posturi, precum şi prin lungimea acestor fluxuri determinate, în principal, de numărul de niveluri ierarhice. Astfel, managerii situaţi la nivelul conducerii inferioare sau de supraveghere au nevoie de informaţii detaliate privind managementul activităţilor în veriga organizatorică pe care o conduc. Aceşti conducători operează, în principal, cu informaţii din interiorul organizaţiei.

Managerii situaţi la nivelul conducerii medii – şefi secţii, şefi de colective, şefi de servicii – au nevoie de informaţii mai sintetice privind evoluţia proceselor tehnico-economice pe care le conduc. Totodată, aceşti manageri operează atât cu informaţii din interiorul organizaţiei, cât şi din afara acesteia.

Managerii situaţi la nivelul conducerii superioare operează cu informaţii sintetice, la nivelul organizaţiei. Totodată, ei au nevoie de informaţii necesare procesului de planificare. Aceşti manageri au nevoie de informaţii



interne, dar şi multe informaţii externe privind evoluţia mediului ambiant extern al organizaţiei.

Sistemul informaţional, la rândul lui, influenţează structura organizatorică. Astfel, dimensionarea personalului din cadrul structurii se face în funcţie de volumul de muncă necesar prelucrării informaţiilor. Modificări importante în structura organizatorică intervin în cazul funcţionării unui sistem informatic, bazat pe folosirea calculatorului electronic. În aceste condiţii, apare în cadrul structurii o nouă verigă organizatorică- oficiul sau centrul de calcul; se modifică raportul între munca de analiză şi cea de rutină, în favoarea primei; creşte rolul conducătorilor situaţi la nivelul conducerii medii, care acum dispun de informaţii mai multe, ce le lărgeşte aria decizională; se accentuează conducerea centralizată prin descentralizare, întrucât mai multe decizii intră în competenţa conducerii medii şi chiar de supraveghere, dar conducătorii din vârful ierarhiei pot avea rapid acces la informaţii ce le permit să exercite un control asupra deciziilor adoptate la nivelul mediu şi inferior, se manifestă tendinţa de aplatizare a structurii prin reducerea numărului de niveluri ierarhice, ca urmare a lărgirii considerabile a sferei decizionale la unele niveluri ierarhice, ceea ce permite suprimarea altor niveluri.

d) Corelarea sistemului informaţional cu sistemul decizional

Pe plan funcţional, sistemul informaţional se corelează cu sistemul decizional. Informaţia reprezintă materia primă pentru adoptarea deciziei. Cu cât informaţiile privind factorii şi situaţiile care influenţează o problemă decizională sunt mai bogate, cu atât decizia poate fi mai bine fundamentată şi, în consecinţă, se reduc incertitudinea şi riscul adoptării ei. În fapt, deciziile în condiţii de incertitudine şi risc apar tocmai din lipsa de informaţii asupra factorilor care influenţează direct şi indirect deciziile. Cerinţele acestui principiu impun ca sistemul informaţional să fie orientat atât spre cunoaşterea mediului intern al organizaţiei, cât şi a mediului extern în care organizaţia îşi desfăşoară activitatea. Totodată, prelucrarea

automată a datelor influenţează operativitatea şi calitatea deciziilor, prin prelucrarea rapidă a unui volum mare de date, ceea ce permite formularea mai multor alternative decizionale şi prin folosirea unor modele de optimizare a deciziei.

e) Principiul concentrării informaţiilor asupra domeniilor şi rezultatelor-cheie, precum şi a factorilor critici

Acest principiu exprimă cerinţa ca informaţiile privind rezultatele cheie şi factorii critici să fie mai dense, mai frecvente. Rezultatele cheie sunt acelea care reprezintă întotdeauna un succes oricât de ridicat ar fi nivelul lor şi un eşec ori de câte ori lipsesc sau sunt scăzute. Domeniile în care se obţin aceste rezultate se numesc domenii cheie. Sunt anumite rezultate care, dacă se situează peste sau sub un anumit nivel reprezintă insuccese pentru organizaţie, întrucât ele scad eficienţa activităţii. De exemplu, realizarea prin cercetare a unui număr cât mai mare de produse de tehnică militară nu reprezintă întotdeauna un succes, întrucât este posibil ca o parte din aceste mijloace tehnice să nu fie necesare categoriilor de forţe şi ca urmare, să nu fie asimilate în producţie, ceea ce ar duce la imobilizări inutile de fonduri destinate cercetării. Asimilarea în producţie a tuturor produselor rezultate din cercetare reprezintă cu adevărat un succes pentru o organizaţie care desfăşoară activităţi de cercetare.

f) Principiul organizării şi funcţionării sistemului informaţional pe baza excepţiilor

Acest principiu exprimă cerinţa ca în cadrul sistemului informaţional să se vehiculeze cu preponderenţă informaţii asupra excepţiilor, care sunt abateri peste o anumită limită de la planuri, programe, norme şi normative. Convenţional, se stabileşte că, dacă nu au fost transmise la un nivel al managementului informaţii privind excepţiile, activitatea la acel nivel se desfăşoară conform planului, programului şi normelor stabilite.

g) Principiul eficienţei sistemului informaţional

Acest principiu exprimă cerinţa ca sistemul informaţional să fie astfel conceput încât să asigure informaţiile necesare stabilirii şi realizării obiectivelor organizaţiei cu



costuri cât mai reduse de colectare, prelucrare, transmitere şi stocare a datelor şi informaţiilor. În stabilirea eficienţei sistemului informaţional trebuie să se ţină seama atât de efectele ce pot fi cuantificate, cât şi de efectele propagate ale sistemului informaţional, mai ales în sistemul decizional, mai greu de cuantificat.

6. Concluzii Principala preocupare în ceea ce

priveşte perfecţionarea sistemului informaţional a constituit-o conceperea şi operaţionalizarea sistemelor informaţionale pentru manageri (MIS – Management Information Systems). MIS poate fi definit ca un sistem informaţional prin care se asigură managerilor la momentul oportun datele necesare pentru adoptarea deciziilor în vederea exercitării funcţiilor managementului. Organizaţiile au avut întotdeauna un sistem informaţional pentru manageri. La început acesta se baza pe prelucrarea manuală sau cu echipamentele clasice de birou a datelor. Următoarele etape au fost: prelucrarea automată a datelor (PAD), caracterizată prin folosirea calculatorului electronic în procesarea datelor, îndeosebi a celor privind aprovizionarea, salariile şi contabilitatea, conceperea şi operaţionalizarea sistemelor informaţionale pentru manageri bazate pe prelucrarea automată a datelor (MISPAD), când, pe lângă prelucrarea automată a datelor

în vederea degrevării muncii de execuţie de efectuarea unor operaţii de rutină, se furnizează managerilor o serie de informaţii necesare procesului de management, precum şi conceperea şi operaţionalizarea sistemelor informatice ca suport pentru decizie (SISD), care se bazează pe implementarea unui sistem computerizat în regim interactiv accesibil şi nespecialiştilor în informatică, care furnizează informaţii necesare procesului managerial. Această etapă se bazează pe avantajul tehnologic înregistrat atât în hardware, cât şi în software. O etapă calitativ superioară a SISD o reprezintă folosirea inteligenţei artificiale. Inteligenţa artificială foloseşte computerele pentru a simula anumite caracteristici ale gândirii umane. O aplicaţie valoroasă a inteligenţei artificiale o reprezintă sistemele expert, care se pot folosi pentru diagnosticarea unor probleme complexe şi recomandarea alternativelor de soluţionare a lor. Aşadar, sistemele expert acţionează ca experţii umani în soluţionarea problemelor nestructurate.

Întreprinderea ca sistem complex, adaptiv, cu o anumită finalitate şi deschis către mediu, poate fi considerată ca un ansamblu de subsisteme. Prin prisma managementului, organizaţia cuprinde subsistemul conducător (decizional), subsistemul condus (operaţional) şi subsistemul informaţional care asigură legătura între primele două.

Bibliografie [1] RESTIAN, A. - Puterea informaţiei, Contemporanul nr.20, 1990; [2] MARINESCU, V.; FAUR I. – Realizarea unui sistem informaţional operativ şi eficient în unităţile economice, Editura Politică, Bucureşti, 1991; [3] ZORLENŢAN, T.; BURDUŞ, E.; CĂPRĂRESCU, G. – Managementul organizaţiei, Editura Economică, Bucureşti, 1998.



EVOLUŢIA SISTEMELOR INFORMAŢIONALE GEOGRAFICE

Maior dr. inginer Adrian ALEXEI∗Cercetător ştiinţific gradul III

Rezumat

Ceea ce reprezintă astăzi domeniul Sistemelor Informaţionale Geografice (SIG) are o istorie destul de recentă, ale cărei începuturi pot fi localizate în jurul anului 1960, odată cu aplicarea tehnicii de calcul în realizarea unor hărţi simple.


1. Introducere Sistemele Informaţionale Geografice,

prescurtat SIG, sunt văzute de mulţi ca un caz special de sisteme informatice generale. Informaţia este derivată din interpretarea datelor care sunt reprezentări simbolice ale caracteristicilor. Valorile informaţiilor depind de mai multe elemente, incluzând temporalitatea, contextul în care sunt aplicate precum şi costul de colectare, stocare, prelucrare şi prezentare. Din costul total de realizare a unui sistem informaţional geografic, culegerea datelor reprezintă aproximativ 70%. Dispunând de mijloace moderne de calcul, nu se mai pune problema realizării de documente cartografice analogice, ci aceea de culegere a datelor în vederea realizării unor baze de date geografice complexe, cu ajutorul cărora să se redea pe terminale documente text şi grafice, cu soluţii ale problemelor pe care utilizatorul trebuie să le rezolve. 2. Caracteristicile SIG Ceea ce reprezintă astăzi domeniul Sistemelor Informaţionale Geografice are o istorie destul de recentă, ale cărei începuturi pot fi localizate în jurul anului 1960, odată cu aplicarea tehnicii de calcul în realizarea unor hărţi simple. Aceste hărţi puteau fi stocate şi modificate în calculator şi vizualizate, fie prin afişare pe ecran, fie prin imprimare pe hârtie. Conceptul de SIG apare pentru prima dată pe continentul nord-american (Canada şi Statele Unite), în urmă cu mai bine de 40 de ani. Primul SIG este cel dezvoltat de canadieni în anul 1963, în cadrul unei operaţiuni de inventariere a resurselor naturale. Realizat la o scară foarte mică şi

cunoscând o continuă perfecţionare de-a lungul anilor, Canada Geographic Information System (CGIS) se află şi astăzi în funcţiune. Dezvoltarea sa a adus numeroase contribuţii conceptuale şi tehnice la evoluţia generală a sistemelor informaţionale geografice: - utilizarea scanării materialelor cartografice

analogice; - vectorizarea imaginilor scanate; - structurarea datelor geografice pe straturi

tematice; - separarea datelor în fişiere cu date atribut şi fişiere cu date de poziţie;

- conceptul de tabel de atribute. Dezvoltarea unui SIG este direct

dependentă de resursele hardware şi software disponibile. Piaţa sistemelor informaţionale geografice are în ultimii ani o creştere anuală de 15%. Factorii care au influenţat dezvoltarea SIG sunt: - dezvoltarea unor soluţii de gestiune a

bazelor de date relaţionale, iar în ultimii ani şi gestiunea bazelor de date orientate pe obiecte;

- extinderea SGBD relaţionale, iar mai nou şi a celor orientate pe obiecte, astfel încât să includă noi tipuri de date (temporale, multimedia etc.);

- dezvoltarea tehnologiei care integrează date spaţiale şi nespaţiale (vectoriale, raster, de tip grilă, multimedia etc.);

- dezvoltarea deosebită a reţelelor locale, teritoriale şi globale;

- realizarea prelucrărilor importante ale SIG, fie pe servere de mare capacitate, fie pe staţii grafice de înaltă performanţă;

CERCETARE STIINTIFICA


- popularitatea crescută a soluţiilor bazate pe PC odată cu creşterea performanţelor acestora;

- popularizarea SIG în era informaţională, bazată pe creşterea complexităţii, varietăţii şi funcţiilor aplicaţiilor SIG;

- creşterea interesului dezvoltatorilor de software de a include în aplicaţii analize raportate spaţial.

Preluând principii sau funcţionalităţi de la sisteme de tip CAD, sisteme de gestiune a bazelor de date şi de la altele, dar şi dezvoltând concepte şi caracteristici proprii, SIG se identifică în multitudinea sistemelor informatice prin capacitatea definitorie a sa, aceea de analiză şi modelare geospaţială (figura 1) [Alexei, 2000]. Un sistem informaţional geografic se poate defini în diverse moduri: - un set de funcţii automate care furnizează

capacităţi avansate de stocare, regăsire, prelucrare şi afişare a datelor localizate geografic;

- un caz special de sisteme informatice în care bazele de date conţin date spaţiale şi nespaţiale;

- un sistem de baze de date în care cele mai multe din date sunt indexate spaţial, peste care operează un set de proceduri în scopul de a da răspunsuri la cereri despre entităţi spaţiale;

- o formă de sistem de management al informaţiilor care permite afişarea prin hărţi a informaţiilor generale;

- un sistem suport pentru decizie care implică integrarea datelor raportate spaţial într-un mediu de rezolvare a problemelor;

- orice set de proceduri manuale sau automate folosite pentru a stoca şi prelucra datele referite geografic;

- o tehnologie informaţională care stochează, analizează şi afişează atât datele spaţiale, cât şi datele nespaţiale;

- un sistem cu capacitaţi avansate de geomodelare;

- sisteme concise sau elaborate, care înregistrează, prelucrează, memorează, furnizează şi utilizează date despre obiectele, evenimentele şi fenomenele caracteristice unui spaţiu dat.

Fig. 1. Capacitatea SIG de analiză şi geomodelare.

Principala problemă pe care încearcă să o rezolve un SIG constă în realizarea automată a analizelor geografice, utilizând în acest scop calculatorul electronic. Un SIG poate furniza răspunsuri la întrebările referitoare la: - localizare (ce se găseşte la ... ?); - condiţionare (unde se poate găsi ... ?); - evoluţie (ce s-a schimbat de la ... ?); - simulare (ce s-ar întâmpla dacă ... ?).

Pe harta analogică, analizele menţionate mai sus nu pot fi făcute decât de către om, pe baza unei imagini personale a spaţiului geografic. Corectitudinea deciziilor rezultate în urma unei analize geografice depinde atât de calitatea hărţii disponibile, cât şi de cunoştinţele şi experienţa acumulate, în domeniul specific studiului efectuat de către persoana care face acea analiză. 3. Evoluţia SIG Dezvoltarea SIG după 1990 s-a bazat pe trei elemente principale – dezvoltarea tehnologiei, nevoile utilizatorilor şi ideile creative de dezvoltare de noi instrumente de analiză. Respectând evoluţia istorică, o clasificare a sistemelor informaţionale geografice poate fi: - a) pachete SIG de "generaţia întâi":

1. fără sisteme de fişiere atribut; 2. cu sisteme de fişiere "flat";

- b) pachete SIG de "generaţia a doua": 1. sisteme duale; 2. sisteme integrate;

- c) pachete SIG de "generaţia a treia": 1. sisteme SGBDR extinse; 2. sisteme orientate obiect.



Fig. 2. Evoluţia Sistemelor Informaţionale Geografice

a.1) Pachete SIG de "generaţia întâi" fără sisteme de fişiere atribut. Cel mai răspândit exemplu al acestei clase este Map Analysis Package (MAP), program dezvoltat de Dana Tomlin de la Universitatea din Yale în 1980. Fiecare hartă raster este memorată ca fişier separat. Comenzile MAP folosesc fişierele raster ca intrări şi creează noi fişiere ca ieşiri. Un sistem de tip MAP are avantajul că poate fi mai uşor implementat, poate fi furnizat la cost scăzut şi lucrează pe configuraţii hardware nepretenţioase. a.2) Pachete SIG de "generaţia întâi" cu sisteme de fişiere de tip “flat” (uniform). Fişierele "flat" sunt fişiere de date tabelare simple numite "flat" pentru că toate înregistrările au aceeaşi structură. Un exemplu de astfel de SIG este IDRISI, dezvoltat în anul 1987 de către Ron Eastman de la Universitatea Clark şi pune la dispoziţie atât unelte de geo-procesare, cât şi pentru prelucrări de imagini. b) Majoritatea sistemelor SIG încorporează în arhitectura lor Sisteme de Gestiune a Bazelor de Date Relaţionale (SGBDR). Distincţia principală între ele constă în faptul că unele folosesc SGBDR pentru a memora numai atribute, preferând să folosească software propriu pentru a gestiona şi prelucra datele de poziţie, în timp ce altele folosesc SGBDR pentru a păstra şi datele de poziţie şi atributele.

c) În ultimii ani a luat amploare tot mai mare sistemele informaţionale geografice orientate obiect. Scopul fundamental al abordării Sistemului de Gestiune a Bazelor de Date Orientate pe Obiecte (SGBDOO) este acela de a obţine un nivel mai ridicat de abstractizare faţă de modelul relaţional. ESRI, începând cu versiunea 8 a pachetului de programe ArcInfo, introduce un nou model al datelor care este orientat pe obiecte, şi anume: modelul GeoObject [ESRI, 1999]. În urma unui studiu efectuat în anul 2001 de Daratech Inc. (firmă din SUA renumită în domeniul studiului de piaţă al produselor IT inginereşti) reiese că produsele ESRI şi Intergraph sunt cele mai populare sisteme informaţionale geografice la ora actuală (figura 3).

Fig. 3. Cele mai populare pachete SIG.

Toate aceste sisteme informaţionale geografice prezentate în figura 3 se bazează pe sisteme grafice interactive, care permit o comunicare om-calculator intermediată de imagini, diferenţierea între sisteme făcându-se în funcţie de numărul de utilizatori. 4. Evoluţia metodelor de culegere a datelor geografice Datele geografice au o contribuţie importantă la soluţionarea unor probleme socio-economice apărute în Societatea Informaţională. Acestea au dobândit o importanţă din ce în ce mai mare, atât pentru administrarea/amenajarea terenului, cât şi pentru dezvoltarea socio-economică. Calitatea cea mai importantă a unui sistem informaţional geografic este aceea că poate



combina şi analiza diferite tipuri de date obţinute dintr-o multitudine de surse. Principalele surse de obţinere a datelor geografice sunt prezentate în figura 4.

Fig. 4. Surse de date pentru SIG.

