автореферат диссертации по транспорту, 05.22.13, диссертация на тему:Информационная поддержка решений диспетчера для управления вынужденной посадкой воздушных судов вне аэродрома

КИЇВСЬКИЙ МІЖНАРОДНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ЦИВІЛЬНОЇ АВІАЦІЇ

МОСКВИЧОВ Владислав Вікторович

Б ОД

УДК 656.7.08.614.8 ґ

ІНФОРМАЦІЙНА ПІДТРИМКА РІШЕНЬ ДИСПЕТЧЕРА ДЛЯ УПРАВЛІННЯ ВИМУШЕНОЮ ПОСАДКОЮ ПОВІТРЯНИХ СУДЕН ПОЗА АЕРОДРОМОМ

Спеціальність 05.22ЛЗ - Навігація та управління повітряним рухом

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

КИЇВ - 1998

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Державній льотній академії України Міністерства освіти України.

Наукові керівники:

— кандидат технічних наук, професор Рубець Михайло Іванович, Державна льотна академія України, ректор;

— кандидат технічних наук, доцент Неділько Сергій Миколайович, Державна льотна академія України, проректор-директор Інституту аеронавігації.

Офіційні опоненти:

— доктор технічних наук, професор Ігнатов

Володимир Олексійович, Київський міжнародний університет цивільної авіації, завідувач кафедри;

— доктор технічних наук, Рева Олексій Мико-

лайович, Державна льотна академія України, професор.

Провідна установа:

Науково-дослідний інститут «Квант - навігація», м. Київ.

Захист дисертації відбудеться 22 червня 1998р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.062.01 при Київському міжнародному університеті цивільної авіації за адресою: 252058 м. Київ-58, ГСП, пр. Космонавта Комарова, 1, КМУЦА.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці КМУЦА.

Автореферат розіслано 21 травня 1998 року.

Вчений сектретар спеціалізованої вченої ради

Р.О. Шевченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ

Актуальність теми. Всепогоднпн режим експлуатації сучасних 11С підвищує регулярність польотів, а отже економічну ефективність їх використання. Середні та важкі 1ІС мають високу ступінь резервування життєвоважлпвих систем, однак, деякі види аварійних ситуацій, зв'язаних з відмовами або надзвичайними подіями на борту літака вимагають негайного виконання вимушеної посадки, в т.ч. і поза аеродромом. Події подібного гатунку мають значну питому вагу в загальній кількості авіаційних пригод. Статистичні дані показують, що кожна десята авіакатастрофа за період 1983 — 1993 років пов’язана з даною проблемою. .

Процес забезпечення безпеки польоту в умовах вимушеної посадки ПС поза аеродромом містить в собі три складових:

— підбір придатного місця приземлення;

— пілотажне виконання заходу на площадку та посадку;

— наступне проведення пошуку та рятування.

Слідує зазначити, що задача підбору найкращого місця приземлення ПС нри вимушеній посадці поза аеродромом, залишаєтья ма-ловивченою і на практиці вирішується методом «проб та помилок», що підтверджується сумною статистикою авіакатастроф.

В працях Рубця М.І., Реви О.М., Журвльової Л.А. представлені дослідження з технології роботи екіпажу в умовах вимушеної посадки ПС поза аеродромом, на підставі адаптованого статистичного методу моделювання поведінки людини-оиератора в системі «люднна-маши-на». Під егідою РАА та КАБЛ проведено вивчення динаміки конструкції важкого ПС при вимушеній посадці поза аеродромом. В результаті аналізу діючої практнтки забезпечення вимушеної посадки поза аеродромом виявлено, що нормативно схваленні! порядок дій авіадис-петчера не в повній мірі відображає потреби екіпажу та мету діяльності УПР при виконанні вимушеної посадки ІІС поза аеродромом.

Аналіз процесів управління повітряним рухом при виконанні вимушеної посадки середнього або важкого ГІС поза аеродромом показує, що головною проблемою являється підбір оптимального місця приземлення (ооблпво для умов поганої видимості), яка може бути вирішена за умови попередньої кількісної оцінки підстилаючої поверхні за критерієм придатності до посадки. Технічна реалізація завдання можлива за рахунок використаная комп'ютерних технологій для оперативного падання інформації диспетчеру, а за допомогою нього і екіпажу, про найкращі альтернативи допустимо-

го місця приземлення. Виходячи з викладеного була сформульована тематика даної дисертаційної роботи.

