Осведомленность о подводной сфере - Underwater domain awareness

Осведомленность о подводной сфере (UDA) это аспект осведомленность о морской сфере сосредоточены на подводном секторе, в том числе, с точки зрения безопасности, морские пути сообщения (SLOC), прибрежные воды и различные морские активы со ссылкой на враждебные намерения и распространение подводных лодок и минных средств, предназначенных для ограничения доступа к морям и прибрежным водам. Военные требования - не единственная мотивация для осведомленности о подводной сфере. Подводная геофизическая деятельность Земли, поскольку она связана с благополучием людей, также имеет значение, поскольку наблюдение за такой деятельностью может дать важные подсказки для минимизации воздействия разрушительных Стихийные бедствия.^[1]

Подводная коммерческая деятельность требует точных данных о наличии ресурсов для эксплуатации, обеспечивающих наилучшие возможные результаты с точки зрения экономической выгоды. Регулирующие органы, с другой стороны, должны знать схему эксплуатации, чтобы управлять устойчивым планом. Многие виды деятельности, коммерческой и военной, оказали значительное воздействие на окружающую среду; поэтому природоохранные инициативы должны точно оценивать любой результат деградация среды обитания и уязвимость видов и оценить состояние затронутых экосистем. Научные и исследовательские сообщества прилагают усилия для обновления имеющихся знаний и доступа к многочисленным аспектам подводной области.^[1]

История

Возможно, первое упоминание о термине «осведомленность о подводной сфере» (UDA) встречается в статье лейтенанта Cdr. Дэвид Финч, озаглавленный «Всеобъемлющее понимание подводной области: концептуальная модель» осенью 2011 г., опубликован в Канадский военно-морской обзор. В этой статье Финч не упоминает осведомленность о морской сфере при обсуждении осведомленности о подводной сфере.^[2] Американцы, которые создали этот термин, использовали MDA как средство реализации плана реагирования на морские операции. В структуре MDA, заявленной в октябрьском 2005 г. в американском документе «Национальный план по обеспечению осведомленности о морских сферах для национальной стратегии морской безопасности», не упоминается подводная угроза или стратегия ее смягчения.^[3] Разрабатывая структуру MDA в начале 21 века, американцы не считали подводную угрозу существенной, тогда как после 11 сентября администрация США признала возможность использования террористами других средств для нанесения ущерба интересам США; однако подводная угроза явно не фигурировала в их стратегических формулировках. Автор Стивен Бораз раскрывает мифы и реалии той эпохи и признает ограничения MDA, управляемой военно-морским флотом.^[4] Береговая охрана США является основным агентством, ответственным за MDA через миссию по обеспечению безопасности портов, водных путей и прибрежной зоны (PWCS). Значительные инвестиции были вложены в их надводные и воздушные средства, а также увеличены возможности командования и управления; однако мало что было сделано для распространения миссии PWCS на подводную область.^[5]Национальные государства, такие как США, Япония, Германия, Северная Корея, и Иран обладают надежными подводными возможностями, которые можно использовать для нанесения крупномасштабного ущерба морским активам. Известно также, что эти государства помогают негосударственным субъектам в борьбе с целевыми противниками или террористической деятельностью.^[5] Исламский фронт освобождения моро (ИФОМ), Революционные вооруженные силы Колумбии (FARC) и Тигры освобождения Тамил Илама (LTTE) были задокументированы их подводные способности и возможности применения против заявленных противников.^[5]

Подводные беспроводные сенсорные сети (UWSN), используемые во многих приложениях подводного наблюдения, имеют уникальные проблемы с точки зрения сурового поведения подводного канала с низкой пропускной способностью, большими задержками распространения и более высоким коэффициентом битовых ошибок. Кроме того, переменная скорость звука и существенная подвижность узлов из-за водных течений создают уникальный набор проблем для локализации в UWSN.^[6] Развитие подводных технологий и, в частности, развитие акустических технологий созрело в период холодной войны, когда США и Советский Союз вложили значительные средства в глубоководные работы и достигли значительных успехов в стабилизации характеристик гидролокатора. В море были проведены масштабные эксперименты для проверки алгоритмов и минимизации неопределенностей среды.^[7] После «холодной войны» переезд военно-морского театра к прибрежным водам представил свои собственные проблемы; таким образом, принципы, которые стабилизировали работу гидролокатора на большой глубине, не применялись, что приводило к неоптимальным характеристикам.^[8] Вовремя Холодная война, военные инвестиции и разработки в области технологий для национальной безопасности получили высокий приоритет со стороны политического руководства; однако такой же уровень поддержки не был распространен на период после окончания холодной войны.^[9]