Măsurătorile topografice se execută din cele mai vechi timpuri şi au reprezentat principala sursă de date pentru realizarea hărţilor. În anul 1669 s-a executat prima triangulaţie pentru realizarea hărţii coastelor Franţei, la ordinul regelui Ludovic al XIV-lea. La noi în ţară, primele hărţi executate pe baza unor măsurători în teren cu aparate geodezice şi topografice, au fost hărţile de frontieră ale lui Carol Begheanu, începute în anul 1843. În anul 1985 a devenit operaţional sistemul GPS. Acest sistem a devenit şi mai popular după deschiderea care a avut loc în anul 2000, când toţi utilizatorii au avut acces

la măsurători de precizie, prin eliminarea disponibilităţii selective (SA). Odată cu apariţia primelor sisteme informaţionale geografice comerciale la începutul anilor ’80, s-au dezvoltat şi au luat amploare noi metode de culegere a datelor: digitizarea vectorială a hărţilor şi, odată cu dezvoltarea hardware-lui, digitizarea raster. Fotogrammetria oferă metode de culegere a datelor geografice. A apărut înainte de anul 1900, dar s-a dezvoltat foarte mult prin anii ’60, odată cu dezvoltarea platformelor aeriene, a camerelor fotogrammetrice şi a aparatelor de fotoredresare şi stereorestituţie. Culegerea datelor pe cale fotogrammetrică a intrat într-o nouă etapă odată cu dezvoltarea fotogrammetriei digitale în anii ’90. La noi în ţară, primele aparate fotogrammetrice au fost achiziţionate în anul 1928 [Rotaru, 1989]. Teledetecţia reprezintă un ansamblu de tehnici care au fost dezvoltate pentru cercetarea de la distanţă a pământului şi exploatează faptul că toate obiectele şi fenomenele pot fi analizate, dacă se folosesc senzori corespunzători care înregistrează radiaţia electromagnetică reflectată sau emisă. Teledetecţia s-a dezvoltat foarte mult, odată cu disponibilitatea primelor imagini comerciale la începutul anilor ’80 (la 23 iulie 1972 NASA a lansat primul satelit LANDSAT, iar primele imagini comerciale au fost disponibile în anul 1984).

Bibliografie [1] ALEXEI, A.; TOMOIAGĂ, T., – Sisteme Informaţionale Geografice instrumente în luarea deciziilor, Revista ACTTM nr. 2-3/2000, pag. 36; [2] ROTARU, M., et. al., – Evoluţia concepţiei geodezice militare în România, Secţia Asigurare Tehnico-Economică a Presei şi Publicaţiilor Ministerului Apărării Naţionale, Bucureşti; [3] ESRI - Introducing of GeoDatabase [online], ArcNews, fall 1999, disponibil la <http://www.esri.com/news/arcnews/fall99articles/13-introducing.html>, [10.02.2005].



http://www.esri.com/news/arcnews/fall99articles/13-introducing.html

STUDIU COMPARATIV PRIVIND CAPABILITĂŢILE DETECTOARELOR PORTABILE PENTRU AGENŢI TOXICI

Colonel dr. inginer Vasile ŞOMOGHI∗, cercetător ştiinţific gradul I

Locotenent colonel (r) inginer Viorel DINESCU∗, cercetător ştiinţific gradul II Maior inginer Gabriel EPURE∗, cercetător ştiinţific gradul III

Locotenent colonel chimist Adriana PREDICĂ∗, cercetător ştiinţific gradul III Inginer Georgiana CIOFRÎNGEANU∗, cercetător ştiinţific gradul I

Chimist Rodica LUNGU∗, cercetător ştiinţific gradul III Inginer Liliana RECE∗, cercetător ştiinţific

Căpitan inginer Marian MIHALCEA∗, cercetător ştiinţific

Rezumat Lucrarea prezintă rezultatele testării detectoarelor portabile, aparate destinate identificării compuşilor

chimici de interes militar şi a altor agenţi toxici aflaţi în atmosferă, în spaţii închise sau pe diferite suprafeţe. S-a urmărit evaluarea capacităţii de identificare a principalelor tipuri de agenţi toxici, precum şi influenţa

posibililor interferenţi. S-a realizat o evaluare a capabilităţilor şi a utilităţii fiecărui mijloc indicator.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ PENTRU APĂRARE NBC ŞI ECOLOGIE

1. Introducere Mijloacele de detecţie a agenţilor

toxici sunt destinate identificării compuşilor chimici cu specific militar şi a altor agenţi toxici, aflaţi în atmosferă, în spaţii închise sau pe diferite suprafeţe. Sunt mijoace eficiente atât în cazul conflictelor militare, cât şi în cazul unor acte de terorism sau a accidentelor industriale. Pe plan mondial, se urmăreşte realizarea unor mijloace de detecţie sigure, cu fiabilitate ridicată, cu gabarit redus, uşor de mânuit şi de exploatat. Detectoarele pentru agenţi toxici sunt mijloace complexe, având construcţia şi funcţionarea bazate pe principii moderne, care înglobează o tehnologie foarte avansată. Integrarea în structurile NATO, pericolul unor acte de terorism şi a accidentelor chimice, impun înzestrarea cu echipamente de detecţie performante, care să permită identificarea agenţilor chimici toxici şi avertizarea în timp util.

Testarea detectoarelor pentru agenţi toxici permite evaluarea capacităţii de identificare a claselor de agenţi toxici sau a agenţilor toxici individualizaţi, în diferite condiţii. Au fost testate cinci tipuri de detectoare portabile, produse de firme de prestigiu: AP – 2 C (PROENGIN – Franţa),

IMS – 2000 (BRUKER – Elveţia), MULTI – IMS (DRÄGER – Germania), RAID – M (BRUKER DALTONICS – Germania) şi APD 2000 (SMITHS DETECTION - SUA). Patru dintre detectoare (IMS – 2000, RAID – M, MULTI – IMS şi APD 2000) funcţionează pe principiul spectrometriei de mobilitate ionică (IMS), iar detectorul portabil AP – 2C funcţionează pe principiul fotometriei cu ionizare în flacără.

Detectoarele RAID – M, IMS – 2000 şi APD 2000 pot identifica agentul toxic, detectorul MULTI – IMS determină numai clasa de compuşi toxici, iar detectorul AP – 2C identifică grupele de agenţi toxici care conţin atomi de fosfor, respectiv de sulf.

Toate detectoarele au autonomie de funcţionare – prin utilizarea surselor independente de energie (acumulatori reîncărcabili sau baterii), respectiv a buteliilor de hidrogen (AP – 2C). De asemenea, au încorporate programe specializate care permit modificarea setărilor în funcţie de necesităţi, dar şi prelucrarea datelor obţinute şi transmiterea lor către structurile interesate.

2. Procedura de testare Principalul obiectiv al

experimentărilor efectuate a fost asigurarea



unor condiţii de testare cât mai unitare, mai exacte şi mai reproductibile. Majoritatea mijloacelor de detecţie testate au limite de detecţie apropiate, astfel încât s-a realizat un compromis în stabilirea unor concentraţii unice pentru testarea tuturor aparatelor. În acest mod, compararea rezultatelor este mai facilă şi, mai ales, mai echitabilă. De asemenea, realizarea condiţiilor de experimentare unitare a permis o analiză realistă a rezultatelor obţinute. În principiu, pentru agenţii toxici cu volatilitate ridicată (sarin şi acid cianhidric), pentru majoritatea interferenţilor şi pentru amestecurile cu agenţi toxici-interferenţi s-a utilizat procedura de realizare a concentraţiei prestabilite, prin pulverizarea în interiorul instalaţiei de testare a agenţilor toxici volatili, în condiţii controlate de umiditate şi temperatură. Pulverizarea este urmată de recircularea amestecului format, până la omogenizarea definitivă. Concentraţia de agent toxic a fost calculată ţinând cont de puritatea compusului toxic, de pierderile inerente şi de densităţile specifice.

Testările s-au efectuat fără utilizarea solvenţilor, pentru a nu influenţa indicaţiile mijloacelor de detecţie. În cazul agenţilor toxici cu volatilitate scăzută (iperită şi VX), s-a utilizat instalaţia pentru agenţi toxici nevolatili, în care s-au pulverizat agenţii toxici, în condiţii controlate de temperatură şi de umiditate.

2.1. Concentraţia agenţilor testaţi Pentru agenţii neurotoxici,

concentraţia stabilită pentru aerosoli a fost de 0,1 mg/m3, în cazul agenţilor toxici vezicanţi, concentraţia stabilită a fost de 0,5 mg/m3, iar la testarea agenţilor hemotoxici, concentraţia stabilită a fost de 50 mg/m3. Interferenţii au fost testaţi la concentraţii diferite, în funcţie de natura şi de volatilitatea acestora. Concentraţia vaporilor de alcool metilic a fost de 0,1 mg/m3 şi de 2 mg/m3, concentraţia aerosolilor de amoniac a fost de 250 μg/m3, iar pentru benzină, motorină, toluen, eter etilic şi acetonă concentraţia realizată a fost de 1 % .

Amestecurile agent toxic - interferenţi au fost realizate în proporţiile: 0,1 mg/m3 (agent toxic) şi 1 % (interferent).

2.2. Temperatura Agenţii toxici volatili şi o parte dintre

interferenţi au fost testaţi la temperaturi similare cu cele ambiante (20–250C), iar pentru agenţii toxici nevolatili s-au preferat temperaturi mai ridicate (27–280C), pentru asigurarea tensiunii de vapori necesare realizării concentraţiei dorite. Pentru unii interferenţi cu volatilitate mare (amoniac, toluen, eter etilic şi acetonă) temperatura de testare a fost mai coborâtă (circa 170C). S-au măsurat şi temperaturile exterioare (din laboratorul în care s-au efectuat determinările), pentru a se putea efectua o analiză completă referitoare la indicaţiile aparaturii de detecţie – aflată, în momentul măsurării propriu-zise, în afara spaţiului instalaţiei pentru testare. Acestea au fost cuprinse între 14,30C şi 25,80C.

2.3. Umiditatea

Umiditatea este un parametru foarte important, care poate afecta determinările efectuate cu unele detectoare. Din acest motiv, s-a urmărit valoarea umidităţii atât în interiorul instalaţiei pentru testarea agenţilor toxici, cât şi în mediul ambiant (laborator).

Umiditatea din interiorul instalaţiei pentru agenţi toxici volatili a variat între 26 % şi 56 %, iar cea din interiorul instalaţiei pentru agenţi nevolatili a fost de 22 - 23 %.

Diferenţa dintre umidatea interioară şi umiditatea din laboratorul de testare a fost cuprinsă între 2 – 3 procente şi 23 procente.

2.4. Timpul de expunere

Operaţiile de realizare a concentraţiei stabilite de agent toxic şi de omogenizare a amestecului contaminat au fost urmate de punerea în contact a detectoarelor cu atmosfera contaminată. Timpul necesar detecţiei a fost stabilit la 20 secunde pentru toate detectoarele atât cele staţionare, cât şi cele portabile. În cazuri speciale, când indicaţiile aparatelor au fost neconcludente sau nu a existat indicaţia aşteptată, perioada de expunere a fost prelungită, dar nu a depăşit



60 secunde (pentru a nu afecta componentele constructive ale aparatelor).

3. Testarea comparativă cu agenţi neurotoxici

Detectoarele de compuşi chimici de interes militar au fost testate în condiţii similare, folosind sarin şi VX. Rezultatele obţinute la testarea cu sarin sunt prezentate în tabelul 1.

Aşa cum se poate observa, toate detectoarele testate au dat indicaţii clare, identificarea agenţilor neurotoxici volatili neconstituind un obstacol. Detectorul APD

2000 a indicat prezenţa sarinului într-un interval de timp mai ridicat.

Rezultatele obţinute la testarea cu VX sunt prezentate în tabelul 2. Sunt relevate diferenţieri ale indicaţiilor aparatelor testate, unele chiar surprinzătoare.

Deşi detectoarele IMS–2000 şi RAID–M au acelaşi producător, deci se presupune că au clase de performanţă similare, au dat indicaţii neuniforme, singura conformă cu agentul testat fiind cea a detectorului RAID–M.

Detectorul APD 2000 a indicat prezenţa agentului toxic, dar într-un interval de timp mai ridicat.

Tabelul 1 Rezultatele obţinute la testarea cu sarin (GB)

TEMP. (0C) UMID. (%) REZULTAT

DETECTOR

CONC. (mg/m3) I E I E PREVĂZUT OBŢINUT

AP – 2C 27,4 14,3 22 32 G, V min. 2 bare

12 s G, V 3 bare

IMS – 2000 27,4 14,2 22 32 VX min. 2 bare

15 s + 18 s GD + GB 2 - 4 bare

MULTI – IMS 27,4 14,3 22 32 NERVE High sau Med

6 s NERVE Med

RAID – M 27,4 14,3 22 32 VX min. 2 bare

18 s VX 2 bare

APD 2000

0,1

27,4 14,3 22 32 NERV VX 30 s

NERV VX 42 s

Tabelul 2 Rezultatele obţinute la testarea cu VX

TEMP. (0C) UMID. (%) REZULTAT DETECTOR


AP – 2C 20,2 21,3 56 39 G, V min. 2 bare

5 s G, V 5 bare

IMS – 2000 21,1 20,2 56 39 GB min. 2 bare

7 s GB 5 bare

MULTI – IMS 21,1 20,2 56 39 NERVE High sau Med

3 s NERVE Med

RAID – M 20,2 19,8 56 41 GB min. 2 bare

4 s GB 8 bare

APD 2000

0,1

20,2 19,8 56 41 NERV GB 30 s

NERV GB 37 s



6. Testarea comparativă cu agenţi vezicanţi

Detectoarele au fost testate în condiţii similare, folosind compusul reprezentativ al acestei clase de agenţi toxici - iperita.

Rezultatele obţinute la testare sunt prezentate în tabelul 3.

Aşa cum se poate observa, toate detectoarele testate au dat indicaţii corespunzătoare, identificarea agentului toxic fiind foarte clară. Excepţie face detectorul

IMS–2000, care a indicat tipul de agent toxic (HD–iperită), dar nivelul concentraţiei a fost sub pragul de alarmare (2 bare).

Timpii de răspuns sunt acceptabili, indicând o bună sensibilitate a aparatelor, excepţie făcând detectorul APD 2000, care are timp de răspuns mai ridicat decât cel prevăzut în documentaţia sa tehnică. Trebuie subliniat că rezultatele nu au putut fi influenţate de puritatea agentului toxic testat, care a fost foarte bună (98 %).



AP – 2C 28,6 18,6 23 46 H, V min. 2 bare

3 s H, V 4 bare

IMS – 2000 28,6 18,6 23 46 HD min. 2 bare

9 s HD 1 bară

MULTI – IMS 28,6 18,6 23 46 BLISTER Med sau Low

10 s BLISTER Low

RAID – M 28,6 18,6 23 46 HD min. 2 bare

8 s HD 2 bare

APD 2000

0,5

28,6 18,6 23 46 BLST 15 s

BLST 22 s

Tabelul 3

Rezultatele obţinute la testarea cu iperită (HD)

7. Testarea comparativă cu agenţi hemotoxici

Detectoarele pentru compuşii chimici de interes militar au fost testate în condiţii similare, folosind acid cianhidric. Rezultatele obţinute la testare sunt prezentate, în mod comparativ, în tabelul 4.

Toate detectoarele care nu pot detecta acidul cianhidric (AP–2C, IMS–2000 şi APD 2000) nu sunt sensibile la acest compus, indicaţiile false fiind deci excluse. În cazul celorlalte detectoare care pot determina–conform specificaţiilor lor tehnice –agentul testat, numai detectorul RAID–M

poate identifica în mod foarte relevant agentul toxic (acid cianhidric–AC).

Detectorul MULTI–IMS nu numai că nu identifică agentul toxic, dar îl „confundă”, în condiţiile experimentărilor, cu un agent neurotoxic, ultimul având cu totul alte proprietăţi, compoziţie chimică şi structură.

Timpii de răspuns ai aparatelor sunt acceptabili, indiferent dacă se detectează corect sau nu.

În acelaşi mod ca la testările anterioare, a fost luată în calcul şi puritatea, respectiv componenţa agentului testat. Şi de această dată, puritatea a fost foarte bună (peste 99 %).





AP – 2C 22,0 18,3 38 49 fără indicaţie 20 s fără indicaţie

IMS – 2000 22,0 18,3 38 49 fără indicaţie 20 s fără indicaţie

MULTI – IMS 22,0 18,3 38 49 BLOOD High sau Med

5 s NERVE Low

RAID – M 22,0 18,3 38 49 AC min. 2 bare

2 s AC 2 bare

APD 2000

50

22,0 18,3 38 49 fără indicaţie 20 s fără indicaţie

Tabelul 4 Rezultatele obţinute la testarea cu acid cianhidric (AC)

8. Testarea comparativă cu interferenţi

Au fost testate mai multe categorii de posibili interferenţi: solvenţi, carburanţi şi compoziţii de decontaminare.

Rezultatele obţinute la testările cu solvenţi sunt prezentate în tabelul 5.

Detectoarele IMS–2000 şi RAID–M sunt „imune” la substanţele testate.

O explicaţie a indicaţiei în cazul testării detectorului AP–2C la eter etilic poate consta în prezenţa urmelor de compuşi cu sulf în compoziţia solventului. În schimb, este greu de explicat indicaţia apărută în cazul

amoniacului, ca şi cum ar exista un compus cu fosfor.

Detectorul MULTI–IMS este foarte puţin selectiv, indicând cu o singură excepţie, - amoniacul– prezenţa unor compuşi necunoscuţi (UNKNOWN CHEMICAL) sau, şi mai grav, prezenţa iperitei (BLISTER), în cazul toluenului şi eterului etilic.

Testele relevă selectivitatea diferenţiată a acestor detectoare la solvenţii testaţi, precum şi unele incompatibilităţi, unele foarte grave, între agenţii toxici reali şi falşii agenţi toxici, aşa cum sunt cunoscuţi unii din aceşti solvenţi.

DETECTOR METANOL AMONIAC TOLUEN ETER ETILIC ACETONĂ

AP – 2C

20 s fără indicaţie

10 s G, V 2 bare


11 s H, V 2 bare


IMS – 2000 20 s fără indicaţie





MULTI – IMS 7 s

UNK. CH. Med 20 s

fără indicaţie

7 s + 17 s BLISTER Low

+ UNK. CH. Low

7 s + 20 s BLISTER Low

+ UNK. CH. Low

9 s

UNK. CH. Low

RAID – M 20 s fără indicaţie





Tabelul 5 Rezultatele obţinute la testarea cu solvenţi



În tabelul 6 sunt prezentate rezultatele obţinute la testările efectuate cu două categorii de carburanţi–benzină fără plumb şi, respectiv, motorină.