Мета дослідження полягала в розробці інформаційного забезпечення для управління диспетчером вимушеною посадкою поза аеродромом середніх або важких ПС.

Для досягнення вказаної мети автором поставлені та вирішені слідуючі задачі:

1. Розробка концепції забезпечення безпеки під час управління диспетчером вимушеною посадкою ПС поза аеродромом.

2. Аналіз динаміки вимушеної посадки важкого літака.

3. Розробка та кількісна оцінка типових образів підстилаючої поверхні;

4. Розробка процедур інформаційної підтримки рішень диспетчера.

Методи дослідження. В дисертаційній роботі використані методи морфологічної комбінаторики, методи експертного опитування, теорії графів, теорії нечітких множин, теорії розпізнавання образів, теорії імовірностей.

Наукова новизна роботи. Запропонована концепція забезпечення безпеки при управлінні диспетчером вимушеною посадкою ПС, при якій авіадиспетчеру, а за допомогою нього — екіпажу, оперативно надається інформація про найкращі альтернативи допустимого місця приземлення. Розроблена методика кількісної оцінки підстилаючої поверхні для довільно вибраної зони організації повітряного руху. Розроблені алгоритми та принципи побудови модуля інформаційної підтримки рішень авіадиспетчера. Визначена модель знань, яка забезпечує діяльність фахівця служби руху при роботі в умовах вимушеної посадки поза аеродромом.

Практична цінність роботи. Розроблені методики, моделі, алгоритми представляють собою основу для програмної реалізації та впровадження інтелектуальних систем в контур АС УПР. Окремі результати роботи можуть бути застосовані вже сьогодні в неавто-матизованих системах для прискорення процесу інформаційного пошуку в нештатних ситуаціях при УПР.

Основні положення, шо виносяться на захист:

1. Концепція забезпечення безпеки при управлінні диспетчером вимушеною посадкою ПС поза аеродромом.

2. Атлас образів підстилаючої поверхні для території України.

3. Методика кількісної оцінки підстилаючої поверхні.

4. Принципи побудови прототипу модуля інформаційної підтримки рішень авіадиспетчера «Вимушена посадка ПС».

Особистий внесок здобг/еача. Дисертаційна робота є результа-

З

том самостійного дослідження. Автором виявлені недоліки в діючій практиці виконання вимушеної посадки ПС поза аеродромом.; Автором розроблена методика класифікації підстилаючої поверхні на основі складеного за методами експертного опитування атласу образів підстилаючої поверхні. На основі проведених досліджень створенні! технічний опис модуля інформаційної підтримки рішень диспетчера «Вимушена посадка ПС».

Основні нанкові результати роботи. Результати кандитатської дисертації адаптовані та запроваджені в навчальний процес ДЛАУ на факультеті обслуговування повітряного руху та прийняті в Комітеті по ВПП та ОПР України для використання в роботі при оцінці зон ОПР на предмет придатності для виконання вимушеної посадки ПС поза аеродромом, що підтверджується відповідними актами впровадження.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідалися га обговорювалися на слідуючих конференціях:

— Науково-методичній конференції «Проблеми розробки та застосування в навчальному процесі ВНЗів спеціалізованих тренажерів, автоматизованих робочих місць та автоматизованих навчальних систем» (м. Кіровоград, ДЛАУ, 1994р.),

— Першій науково-практичній конференції «Актуальні проблеми людини в аерокосмічних системах» (м. Москва, 1997),

— Міжнародній науково-практичній конференції «Забезпечення безпеки польотів в нових економічних умовах» (м. Київ, КМУЦА, 1997),

— Міжнародній науково-практичній конференції «Авіація загального призначення: проблеми та перспективи» (м. Кіровоград, ДЛАУ, 1997),

— Міжнародній науково-практичній конференції «Актуальні проблеми підготовки авіаційних спеціалістів» (м. Кіровоград, ДЛАУ, 1997).

Публікації. Основний зміст дисертації опублікований в б друкованих роботах.

Структура іпа обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, чотирьох розділів, висновків та 4 додатків. Список використаних першоджерел вміщує 104 найменування. Загальний об’єм роботи складає 178 сторінок, в тому числі 12 таблиць та 45 ілюстрацій.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтована актуальність теми дисертації, визначені ціль та методологічна основа досліджень. Сформульовані положен-лія, які виносяться на захист, заявлена наукова новизна та практич-

на цінність роботи. Показано, яким чином здійснювалась апробації та впровадження результатів роботи.