В Система звукового наблюдения (SOSUS) был сверхсекретным проектом с участием крупномасштабной подводной сенсорной сети, управляемой ВМС США с 1949 года для наблюдения за российскими судами в ГИУК Зазор. Ближе к концу холодной войны объект был открыт для академических исследований с целью покрытия эксплуатационных расходов и затрат на техническое обслуживание. Это привело к значительному ускорению исследований в области подводной акустики, что привело к стабилизации характеристик гидролокатора на большой глубине для множества невоенных приложений. В Военно-морской пункт Сур Экспериментальная установка, запущенная в 1958 г., была остановлена ​​в 1984 г. из-за отсутствия финансирования. В судовой ударный тест объект и СУРТАСС - Проект LFA был перенесен и сокращен из-за экологических проблем, поднятых Совет по защите природных ресурсов (NRDC). NRDC вынудил ВМС подать заявление о воздействии на окружающую среду (EIS) впервые в начале 90-х гг. В 1996 году 13 Клювые киты Кювье были найдены живыми на мель у побережья Кипарисиакосский залив, Греция. Александрос Францис, научный руководитель Исследовательского института китообразных Пелагос^[10] связал посадку на мель с использованием сонара в непосредственной близости.^[11] Организация Северо-Атлантического Договора (НАТО) участвовал в совместном международном эксперименте с использованием мощного низкочастотного гидролокатора во время посадки на мель. Мероприятие стало сборным пунктом для активистов-экологов, которые требовали полного запрета подобных судебных процессов, и ВМС США согласился финансировать исследования для определения воздействия на морских животных. Эти и многие другие инциденты отразили серьезный сдвиг в геополитических реалиях, когда социально-экономические вопросы должны были быть сбалансированы с требованиями национальной безопасности.^[12]

Индия и регион Индийского океана

Индия 21 века превращается в морская нация со значительным стратегическим толчком к развитию морских возможностей и наращиванию потенциала.^[13] Произошел переход от континентального взгляда к морская держава, и участие в региональных и глобальных геостратегический и геополитический составы. Растущее признание Индо-Тихоокеанский регион в качестве единого стратегического пространства и конструкции для противодействия растущему китайскому господству в регионе также признает центральную роль Индии в глобальном влиянии и возрастающую роль Индии в стратегических расчетах Америки.^[13] Подводный компонент MDA, который можно назвать осведомленностью о подводной сфере (UDA), почему-то не получил достаточного внимания, которого он заслуживает, особенно в Индийский океан, учитывая существующие угрозы безопасности, создаваемые негосударственными субъектами.^{[нужна цитата ]} В контексте Индии в регионе Индийского океана (IOR) существует множество уникальных проблем для достижения эффективных UDA, как социально-экономических, так и научно-технических, которые коренятся в его геостратегическом происхождении.^{[нужна цитата ]}