Probleme mai deosebite se pot observa în cazul „detectării” benzinei, şi aceasta, probabil, datorită prezenţei compuşilor organici cu sulf în compoziţia carburantului.

Periculoasă este indicaţia dată de detectorul IMS–2000, care recunoaşte în benzină un potenţial agent neurotoxic (sarin sau soman). Singurul aparat sensibil la motorină a fost detectorul portabil MULTI–IMS, care „confundă” carburantul cu iperita, ceea ce este, cu siguranţă, grav.

DETECTOR BENZINĂ MOTORINĂ

AP - 2C 12 s H, V 2 bare


IMS – 2000 16 s + 18 s GB + GD 2 bare


MULTI – IMS 14 s

UNK. CH. Med 5 s

BLISTER Med

RAID – M 20 s fără indicaţie


Tabelul 6 Rezultatele obţinute la testarea cu carburanţi

Testarea compoziţiilor de decontaminare s-a realizat prin identificarea aerosolilor formaţi la temperaturi uzuale (17–200C) şi la umiditate de circa 30 %.

În cazul compoziţiei cu acid triclorizocianuric, determinările au ţinut cont de modificarea conţinutului de clor activ, efectuându-se măsurători imediat după preparare şi, respectiv, după 10 minute.

Rezultatele obţinute la testările efectuate sunt prezentate în tabelul 7.

Singurele detectoare care s-au dovedit „insensibile” la acţiunea compoziţiilor decontaminante sunt AP – 2C şi RAID - M.

Indicaţia detectorului IMS – 2000 este curioasă şi periculoasă, deoarece a recunoscut în soluţia organică de decontaminare un potenţial agent neurotoxic (sarin sau VX).

Detectorul MULTI–IMS identifică ambele tipuri de compoziţii testate ca fiind substanţe necunoscute, ceea ce nu este foarte grav, dar poate induce confuzii.

SOLUŢIE DE DECONTAMINARE CU ACID TRICLORIZOCIANURIC DETECTOR

SOLUŢIE ORGANICĂ DE DECONTAMINARE 1 minut 10 minute

AP – 2C fără indicaţie fără indicaţie fără indicaţie

IMS – 2000 12 s + 15 s GB + VX fără indicaţie fără indicaţie

MULTI – IMS 11 s

UNK. CH. Med 12 s

UNK. CH. Low fără indicaţie

RAID – M fără indicaţie fără indicaţie fără indicaţie

Tabelul 7 Rezultatele obţinute la testarea compoziţiilor de decontaminare



9. Testarea cu amestec agent toxic - interferent

Detectoarele pentru compuşi chimici, de interes militar, au fost testate în condiţii similare, la mai multe amestecuri conţinând un agent toxic tipic (sarin sau iperită) şi un carburant, ca posibil interferent. Rezultatele obţinute la testările efectuate cu amestecuri formate din agent neurotoxic şi carburant (sarin–benzină şi sarin – motorină) sunt prezentate în tabelul 8, în mod comparativ faţă de rezultatele obţinute la testarea cu sarin.

Aşa cum se poate observa, toate detectoarele au dat indicaţii corecte, nefiind influenţate în măsură semnificativă de prezenţa carburantului respectiv. Se poate decela o mică întârziere a răspunsului la

detectoarele AP–2C şi MULTI–IMS. La detectoarele RAID – M şi IMS – 2000 timpii obţinuţi sunt, din contră, puţin mai mici.

Rezultatele obţinute la testările efectuate cu amestecuri formate din agent toxic vezicant şi carburant (iperită – benzină şi iperită–motorină) sunt prezentate în tabelul 9, în mod comparativ faţă de rezultatele obţinute la testarea cu iperită.

Aşa cum reiese din datele obţinute, nu sunt diferenţe semnificative–nici din punct de vedere al tipului de agent toxic, nici din acela al timpului de răspuns - între indicaţiile obţinute la testarea iperitei şi cele de la testarea amestecurilor iperită – carburant. Se menţine indicaţia neconformă a detectorului IMS–2000 (incapacitatea semnalizării pragului de pericol)..

DETECTOR SARIN SARIN + BENZINĂ SARIN + MOTORINĂ

AP – 2C 5 s G, V 5 bare

15 s G, V 2 bare

10 s G, V 2 bare

IMS – 2000 7 s GB 5 bare

8 s GB 5 bare

5 s GB 6 bare

MULTI – IMS 3 s

NERVE Med 7 s

NERVE Med 9 s

NERVE Low

RAID – M 4 s GB 8 bare

4 s GB 8 bare

2 s GB 8 bare

Tabelul 8 Rezultatele obţinute la testarea cu amestec sarin - carburant

DETECTOR IPERITĂ IPERITĂ + BENZINĂ IPERITĂ + MOTORINĂ

AP – 2C 3 s

H, V 4 bare 2 s

H, V 4 bare 3 s

H, V 4 bare

IMS – 2000 9 s HD 1 bară

10 s HD 1 bară

10 s HD 1 bară

MULTI – IMS 10 s

BLISTER Med 8 s

BLISTER Med 9 s

BLISTER Med

RAID – M 8 s HD 2 bare

5 s HD 2 bare

7 s HD 2 bare

Tabelul 9

Rezultatele obţinute la testarea cu amestec iperită - carburant



10. Concluzii Rezultatul fiecărei determinări în parte

a fost analizat prin interconexiune cu indicaţiile obţinute la celelalte teste. Acest lucru a necesitat un deosebit efort colectiv şi multidisciplinar. 10.1. Detectoare neinfailibile Rezultatele testărilor efectuate relevă că nici un mijloc de detecţie, oricât de complex sau de scump, nu poate asigura o detecţie foarte sigură şi foarte selectivă. Există diferenţe destul de mari între sensibilităţile detectoarelor şi, uneori, discrepanţe între caracteristicile prezentate în documentaţiile tehnice şi performanţele reale, relevate în testările efectuate. Se poate asigura o detecţie absolut sigură, care să poată identifica fără dubiu orice agent toxic? Răspunsul este: NU există un astfel de aparat, încă!

10.2. Detectoarele au obiective de detecţie diferite Dacă se doreşte identificarea agentului chimic, considerăm că – prin prisma indubitabilităţii rezultatelor - cele mai indicate detectoare sunt în ordine: AP – 2C, RAID – M (singurul aparat care poate identifica şi acidul cianhidric), IMS – 2000.

Detectorul MULTI – IMS s-a dovedit un foarte bun mijloc de indicare a prezenţei unei clase de agenţi toxici, putându-l considera cel mai complet în privinţa determinării agenţilor neurotoxici.

10.3. Corelaţia tip de misiune-tip de mijloc indicator Coroborând performanţele detectoarelor (dintre cele testate, evident) cu specificul misiunii care trebuie îndeplinite, se poate lua o hotărâre justă în privinţa mijlocului de detecţie adecvat.

Astfel, misiunile speciale-intervenţii în cazul atacurilor cu muniţie chimică, a acţiunilor teroriste ori a accidentelor chimice - se pot realiza numai cu aparatură foarte performantă şi sigură, care poate identifica fără dubii orice agent toxic. Deşi nu există un aparat „perfect”, considerăm că dintre aparatele testate, cele

mai indicate pentru astfel de misiuni sunt detectoarele AP–2 C şi RAID – M.

În cazul executării unor misiuni de cercetare NBC, cele mai potrivite sunt detectoarele care pot individualiza agentul toxic. Cel mai recomandat este detectorul RAID–M. Acesta poate fi utilizat şi ca mijloc mobil, putând fi instalat la bordul autovehiculelor. Chiar dacă nu poate identifica tipul agentului toxic, detectorul AP–2C este un aparat deosebit de sensibil şi de sigur. Pentru monitorizarea unor obiective deosebite sau a unor perimetre importante, se pot utiliza mai ales mijloace staţionare, dar şi mijloace portabile care se pot monta pe vehicule, acţionând, deci, ca mijloace mobile. Aceste aparate trebuie, totodată, să permită prelucrarea şi transmiterea datelor către factorii de decizie şi, eventual, să acţioneze asupra sistemelor de protecţie (blocarea admisiei aerului, activarea filtro-ventilaţiei, cuplarea dispozitivelor de alarmare). Se impune, în acest sens, detectorul RAID–M.

În cazul în care se doreşte dotarea trupelor care nu sunt de specialitate NBC, sunt indicate mijloace de detecţie cât mai simplu de mânuit şi, mai ales, să aibă indicaţii intuitive, univoce. În acest sens, recomandările se îndreaptă spre detectoarele AP–2C şi MULTI –IMS (îndeosebi pentru agenţi neurotoxici).

Pentru verificarea contaminării reziduale (plenitudinea decontaminării) sunt recomandate aparate foarte sensibile, cu limite de detecţie cât mai joase, care să determine clasa de substanţe toxice. De asemenea, aparatele nu trebuie să fie sensibile la compoziţiile decontaminante. Considerăm că cele mai indicate pentru astfel de determinări sunt detectoarele AP– 2 C şi RAID–M.



CALCULUL PARAMETRILOR BALISTICI PENTRU UN PROIECTIL GS-30 PE TIMPUL DEPLASĂRII ÎN GURA DE FOC

Locotenent inginer Ionuţ Ovidiu CIOBANU∗

Rezumat Lucrarea prezintă calculul parametrilor balistici pentru un proiectil GS-30, pe timpul deplasării acestuia în

gura de foc.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE TESTARE, EVALUARE ŞI CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ ARMAMENTE

1. Introducere Proiectilele explozive şi exploziv-

trasoare sunt destinate pentru tragerea cu tunul de bord sau tunuri antiaeriene şi navale, în scopul distrugerii ţintelor aeriene şi terestre cu blindaj până la 20 mm inclusiv, precum şi pentru tragerile de instrucţie.

Lovitura de calibru de 30 mm cu proiectil exploziv pentru tunul GŞ-30L este de tip acuplat, cu încărcătura de azvârlire în tub cartuş de oţel şi cu şurub portamorsă electric.

Elementele componente ale loviturii sunt:

tubul cartuş din oţel; încărcătura de azvârlire: pulbere 6/7

Fl; şurub portamorsă tip EKV-30M; proiectil exploziv-trasor.

Modelul matematic pentru rezolvarea problemei fundamentale a balisticii interioare are la bază modelul matematic al fenomenului tragerii, care exprimă legităţile proceselor desfăşurate pe timpul mişcării proiectilului în ţeava gurii de foc sub acţiunea gazelor rezultate în urma arderii pulberii, fiind constituit din mai multe ecuaţii algebrice şi diferenţiale.

2. Ecuaţia fundamentală a balisticii interioare exprimă transformarea energiei termice în energie mecanică:

( )2

2vqfllps ⋅⋅⋅−⋅⋅=+⋅⋅

φθψωψ

sau, dacă se ţine cont de relaţia:

qfv⋅⋅⋅⋅

=φθ

ω2lim va rezulta:

( ) ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅⋅=+⋅⋅ 2

lim

2

vvfllps ψωψ

3. Ecuaţii care exprimă arderea pulberii şi formarea gazelor legea de formare a gazelor de pulbere este

dată de relaţia: ( )21 zzz ⋅+⋅+⋅⋅= μλχψ

sau o altă relaţie (valabilă pentru o serie de pulberi, unde caracteristica de formă μ este mică în comparaţie cu celelalte, fapt pentru care termenul ce-l conţine pe μ se neglijează):

( )zz bb ⋅+⋅⋅= λχψ 1 coeficientul de progresivitate a formei

pulberii este dat de relaţiile: 2321 zz ⋅⋅+⋅⋅+= μλσ

zb ⋅⋅+= λσ 21 (pentru pulberile cu μ mic) sau se pot folosi alte relaţii de forma:

ψχλσ ⋅⋅

+=b

b41

( ) ψχχσ ⋅

−⋅−= 2

141b

b

legea vitezei de ardere este dată de relaţia:



pudtdeu ⋅== 1

viteza de formare a gazelor este dată de relaţia:

pI

pue

puSSS

dtd

k

⋅⋅

=⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=σχσχψ

11

100

0

Λ

Ecuaţia mişcării de translaţie a

proiectilului este dată de relaţiile:

psdtdvq ⋅=⋅⋅φ sau ps

dldvvq ⋅=⋅⋅⋅φ

Prin rezolvarea sistemului format de ecuaţiile prezentate anterior, se poate obţine variaţia presiunii gazelor de pulbere şi a vitezei proiectilului în funcţie de spaţiul parcurs de acesta în ţeava gurii de foc şi de timp, care reprezintă problema fundamentală a balisticii interioare.

Sistemul de ecuaţii diferenţiale, scrise în argumentul t este următorul:

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

⋅=

=

⋅⋅

=

pudtde

vdtdl

pq

sdtdv

1

φ

Pentru efectuarea calculelor de mai

sus, sunt necesare o serie de date iniţiale: Caracteristicile gurii de foc şi ale

proiectilului: - masa proiectilului: q=0,380 kg; - calibrul proiectilului: d=30 mm; - viteza la gura ţevii: vg=860 m/s; - masa încărcăturii de pulbere: ω=0,115 kg; - volumul camerei de încărcare: W0=158⋅10-6 m3; - lungimea părţii ghintuite: lgh=1,36 m; - coeficientul adâncimii ghinturilor: ns=0,81; - presiunea de forţare: p0=250 kgf/cm2; - presiunea maximă: Pmax=3000 kgf/cm2.

Constante caracteristice pulberii: - forţa pulberii: f=950000 J/kg; - covolumul pulberii: α=0,98⋅10-3 m3/kg; - caracteristica vitezei de ardere: u1=0,79⋅10-9 m/(s⋅Pa); - presiunea de amorsare: pa=40 kgf/cm2; - densitatea pulberii: δ=1,6⋅103 kg/m3;

- exponentul adiabatic:θ=0,2; - caracteristicile de formă: χ=0,720 şi λ=0,345; - semigrosimea elementului de pulbere: e1=0,32⋅10-3 m.

În urma calculelor, au rezultat

următoarele valori pentru presiunea maximă în gura de foc şi viteza la gură a proiectilului:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=

=

smV

cmkgfP

g 13.888

8.2903 2max

Tabelul 1

Valorile parametrilor balistici în gura de foc

Spaţiul l [m]

Viteza v [m/s]

Presiunea p [kgf/cm2]

Timpul t [s]

0 0 40 0 0.00436 31.472 652.79 0.000698 0.01166 62.943 1048.4 0.000857 0.02026 94.415 1404.9 0.000968 0.02992 125.89 1721.5 0.001056 0.04061 157.36 1997.9 0.001131 0.05240 188.83 2234.9 0.001200 0.06539 220.3 2433.1 0.001263 0.0797 251.77 2594 0.001324

0.09548 283.24 2719.1 0.001383 0.11293 314.72 2810.3 0.001441 0.13224 346.19 2869.5 0.001500 0.15367 377.66 2899.2 0.001559 0.16766 396.54 2903.8 0.001595 0.17749 409.13 2901.7 0.001619 0.20405 440.6 2879.6 0.001682 0.2337 472.07 2835.7 0.001747 0.2669 503.55 2772.6 0.001815

0.30416 535.02 2692.9 0.001887 0.34606 566.49 2599.4 0.001963 0.3933 597.96 2494.5 0.002044

P E R I O A D A I

0.43547 623.14 2404.1 0.002113 0.49094 657.45 2122 0.002199 0.53717 681.94 1929.8 0.002268 0.58339 703.55 1767.3 0.002335 0.62962 722.84 1628.2 0.002400 0.67585 740.2 1508 0.002463 0.72207 755.97 1403 0.002525 0.7683 770.37 1310.8 0.002586

0.81453 783.62 1229.1 0.002645 0.86075 795.86 1156.2 0.002704

P E R I O A D A

II 0.90698 807.22 1090.9 0.002761



0.95321 817.8 1032.1 0.002818 0.99943 827.71 978.82 0.002874 1.0457 837.01 930.38 0.002930 1.0919 845.76 886.16 0.002985 1.1381 854.01 845.65 0.003039 1.1843 861.83 808.41 0.003093 1.2306 869.24 774.06 0.003146 1.2768 876.28 742.3 0.003199

1.36 888.13 690.8 0.003294

În figurile de mai jos sunt prezentate variaţia vitezei şi presiunii în ţeavă, în funcţie de spaţiul şi de timpul parcurs:

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

500

1000

1500

2000

2500

3000 P max Perioada I

P k

Perioada II

P g

P 0 P a

Spatiul [m]

Pre

siun

ea [

kgf/c

m ]2

Variatia presiunii in teava functie de spatiul parcurs

Fig. 1 Variaţia presiunii în ţeavă funcţie de

spaţiul parcurs

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.40

200

400

600

800

1000

Spatiul [m]

Vite

za [

m/s

]

Variatia vitezei proiectilului in teava functie de spatiul parcurs

Perioada I

Perioada II

V k

V g

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

3000

2500

x 10-3

0

500

1000

1500

2000

Perioada I

Perioada II

P k

P max

P g

P 0 P a

Pre

siun

ea [

kgf/c

m ]2

Variatia presiunii in teava functie de timp

Timpul [s] Fig. 3 Variaţia presiunii în ţeavă funcţie de

timp

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

x 10-3

0

200

400

600

800

1000

Timpul [s]

Vite

za [

m/s

]

Variatia vitezei proiectilului in teava functie de timp

V k

V g

Perioada I

Perioada II

Fig. 4 Variaţia vitezei proiectilului în ţeavă

funcţie de timp

Fig. 2 Variaţia vitezei proiectilului în ţeavă funcţie de spaţiul parcurs

Bibliografie: [1] JANICA, C. – Calculul, construcţia, efectele şi exploatarea muniţiilor, vol. I, Editura Academiei Militare, Bucureşti, 1978; [2] VASILE, T. – Balistica interioară a gurilor de foc, Editura Academiei Tehnice Militare, Bucureşti, 1993.