У першому оозділі сформульовані причини, які призводять де виконання вимушеної посадки ПС поза аеродромом, представлене статистика авіакатастроф. Показано, що вирішальне значення дл* безпечного виконання вимушеної посадки поза ародромом має інфор-мованість екіпажу про підстилаючу поверхню, особливо при наявності різнотипової місцевості в зоні управління повітряним рухол-та, як окремий випадок, вздовж маршруту польоту. Складність ефективного рішення завдання по підбору площадки для вимушеногс приземлення полягає у слідуючому:

1. На великих висотах, екіпаж не в змозі здійснити підбір посадочної площадки в межах всієї зони досяжності, на придатністі для виконання приземлення можливо оцінити тільки невелику ЗОН} радіусом, рівним подвоєнній висоті, яка не обов'язково вміщує найкращий варіант по завершенню польоту (рис. 1).

2. При зниженні ПС з курсом, близьким до польотного, ще найбльш часто зустрічається на практиці виконання вимушеної посадки поза аеродромом, зона видимості перешкод виходить за межі раніше проаналізованої території (в момент початку зниження),

3. На малих висотах 800-1000 м вибір місця приземлення обмежений незначним набором альтернатив та дефіцитом часу.

4. В складних метеоумовах або в нічний час візуальний контакт з землею відсутній, що виключає можливість підбору посадочної площадки з повітря.

Рис. 1. Зона видимості перешкод.

1. Зона досягаємості ПС.

2. Зона видимості перешкод.

Таким чином, задача підбору місця приземлення, часто вирішується екіпажем методом випадкового вибору, причому вирішальне значення в забезпеченні безпеки при посадці поза аеродромом має напрям зниження.

Досліджена діюча практика забезпечення безпеки при виконанні ПС вимушеної посадки поза аеродромом, в якій виявлені слідуючі недоліки:

а) екіпаж ПС, а саме КПС, розглядаються як єдина «лінія оборони», тобто на нього покладений підбір площадки для вимуншого приземлення ПС, власне виконання посадки, а авідиспетчеру відводиться пасивна роль в даній ситуації;

б) відсутність нормативної бази та чіткого інструктивного матеріалу'по підбору площадок для вимушеного приземлення ВС поза аеродромом;

в) недостатня підготовка екіпажів до виконання вимушеної посадки поза аеродромом;

г) задача підбору придатного місця приземлення несформульо-вана, а отже навчання її вирішенню не проводиться.

Вперше проведені систематизація та ранжування комплексних факторів, які впливають на безпеку та виживання при вимушеній посадці ПС поза аеродромом.(табл. /).

Таблиця 1

Експертна оцінка значимості комплексних факторів

Ранг Зміст фактора Експертна оцінка значимості

сер. значення М зваж. сер. значен.

1 Тип підстилаючої поверхні 97,2 19,1

2 Умови польоту 89,3 17,5

3 Тип особливого випадку 89,0 17,5

4 Метеорологічні умови 86,6 17,0

5 Забезпечення пошуку та рятування 80,3 15,8

6 Психофізіологічний ' 25,2 5,0

7 Ситуаційний 19,4 3,8

8 Організаційний 12,2 2,4

9 Юридично-правовий 10,1 1,9 .

Запропонована концепція забезпечення безпеки при управлінні диспетчером вимушеною посадкою ПС поза аеродромом, яка базується на застосуванні автоматизованих засобів допомоги оператору для вирішення проблем та прийняття рішень з використанням методів штучного інтелекту. Головним елементом концепції є активізація ролі авідис-петчера при підборі придатної посадочної площадки, шляхом рекомендації екіпажу місця для вимушеної посадки. Основу для видачі такої інформації складає заздалегідь реалізована класифікація підстилаючої поверхні з визначенням коефіцієнту придатності до виконання вимушеної посадки однорідних участків. Введений коефіцієнт представляє собою інтегральний показник, який враховує різні фактори, впливаючі на виживання. Одночасно автоматизовані функції сповіщення всіх зацікавлених абонентів про передбачаєме місце, час, прогнозуємі масштаби лиха та відповідні потреби аварійних та медичних служб.

Складена модель знань фахівця служьи руху для роботи в умовах вимушеної посадки поза аеродромом.

У другому розділі розроблені теоретичні основи процесу виконання вимушеної посадки ПС поза аеродромом з точки зору теоретичної механіки. Описані механічні особливості зіткнення ПС з перешкодами.