Усилия стран региона по импорту технологий и стратегий с Запада дали ограниченные результаты. В настоящее время во многих стратегических дискурсах понимается, что UDA - это расширение MDA, более ориентированное на требования безопасности с учетом нестабильной региональной динамики.^{[нужна цитата ]} Однако неоптимальная производительность гидроакустические системы которые могут быть развернуты для любых усилий по обеспечению ситуационной осведомленности в тропических прибрежных водах ИОР, будут создавать серьезные проблемы.^{[нужна цитата ]} Таким образом, огромные акустические возможности и наращивание мощностей будут основным требованием для любой конструкции UDA.^[14] Фрагментированный подход заинтересованных сторон, а именно аппарата национальной безопасности,^{[требуется разъяснение ]} в синие хозяйствующие субъекты, окружающая среда и управление стихийными бедствиями власти, а также поставщики науки и техники всегда ограничивали доступность ресурсов для любых усилий коренных народов по преодолению местных проблем.^{[требуется разъяснение ]} Фреймворк UDA, предложенный в данной работе^{[требуется разъяснение ]} выходит за рамки простого подводного расширения формулировки MDA, как ее понимали до сих пор, и пытается предложить более всеобъемлющую формулировку, которая способствует объединению ресурсов и синергизму усилий всех заинтересованных сторон как на национальном, так и на региональном уровне, чтобы иметь возможность по-настоящему участвовать в Индо-Тихоокеанском стратегическом пространстве. Предлагаемая структура UDA предназначена для обеспечения безопасной, надежной и устойчивой модели роста для всех в регионе в дополнение к "Безопасность и рост для всех в регионе "(SAGAR) видение объявлено в марте 2015 года.^[15]

Концепция

Концепция осведомленности о подводной сфере (UDA) в более конкретном смысле описывает желание знать, что происходит в подводных частях соответствующих морских районов. С точки зрения безопасности это включает в себя защиту Морские пути сообщения (SLOC), прибрежные воды и различные морские средства против распространения подводных лодок и минных средств, предназначенных для ограничения доступа к морям и прибрежным водам. Военные требования - не единственная мотивация для повышения осведомленности о подводной сфере. Подводная геофизическая деятельность имеет большое значение для благополучия человечества, и мониторинг такой деятельности может дать важные подсказки для сведения к минимуму воздействия разрушительных стихийных бедствий.

Коммерческая деятельность в подводной сфере требует точных данных о наличии ресурсов, чтобы иметь возможность эффективно и действенно исследовать и использовать их для получения экономической выгоды. С другой стороны, регулирующие органы должны знать схему эксплуатации, чтобы управлять устойчивым планом. Такая активная коммерческая и военная деятельность оказывает значительное воздействие на окружающую среду. Любая природоохранная инициатива должна точно оценивать деградацию среды обитания и уязвимость видов, вызванные этой деятельностью, а также оценивать состояние экосистемы. Научное и исследовательское сообщество должно привлекать и постоянно обновлять знания о множестве аспектов подводной области. Основным требованием для всех заинтересованных сторон является знание событий в подводной сфере, понимание этих событий, а затем эффективное и действенное реагирование на них до того, как они примут форму события.^[12]

UDA в широком масштабе необходимо понимать в его горизонтальной и вертикальной конструкции. Горизонтальная конструкция будет представлять собой доступность ресурсов с точки зрения технологии, инфраструктуры, возможностей и возможностей, специфичных для заинтересованных сторон или иным образом. У заинтересованных сторон, представленных четырьмя гранями куба, будут свои особые требования, но ядром останется акустическая мощность и возможности. Вертикальная конструкция - это иерархия установления всеобъемлющего UDA. Первый уровень или нижний уровень будет являться зондированием подводной области на предмет угроз, ресурсов и действий. Второй уровень будет анализировать данные, генерируемые для планирования стратегий безопасности, планов сохранения и планов использования ресурсов. Следующим уровнем будет разработка и мониторинг нормативно-правовой базы на местном, национальном и глобальном уровнях.^[12][16]

Партнерство «Пользователь-Академия-Промышленность» может быть сформулировано на основе требований пользователей, академического вклада и отраслевого интерфейса. Это обеспечит более сфокусированный подход и четко определенную интерактивную структуру. При соответствующем импульсе структура UDA может решить множество проблем, с которыми сегодня сталкиваются развивающиеся страны. По мнению Арнаб Даса из Центра морских исследований в Пуне, Индия, значимое участие молодежи в построении нации, вероятно, является наиболее важным аспектом, заслуживающим внимания. Междисциплинарные и многофункциональные субъекты могут взаимодействовать и вносить свой вклад в синергизм своих усилий для достижения более широкой цели.^[16][12]

Индо-тихоокеанское стратегическое пространство

Стратегия национальной безопасности (СНБ) 2017 г. возродила роль «четверки» (Австралия, Индия, Япония и США) в региональной деятельности и повысила статус Индии как ведущей мировой державы, которая, как ожидается, будет играть активную роль в регионе. Согласно определению администрации Трампа, Индо-Тихоокеанский регион включает в себя больше Тихого океана, чем Индийского океана.^[17]