MODELE STATISTICE PENTRU CARACTERIZAREA ŢINTELOR CA ELEMENTE ALE SCENARIILOR RADAR NAVALE

Locotenent inginer Felix TOTIR∗

Locotenent inginer Aurelian PANAIT∗

Rezumat Simularea scenariilor radar navale complexe necesită elaborarea unor modele ale semnăturilor electromagnetice aparţinând principalelor elemente ale acestora – ţintele navale şi suprafaţa mării – precum şi mecanismului de interacţiune. Categoria de modele utilizate este determinată de destinaţia dorită a datelor de ieşire, precum şi de regimul de funcţionare al sistemului radar: detecţie, imagerie radar sau clasificare. Articolul de faţă efectuează o succintă trecere în revistă a principalelor concepte privind definirea unui scenariu radar naval şi prezintă câteva modele statistice ale ţintelor radar, adaptate regimului de detecţie. Modelele statistice sunt implementate pe baza unor generatoare aleatoare clasice (Swerling) sau moderne (Nakagami). Pentru fiecare dintre acestea au fost implementate sub forma unor programe Matlab mecanismele de generare a semnăturilor radar. În cadrul articolului sunt prezentate aceste rezultate.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE TESTARE, EVALUARE ŞI CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ PENTRU SISTEME INFORMATICE ŞI COMUNICAŢII

1. Introducere Sistemele radar actuale trebuie să îndeplinească o gamă largă de cerinţe constructive din ce în ce mai restrictive, motiv care determină creşterea considerabilă a costurilor aferente proiectării, dezvoltării şi testării acestora. În special, rezultatele testării în condiţii apropiate de cele reale şi/sau în condiţii extreme de lucru sunt foarte importante din punct de vedere operativ. Asigurarea fizică a condiţiilor respective de testare este de cele mai multe ori foarte greoaie, din cauza transportului, a condiţiilor meteorologice, precum şi datorită costurilor prea ridicate sau cerinţelor de confidenţialitate. Din acest motiv, este interesantă implementarea unui program de simulare care să permită furnizarea semnalului ecou al unui scenariu radar cu parametri perfect controlabili, în condiţii cât mai apropiate de cele reale. Între diferitele tipuri de teatre de acţiune, cele navale – care fac obiectul articolului de faţă – prezintă o provocare operativă şi ştiinţifică prin prisma complexităţii acestora (în special, comportamentul electromagnetic şi dinamic al suprafeţei mării). 2. Elemente ale scenariilor radar navale Cei trei actori principali care stau la baza unui scenariu radar elementar sunt sistemul radar, marea şi ţinta. Ultimii doi apar

într-o manieră explicită, în timp ce primul este reprezentat prin intermediul modalităţilor de prelucrare pe care le poate asigura: detecţie, imagerie şi profiluri de distanţă sau clasificare şi fuziune. Regimul de funcţionare al radarului determină atât forma datelor de ieşire, cât şi categoria de modele folosite pentru caracterizarea elementelor teatrului de acţiune. În continuare, ne vom focaliza pe descrierea modelelor utilizate în regimul de detecţie. 2.1 Marea Marea acţionează atât asupra semnalului radar, cât şi asupra ţintelor navale. Acţiunea directă a mării asupra semnalului radar dă naştere clutterului marin, iar influenţa ei asupra ţintei afectează mişcarea acesteia şi vizibilitatea sa geometrică (totală sau parţială). La suprafaţa mării se formează două tipuri de valuri: valurile de capilaritate şi valurile de gravitate (hulă). Starea mării este definită de cel de-al doilea tip de valuri şi are o influenţă determinantă prin prisma parametrilor semnalului radar, asupra proprietăţilor statistice şi de corelaţie ale clutterului marin. Caracterul negaussian al acestuia şi efectele sale asupra comportamentului procedurilor de detecţie şi de imagerie au fost prezentate în lucrarea „Două metode de simulare a hărţilor clutterului marin corelate negaussian”[1].



În regim de detecţie, statistica clutterului marin trebuie luată în calcul de către detectorul CFAR, iar proprietăţile sale de corelaţie (spectrale) sunt importante pentru implementarea filtrajului Doppler. Starea mării nu determină doar proprietăţile clutterului; are, de asemenea, o influenţă directă asupra mişcării şi vizibilităţii geometrice a ţintei. 2.2 Ţinta Modelele de ţinte navale trebuie să ia în calcul două tipuri de interacţiune între ţintă şi mediul său înconjurător: electromagnetică şi hidrodinamică. În primul caz, ţinta interacţionează cu sistemul radar prin intermediul semnalului reflectat, care depinde de vizibilitatea geometrică şi de poziţia relativă ţintă – radar (geometria radar a ţintei), care este rezultatul celui de-al doilea tip de interacţiune, între corpul ţintei şi mare. În cazul regimului de detecţie, o ţintă este reprezentată prin statistica fluctuaţiilor amplitudinii semnalului ecou sau a suprafeţei sale echivalente radar (SER). Această statistică va constitui deci baza modelului electromagnetic al ţintei radar în regim de detecţie. Modelele utilizate cel mai des (Swerling sau Nakagami) sunt foarte generale şi nu sunt legate de tipul ţintei, de structura acesteia sau de poziţia sa în raport cu sistemul radar. Doar forma legii de fluctuaţie a SER a ţintei este astfel furnizată, valoarea sa medie (sau maximală) trebuind introdusă sub forma unui parametru suplimentar. Aceste modele nu oferă decât o informaţie parţială privind fluctuaţiile de amplitudine ale semnalului ecou. Ele devin neadecvate în cazul regimului de imagerie/clasificare, care se bazează pe informaţia coerentă şi necesită deci cunoaşterea fazei semnalului ecou. 2.3 Sistemul radar Vom considera un sistem radar de coastă, de înaltă rezoluţie, lucrând în banda X, iluminând suprafaţa mării la unghiuri razante mici. De asemenea, se presupune că sistemul radar respectiv este coerent şi că semnalul de emisie utilizat este modulat discret în frecvenţă de la impuls la impuls. Această

agilitate de frecvenţă permite decorelarea componentei cu variaţie rapidă (speckle) a clutterului marin [1]. Obiectivul final este acela de a simula semnalul la intrarea sistemului radar, pe baza modelelor de ţintă şi clutter propuse. Astfel, se permite alimentarea cu date a diferitelor proceduri de prelucrare a semnalului radar: filtrare, detecţie, urmărire, imagerie, clasificare. 3. Modele statistice pentru ţintele radar 3.1 Modele de tip Swerling Modelele de tip Swerling au fost utilizate printre primele pentru descrierea statisticii fluctuaţiilor intensităţii semnalului ecou (SER) al ţintei. În afară de variaţia distanţei ţintă-radar, aceste fluctuaţii sunt consecinţa următorilor factori:

• variaţii ale condiţiilor meteorologice şi ale proprietăţilor mediului de propagare;

• instabilitatea sistemului radar (a platformei şi a echipamentelor);

• schimbarea orientării ţintei în raport cu sistemul radar.

Swerling a propus o serie de modele statistice corespunzând diferitelor categorii de ţinte radar [2] [3]. Aceste modele codifică în mod simultan o informaţie foarte generală privitoare la structura fizică a ţintei şi o informaţie de manevrabilitate (viteză de schimbare a orientării) şi furnizează densităţile de probabilitate ale amplitudinii semnalului ecou. Modelul de tip Swerling 0 consideră că SER a ţintei nu fluctuează şi, prin urmare, amplitudinea semnalului reflectat de ţintă este necunoscută şi constantă. Modelul de tip Swerling 1 consideră că valorile amplitudinilor impulsurilor reflectate succesiv pentru mai multe tururi ale antenei (scan-to-scan) sunt variabile aleatoare independente distribuite după legea Rayleigh:

2

2 2( ) exp2

a ap aσ σ

⎛ ⎞= ⋅ −⎜ ⎟

⎝ ⎠

unde σ este parametrul distribuţiei. Modelul de tip Swerling 2 consideră că amplitudinile impulsurilor reflectate de ţintă



corespunzând perioadelor succesive de scanare (pulse-to-pulse) sunt variabile aleatoare independente distribuite după legea de tip Rayleigh. Modelele de tip Swerling 3 şi Swerling 4 sunt similare din punct de vedere al corelaţiei cu modelele de tip Swerling 1 şi Swerling 2, dar distribuţia de amplitudine este de tipul Rayleigh cu o dominantă:

3 2

4 2

9 3( ) exp2 2

a ap aσ σ

⎛ ⎞= ⋅ −⎜ ⎟

⎝ ⎠

3.2 Modelul de tip Nakagami Modelul de tip Nakagami utilizează o densitate de probabilitate de tipul 2χ pentru caracterizarea fluctuaţiilor SER a ţintei iluminate. Legea de fluctuaţie a amplitudinii semnalului ecou este dată de următoarea expresie matematică:

2 1 2

1 2( ) exp2 ( ) 2

N N

N N

N a Nap aN

−

−

⎛ ⎞= ⎜ ⎟Γ ⎝ ⎠

2−σ σ

unde 2N ν= şi 2σ sunt parametrii modelului. Distribuţia corespunzătoare de putere (pătratul amplitudinii semnalului ecou) este o lege de tipul 2χ cu / 2Nν = grade de libertate:

/ 2 / 2 1

/ 2( ) , 02 ( / 2)

xe xp x x− −

= =Γ

ν

ν

σν σ

≥

Acest model este mai general decât modelele de tip Swerling, care se obţin ca particularizări ale acestuia, pentru valorile

şi . 1N = 2N = 4. Implementarea modelelor ca generatoare

aleatoare 4.1 Caracterizarea mării ca reflector radar Diferite studii au fost efectuate în scopul stabilirii caracteristicilor clutterului marin. Proprietăţile sale statistice şi cele spectrale (de corelaţie) joacă un rol important pentru filtrarea Doppler şi detecţia CFAR a ţintelor. Studiile efectuate în lucrările [1] şi [4] demonstrează că legea statistică cea mai bine adaptată pentru descrierea distribuţiei de amplitudine a hărţilor reale de clutter marin este distribuţia de tip K-compound.

Parametrul de formă al acestei distribuţii prezintă o variaţie invers proporţională cu starea mării. 4.2 Modelarea statistică a ţintelor navale Figura 1 prezintă valorile şi histograma amplitudinii semnalului ecou generat pentru o ţintă radar de tip Swerling 1 sau Swerling 2. Pentru realizarea acestei simulări şi pentru toate rezultatele următoare, SER medie a ţintei este considerată unitară.

0 200 400 600 800 10000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

echantillon

ampl

itude

Variation de l'amplitude

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

50

100

150

200

250

intervalle

n_ec

hant

illon

s

Histogramme

a) b)

Fig. 1 Modele de tip Swerling 1 şi Swerling 2: valorile amplitudinii (a) şi histograma acestora (b)

Figura 2 prezintă legile de probabilitate estimate pe baza eşantioanelor astfel generate în comparaţie cu formele teoretice ale legilor de probabilitate, în scopul validării procedurilor de simulare.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

amplitude

prob

abili

te

Lois de probabilite

theoriqueestimee

0 1 2 3 4 50

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

amplitude

prob

abili

te

Lois de probabilite

theoriqueestimee

a) b)

Fig. 2 Legile de probabilitate teoretice şi estimate pentru amplitudine (a) şi pentru SER (b)

Un exemplu de variaţie a amplitudinii semnalului ecou şi histograma corespunzătoare în cazul unei ţinte de tip Swerling 3 sau Swerling 4 este ilustrat de asemenea în figura 3.

0 200 400 600 800 10000

0.5

1

1.5

2

2.5

echantillon

ampl

itude


0 0.5 1 1.5 2 2.50

50

100

150

200

250

intervalle

n_ec

hant

illon

s

Histogramme

a) b)

Fig. 3 Modele de tip Swerling 3 şi Swerling 4: valorile amplitudinii (a) şi histograma acestora (b)



Legile de probabilitate estimate pe baza datelor generate sunt reprezentate, în comparaţie cu cele teoretice,în figura 4.

0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

amplitude

prob

abili

te

Lois de probabilite

theoriqueestimee

0 1 2 3 4 50

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

0.45

0.5

amplitude

prob

abili

te

Lois de probabilite

theoriqueestimee

0 0.5 1 1.5 2 2.50

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

amplitude

prob

abili

te

Lois de probabilite

theoriqueestimee

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 40

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

amplitudepr

obab

ilite

Lois de probabilite

theoriqueestimee

c) d)

Fig. 6 Legile de probabilitate teoretice şi estimate pentru amplitudine (c) şi pentru SER (d)

c) d)

Fig. 4 Legile de probabilitate teoretice şi estimate pentru amplitudine (c) şi pentru SER (d)

5. Concluzii Modelele statistice prezentate pot fi conjugate cu cele folosite pentru descrierea statistică a clutterului marin, premiţând astfel descrierea stochastică a modului de variaţie a amplitudinii semnalului ecou la intrarea în antenă a sistemului radar.

În figura 5 sunt prezentate variaţia de amplitudine a semnalului ecou şi histograma corespunzătoare valorilor astfel generate, pentru o ţintă implementată folosind modelul statistic de tip Nakagami.

Dat fiind că semnalul reflectat nu conţine informaţia de fază şi nici nu este legat în mod direct de structura fizică şi de poziţia ţintei, aceste modele nu pot fi folosite pentru reconstrucţia imaginilor ISAR ale ţintelor observate. 0 200 400 600 800 1000

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

echantillon

ampl

itude


0 0.5 1 1.5 2 2.5 30

50

100

150

200

250

300

intervalle

n_ec

hant

illon

s

Histogramme

Însă utilizarea descrierii statistice este foarte avantajoasă pentru lucrul în regim de detecţie atât datorită simplităţii şi rapidităţii procedurilor de implementare, cât şi faptului că legile de repartiţie, fiind a priori cunoscute, permit şi evaluarea obiectivă a diverselor proceduri de detecţie.

a) b)

Fig. 5 Ţintă de tip Nakagami (N = 4): variaţia amplitudinii (a) şi a SER (b)

Figura 6 prezintă, ca şi în cazul precedent, legile de probabilitate estimate şi teoretice pentru acest tip de model.

Bibliografie [1] RĂDOI, E.; QUINQUIS, A.; SAULAIS, P. - Two methods for simulating non-gaussian highly correlated sea clutter maps, OCEANS 2003 Conference, San Diego, USA, 2003; [2] SWERLING, P.- Detection of fluctuating pulsed signals in the presence of noise, IRE Trans. on Inform. Theory, IT-3, pag. 175-178, Sept. 1987; [3] MARCUM, J. I.; SWERLING, P.- Studies of target detection by pulsed radar, IRE Trans. on Inform. Theory, vol. IT-6, pag. 59-308, April 1980; [4] RĂDOI, E.; QUINQUIS, A.; SAULAIS P. - Analysis and simulation of sea clutter at high range resolution and low grazing angles, IGARSS 2003, Toulouse, France, 2003.



STADIUL ACTUAL PRIVIND EVOLUŢIA METODELOR DE RECUNOAŞTERE AUTOMATĂ A FORMELOR

Căpitan inginer Virgil LUCANU∗ Cercetător ştiinţific

Rezumat Recunoaşterea formelor pe înregistrările digitale este un domeniu relativ nou, care cunoaşte o evoluţie

susţinută. Noile metode bazate pe inteligenţa artificială demonstrează acest lucru. În acelaşi timp, are loc dezvoltarea echipamentelor de culegere şi prelucrare a datelor.


1. Introducere Istoria recunoaşterii formelor pe

imagini de diverse tipuri este relativ scurtă, fiind vorba de o creaţie recentă. [ŞERBAN, 1999]. Apariţia şi dezvoltarea acestei ramuri are ca punct de plecare obţinerea primelor fotografii aeriene. Acestea au fost realizate din balon, în anul 1858. A urmat o avalanşă de perfecţionări atât ale aparaturii de fotografiere, cât şi ale mijloacelor de zbor. Prima fotografie din avion a fost efectuată la 24 aprilie 1909 de un ofiţer italian, rămas necunoscut; ulterior acest tip de acţiune cunoscând un avânt deosebit, în special, pe durata primului război mondial. După război, s-a acordat atenţie aplicaţiilor civile ale fotogramelor aeriene, care au început să fie utilizate în studii de geografie, agricultură, amenajarea teritoriului, urbanism, silvicultură, prospecţiuni geologice, arheologie. Cel de-al doilea război mondial a stimulat mult perfecţionarea avioanelor şi aparaturii fotografice. Începând din 1946 s-au efectuat numeroase fotograme din rachete, iar lansarea primului satelit artificial al Pământului de către U.R.S.S, în 1957, a deschis noi posibilităţi pentru aplicarea teledetecţiei în exploatarea suprafeţei terestre. Un satelit ar putea fotografia toată suprafaţa terestră în numai 17 zile, în timp ce unui avion i-ar fi necesari 10 ani pentru acelaşi lucru.

Fotogrammetria s-a dezvoltat foarte mult prin anii ’60, odată cu dezvoltarea platformelor aeriene, a camerelor fotogrammetrice şi a aparatelor de fotoredresare şi stereorestituţie [Alexei, 2005]. La noi în ţară, primele aparate

fotogrammetrice au fost achiziţionate în anul 1928.

Teledetecţia s-a dezvoltat foarte mult, odată cu disponibilitatea primelor imagini comerciale la începutul anilor ’80 (la 23 iulie 1972 NASA a lansat primul satelit LANDSAT, iar primele imagini comerciale au fost disponibile în anul 1984). Odată cu apariţia, după anul 2000, a primelor imagini de înaltă rezoluţie, IKONOS cu rezoluţia spaţială de 1 m, QuikBird cu rezoluţia spaţială de 0,64 m, s-a diversificat domeniile de utilizare şi a crescut precizia produselor obţinute. Domeniul prelucrărilor digitale ale imaginilor a apărut la începutul secolului XX. Una dintre primele aplicaţii ale tehnicilor de prelucrare a imaginilor a fost îmbunătăţirea transmisiei imaginilor de ziar în format digital, prin intermediul cablului submarin, între Londra şi New York [VLAICU, 1997]. Sistemul Bartlane, dezvoltat în primii ani după 1920, permitea reducerea timpului de transmisie a imaginilor de la mai mult de o săptămână, la mai puţin de 3 ore. Imaginea era codată în vederea transmisiei prin cablu şi apoi, reconstituită la recepţie. Primele sisteme de transmisie Bartlane erau capabile să codeze imagini având 5 niveluri de strălucire, iar în 1929, s-a ajuns ca numărul acestora să crească la 15.

În următorii ani, s-au îmbunătăţit metodele de prelucrare în vederea transmisiei de imagini. Apariţia calculatorului electronic a adus în prim plan potenţialul conceptelor de prelucrare a imaginilor. Tehnici de îmbunătăţire a unor imagini transmise din spaţiul cosmic s-au folosit, de exemplu, pentru corectarea diferitelor tipuri de distorsiuni ale imaginilor preluate cu o



cameră video de la bordul staţiei spaţiale Ranger 7. Astfel de tehnici au servit ca bază pentru optimizarea metodelor de restaurare şi îmbunătăţire a imaginilor recepţionate de la misiunile spaţiale Surveyor, Mariner şi Apollo.

