Borovyk, D. O.Borovyk, O. V.Rachok, R. V.Basaraba, I. O.Боровик, Д. О.Боровик, О. В.Басараба, І. О.Рачок Р. В.2025-12-112025-12-112024https://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/25472Borovyk D. O. Methodology for optimizing the functioning of the optoelectronic surveillance system / D. O. Borovyk, O. V. Borovyk, R. V. Rachok, I. O. Basaraba // Радіоелектроніка, інформатика, управління. – 2024. – № 4 (71). – C. 153-162.EN: Context. Radar, thermal imaging, and video surveillance means are actively used in the protection of the state border. Together with the appropriate communication equipment, they allow to create optoelectronic surveillance systems, which are the basis for the intellectualization of border protection. The effectiveness of such systems is significantly affected by the peculiarities of their functional and structural design. A rational structural design, even in difficult physical and geographical conditions, allows for a high level of surveillance efficiency. However, the functional component also has a significant impact on improving the system efficiency. In many cases, the functioning of the elements of the optoelectronic surveillance system occurs under conditions of power supply restrictions. Such limitations determine the need for a rational choice of modes of use of certain types of surveillance equipment at certain time intervals in order to ensure effective surveillance, taking into account the time of day and weather conditions. The imperfection of the scientific and methodological apparatus for optimizing the functioning of optoelectronic surveillance systems determines the relevance of this study. Objective. The aim of the work is to develop a methodology for optimizing the optoelectronic surveillance system functioning by rationally selecting the modes of operation of different types of surveillance equipment in certain time intervals, taking into account the time of day and weather conditions in which they are used. Methods. The paper sets and investigates the two-criteria problem of choosing the modes of operation of different types of observation equipment of an optoelectronic surveillance system at separate time intervals, taking into account the time of day and weather conditions in which they are used, which ensures maximizing the efficiency of the optoelectronic surveillance system while minimizing the power consumed by active types of surveillance equipment in the presence of boundary restrictions on the efficiency and power consumed by the system. The proposed indicator for assessing the effectiveness of the system allows us to assess the level of impossibility of uncontrolled crossing of the perimeter of the protected area by an intruder. The peculiarity of this methodology is the possibility of ensuring a significant reduction in the level of energy consumption by the system components due to a slight decrease in the efficiency of monitoring. Results. The paper proposes an alternative approach to assessing the effectiveness of the optoelectronic surveillance system, the idea of which is that instead of assessing the effectiveness of surveillance over the entire sector of the controlled area of the border, the effectiveness of control is assessed only along the perimeter of this area. This approach significantly reduces the computational complexity of the problem of finding the value of efficiency which further simplifies the solution of problems of structural optimization of surveillance systems. A software and algorithmic implementation of the methodology for optimizing the functioning of an optoelectronic surveillance system is proposed. Using the developed software, a rational choice of modes of operation of certain types of surveillance equipment at certain time intervals was carried out taking into account the time of day and weather conditions. Conclusions. The use of the proposed methodology makes it possible to optimize the modes of operation of the optoelectronic surveillance system, taking into account the limiting factors in terms of efficiency and power consumption when using the same types of surveillance equipment on all towers of the system. A possible direction for improving the methodology is its adaptation to cases where different types of surveillance equipment are used on different towers of the system. UK: Актуальність. При охороні державного кордону активно застосовуються радіолокаційні, тепловізійні та відео засоби спостереження. Разом з відповідним комунікаційним обладнанням вони дозволяють утворювати системи оптико-електронного спостереження, які є основою для інтелектуалізації охорони кордону. На ефективність використання таких систем суттєво впливають особливості їх функціональної і структурної побудови. Раціональна структурна побудова навіть у складних фізико-географічних умовах дозволяє забезпечувати високий рівень ефективності спостереження. Однак значний вплив на підвищення ефективності системи має і функціональна складова. Функціонування елементів системи оптико-електронного спостереження в багатьох випадках відбувається в умовах обмежень щодо використання електроживлення. Такі обмеження визначають необхідність раціонального вибору режимів використання окремих типів засобів спостереження на окремих часових інтервалах з метою забезпечення ефективного спостереження з урахуванням періоду доби та погодних умов. Недосконалість науково-методичного апарату оптимізації функціонування систем оптико-електронного спостереження визначає актуальність даного дослідження. Мета. Метою роботи є розробка методики оптимізації функціонування системи оптико-електронного спостереження за рахунок раціонального вибору режимів функціонування різних типів засобів спостереження на окремих часових інтервалах з урахуванням періоду доби та погодних умов, в яких вони використовуються. Метод. У роботі поставлена та досліджена двокритеріальна задача вибору режимів функціонування різних типів засобів спостереження системи оптико-електронного спостереження на окремих часових інтервалах з урахуванням періоду доби та погодних умов, в яких вони використовуються, що забезпечує максимізацію ефективності функціонування системи оптико-електронного спостереження при мінімізації потужності спожитої електроенергії активними типами засобів спостереження за наявності граничних обмежень щодо ефективності та потужності спожитої системою електроенергії. Запропонований показник оцінки ефективності функціонування системи дозволяє оцінити рівень неможливості неконтрольованого перетину порушником периметру ділянки, що охороняється. Особливістю зазначеної методики є можливість забезпечення суттєвого зниження рівня енергоспоживання складовими системи за рахунок незначного зниження ефективності спостереження. Результати. У роботі запропонований альтернативний підхід для оцінки ефективності функціонування системи оптико-електронного спостереження, ідея якого полягає в тому, що замість оцінювання ефективності спостереження по всій площі контрольованої області ділянки кордону, оцінюється ефективність контролю лише за периметром цієї області. Такий підхід суттєво зменшує обчислювальну складність задачі відшукання значення ефективності, що в подальшому спрощує вирішення задач структурної оптимізації систем спостереження. Запропоновано програмно-алгоритмічну реалізацію методики оптимізації функціонування системи оптико-електронного спостереження. З використанням розробленого програмного забезпечення проведено раціональний вибір режимів функціонування окремих типів засобів спостереження на окремих часових інтервалах з урахуванням періоду доби та погодних умов. Висновки. Використання запропонованої методики дозволяє оптимізувати режими функціонування системи оптико-електронного спостереження з урахуванням обмежуючих факторів щодо ефективності та потужності енергоспоживання при застосуванні однакових типів засобів спостереження на всіх вежах системи. Можливим напрямом удосконалення методики є її адаптація до випадків застосування на різних вежах системи різних типів засобів спостереження.enoptoelectronic surveillance system, methodology, optimization, efficiency, power consumption, algorithmсистема оптико-електронного спостереження, методика, оптимізація, ефективність, енергоспоживання, алгоритмArticle