Соревновательная дипломатия, демонстрируемая между Индией и Китаем в IOR, является мерой стратегической игры власти в Индо-Тихоокеанском пространстве, которую один комментатор назвал «битвой за душу Индо-Тихоокеанского региона».^[18] Китайцы систематически строили свои Подводная лодка возможности не только удовлетворить свои собственные потребности, но и экспортировать другим региональным союзникам. Китайцы предоставляют развивающимся странам более дешевый вариант по сравнению с традиционными европейскими поставщиками военной продукции, такими как Германия, Франция, и другие. Он не только поставляет в такие страны подводные лодки, но, в свою очередь, также различными способами контролирует их военные действия. Имея базы поддержки в IOR, даже обычные дизельные подводные лодки, более подходящие для прибрежных районов в большом количестве из Китая, могут представлять серьезную угрозу для Индии, если не будут обнаружены вовремя.^[19] Китайцы сделали своим приоритетом создание мягкой акустики и систематически работали над этим. Проект «Великая подводная стена» (UGW) был амбициозным начинанием и неотъемлемой частью их инициативы по созданию мягкой акустики с 1980 года, но он не был объявлен Китайская государственная судостроительная корпорация (CSSC) до декабря 2015 года CSSC объявила, что она будет строить систему наблюдения под водой в спорном Южно-Китайском море региона. UGW является частью крупного проекта по созданию сети морских наблюдений к 2020 году, опубликованного Государственным управлением океанических исследований. Заявленное более широкое видение китайского правительства должно рассматриваться как глобальная морская держава с сетью, охватывающей прибрежные воды, открытое море и полярные воды.^[20]

Регион Индийского океана

IOR стал стратегически важным морским районом и подвергается уязвимости. Политические и экономические факторы способствуют возникновению стратегических рисков, влияющих на безопасность и стабильность в регионе. Уникальность IOR можно разделить на экономическую, политическую и физическую, чтобы лучше понять проблемы и возможности.^[21] Экономический аспект, обусловленный энергетикой и торговлей, который пересекает регион в обоих направлениях, претерпел значительный скачок за последние два десятилетия. Сорок процентов мировой энергии поступает из Персидский залив на восток (Индия, Китай, Япония). Также сырье с африканского побережья перемещается в двигатели экономики Дальнего Востока, включая Китай, Корею и Японию. На обратном этапе мы можем увидеть готовую продукцию, перевозимую на супер-кораблях, достигающих Ближнего Востока и других стран. Европа из Азии. По имеющимся данным, с 2003 по 2012 год объем торговли увеличился втрое.^[22] Подводный мир также предлагает огромные запасы минералов и пищи в различных формах. Рыболовство в МНП имеет уникальную структуру, поскольку из-за политической нестабильности и соображений безопасности некоторые районы остаются закрытыми для рыбного промысла, в то время как другие подвергаются перелову с использованием так называемых современных методов в отсутствие нормативной базы и механизмов мониторинга. Это вызвало серьезный дисбаланс в рыбных запасах в регионе, а также изменило прибрежный морской ландшафт.^[23][24] Рыболовство и рыбаки часто являются основной причиной дипломатического вмешательства между странами региона. Индекс нефтеотдачи считается следующим после Тихого океана богатейшими минералами в глубоководных районах, включая нефть и газ. полиметаллические сульфиды, кобальт -богатые корки и другие материалы, которые имеют высокий потенциал для ускоренного экономического роста. Постоянно растущий глобальный спрос на ресурсы может также привести к конфликту между странами в регионе при активной поддержке гнусных внерегиональных держав в отсутствие четко определенных норм и правил.^[25] Политический аспект включает более тридцати стран, которые находятся внутри, а также некоторые другие, которые играют значительную роль в формировании геополитики региона. Для этих стран характерны радикальные различия в уровне экономического развития, уровне политической стабильности, отношениях с соседними странами, демографическом давлении, зрелости управления, этнической и межконфессиональной напряженности и других различиях. Разнообразие в человеческом отношении, представленное расами, культурами и религиями, также играет решающую роль в политической стабильности региона.^[26][21] Асимметрия экономики и политической власти усугубляет проблемы. Экономические ставки в регионе, усугубляемые политической нестабильностью между региональными державами и соображениями безопасности, побуждают внерегиональные державы сохранять свое военно-морское присутствие. С другой стороны, экономический потенциал и присутствие экономических гигантов наряду с отсутствием регионального регулирования также поощряют пиратство и морской терроризм, что еще больше дестабилизирует регион. Борьба за власть между странами с досовременным мировоззрением управления также поощряет использование негосударственных субъектов для разрешения споров.^[23] Фрагментированная региональная геополитика является серьезным препятствием для объединения ресурсов и объединения усилий для развития зрелой модели регионального управления.^[12]