Progresele în domeniul prelucrării imaginilor au fost impresionante. Un domeniu major de aplicaţie al tehnicilor de prelucrare a imaginilor este recunoaşterea automată a formelor. Scopul, în acest caz, este extragerea unor caracteristici ale obiectului recunoscut pentru a fi memorate în baze de date cartografice.

În cartografie, recunoaşterea semiautomată/ automată a formelor este utilizată la digitizarea raster. Suportul îl reprezintă imaginea scanată a hărţii sau a originalelor de editare separate pe culori. Programele de conversie raster-vector au evoluat foarte mult în ultimul timp, odată cu dezvoltarea inteligenţei artificiale, dar, cu toate acestea, încă nu s-a putut realiza un sistem complet automat de culegere a datelor de pe hărţile scanate.

Apariţia în anii ’90 a camerelor fotogrammetrice digitale permite salvarea înregistrărilor direct în memoria aparatelor sub forma unor fişiere imagine. Formatul digital rezultat se caracterizează printr-o precizie radiometrică şi geometrică mare. Această dezvoltare a fotogrammetriei şi apariţia teledetecţiei de înaltă rezoluţie a dus la dezvoltarea metodelor de recunoaştere a formelor prin fotointerpretare semiautomată/ automată.

În ultimii ani, s-a dezvoltat o nouă abordare a metodelor de recunoaştere a formelor pe înregistrările digitale. Este vorba de elaborarea unor algoritmi care se bazează pe inteligenţa artificială şi care utilizează tehnici avansate de prelucrare a informaţiei. Inteligenţa artificială se materializează prin modelarea sistemului nervos natural într-o reţea neuronală computaţională. La baza abordării conceptului stă împărţirea reţelei formate de sistemul nervos în unităţi simple, independente care, printr-o conectare la nivel ierarhic să realizeze funcţiile de bază ale sistemului.

2. Programe utilizate în prezent la recunoaşterea formelor

La ora actuală, există o întreagă gamă de produse soft pentru prelucrarea imaginilor digitale în domeniul recunoaşterii formelor. Complexitatea prelucrărilor în vederea interpretării obiectelor de pe o imagine digitală, obţinută din diferite surse, a dus la apariţia unor programe specializate în principalele operaţii care trebuie parcurse în acest scop. Există programe specializate pe operaţii de preprocesare a imaginilor (corecţii geometrice, eliminarea zgomotului, iluminare etc.). Din această categorie face parte programul ADOBE PHOTOSHOP 7.0.

Programele specializate pe conversia automată raster-vector sunt utilizate, în special, la conversia în format vectorial a originalelor de editare scanate, reprezentând separarea pe culori a hărţii. Conversia se poate realiza, întrucât acest tip de soft poate prelucra numai imagini binare, cum este şi cazul unui original în format raster. Este cazul programelor: R2V, modulul VTRAK din pachetul de programe GOTHIC LAMPS2 şi VP HybridCAD.

Fig. 1. Interfaţa unui program specializat pe

recunoaşterea formelor În cazul operaţiei de clasificare a

imaginilor, există programe de prelucrare a înregistrărilor, în special, cele satelitare. Din această categorie putem aminti pachetul de programe ERDAS IMAGE 8.7 şi programul ENVI 3.4.

2.1. Programul adobe photoshop 7.0 Produsul soft este realizat de Adobe

Systems Incorporeted cu scopul de a efectua



diferite operaţii de nivel mediu pe imaginile digitale, (http://www.photoshop.com). Pe înregistrările digitale se poate aplica o gamă largă de filtre, cu posibilitatea de introducere de către utilizator a valorilor filtrului dorit (masca dorită). Se pot utiliza şi alte operaţii care sunt disponibile la acest soft. Este un program care utilizează o mare diversitate de formate imagine.

2.2. Programul R2V Este un soft produs de Ablesw

[http://www.ablesw.com/r2v], pentru conversia raster-vector, în scopul digitizării automate a hărţilor scanate. Fişierele imagine, de intrare, sunt în formate cunoscute TIFF, GeoTIF, GIF, JPEG, RLC, PNG sau BMP, iar formatul datelor vectoriale, de ieşire, sunt: ArcView Shapefiles, Arc/Info Generate, MapInfo MIF/MID, AutoCAD DXF, IGES, STL, VRML, SVG (Scalable Vector Graphics) şi MapGuide SDL. Execută operaţii de recunoaştere a semnelor convenţionale, digitizarea elementelor liniare, separarea pe culori a înregistrărilor color, crearea modelului numeric al terenului în cazul digitizării curbelor de nivel, clasificarea nesupervizată, recunoaşterea simbolurilor text şi recunoaşterea automată a textelor. Pe înregistrări fotogrammetrice şi satelitare se pot executa operaţii de recunoaştere automată şi de digitizare a drumurilor.

2.3. Modulul VTRAK din pachetul de programe gothic lamps2

LAMPS este un sistem de procesare a hărţilor realizat de LASER-SCAN, Cambridge, Marea Britanie. Sistemul a fost gândit pentru a fi folosit la producerea de hărţi digitale pentru SIG. Are facilităţi avansate pentru procesarea datelor geografice cuprinse în cele mai diverse tipuri de hărţi, scări şi proiecţii. În pachetul software LAMPS sunt cuprinse module program atât pentru digitizarea raster - vector manuală (LITES), cât şi pentru digitizarea vectorială interactivă (VTRAK).

Cu VTRAK informaţia dintr-o hartă poate fi convertită în format vectorial, care apoi, stă ca punct de plecare pentru producţia de hărţi sau fişiere pentru SIG. Este un program puternic care implementează rutinele

necesare unei automatizări a fluxului de digitizare. Acest modul porneşte de la imaginea scanată în format raster a unei hărţi pe hârtie sau film. O sesiune tipică de digitizare semiautomată (interactivă) va consta din următorii paşi:

- încărcarea imaginii raster; - stabilirea punctelor de control pe hartă; - selectarea detaliului de digitizat; - acceptarea detaliului digitizat; - editarea obiectului (dacă este necesar); - salvarea fişierului vectorial şi părăsirea

VTRAK. 2.4. Pachetul de programe ArcInfo

Pachetul de programe ArcInfo, dezvoltat de ESRI (Environmental Systems Research Institute) [http://www.esri.com], a fost primul SIG dezvoltat în lume, acest început revoluţionând analiza şi prelucrarea informaţiilor spaţiale în lumea calculatoarelor. Pachetul de programe ArcInfo oferă unelte complexe pentru crearea, editarea, prelucrarea, analiza şi afişarea informaţiilor geografice şi este destinat platformelor UNIX sau Windows NT. Modulele principale disponibile în ArcInfo 8.0 sunt:

- Network – modelarea şi analiza reţelelor; - TIN – crearea, stocarea, analiza şi

afişarea suprafeţelor, realizarea modelului digital al terenului;

- Grid – prelucrări şi analiza datelor în format raster;

- ArcPress – suport pentru imprimarea hărţilor din baza de date;

- ArcSDE – server de date geografice (are la bază arhitectura client – server şi combină tehnologia geo-relaţională cu noua concepţie de programare şi definire a bazelor de date orientate pe obiecte);

- COGO – prelucrări topografice – permite achiziţia de la echipamente de culegere a datelor din teren;

- ArcScan – permite introducerea datelor prin scanare. Conţine facilităţi puternice pentru editarea datelor raster şi vectorizarea automată.

2.5. Programul VP HybridCAD Este produs de Softelec

[www.softelec.com] încă din anul 1990 şi are



http://www.photoshop.com/

http://www.ablesw.com/r2v

http://www.w3.org/TR/SVG11/intro.html

http://www.esri.com/

http://www.softelec.com/

funcţii de scanare, arhivare, vizualizare a diferitelor formate şi conversie raster-vector. Utilizează mai mult de 200 de formate raster, vectoriale, documente text, iar formatul hybride (raster+vector) este unul dezvoltat de firma Softelec. Execută operaţii de recunoaştere a semnelor convenţionale, digitizarea elementelor liniare, separarea pe culori a înregistrărilor color, recunoaşterea simbolurilor text şi recunoaşterea automată a textelor. Permite lucrul într-o reţea de calculatoare, astfel încât un grup de utilizatori să lucreze simultan la acelaşi proiect.

2.6. Pachetul de programe ERDAS IMAGE Dezvoltat de Leica Geosystems GIS and

Mapping [www.erdas.com], este un produs soft complex, specializat în prelucrări ale înregistrărilor fotogrammetrice (inclusiv stereograme) şi satelitare. Conţine următoarele componente: - Viwer – este un program utilizat la vizualizarea fişierelor imagine şi vectoriale; - Import – utilizat la importul şi exportul de date de diferite formate; - DataPrep – un set de unelte necesare în etapa de pregătire a imaginilor. Este vorba de crearea mozaic, generarea suprafeţei rectificate, decuparea părţilor dintr-o imagine etc; - Composer – creează sau importă o hartă pentru suprapunere pe înregistrarea fotogrammetrică; - Interpreter – se accesează o serie de funcţii pentru etapa de preprocesare, necesare interpretării: prelucrări spaţiale, radiometrice, spectrale, analize Fourier, analize topografice, analiză GIS etc; - Catalog–o bază de date pentru managementul informaţiilor despre imaginile raster; - Classifier– realizează clasificarea imaginilor supervizat şi nesupervizat; - Modeler – modelare utilizând algebra GIS;

- Vector – convector raster-vector şi invers; - Radar – procesare de imagini radar; - Virtual GIS – o familie de funcţii pentru lucru, cu generarea scenelor perspective; - LPS – realizează triangulaţii şi ortorectificări pentru o varietate de imagini provenite de la camere şi senzori satelitari; - Stereo – o serie de unelte pentru editarea şi vizualizarea stereogramelor.

Acest produs poate accepta o varietate foarte largă de fişiere raster: ADRG, BMP, JBEG, TIFF, ANT(ERDAS 7.X), BIL (Arc/Info & Space Imaging BIL) etc., vectoriale: ASCII (Point Covarage), DXF, DGN (Intergraph IGDS) şi hibrid (raster-vector): NITF/NSIF (ERDAS Map).

2.7. Programul ENVI 3.4 Este un soft creat de Research System

Inc.- U.S.A. [http://www.envi-sw.com], specializat în prelucrarea imaginilor fotogrammetrice şi satelitare multispectrale. Poate vizualiza şi analiza imagini multispectrale de orice mărime şi tip. Dispune de o serie de funcţii specifice înregistrărilor multispectrale: trasarea histogramei (liniar şi neliniar), modificarea contrastului, modificarea tabelei de culori, eliminarea densităţii, clasificarea, aplicarea de filtre, procesarea pe regiunile de interes, vizualizarea 3D (perspectivă), rectificarea şi crearea mozaic. Programul are foarte bine dezvoltată funcţia de clasificare. Clasificarea supervizată se poate realiza cu următoarele metode: paralelipipedică, după distanţa minimă, după distanţa Mahalanobis, Maximum Likelihood, maparea unghiului spectral, decodarea binară şi utilizând inteligenţa artificială. Clasificarea nesupervizată se poate realiza cu metodele Isodata şi K-Means. De asemenea, şi acest program utilizează o varietate largă de formate raster şi vectoriale, cu posibilitate de import şi export a acestor tipuri de fişiere.

Bibliografie

[1] ŞERBAN, F. – Teză de doctorat: Contribuţii la prelucrarea digitală a imaginilor de teledetecţie satelitară, A.T.M., Bucureşti, 1999; [2] VLAICU, A. - Prelucrarea digitală a imaginilor, Editura Albastră, Cluj – Napoca, 1997.



http://www.erdas.com/

http://www.envi-sw.com/

TELEDETECTORUL “RAPID” PENTRU AGENŢI TOXICI - TESTARE ÎN CONDIŢII DE LABORATOR

Colonel dr. inginer Vasile ŞOMOGHI∗, cercetător ştiinţific gradul I

Maior inginer Gabriel EPURE∗, cercetător ştiinţific gradul III Locotenent colonel inginer Maricel CUŢUHAN∗, cercetător ştiinţific gradul III Locotenent colonel (r) inginer Viorel DINESCU∗, cercetător ştiinţific gradul II

Căpitan inginer Claudiu LĂZĂROAIE∗, cercetător ştiinţific gradul III Rezumat

Lucrarea prezintă rezultatele testărilor efectuate în laborator pentru verificarea capabilităţii de identificare a agenţilor toxici de către teledetectorul RAPID.

S-a urmărit evaluarea capacităţii de identificare a principalelor tipuri de agenţi toxici, precum şi influenţa posibililor interferenţi. S-a realizat o evaluare cantitativă şi calitativă, utilizând o instalaţie specială de testare, pusă la dispoziţie de firma producătoare BRUKER DALTONICS (Germania).


1. Introducere Detectoarele pentru agenţi toxici sunt

destinate identificării compuşilor chimici cu specific militar şi a altor agenţi toxici, aflaţi în atmosferă sau pe diferite suprafeţe. Sunt mijloace eficiente atât în cazul conflictelor militare, cât şi în cazul unor acte de terorism sau accidente industriale. Detectoarele la distanţă (teledetectoarele) sunt mijloace foarte complexe, având construcţia şi funcţionarea bazate pe principii moderne, care înglobează o tehnologie foarte avansată. Integrarea în structurile NATO, dar şi pericolul reprezentat de terorism, impun înzestrarea cu echipamente de detecţie performante, care să permită identificarea agenţilor chimici toxici şi avertizarea în timp util.

Testarea detectoarelor pentru agenţi toxici permite evaluarea capacităţii de identificare a agenţilor toxici reali, în diferite condiţii. De asemenea, se poate realiza o apreciere asupra influenţei unor eventuali compuşi chimici care determină răspunsuri „fals pozitive” ale aparatelor.

Experimentările s-au executat în condiţii de laborator, folosind o instalaţie specială pusă la dispoziţie de firma producătoare. Totodată, pentru pregătirea testărilor am primit suport tehnic şi instruire

din partea specialiştilor firmei BRUKER DALTONICS (Germania).

2. Principiul de funcţionare

Detectoarele la distanţă funcţionează pe principiul spectrometriei în infraroşu (IR) şi au rolul de a avertiza din timp prezenţa norului de agent chimic. Absorbţia de radiaţie în domeniul IR al spectrului electromagnetic duce la excitarea vibraţiei şi rotaţiei moleculelor. Energia necesară acestui proces depinde de masa atomilor implicaţi, precum şi de tăria forţelor de legătură. Astfel, diferite grupe funcţionale absorb radiaţii la frecvenţe caracteristice, fiecare substanţă având un spectru IR unic (aşa-numita „amprentă IR”).

Teledetectorul RAPID se bazează pe tehnica denumită IR pasiv, care constă în colectarea şi măsurarea radiaţiei IR emisă sau absorbită de mediu. Acest sistem de detecţie la distanţă utilizează pentru achiziţia datelor tehnologia FTIR (Fourier Transform Infrared – IR cu transformată Fourier).

Metoda de detecţie se bazează pe analiza spectrală a radiaţiei IR ambientale. Dacă în câmpul de observare al senzorului la distanţă se află o substanţă volatilă periculoasă, caracteristicile structurale IR (amprentă IR) vor apărea în spectrul IR pasiv.

Probabilitatea de detecţie a unui compus (Pd) depinde de concentraţia acestuia (C), lungimea drumului optic (L), diferenţa de



temperatură ΔT dintre norul format de compus şi fondul natural, precum şi de condiţiile de mediu, coeficienţii de absorbţie

ai compusului şi proprietăţile instrumentului (fig.1).

Fig. 1 Probabilitatea de detecţie

Fasciculul de lumină provenit de la sursa IR este transportat cu ajutorul sistemelor optice de transmisie către interferometru. Aici, are loc modularea fasciculului sursă prin rotirea unui sistem de oglinzi şi transmiterea fasciculului modulat către detector.

Interferogramele obţinute sunt apoi procesate matematic (transformata Fourier) şi transformate în spectre IR (fig. 2).

Spectrele IR sunt identificate şi cuantificate de către un soft special de analiză. Acesta face posibilă măsurarea simultană a tuturor frecvenţelor luminii în domeniul IR mijlociu.

Fig. 2 Aplicarea transformatei Fourier pentru interferograme



3. Compunerea detectorului Sistemul RAPID este format din

unitatea de bază şi accesorii. Unitatea de bază (fig. 3) este compusă din:

corpul detectorului care are înglobate modulele electronice, optice şi mecanice. În partea inferioară se află interfaţa electromecanică, compusă din comutator pornit/oprit, conexiune pentru alimentare cu energie, conexiune mixtă (semnal video analog, port serial transfer date, contacte alarmă) şi conexiune ETHERNET.

panoul de operare (fig. 4) se află în partea din spate a corpului detectorului, fixat pe carcasă. El are un ecran cu cristale lichide, 5 taste şi un LED pentru alarmare în cazul în care este detectat un agent chimic, sau când detectorul nu funcţionează corect. Panoul de control afişează agentul detectat şi direcţia în care se găseşte acesta. Prin apăsarea tastelor panoului de control, detectorul poate fi operat în toate modurile.

spectrometrul FTIR se află în partea inferioară a unităţii de bază şi este constituit din interferometru, sistemele optice de detecţie, sistemele optice de transfer, unitatea de calibrare. Interferometrul dispersează radiaţia IR incidentă cu rezoluţia spectrală de 4 cm-1 într-un domeniu spectral cuprins între 700 şi 1300 cm-1. În acest scop, utilizează un sistem complex format dintr-un distribuitor de fascicule IR (confecţionat din selenură de zinc) şi două oglinzi curbate, fixate centrat în interiorul unui corp metalic ce conţine detectoare foto pentru lumina interferentă şi sursa de referinţă. Alinierea interferometrului se realizează în permanenţă cu ajutorul unui scaner de direcţie fără frecare mecanică. Ca sistem de referinţă se utilizează lungimea de undă de 762 nm produsă de o diodă laser tip Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL). Spectrometrul poate achiziţiona până la 20 spectre/s pentru diferenţe de temperatură NETD mai mici de 0,15 K/scan şi o rezoluţie spectrală de 4 cm-1. Sistemele optice de

detecţie constau în oglinzi parabolice cu axe ajustabile şi distanţă focală de 33 mm, montate pe un suport rezistent la vibraţii şi şoc.

unitatea de scanare spaţială (fig. 5) este dispusă în partea frontală a detectorului şi permite selectarea câmpului de observare în azimut şi elevaţie, pe baza valorilor prestabilite de operator, într-un timp de maximum 3 secunde. Unitatea de scanare este alcătuită din corpul unităţii de scanare, ansamblul oglindă – sistem mecanic stabilire elevaţie şi din componente electronice (filtre, motor, comutatoare). Reflexia luminii este împiedicată prin acoperirea oglinzii cu material antireflexiv din germaniu. Pentru a observa câmpul selectat, unitatea de scanare conţine şi o cameră video, montată în aşa fel încât să realizeze suprapunerea imaginii video cu direcţia semnalului.

