Ситуационная осведомленность: от парадигмы «обработки данных» к парадигме «управления восприятием»

   Темой исследования является разработка архитектуры системы ситуационной осведомленности для морского автономного судна четвертого уровня.

   Основная проблема, исследуемая в работе — неспособность классических алгоритмов слияния данных (фильтров Калмана, нейросетевых фузий) различать инструментальные отказы, деградацию точности и целенаправленные кибератаки, что критично для безопасной навигации автономного судна без экипажа на борту.

   Предложенная архитектура включает три ключевых компонента. Первый компонент — двухуровневая сенсорная организация — постоянно активное ядро, состоящее из основных навигационных и специализированных датчиков: лидары, оптические камеры и тепловизоры, подключаемые по сценарию. Для выполнения Правила 5 Международных правил по предупреждению столкновений судов (МППСС-72) о постоянном наблюдении предложена концепция «неотключаемого сенсорного ядра» — минимального набора датчиков, которые должны функционировать непрерывно вне зависимости от сценария. Адаптация к условиям плавания реализуется не отключением сенсоров, а динамическим взвешиванием их данных в модуле слияния. Второй компонент — менеджер доверия к сенсору — выполняет протокол управления соединением датчика, обеспечивающий изоляцию недостоверных источников до попадания данных в тракт слияния. Третий компонент — классификатор навигационных сценариев, который на основе детекторов освещенности, видимости, плотности движения и зоны плавания динамически назначает доверительные веса сенсорам в алгоритмах ковариационного слияния.

   Новизна предложенного подхода заключается во введении метаосведомленности, когда система ситуационной осведомленности оценивает не только внешнюю обстановку, но и собственное состояние («доверие к датчикам»).

   Впервые предложен переход от парадигмы «слияния данных» к парадигме «управления доверием к источнику», что создает техническую основу при проектировании автономных судов.

1. Dominguez, C. Can SA be defined? / C. Dominguez, M. Vidulich, E. Vogel, & G. McMillan (Eds.) // Situation awareness: Papers and annotated bibliography (Wright-Patterson AFB AL/CF-TR 1994–0085) — OH: Armstrong Laboratory. — 1994. — Pp. 5–15.

2. Fracker M. L. A Theory of Situation Assessment: Implications for Measuring Situation Awareness / M. L. Fracker // Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting. — 1988. — Vol. 32. — Is. 2. — Pp. 102–106. DOI: 10.1177/154193128803200222.

3. Endsley M. R. Design and Evaluation for Situation Awareness Enhancement / M. R. Endsley // Proceedings of the Human Factors Society Annual Meeting. — 1988. — Vol. 32. — Is. 2. — Pp. 97–101. DOI: 10.1177/154193128803200221.

4. Endsley M. R. Toward a theory of situation awareness in dynamic systems. / M. R. Endsley // Human Factors. — undefined. — Vol. 37. — № 1. — С. 32–64. DOI: 10.1518/001872095779049543.

5. Alamoush A. S. Drivers, opportunities, and barriers, for adoption of Maritime Autonomous Surface Ships (MASS) / A. S. Alamoush, A. I. Ölçer, F. Ballini // Journal of International Maritime Safety, Environmental Affairs, 0and Shipping. — 2024. — Vol. 8. — Is. 4. — Pp. 2411183. DOI: 10.1080/25725084.2024.2411183.

6. Астреин В. В. Навигационные системы и методы повышения их надежности и точности для решения задач предупреждения столкновений автономного судна на этапе разработки концепции / В. В. Астреин, В. И. Филатов // Морские интеллектуальные технологии. — 2023. — № 3–1(61). — С. 131–144. — EDN: KKPXLN. DOI: 10.37220/MIT.2023.61.3.013.

7. Водяхо А. И. Вычислительные модели когнитивных систем мониторинга / А. И. Водяхо, Н. А. Жукова, Н. В. Климов [и др.] // Морские интеллектуальные технологии. — 2018. — № 4–3(42). — С. 147–153. — EDN: YXUNOH.

8. Sanfilippo F. A multi-sensor fusion framework for improving situational awareness in demanding maritime training / F. Sanfilippo // Reliability Engineering & System Safety. — 2017. — Vol. 161. — Pp. 12–24. DOI: 10.1016/j.ress.2016.12.015.

9. Hoehner F. Scenario-Based Sensor Selection for Autonomous Maritime Systems: A Multi-Criteria Analysis of Sensor Configurations for Situational Awareness / F. Hoehner, V. Langenohl, O. el Moctar, T. E. Schellin // Journal of Marine Science and Engineering. — 2025. — Vol. 13. — Is. 10. DOI: 10.3390/jmse13102008.

10. Li X. Multi-source Data Fusion for Real-time Cybersecurity Situational Awareness and Visualization / X. Li, J. Zhang // Journal of Cyber Security and Mobility. — 2025. — Vol. 14. — Is. 04. — Pp. 955–980. DOI: 10.13052/jcsm2245–1439.1448.