Физический аспект включает тропические прибрежные воды в IOR, что приводит к неоптимальным характеристикам сонара для достижения любого значимого пути вперед для эффективного UDA. Прежде чем можно будет должным образом оценить физические проблемы в IOR, необходимо определить разницу между глубокой и мелкой водой. В гипсометрический определение глубоких вод - край континентального шельфа, который отмечает Исключительная экономическая зона (ИЭЗ), где 200 морских миль заканчиваются при приблизительной глубине воды 200 метров. Таким образом, гипсометрически менее 200 метров определяется как мелководье.^{[нужна цитата ]} Однако с акустической точки зрения всякий раз, когда имеется больше взаимодействий с поверхностными и донными границами, которые приводят к более высоким искажениям из-за многолучевого замирания, это определяется как мелководье. Многолучевое распространение регулируется глубиной звуковой оси, которая обеспечивает канал SOFAR для минимизации взаимодействия поверхности и дна из-за преломления к звуковой оси. Глубина звуковой оси варьируется от 50 метров около полюсов до 2000 метров около экватора, поэтому в IOR акустически глубокая вода небольшая, что приводит к плохому поведению сонара. Ситуация усугубляется тем, что тропический регион дополнительно увеличивает колебания поверхности, а также вариации в вариациях дна для конкретных участков, тем самым увеличивая многолучевые искажения. Также известно, что богатое биоразнообразие в тропических водах способствует искажениям объема распространения сигнала гидролокатора, что делает его смесью сложных модификаций сигнала из-за местных условий среды.^[27][12] Порядок ухудшения производительности составляет 70% в IOR по сравнению с GIUK Холодная война слава. Импорт технологий, продемонстрированный множеством стран региона, не принес никаких дивидендов в отсутствие местных усилий по преодолению средних проблем. Полевые экспериментальные работы требуют массового использования ресурсов и эффективного использования ноу-хау и долгосрочных устойчивых инициатив. Политическая нестабильность, экономические ограничения и технологические проблемы являются серьезным препятствием для прогресса в регионе.^[12]

Акустическая емкость и наращивание возможностей

В период после окончания холодной войны в отношении UDA произошли два важных события. Первый - это сдвиг в деятельности по обеспечению подводной безопасности (которая была основным двигателем развития технологий) в сторону прибрежных вод, более широко называемых прибрежной противолодочной войной (ASW). Во-вторых, это менее агрессивная и эффективная акустическая мощность и тяга к наращиванию потенциала из-за предполагаемого отсутствия угрозы, вызванной американской гегемонией. Однако в начале 21 века наблюдается значительное возрождение акустической мощности и наращивание потенциала, особенно для преодоления тропических прибрежных проблем. Для акустических возможностей и наращивания потенциала важны три основных компонента: датчики для сбора необработанных данных, акустический анализ и интерпретация данных для конкретных приложений, а также сеть для передачи необходимой информации в реальном времени. Датчики традиционно были прерогативой немногих стран, которые их производят и контролируют их доступность в стратегических интересах. Было бы желательно достичь самообеспеченности подводными акустическими датчиками, однако страны, не имеющие этих возможностей, все равно могут использовать импортные датчики, если политическая ситуация не сделает это невозможным. Сетевые технологии достигли значительного прогресса, и глобальная коммуникационная индустрия в области RF развивалась благодаря ее коммерческому успеху. Однако акустический анализ тропической литорали IOR потребует специальных усилий для преодоления искажений среды, характерных для конкретного участка. Это будет включать в себя масштабные эксперименты по акустическим измерениям на мелководье (SWAM) в регионе для сбора акустических данных с последующими усилиями по обработке сигналов для моделирования подводного канала и окружающего шума.^[12][28][9]