Principalele accesorii ale sistemului RAPID sunt trepiedul, unitatea de control la distanţă, sistemul de montare pe vehicule, calculatorul cu soft “RAPID Control” (fig. 6). Pentru aplicaţii analitice (spectroscopie, radiometrie, imagini IR), detectorul RAPID poate fi operat cu programul IRIS - NT.

Detectorul RAPID poate opera în trei moduri dar, indiferent de modul de operare, detectorul afişează tipul de agent şi direcţia norului, concomitent cu alarmarea acustică şi vizuală. - Full Range Scan - asigură scanarea pe orizontală pe un domeniu de 360° şi pe verticală în domeniul cuprins între – 10° şi + 50° din câmpul vizual. În acest mod, scanerul se deplasează în spirală descendentă. Viteza de scanare poate fi selectată de către operator. Pentru un increment de 5° timpul necesar scanării întregului câmp vizual este de 40 secunde. - Sector Scan - permite selectarea unui subdomeniu din câmpul vizual (atât pe orizontală, cât şi pe verticală). - Point Scan - permite fixarea scanerului într-o anumită poziţie din câmpul vizual.



Fig. 3 Detectorul RAPID

Fig. 4 Fig. 5 Panoul de operare Unitatea de scanare

Fig. 6

Softul Rapid Control

4. Caracteristici tehnice Detectorul la distanţă asigură detecţia

următorilor agenţi toxici: • agenţi neurotoxici: tabun (GA), sarin

(GB), soman (GD); • agenţi vezicanţi - iperită (HD), levizită (L);

• agenţi hemotoxici-acid cianhidric (AC), fosgen (CG);

• compuşi toxici industriali - amoniac, acetilenă, hexafluorură de sulf, salicilat de metil, trietil-fosfat. Principalele caracteristici tehnice ale

detectorului sunt prezentate în tabelul 1.



Tabelul 1 NR. CRT. CARACTERISTICA TEHNICĂ U/M VALOAREA

1 Domeniul spectral cm -1 700 - 1300 2 Rezoluţia spectrală cm -1 4,0

3 Interferometru -

- aliniere permanentă - poziţionare mecanică prin fricţiune - achiziţie simetrică - grad de transfer: 20 spectre/s

4 Viteza maximă de rotaţie azimutală 0/s 120 5 Viteza maximă de înălţare 0/s 20 6 Câmpul vizual mrad 30

7 Câmpul de observare 0 azimut: n x 360 înălţare: - 10 - + 50

8 Alimentare cu energie V c.c. 18 - 36 9 Dimensiuni de gabarit (L x l x h) mm 500 x 331 x 386 10 Masa totală kg 41,8

11 Limita de detecţie (ΔT > 1 0K; distanţa > 100 m) mg/m3

sarin: 6,6 soman: 10 iperită: 16 levizită: 26 acid cianhidric: 4,5 fosgen: 5,7 amoniac: 3,3 hexafluorură de sulf: 0,85

5. Rezultatele testărilor Testarea teledetectorului de agenţi

toxici în condiţii de laborator urmăreşte: • verificarea funcţionării în conformitate

cu instrucţiunile de lucru; • verificarea sensibilităţii la compuşi

chimici de interes militar; • verificarea sensibilităţii la substanţe

toxice industriale; • verificarea sensibilităţii la interferenţi.

5.1. Testarea cu agenţi neurotoxici Testele s-au efectuat cu un agent

neurotoxic volatil, reprezentativ pentru această clasă - sarinul (GB).

Rezultatele obţinute la testarea cu sarin sunt prezentate în tabelul 2, comparativ cu indicaţiile detectorului portabil RAID – M, utilizat şi pentru a confirma nivelul concentraţiei agentului toxic.

Tabelul 2 RĂSPUNS DETECTOR Nr.

crt. AGENT VOLUM INJECTAT (ml)

CONC. (mg/l) RAID -M RAPID

1 SARIN 1 0,1 GB - 1 bară fără indicaţie 2 SARIN 3 0,3 GB - 3 bare fără indicaţie

3 SARIN 4 0,4 GB - 6 bare GBD - 60 ppm 0K GF - 59 ppm 0K GB - 53 ppm 0K

4 SARIN 5 0,5 GB - 6 bare GB - 117 ppm 0K Există o diferenţă de sensibilitate între detectoare, detectoarele care funcţionează pe principiul spectrometriei de mobilitate ionică fiind mai sensibile în condiţii similare de lucru. Se constată, de asemenea, că la

concentraţii mai mici, detectorul RAPID identifică clasa (agenţi neurotoxici), dar are dificultăţi în identificarea exactă a agentului (indicaţiile GBD: sarin-soman sau GF: ciclohexil-sarin). O cauză poate fi asemănarea



dintre spectrele IR ale agenţilor neurotoxici. Totodată, este posibil ca impurităţile existente în sarin (20%) să influenţeze negativ sensibilitatea. 5.2. Testarea cu omologi de agenţi neurotoxici

Pentru determinarea comportării detectorului RAPID în condiţiile utilizării omologilor agenţilor neurotoxici clasici, au

fost efectuate testări cu metil-fluoro-fosfonat de etil (denumit convenţional etil-sarin).

Testele au fost efectuate fără purificarea produsului de reacţie, concentraţia substanţei de interes fiind peste 80% (determinată prin analize GC - MS şi RMN).

Rezultatele obţinute (tabelul 3) au fost comparate cu indicaţiile detectorului portabil RAID – M.

Tabelul 3

RĂSPUNS DETECTOR Nr. crt.

VOLUM INJECTAT (ml)

CONC. (mg/l) RAID - M RAPID

1 1 0,1 VXR - 4 bare fără indicaţie 2 6 0,6 VXR - 5 bare fără indicaţie 3 16 1,6 VXR - 8 bare fără indicaţie 4 26 2,6 VXR - 8 bare fără indicaţie 5 36 3,6 VXR - 8 bare fără indicaţie 6 46 4,6 VXR - 8 bare fără indicaţie 7 56 5,6 VXR - 8 bare fără indicaţie 8 60 6 VXR - 8 bare fără indicaţie

Detectorul RAPID nu dă indicaţii la etil-sarin, compus care nu se găseşte în librăria sa. De asemenea, nu identifică nici clasa de substanţe, comparativ cu detectorul RAID-M care, deşi nu are compusul în librărie, identifică clasa (agenţi neurotoxici), dar indică eronat compusul VX.

Era de aşteptat, dat fiind asemănarea dintre spectrele IR ale sarinului şi etil-sarinului în domeniul de lungime de undă 700 - 1300 cm-1, ca detectorul RAPID să indice fie sarin, fie soman sau ciclohexil-sarin, diferenţele dintre spectrele IR ale acestor compuşi fiind mici (fig. 7).

A B C D

Fig. 7 Spectre IR în domeniul 700 - 1300 cm-1

A – sarin; B – etil-sarin; C – soman; D – ciclohexil-sarin 5.3. Testarea cu amestec agent toxic–

interferent Datorită principiului de funcţionare,

detectorul RAPID este rezistent la orice tip de interferent (benzină, motorină, soluţii de decontaminare, diferiţi solvenţi), cu semnal IR slab în domeniul de operare al

detectorului. Din această cauză, testele s-au efectuat folosind un solvent cu semnal IR puternic în zona de lucru (metanol). Rezultatele obţinute la testările efectuate cu amestecuri formate din sarin şi metanol sunt prezentate în tabelul 4,



comparativ cu rezultatele obţinute la testarea cu sarin. Detectorul RAPID poate fi “orbit” în cazul în care se utilizează amestecuri agent toxic - metanol, compuşi cu semnal IR puternic în zona de lucru a detectorului. Astfel, pentru amestecuri sarin - metanol (50 % - 50 %),

apare indicaţia eronată fosgen. Având alt principiu de funcţionare, detectorul RAID - M nu este sensibil la metanol, dar este cunoscut faptul că poate avea probleme la alte categorii de substanţe unde detectorul RAPID nu este sensibil.

Tabelul 4

DETECTOR SARIN (5 μl)

SARIN + METANOL (5 μl + 5 μl)

RAPID GB - 99 ppm . oK CG (fosgen) - 115 ppm . oK

RAID – M GB - 6 bare GB - 6 bare

5.4. Testarea cu substanţe toxice industriale Au fost testate câţiva compuşi toxici, care se întâlnesc în mod uzual în industrie. Unele substanţe toxice industriale (de exemplu, toluen şi diclor-etan) au amprentă spectrală în IR asemănătoare cu cea a agenţilor toxici reali, putându-le considera şi simulanţi ai acestora.

Concentraţia fiecărui compus toxic a fost identică, pentru a putea compara mai facil rezultatele determinărilor.

Rezultatele obţinute la testările efectuate cu unele substanţe toxice industriale sunt prezentate în tabelul 5.

Tabelul 5Nr. crt.

SUBSTANŢĂ TOXICĂ

VOLUM (μl)

CONCENTRAŢIE (mg/l)

INDICAŢIE DETECTOR

1 Metanol 5 0,5 MTH - 793 ppm . oK 2 Cloroform 5 0,5 CCL3 - 372 ppm . oK 3 Dicloretan 5 0,5 DCL - 194 ppm . oK 4 Toluen 5 0,5 TOL - 215 ppm . oK

Detectorul RAPID a dat indicaţii corecte pentru toate substanţele folosite la testare. Există diferenţe, unele destul de semnificative, între valorile obţinute, ceea ce indică o sensibilitate mai accentuată la anumiţi compuşi toxici.

6. Concluzii 6.1. Reducerea riscului de contaminare Comparativ cu metodele tradiţionale de

detecţie, care presupun prelevarea de probe, detecţia la distanţă nu necesită prepararea probelor sau manipularea acestora. Ca urmare, se diminuează semnificativ riscul contaminării personalului şi materialelor în timpul efectuării determinărilor.

6.2. Complexitate constructivă şi funcţională Întregul ansamblu reprezentat de

teledetectorul RAPID este un model de

concepţie şi de realizare unitară, un conglomerat tehnic (electromecanică, electronică, automatizare, optică) de o robusteţe şi un design exemplare.

6.3. Număr ridicat de agenţi chimici detectabili Detectorul este un indicator universal

pentru moleculele poliatomice. Echipamentul poate detecta principalii agenţi chimici de interes militar, precum şi majoritatea substanţelor toxice industriale aflate în stare de vapori. Totuşi, datorită domeniului îngust de lungimi de undă (700-1300 cm-1), anumite substanţe toxice industriale nu pot fi detectate (oxizi de azot, hidrogen sulfurat, clor, acid clorhidric, hidrocarburi).

6.4. Rezistenţa la interferenţi Interferentul este un compus capabil să

provoace detectorului alarme false sau să



împiedice funcţionarea corectă. Rezistenţa la interferenţi este capacitatea detectorului de a rezista la efectele acestora. Din acest punct de vedere, detectorul RAPID are rezistenţă relativ mare la interferenţi. Totuşi, în timpul testării în condiţii de laborator s-a constatat că introducerea metanolului în cantităţi foarte mari, în amestec cu agenţi neurotoxici, poate provoca identificări eronate.

6.5. Timp de răspuns foarte redus Timpul necesar pentru receptarea

semnalului de la agentul toxic, analizarea acestuia, determinarea prezenţei agentului şi declanşarea alarmei, denumit generic timp de răspuns, este foarte bun, fapt ce permite monitorizarea în timp real a emisiilor gazoase la distanţă.

6.6. Sensibilitate redusă Comparativ cu alte detectoare, limitele de

detecţie sunt mult mai mari. Acest lucru se încearcă a fi compensat de posibilitatea detecţiei la distanţă.

Limitele de detecţie uzuale pentru agenţii chimici de război sunt de aproximativ 1 ppm (ΔT = 10K, la un diametru al norului de 100 m), putându-se detecta un nor cu diametrul de 150 m la distanţa de 5 km. Acest lucru presupune cantităţi foarte mari de agenţi toxici, situaţie

posibilă numai în condiţii extreme (conflict militar sau accidente chimice). Chiar dacă detectorul este capabil să detecteze agenţii vezicanţi, volatilitatea scăzută a acestora nu permite detecţia în condiţii reale. Acest tip de detector poate fi utilizat eficient doar pentru agenţii neurotoxici volatili. Sensibilitatea detectorului nu este constantă. Ea creşte odată cu creşterea diferenţei de temperatură dintre fondul natural şi compuşii ţintă. De asemenea, este influenţată de distanţa dintre detector şi norul de agent chimic, de umiditate şi de mărimea norului.

6.7. Imposibilitatea detectării simultane a agenţilor toxici

Detectorul are înmagazinate mai multe librării, fiecare pentru o anumită categorie de agenţi toxici. Modificarea tipului de librărie se efectuează relativ greoi, necesitând un timp care, de cele mai multe ori, face imposibilă identificarea agentului toxic prezent în vecinătatea aparatului. O librărie unică, care să cuprindă substanţele reprezentative (cu toxicitatea cea mai ridicată, cel mai posibil de întâlnit în condiţii reale, cu volatilitate acceptabilă) ar asigura o detecţie rapidă şi sigură şi, practic, nu ar mai necesita intervenţia unui operator pentru modificarea tipului de librărie.



EXTRAGEREA INFORMAŢIILOR DIN IMAGINILE ISAR FOLOSIND CONTURURI ACTIVE DEFORMABILE

Locotenent inginer Felix TOTIR∗

Locotenent inginer Aurelian PANAIT∗

Rezumat Cea mai răspândită tehnică de clasificare a ţintelor radar se bazează pe construcţia imaginilor ISAR. În acest sens, o serie de tehnici au fost dezvoltate, permiţând construcţia imaginilor ţintelor în mai multe dimensiuni: 1D, 2D şi 3D. Deşi, adeseori, vizual reprezentative, imaginile ISAR (bidimensionale) nu pot fi folosite direct în procesul de clasificare, din cauza complexităţii informaţiei reprezentate. Pentru ca sistemul decizional (clasificatorul) să fie realizabil, doar un set discret de atribute discriminante sunt extrase pe baza acestor imagini. Una dintre cele mai avantajoase tehnici de acest tip este metoda extragerii contururilor. Diversele tehnici de extragere a acestora, bazate pe tehnici de procesare a imaginilor (filtrarea cu operatori, de pildă, de tip Sobel) prezintă o serie de dezavantaje, printre care lipsa de robusteţe la zgomot. Mult superioară, din acest punct de vedere, este descrierea formei ţintelor prin folosirea contururilor active deformabile. Articolul de faţă realizează o scurtă prezentare a acestei metode şi expune rezultatele obţinute pentru imagini ISAR bidimensionale de tip superrezoluţie (obţinute cu metoda MUSIC 2D).

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE TESTARE, EVALUARE ŞI CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ SISTEME INFORMATICE ŞI DE COMUNICAŢII

1. Introducere Una din metodele de clasificare a ţintelor radar este extragerea de atribute (parametri) discriminante pe baza imaginilor ISAR, reconstruite pentru ţintele iluminate de sistemul radar. Deşi reprezintă o prelucrare suplimentară a semnăturii complexe a ţintei, imaginile ISAR au avantajul de a fi legate în mod direct de structura fizică a ţintei observate. Totodată, prin intermediul imaginilor ISAR reconstruite se pot identifica particularităţi în structura reflectorizantă a ţintei, ceea ce este util pentru extragerea caracteristicilor sale specifice. Dat fiind că imaginile ISAR reprezintă distribuţia de reflectivitate a ţintei, ele pot fi folosite pentru extragerea anumitor atribute specifice, în vederea clasificării ţintelor, cum ar fi: dimensiunile geometrice, suprafaţa, poziţiile relative ale zonelor (centrilor) puternic reflectorizante etc. Toate aceste tehnici oferă o serie informaţii despre forma ţintei a căror precizie depinde de robusteţea tehnicii de reconstrucţie a imaginii ISAR şi de raportul semnal/zgomot. Folosirea conturului ţintei în procesul de identificare poate fi deosebit de avantajoasă, deoarece acesta permite extragerea unei informaţii invariante la unghiul de rotaţie, la scalarea şi la translaţia

ţintei (descriptorii Fourier). Tehnica expusă în articol face apel la contururile active – structuri liniare deformabile care se mulează pe detaliile de interes ale ţintei (asemenea unei membrane). Imaginile folosite sunt de tipul ISAR 2D.

2. Contururi active deformabile Cunoscute în literatură şi sub numele de „snakes”, contururile active deformabile sunt modele matematice ale firelor elastice semirigide. Acestea pot fi folosite pentru segmentarea (delimitarea) obiectelor în cadrul imaginilor în cazurile bidimensional (având forma unei curbe închise) sau tridimensional (având forma unei suprafeţe închise). Faţă de tehnicile care folosesc filtrarea trece-sus a imaginilor, extragerea contururilor obiectelor prin procedeul de mai sus prezintă avantajul unei mai bune robusteţi la zgomot. În plus, această tehnică furnizează curbe închise şi continue, eliminând astfel necesitatea unei prelucrări ulterioare pentru unificarea muchiilor extrase prin filtrare. Iniţializat în vecinătatea unui obiect delimitat prin discontinuităţi de restul imaginii, conturul activ tinde să se apropie de marginile acestuia. Poziţia sa finală este expresia unei soluţii de compromis între forţele externe care atrag conturul către discontinuităţile imaginii şi cele interne al

NOUTATI TEHNICO - STIINTIFICE


căror rol este de a menţine unitatea curbei (forţe de elasticitate) şi de a nu permite frângerea acesteia (forţe de rigiditate). Limitările contururilor active sunt date de necesitatea iniţializării acestora în proximitatea obiectului (zonă de captură), pentru a permite convergenţa spre soluţia corectă, precum şi de faptul că acestea urmăresc cu oarecare dificultate cavităţile obiectelor.

2.1 Formularea matematică a problemei Conform celor expuse în [1], un contur activ clasic este definit matematic sub forma unei curbe în reprezentare parametrică

, normalizată (( ) [ ( ), ( )]C s x s y s= [0,1]s∈ ). Poziţia sa iniţială poate fi, între anumite limite, arbitrară în imaginea respectivă. Deformarea conturului se face astfel încât să asigure minimizarea funcţiei de energie:

1 2 2

00.5 | '( ) | | ''( ) |

( ( ))ext

E C s C s

E C s ds

α β⎡= +⎣+

∫ ds⎤ +⎦

În relaţia de mai sus, α şi β sunt parametri care determină proprietăţile interne ale conturului (elasticitatea şi respectiv rigiditatea acestuia). În replică, termenul este definit pe baza imaginii prelucrate, astfel încât valoarea sa să fie minimă pentru zonele de interes (marginile şi contururile obiectelor). Acest termen este deci expresia unei constrângeri externe.

extE

Considerăm că imaginea studiată este reprezentată ca hartă de intensitate (cu niveluri de gri) bidimensională, ( , )I x y . Exemplul clasic pentru termenul exterior de energie este opusul gradientului imaginii:

(1) 2( , ) | ( , ) |extE x y I x y= − ∇ Semnificaţia fizică a expresiei de mai sus este aceea că energia externă va avea valori minime în regiunile de discontinuitate ale imaginii (acolo unde gradientul va fi maxim). Ca urmare, în deformarea sa, conturul activ va fi atras spre aceste zone. Imaginea poate fi supusă unei prelucrări preliminare, prin convoluţia cu o funcţie gaussiană bidimensională de dispersie σ :

(2) ( , ) | [ ( , ) ( , )] |extE x y G x y I x yσ= − ∇ ∗ Acest lucru poate fi necesar în vederea creşterii razei de captură a conturului activ. Imaginea poate deveni difuză însă pentru valori mari ale parametrului σ . Minimizarea energiei E de către conturul activ considerat impune ca acesta să fie soluţie a ecuaţiei lui Euler:

''( ) ''''( ) 0extC s C s Eα β− −∇ = (1) Această soluţie poate fi găsită iterativ, prin definirea curbei sub formă dinamică (funcţie de timp): . Derivata parţială a lui în raport cu t se defineşte ca fiind egală cu membrul stâng al ecuaţiei (1):

C( , )C s t

( , )C s t

( , ) ''( , ) ''''( , )t extC s t C s t C s t Eα β= − −∇ Se caută apoi în mod iterativ o soluţie a ecuaţiei de mai sus. Atunci când tinde să se stabilizeze, termenul se anulează şi se ajunge la o soluţie a ecuaţiei Euler (1).

( , )C s t( , )tC s t

2.2 Variante ameliorate ale contururilor active

Date fiind limitările privind zona de captură restrânsă şi neurmărirea tuturor detaliilor obiectelor, varianta clasică a contururilor active nu furnizează întotdeauna cele mai bune rezultate. Mărirea razei de captură prin convoluţia cu funcţii gaussiene bidimensionale se poate face numai între anumite limite, altfel se pierd detaliile imaginii. Ca urmare, o serie de variante au fost propuse în vederea ameliorării performanţelor. Astfel, prin adăugarea unor forţe externe de presiune care tind să dilate sau să contracte conturul activ se poate mări raza de captură [2]. Aceste forţe sunt calculate ca negativul gradientului unei hărţi de distanţe euclidiene (forţe potenţiale de distanţă). Totuşi, nici soluţia de mai sus nu permite urmărirea exactă a tuturor detaliilor obiectului. Alte soluţii pentru înlăturarea acestor limitări au fost propuse în [3]. Acestea sunt bazate pe folosirea unui câmp de forţe externe

( , ) [ ( , ), ( , )]V x y u x y v x y= , calculat astfel încât

NOUTATI TEHNICO-STIINTIFICE


să asigure minimizarea funcţionalei energetice:

2 2 2 2

2 2

( )

| | | |

x y x yEE u u v v dxdy

f V f dxdy

μ= + + +

+ ∇ −∇

∫∫∫∫

+ (2)

în care ( , )f x y este harta de muchii extrasă din imaginea ( , )I x y . Prin utilizarea acestui câmp de forţe (numit gradient vector flow) se asigură atât mărirea razei de captură, cât şi a capacităţii de urmărire a detaliilor obiectului pentru conturul activ astfel implementat.

3. Aplicaţii pentru extragerea contururilor ţintelor din imaginile ISAR

3.1 Etape preliminare Vom folosi o imagine ISAR bidimensională a unei ţinte aeriene modelate sub forma unui ansamblu de centri de reflexie. Dimensiunile ţintei sunt astfel alese, încât ea poate fi încadrată într-o fereastră bidimensională de ambiguitate de 20 . 20m m× Formarea semnăturii complexe a acesteia s-a efectuat prin scanare cu semnale cu salt de frecvenţă, pe baza următorului set de parametri:

• frecvenţa medie: 10 GHz; • pasul de frecvenţă: 7,5 MHz; • pasul unghiular: 0,7679 miliradiani; • nr. de impulsuri în frecvenţă: 10; • nr. de profile de distanţă integrate: 10;

După achiziţia semnăturii complexe şi aplicarea algoritmului de reconstrucţie MUSIC 2D, se obţine imaginea ISAR reprezentată în figura 1.

Imaginea ISAR initiala

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140

160

Fig. 1 Imaginea ISAR iniţială

În vederea măririi razei de captură se aplică o convoluţie cu o funcţie gaussiană bidimensională cu 1σ = . Imaginea astfel rezultată este reprezentată în figura 2. Aceasta este imaginea pentru care se va calcula câmpul de forţe (de tip gradient vector flow) şi pe care se va aplica tehnica deformării contururilor active.

Imaginea de lucru

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140

160

Fig. 2 Imaginea de lucru, obţinută prin

convoluţie Pe baza imaginii din figura 2 se calculează câmpul de forţe conform relaţiei (2), în care 0.1μ = . Rezultatul obţinut este reprezentat în Fig. 3.

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140

160

Campul de forte

Fig. 3 Reprezentarea câmpului de forţe

Următoarea etapă este cea de iniţializare a conturului activ. 3.2 Iniţializarea conturului activ deformabil Vom folosi o iniţializare geometrică simplă şi generală (circulară) a conturului activ deformabil. Aceasta va demonstra, în plus, capacitatea conturului activ seformabil de a urmări detalii complexe cu un grad mare de adaptare. Se poate observa (vezi figura 4)



că, iniţial, ţinta nu este în totalitate localizată în interiorul conturului, ceea ce creşte gradul de dificultate a problemei.

Imaginea de lucru (cu contur)

20 40 60 80 100 120 140 160

20

40

60

80

100

120

140

160

a) b)

Fig. 4 Poziţia iniţială a conturului

3.3 Deformarea conturului activ c) d) Această etapă este cea în care conturul evoluează iterativ către o poziţie finală (oprirea procesului se face fie când conturul devine stabil, fie când se atinge numărul maxim de iteraţii).

Fig. 5 Etape intermediare de deformare a conturului (a), (b), (c) şi rezultatul final (d)

4. Concluzii Contururile active deformabile permit identificarea contururilor obiectelor care apar în imagini (în acest caz, a ţintelor din imaginile ISAR). Aceste contururi pot fi apoi folosite pentru extragerea unui set de atribute descriptive ale ţintei (descriptori Fourier, de exemplu), în vederea identificării acesteia prin intermediul unui sistem de clasificare (de exemplu, o reţea neuronală).

Câteva etape ale procesului (reprezentate prin poziţii intermediare ale conturului activ deformabil) sunt ilustrate în figura 5. După cum se poate observa, în poziţia sa finală conturul trece prin toţi centrii de reflexie ai ţintei. Este deosebit de interesant că reuşeşte unirea atât a celor interiori poziţiei sale iniţiale, cât şi a celor exteriori. În plus, conturul astfel obţinut este unul virtual (deşi nu există în realitate în imagine, este uşor identificabil ca fiind strâns legat de forma ţintei).

Posibilitatea extinderii acestei tehnici la spaţii tridimensionale deschide, de asemenea, perspectiva combinării cu metodele de reconstrucţie tridimensionale.

Bibliografie [1] KASS, M.; WITKIN, A.; TERZOPOULOS, D. -Snakes: Active contour models, Int. J. Comput. Vis., vol. 1, pp. 321–331, 1987; [2] COHEN, L. D. and COHEN, I. - Finite-element methods for active contour models and balloons for 2-D and 3-D images, IEEE Trans. Pattern Anal. Machine Intell., vol. 15, pp. 1131–1147, Nov. 1993; [3] XU, C.; PRINCE, J. L. - Snakes, shapes and gradient vector flow, IEEE Trans. on Image Processing, vol. 7, No. 3, March 1998.



CODURILE TURBO CONCATENATE ÎN PARALEL

Locotenent inginer Bogdan CRISTEA∗

Profesor universitar dr. inginer Alexandru ŞERBĂNESCU∗∗

Rezumat

Codurile turbo concatenate în paralel se află printre cele mai puternice coduri corectoare de erori, fiind folosite în prezent din ce în ce mai mult în aplicaţiile comerciale. Articolul de faţă va introduce mai întâi algoritmul BCJR (Bahl – Cocke – Jelinek – Raviv), folosit în cadrul algorimului de decodificare al codurilor turbo. Se vor prezenta apoi codurile turbo concatenate în paralel şi algoritmul iterativ de decodificare asociat. Articolul se încheie cu prezentarea performanţelor codurilor turbo într-un canal gaussian în funcţie de numărul de iteraţii folosite la decodificarea acestora.

∗ AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE – CENTRUL DE TESTARE, EVALUARE ŞI CERCETARE ŞTIINŢIFICĂ SISTEME INFORMATICE ŞI COMUNICAŢII ∗∗ ACADEMIA TEHNICĂ MILITARĂ

1. Introducere Codurile turbo concatenate în paralel au

fost introduse în anul 1993 [2] şi au stârnit de la început curiozitatea cercetătorilor din domeniul codurilor corectoare de erori, datorită performanţelor foarte bune. În anii care au urmat, studiul codurilor turbo concatenate în paralel a căpătat amploare, iar tehnicile iterative de decodificare s-au generalizat şi pentru alte coduri corectoare de erori (codurile turbo concatenate în serie [1]), pentru egalizarea unui canal cu multi-traiecte [3] şi pentru detecţia multi-utilizator [5]. Deoarece codurile turbo concatenate în paralel constituie în prezent un subiect clasic în literatura de specialitate, începând să fie folosite cu succes în aplicaţiile comerciale, şi datorită generalizării principiului codurilor turbo şi pentru alte tipuri de aplicaţii, s-a considerat utilă prezentarea sintetică în acest articol a codurilor turbo.

D D

pkc

kd

skc

Fig. 1 Cod convoluţional recursiv şi sistematic de rată de codaj 1/2

În continuare, articolul este organizat după cum urmează. În secţiunea 2 se va face o scurtă prezentare a codurilor convoluţionale şi a algoritmului BCJR, utilizat pentru decodificarea codurilor turbo. Codurile turbo concatenate în paralel şi algoritmul iterativ de decodificare sunt prezentate în secţiunea 3. În secţiunea 4 se vor prezenta rezultatele simulării unei transmisii BPSK codate într-un canal gaussian, iar concluziile vor fi prezentate în secţiunea 5. 2.Codurile convoluţionale şi algoritmul de decodificare BCJR

Construcţia codurilor turbo concatenate în paralel se bazează pe codurile convoluţionale sistematice şi recursive [2] (figura 1).

Codul convoluţional din figura 1 are lungimea memoriei 2=M şi polinoamele generatoare în forma octală , unde primul polinom reprezintă reacţia codului. Biţii de la intrarea codului convoluţional,

)5,7(

{ }1,0∈kd , reprezintă biţii de date, iar biţii de

la ieşire, { }1,0∈skc şi reprezintă

biţii sistematici, respectiv de paritate. În continuare, vom nota prin biţii codaţi facând referire atât la biţii sistematici, cât şi la cei de paritate.

{ }1,0∈pkc

kc

Conţinutul registrului de deplasare, reprezentat de cele 2=M celule de memorie, defineşte starea codului convoluţional la momentul discret de timp , . Numărul total de stări posibile la un moment dat este

k kS

42 =M . În cazul în care există o tranziţie din starea în starea determinată de 1−kS kS



intrarea codului , atunci vom reprezenta această tranziţie prin .

{ }1,0, ∈= iidk

ki

k SS ⎯→⎯−1

Pentru decodificarea codurilor convoluţionale utilizate în codurile turbo se foloseşte algoritmul BCJR ce permite obţinerea unei informaţii a posteriori şi a unei informaţii extrinseci despre fiecare bit de date. Aceste două cantităţi sunt definite în cele ce urmează.

Informaţia a posteriori despre bitul de date la momentul , , este reprezentată de raportul de asemănare logaritmică:

k kd

)/0()/1(ln)(

yy

==

=Λk

kk dP

dPd (1)

unde este vectorul de eşantioane recepţionate, este probabilitatea a posteriori de a avea la emisie bitul de date

),...,,( 110 −= Nyyyy N)/1( y=kdP

1=kd ştiind vectorul recepţionat y , iar eşantionul recepţionat la momentul , , reprezintă bitul codat, , modulat BPSK şi afectat de un zgomot alb gaussian,

k ky kc

kη :

kkk cy η+−= )12( (2) unde zgomotul gaussian kη are medie nulă şi varianţă . 2σ

Informaţia extrinsecă despre bitul de date la momentul , , este dată de relaţia: k kd

);()();( IdLdOdL kkk −Λ= (3) unde este informaţia a posteriori despre bitul de date, , iar este informaţia a priori despre bitul de date, definită sub forma unui alt raport de asemănare logaritmică:

)( kdΛ

kd );( IdL k

)0()1(

ln);(==

=k

kk dP

dPIdL (4)

unde este probabilitatea a priori de a avea la emisie bitul de date .

)1( =kdP1=kd

Relaţia de obţinere a informaţiei extrinseci (3) se demonstrează plecând de la relaţia (1) şi folosind formula lui Bayes.

În cele ce urmează, vom folosi şi noţiunea de informaţie intrinsecă despre bitul codat emis, , definită de relaţia: kc

)0/()1/(

ln);(==

=kk

kkk cyp

cypIcL (5)

unde )1/( =kk cyp reprezintă densitatea de probabilitate a eşantionului recepţionat, , ştiind bitul codat emis .

ky1=kc

Dacă bitul codat emis este afectat de un zgomot gaussian (2), atunci informaţia intrinsecă (5) are expresia:

kk yIcL 2

2);(σ

= (6)

Justificarea notaţiilor folosite pentru informaţia extrinsecă, , informaţia a priori, , şi informaţia intrinsecă,

se va face în momentul prezentării modulului de decodificare folosit în decodorul turbo.

);( OdL k

);( IdL k

);( IcL k

Pentru determinarea informaţiei a posteriori (1) se poate folosi relaţia [4]:

∑ ∑∑ ∑

−

−

−−−

−−−

=Λ

1

1

)()(),,(

)()(),,(ln

)(

1110

1111

k k

k k

S S kkkkkkk

S S kkkkkkk

k

SSSS

SSSSd

βαγ

βαγ

y

y

(7) unde , reprezintă starea codului convoluţional la momentul , iar fiecare sumare se realizează după toate stările posibile ale codului convoluţional.

),( )()( pk

skk yy=y kS

k

Cantitatea )( kk Sα reprezintă o probabilitate şi se determină cu relaţia recursivă:

∑ ∑ ∑

∑ ∑

−

−

=−−−

=−−−

=

k k

k

S Si

kkkkki

Si

kkkkki

kk

SSS

SSS

S

1

1

1

0111

1

0111

)(),,(

)(),,(

)(

αγ

αγ

α

y

y (8)

unde reprezintă

condiţia iniţială a relaţiei recursive. Această condiţie iniţială provine din faptul că la momentul de timp codorul convoluţional se află în starea

⎩⎨⎧ =

=altfel ,0

0 daca ,1)( 0

00

SSα

0=k00 =S .

Cantitatea )( kk Sβ reprezintă tot o probabilitate şi se determină cu relaţia recursivă:



∑ ∑ ∑

∑ ∑

+

+

=++

=++++

=

k k

k

S Si

kkkkki

Si

kkkkki

kk

SSS

SSS

S

1

1

1

011

1

01111

)(),,(

)(),,(

)(

αγ

βγ

β

y

y (9)

COD1

COD2INT

P/S

kd skc

)1(pkc

)2(pkc

Fig. 2 Cod turbo concatenat în paralel de rată de codaj 1/3

unde este condiţia

iniţială. ⎩⎨⎧ =

=altfel ,0

0 daca ,1)( N

NN

SSβ

Cantitatea ),,( 1 kkki SSy −γ se poate scrie sub forma:

));();();(exp(),,( 1

IcLcIcLcIdLdCSS

pk

pk

sk

skkkk

kkki

++=−yγ

(10)

dacă şi are valoarea 0 în caz contrar. este o constantă ce depinde doar de momentul discret de timp şi se simplifică în determinarea informaţiei a posteriori (1).

ki

k SS ⎯→⎯−1

kCk

)( kdΛSe poate astfel realiza, pe baza

algoritmului BCJR, un modul de decodificare ce are la intrare informaţiile intrinseci,

şi , precum şi informaţia a priori, , iar la ieşire informaţia extrinsecă, . Acest modul de decodificare reprezintă componenta de bază a decodorului turbo.

);( IcL sk );( IcL p

k

);( IdL k

);( OdL k

3. Codurile turbo şi algoritmul iterativ

de decodificare Codul turbo este realizat cu două coduri

convoluţionale recursive şi sistematice (COD1 şi COD2, COD: CODer), de rată de codaj 2

1

de regulă, concatenate în paralel şi separate de un interleaver (figura 2).

DEC1

);(),; 1 IcLI pk

sk

);(1 IdL k

);(1 OdL k

(1 cL DEC2

);(,0 2 IcL pk

);(2 IdL k

);(2 OdL k

INT

DEINTFig. 3 Decodor iterativ pentru codurile turbo concatenate în paralel

DEINT

Rolul interleaverului (INT) este de a asigura secvenţe binare complet diferite la intrarea celor două coduri convoluţionale, ceea ce poate duce la obţinerea unor

performanţe foarte bune ale codului turbo. Datorită prezenţei interleaverului, codarea se realizează pe blocuri de biţi, unde este perioada interleaverului. De asemenea, datorită necesităţii asigurării condiţiilor iniţiale pentru relaţiile recursive din algoritmul BCJR, este necesar ca starea iniţială şi finală a celor două coduri convoluţionale să fie cunoscută. De regulă, numai starea finală a primului codor convoluţional este cunoscută, cel de-al doilea, care este separat de primul codor prin interleaver, are starea finală necunoscută (se consideră în acest caz că toate stările finale sunt posibile cu aceeaşi probabilitate).