Эксперименты SWAM потребуют двух основных входов. Первый - это платформы для доступа к укромным уголкам подводной области, а второй - это возможности обработки сигналов, которые будут предварительно обрабатывать данные и выполнять эффективную обработку для получения значимых входных данных. Обычное развертывание датчиков на корабле не дало желаемых результатов и требует значительных ресурсов для охвата обширной территории, подлежащей изучению. Подводные планеры оказались наиболее подходящей платформой для проведения акустических съемок в подводной области, особенно для сбора океанографических данных. Подводные планеры с приводом от плавучего двигателя являются медленными, относительно дешевыми, долговечными и менее шумными, поэтому идеально подходят для сбора данных для акустических съемок. Эти платформы могут быть развернуты в большом количестве, чтобы охватить огромные площади, а выходные данные объединены для анализа данных. Они являются одними из последних достижений в области автономных подводных аппаратов (АНПА), но поскольку они не имеют винтового привода, их можно использовать для сбора акустических данных, поскольку они обладают низким уровнем шума и длительным сроком службы.^[12][29][30] Возможности акустического анализа также по-прежнему ограничены определенной небольшой группой стран, включая США, Францию, Японию, Австралию и членов Nordic Acoustics Association (NAA). ASW у тропического побережья - явление недавнее, и некоторые из этих стран успешно инвестировали и развили возможности для решения этих проблем. Американцы признали расширение влияния Китая в морской сфере, особенно в Южно-Китайском море (ЮКМ), только к концу 20 века. В Международный акустический эксперимент в Азиатских морях (ASIAEX) был масштабным экспериментом SWAM, который они запланировали в самом начале этого века. Первоначально шесть университетов США во главе с Вашингтонским университетом планировали первую фазу проекта, а в фазу 2 были включены еще 20 университетов из Китая, Тайваня и других стран.

США нуждались в данных для преодоления тропических прибрежных проблем в SCS, поэтому весь эксперимент финансировался Управлением военно-морских исследований (ONR), но возглавлялся академией, чтобы замаскировать стратегические намерения.^{[нужна цитата ]} ASIAEX была только началом, и правительство США регулярно проводило сбор акустических данных, передавая акустические массивы и размещая подводные дроны в SCS. Китайцы осознали и приняли свои ограничения на проведение таких крупномасштабных экспериментов SWAM, поэтому участвовали с американцами, чтобы учиться. За этим последовал грандиозный драйв, кульминацией которого стал проект «Великая подводная стена».^[12] В декабре 2016 года китайцы захватили американский подводный беспилотник, развернутый у USNS Bowditch.^[31] Инцидент стал официальным заявлением китайцев о том, что теперь они уверены в реализации своей собственной программы акустических разработок. В Рейс 370 Malaysia Airlines Авария и последующая поисковая операция были еще одним геополитическим упражнением, направленным на то, чтобы загнать в угол Китай и его акустические возможности и инициативу Запада по развитию потенциала. Рейс 370 Malaysia Airlines имел более 90% пассажиров из Китая, и Китай очень хотел возглавить поисковую операцию в IOR, но роль была отведена Австралии, которая, возможно, не имела прямого участия в этом событии. В огромном развитии акустической мощности и возможностей, которые произошли в ходе трехлетних поисковых операций с глобальным финансированием, Китаю было отказано. Акустическая мощность и развитие возможностей в тропической литорали может произойти только с помощью масштабных экспериментальных инициатив SWAM. Они чрезвычайно ресурсоемки и требуют финансирования в другом масштабе, а также поддержки передовых технологий как для оборудования, так и для программного обеспечения. Объединение ресурсов и синергия усилий неизбежны как на национальном, так и на региональном уровне.^[9]

Рекомендации

внешняя ссылка

• «Центр морских исследований».
• «Бхарат Шакти».