N N

Decodorul iterativ folosit pentru decodificarea codurilor turbo concatenate în paralel este prezentat în figura 3. Cele două module de decodificare (DEC1 şi DEC2, DEC: DECoder) folosesc algoritmul BCJR pentru realizarea decodificării COD1, respectiv COD2. Fiecare modul de decodificare prelucrează la o iteraţie

valori ale informaţiilor intrinseci şi a priori de intrare şi furnizează la ieşire valori ale informaţiei extrinseci. DEC

NN

1 are la intrare informaţia intrinsecă despre biţii sistematici şi de paritate ai COD1,

. );(),;( 11 IcLIcL pk

sk



DEC2 are la intrare doar informaţia intrinsecă despre biţii de paritate ai COD2,

, deoarece informaţia intrinsecă despre biţii sistematici, , a fost deja folosită în în DEC

);(2 IcL pk

);(1 IcL sk

1. Informaţiile intrinseci se determină pe baza eşantioanelor recepţionate şi a varianţei zgomotului ce afectează biţii emişi (6).

Fig. 4 Performanţele codului turbo

În cadrul aceleiaşi iteraţii, informaţia a priori de la intrarea DEC2, , este egală, după interleaving, cu informaţia extrinsecă furnizată de DEC

);(2 IdL k

1, . Informaţia a priori de la intrarea DEC

);(1 OdL k

1, , este egală, după deinterleaving

(DEINT), cu informaţia extrinsecă furnizată de DEC

);(1 IdL k

2, la iteraţia anterioară. La prima iteraţie informaţia a priori a DEC

);(2 OdL k

1 este nulă: . La ultima iteraţie decizia se ia, după deinterleaving ( ), asupra informaţiei a posteriori furnizată de DEC

0);(1 =IdL k1−Π

2:

⎩⎨⎧

<ΛΠ≥ΛΠ

=−

−

0))((,00))((,1~

21

21

k

kk d

dd (11)

În continuare, se vor prezenta performanţele codurilor turbo într-un canal gaussian obţinute prin simulare.

4. Rezultatele simulării Pentru simularea codurilor turbo s-a

considerat o transmisie BPSK codată într-un canal gaussian. Codul turbo este realizat cu codul convoluţional din figura 1. S-a folosit un interleaver aleator de perioadă , iar în canal se trimit biţi de date. În figura 4 sunt prezentate rezultatele simulării.

142=N240 994 9

Se observă că pe măsură ce numărul de iteraţii creşte, performanţele codurilor turbo

se îmbunătăţesc, existând însă o valoare limită a numărului de iteraţii dincolo de care performanţele rămân aproape la fel. Este de remarcat prezenţa unui prag ce limitează performanţele în jurul raportului de eroare de

. Acest prag este specific codurilor turbo şi poate fi coborât prin proiectarea interleaverului.

610 −

5. Concluzii În acest articol s-a prezentat algoritmul

BCJR folosit pentru decodificarea codurilor turbo. S-au prezentat, de asemenea, codurile turbo şi algoritmul iterativ de decodificare asociat. Performanţele codurilor turbo într-un canal gaussian au fost evaluate prin simulări, punând în evidenţă dependenţa performanţelor de numărul de iteraţii şi prezenţa unui prag ce limitează performanţele codurilor turbo.

Bibliografie

[1] BENEDETTO S., DIVSALAR D., MOTORSI G. and POLLARA F. - Serial concatenation of interleaved codes: performances analysis, design and iterative decoding, IEEE Trans. Inform. Theory, vol. 44, no. 3, pp. 909–926, May 1998; [2] BERROU C., GLAVIEUX A., and THITIMAJSHIMA, P. - Near Shannon limit error-correcting coding and decoding: turbo-codes, Proc. ICC’93, Geneva, Switzerland, pp. 1064–1070, May 1993; [3] DOUILLARD C, JEZEQUEL M., BERROU C., PICART A., DIDIER P. and GLAVIEUX A. -Iterative correction of intersymbol interferrence: turbo-equalization, European Trans. Telecomm., pp. 507–511, Sept. 1995; [4] ROBERTSON P., HOEHER, P., and VILLEBRUN E - Optimal and sub-optimal maximum a posteriori algorithms suitable for turbo decoding, Europ. Trans. on Telecom, pp. 119–125, Oct. 1997. [5] WANG X., and POOR, H. V. - Iterative (turbo) soft interference cancellation and decoding for coded CDMA, IEEE Trans. Commun., vol. 47, no. 7, pp. 11–22, July 1999.



CONFERINŢA „NBC INTERNATIONAL”

Colonel dr. inginer Ion SAVU∗

Cercetător ştiinţific gradul I În perioada 17 – 18 octombrie 2005, s-a desfăşurat la Bruxelles prima conferinţă organizată de prestigioasa publicaţie „NBC International”, sub deviza „Linking business with information”. La această manifestare ştiinţifică au participat reprezentanţi din structuri militare, de apărare civilă, alte organizaţii din mai multe state europene, americane şi asiatice. Din partea română, la lucrările Conferinţei a participat o delegaţie formată din reprezentanţi ai Statului Major General, Departamentului pentru Armamente, Centrului de Cercetare Ştiinţifică pentru Apărare NBC şi Ecologie. Conferinţa s-a desfăşurat în opt secţiuni tematice, deosebit de interesante şi incitante pentnru specialiştii din domeniu. S-au remarcat lucrările cu caracter doctrinar, organizatoric, operaţional şi nu în ultimul rând tehnico-ştiinţific, în domeniul contracarării riscurilor CBRN atât în sfera activităţilor militare, cât şi în sectorul apărării civile. Secţiunile conduse de Gwyn Winfield, editorul revistei NBC Internaţional şi de Norbert Fargere, directorul Centrului de Studii NBC de la Bouchet-Franţa, au avut ca tematici: detecţia, protecţia, decontaminarea, contramăsurile medicale, protecţia CBRN în domeniul maritim, managementul contracarării riscurilor CBRN etc. În aceste secţiuni s-au prezentat preocupările şi realizările specialiştilor ce activează în domeniul extraordinar de divers şi complex al apărării NBC, experienţa acumulată de aceştia în zonele de operaţii, pe timpul exerciţiilor şi aplicaţiilor, în laboratoarele de cercetări etc. Paralel cu lucrările Conferinţei, a fost organizată, cu ajutorul firmelor de specialitate, o expoziţie internaţională de echipamente de apărare NBC. Firme de talie internaţională ca: Avon Protection, Allen Vanguard, RAE Systems, Bioveris Europe, Bruhn Newtech, Argon Electronics, Dycor, Bruker, Environics, General Dynamics, Gentex, Intelagard, Lockheed Martin, NBC Sys, Markes International Limited, OWR, Lifetex Products, Monic EOD, Saratoga, Tyco Scott, Smiths Detection, Remplay Frontline, Texplorer, Thales, National Foam, Thomsen Bioscience etc. au prezentat ultimele lor realizări în producţia de echipamente de apărare NBC. Se remarcă preocupările producătorilor de echipamente de apărare NBC pentru satisfacerea exigenţelor beneficiarilor, de încadrare în prevederile standardelor în vigoare, prezentând produse în care au încorporat tehnologii noi, materiale de ultimă generaţie etc. Participanţii au apreciat calitatea lucrărilor prezentate, au subliniat importanţa domeniului apărării NBC în contextul ameninţărilor terorismului global şi şi-au manifestat interesul pentru continuarea ideii de organizare anuală a conferinţei NBC INTERNATIONAL.


MANIFESTĂRI STIINTIFICE


CONFERINŢA ÎN DOMENIUL DEZVOLTĂRII CONCEPTELOR ŞI EXPERIMENTĂRII (CD&E)

Locotenent colonel inginer Sorin MOCANU∗

În perioada 7–10 noiembrie 2005, s-a desfăşurat la Berlin, Germania, „Conferinţa în domeniul dezvoltării conceptelor şi experimentării (CD&E)”. La această activitate ştiinţifică au participat generali şi ofiţeri din cadrul ministerelor apărării ale ţărilor membre NATO, precum şi din Israel, Suedia şi Singapore, reprezentanţi ai unor firme de prestigiu (Boeing, Thales International, EADS, Kongsberg Defence & Aerospace AS, EFG Consulting Unilog, NITEworks etc.) şi ai unor universităţi (George Mason University’s Institute for Conflict Analysis and Resolution). Din partea română a participat o delegaţie formată din reprezentanţi ai Agenţiei de Cercetare pentru Tehnică şi Tehnologii Militare şi din Statul Major General. În cadrul conferinţei, s-au avut în vedere:

• directivele, orientările şi componentele Allied Command Transformation (ACT), precum şi programul CD&E;

• managementul, programul, mijloacele şi metodele întrebuinţate de ACT privind CD&E;

• influenţa reciprocă a NATO şi a organizaţiilor naţionale la nivel operativ; • modul în care s-au angajat organizaţiile neintegrate în structurile Alianţei Nord

Atlantice să lucreze cu acele organizaţii integrate în NATO; • rezultatele şi concluziile desprinse de ţările participante la o serie de exerciţii

multinaţionale în domeniul CD&E. De asemenea, în cadrul acestei manifestări ştiinţifice au fost dezbătute teme şi

probleme privind sinergia CD&E în secolul al XXI-lea, experimentarea militar industrială, beneficiile şi limitările modelării şi simulării în contextul implicării organismelor interesate în domeniu, precum şi elementele de parteneriat dintr-o perspectivă naţională.

Conferinţa s-a desfăşurat în cadrul a opt secţiuni tematice, deosebit de interesante pentru specialiştii în domeniu, unde s-au prezentat preocupările organizaţiilor partenere CD&E referitoare la dezvoltarea capacităţilor de întâmpinare a provocărilor asupra securităţii internaţionale şi la modalităţile de rezolvare a ameninţărilor asimetrice.

Cu prilejul conferinţei a fost organizată o expoziţie la care au participat importante companii internaţionale precum: EADS, THALES, IABG Group, Open Community, ATOS Origin, ONET, CSC-PLOENZKE, Diehl DBD, ESG, IBM, THALES, UNILOG.


MANIFESTĂRI STIINTIFICE


CĂRŢILE INTRATE ÎN FONDUL BIBLIOTECII ACTTM ÎN SEMESTRUL AL II – LEA DIN ANUL 2005

1. Barbara Stuart – INFRARED SPECTROSCOPY- Editura Byblos, 2004; 2. Franco Balina – VISUAL BASIC NET + CD; Editura Microsoft Press, 2003; 3. H.M. Deitel – VISUAL BASIC , Editura Microsoft Press, 1999; 4. Steve Johnson – MICROSOFT WINDOWS XP – Editura Teora, 2004; 5. John Clark Craig – VISUAL BASIC 6.0 DEVELOPER’S WARKS’HOP–

Editura Microsoft press, 2005; 6. Michael J. Kindger – FUNDAMENTAL OPTICAL DESIGN – Editura

SPIE, 2002; 7. Hong K. Choi – INFRARED DETECTION STATE – Editura Byblos, 2004; 8. Steve Grahaam – SERVICII WEB CU JAVA XML, WSDL, SOAP –

Editura Teora, 2003; 9. Roger Jennings – TOTUL DESPRE MICROSOFT ACCESS 2000 – Editura

Teora, 2000; 10. Richard H. Vollmerhausen – ANALYSIS OF SIMPLED IMAGING

SYSTEMS – Editura SPIE, 2000; 11. C. Johnson Bruce – IMAGE INTENSIFINS AND APPLICATIONS II –

Editura SPIE, 2000; 12. Glenn D. Boreman – MODULATION TRANSFER FUNCTION IN

OPTICAL AND ELECTRO-OPTICAL SYSTEMS – Editura SPIE, 2001; 13. Ellen Finkelstein – AUTO CAD 2004 – Editura Teora, 2004; 14. Cora Radulian – ADOBE ILLUSTRATOR 9.0 – Editura Teora, 2002; 15. Steve Bain – COREL DRAW 10 – Editura Teora, 2002; 16. Pavel Năstase – BAZE DE DATE, Microsoft Acces 2000 – Editura Teora,

2000; 17. Andrei Alexandrescu – PROGRAMAREA MODERNĂ ÎN C++- Editura

Teora, 2002; 18. Gheorghe D. Bistriceanu – SISTEMUL ASIGURĂRILOR DIN

ROMÂNIA- Editura Economică, 2004; 19. C.Bruce Johnson – LOW LIGHT – LEVEL AND REAL TIME IMAGING

SYSTEMS, Editura Chairs, 2002; 20. CHDO C. CHIEN – PROFESSIONAL SOFTWARE DEVELOPMENT

WETH VISUAL C++6.0 - Editura Media INC, 2002; 21. Bjarne Stroustrup – CREATORUL LIMBAJULUI C++- Editura Teora, 2003.

NOUTĂŢI EDITORIALE ÎN BIBLIOTECA ACTTM


S U M M A R Y • SCIENTIFIC RESEARCH MANAGEMENT Liviu COŞEREANU Modern Tackling of the Scientific Management

In the paper are presented methods, techniques and procedures and also methodological terms of the management science., elaborated on the strength of the study of relations, leading processes and laws connected with the getting and growing of competitivity and effectiveness of the research and development activities. Sorin Mocanu Outlook on Managerial Informational System Evolution

In the paper is presented the illuminating role of the information system for management based on data automatic processing upon increasing of an organization`s performances. The squared up subject tries to guide the existing or future managers in contrivance of an efficient information system, capable to amplify the results of organization`s results. • SCIENTIFIC RESEARCH Adrian Alexei Geographic Information Systems Evolution

Computer technology has been able to assist in mapping process through the development of automated cartography and computer aided design. Computer programs can now accomplish in minutes and hours tasks which previously took days or weeks for cartographers and draughtsmen to complete. Vasile Şomoghi, Viorel Dinescu, Gabriel Epure, Adrian Predică, Georgiana Ciofrîngeanu, Rodica Lungu,Liliana Rece, Marian Mihalcea Comparative tests regarding to handheld chemical detectors capabilities

The paper presents the results of handheld chemical detectors tests with real chemical warefare agents. The handheld chemical detectors are used to identify the military chemical compounds from air, closed spaces or different surfaces. We have in view to assess the detectors capacity to determine the main toxic agents types and, also, the influence of posible interferents. We realised an estimate of capabilities and utilities for each detectors. Ionuţ Ovidiu Ciobanu The calculation of ballistic parameters for a projectile GS-30 during his move into the cannon barrel This paper presents the calculation of ballistic parameters for a projectile GS-30 during his move into the cannon barrel.

SUMMARY


Felix Totir, Aurelian Panait Statistical models for targets characterization as elements of radar naval scenarios

The simulation of complex radar naval scenarios needs the elaboration of some electromagnetic signatures models of them main elements – naval targets and sea surface – and of the interaction mechanism. The used models class is determined by the wished destination of output data and also by the radar system functioning mode: detection, radar imagery or classification. This article presents the main concepts for the naval radar scenario definition and some statistical models of radar targets, adapted to the detection mode. The statistical models are implemented using classical or modern random generators (Swerling, Nakagami). Radar signatures generation mechanisms were implemented for each of them as Matlab algorithms. The results are presented in this article. Virgil Lucanu Actual stage of the forms automat recognitions methods

The forms recognition in the digital records is a new relative domain, who it knows a sustained evolution. The new methods of the artificial intelligence demonstrate this matter. In this time the date collection and process equipments are in development. Vasile Şomoghi, Gabriel Epure, Maricel Cuţuhan, Viorel Dinescu, Claudiu Lăzăroaie Remote air pollution infrared detector „RAPID” – laboratory tests The paper presents the results of laboratory tests with real chemical warefare agents and toxic industrial compounds realised to determine RAPID detector identification capabilities. We have in view to assess the detectors capacity to determine the main toxic agents types and, also, the influence of posible interferents. We realised a quantitative and qualitative estimate using a special testing installation from producer BRUKER DALTONICS (Germany). • TECHNICAL AND SCIENTIFIC INFORMATION Felix Totir, Aurelian Panait The extraction of the informations from ISAR images using active deformable profiles

The most spread radar target classification technique is based on the construction of ISAR images. Series of techniques were developed for this purpose, allowing the targets images construction in more dimension: 1D, 2D and 3D. Although often visually representative, the ISAR images (bi-dimensional) can not be directly used in the classification process because of the complexity of the represented information. Only a discreet set of discriminant attributes are extracted using these images in order to make the decisional system feasible. One of the most advantageous techniques is the profile extraction method. The various extraction techniques based on imaging processing techniques (the filtration with operators, such as Sobel) presents many advantages, e.g. the lack of noise robustness. Much superior, from this point of view, is the target shape description using active deformable profiles. This article realizes a short presentation of this method and exposes the obtained results for super-resolution bi-dimensional ISAR images (acquired with MUSIC 2D method).

SUMMARY


Bogdan Cristea, Alexandru Şerbănescu Parallel concatenated turbo codes

Parallel concatenated turbo codes are among the most poweful error correcting codes, their use in comercial applications becoming widespread. In this article it will be introduced first the BCJR (Bahl – Cocke – Jelinek – Raviv) algorithm, used in the iterative decoding algorithm for turbo codes. It will be presented next the parallel concatenated turbo codes and the iterative decoding algorithm. The article ends with the presentation of the performances of the turbo codes in the gaussian channel as a function of the number of iterations used in the decoding algorithm. • SCIENTIFIC EVENTS Ion Savu NBC INTERNATIONAL CONFERENCE Sorin Mocanu SYMPOSIUM “BUILDING CD&E PARTNERSHIPS TO MEET FUTURE INTERNATIONAL SECURITY CHALLENGES” • EDITORIAL NEWS IN METRA LIBRARY

SUMMARY


ISSN 1454 - 0363

MINISTERUL APĂRĂRII NAŢIONALE AGENŢIA DE CERCETARE PENTRU

TEHNICĂ ŞI TEHNOLOGII MILITARE C.P.: 51-16, Bucureşti 76550

e-mail: [email protected] Fax: 423.10.30

Date post:	21-Oct-2015
Category:	Documents
Upload:	kkndkk
View:	42 times
Download:	7 times

RevACTTM_2_2005

Documents