Показано, що безпека людей, які знаходятьяся на борту, та характер пошкоджень ПС залежить від віддалі між точкою дотику та перешкодою. Основний критерій оцінки — перевантаження гальмування при посадці в напрямі «спина-груди» по вісі X, яка визначається із співвідношення:

. V2

п =------

2Б§

де V — посадочна швидкість;

5 — шлях гальмування.

Подані та проаналізовані дані по реакції конструкцій ПС, одержані по ходу досліджень,які проводяться Федеральним управлінням цивільної авіації (БАА) США та ЫАБА, за трьома напрямами:

— натурний експеримент;

— стендові випробовування;

— теоретичне нелінійне моделювання та виконано порівняння результатів такого моделювання з еспериментом.

На рис. 2 показані значення прискорення, які збігаються з вектором перевантаження таз-голова, за результатами натурного експерименту та теоретичного моделювання. Цей вид перевантаження найбільш погано переноситься людиною.

15

10

\

□ \

а Експеримент

О ОУСАБТ

-■О,

о'Ч

а

Пп„4-- Хь - - у,

ао а'-о-сг °

а

Вз

В а

х

_і_

I

10 15 20

Косррлчіїага м

Рис. 2. Максимальні вертикальні прискорення.

25

зп

Встановлено, що значення вертикальних прискорень при вимушеній посадці ПС на фюзеляж в частині від переднього до заднього відсіку практично не перевищує порогових, які переносяться людиною.

Обгрунтовані мінімально потрібні розміри площадки для виму-іпеного приземлення важкого ПС поза аеродромом: 300 х 2000м.

Використаний теоретичний підхід повинен суттєво поглибити розуміння експертом поведінки важкого транспортного літака в умовах вимушеної посадки лоза аеродромом для оцінки коефіцієнта придатності при експертизі Атласа образів підстилаючої поверхні.

У третьому розділі проведені дослідження по кількісній оцінці еталонних описів, зведених в атласі образів підстилаючої поверхні.

Для вирішення задачі застосовано апарат нечіткої математики, що дало можливість одержати характеристики загального порядку, згрупувати безліч участків місцевості в кінцеве число образів підстилаючої поверхні, доступне для проведення екпертизи.

Сукупність образів підстилаючої поверхні була розділена на п'ять видів: рівнинна, лісова, гірська, водна та пустельна території, за особливостями виконання вимушеної посадки. Для кожного виду були виділені слідуючі класифікаційні ознаки:

а) морфологічні, що стосуються внутрішньої побудови;

б) наявність перешкод, що стосуються структури та зовнішнього виду;

в) екстремальні умови.

Також враховувалися деякі додаткові уніфіковані ознаки для конкретного виду підстилаючої поверхні з урахуванням властивої їм неоднорідності. Формування образів участків підстилаючої поверхні здійснювалося з використанням комбінаторних схем:

П(г) = X (гіу-гСк'У(к), 0 < г < т,

к~т

де Ш(г) — сума елементів, маючих рівно г властивостей.

В результаті складено атлас образів підстилаючої поверхні з 346-ти можливих еталонних описів участків для території України.

Оцінюємий об'єкт — участок підстилаючої поверхні описується, в основному, суб'єктивними характеристиками, а отже, одержати дані, які вимагаються, шляхом об'єктивних вимірів неможливо. В зв'язку з цим, коефіцієнт придатності до виконання вимушеної посадки визначався методами експертного оцінювання. Для проведення експертизи були вибрані групові очні закриті процедури опитування. Формалізація експертної інформації проводилася в формі нечітких міркувань з використанням теорії нечітких множин. Успішність виконання посадки на кожний участок, виражалася лінгвістичною змінною «виживання», під якою мався на увазі рівень безпеки осіб, які знаходяться на борту, та міру пошкодження ПС під час посадки, і для якої нами була встановлена слідуюча лінгвістична шкала:

(мінімальна + низька + невисока + висока + максимальна).

Переваги експертів визначалися способом несуворого зворотнього ранжування, шляхом приписування кожному з образів підстилаючої поверхні оцінки в кількісній шкалі [ 0; 1 ], де значення нуль приписується абсолютно безнадійному виходу, а одиниця — сто-

відсотковому рівню збереження життя та здоров'я осіб, які знаходяться на борту, а також значенням в ранговій лінгвістичній шкалі. Формування групової експертної оцінки, основаної на виявленні узгодженої колективної думки при індивідуальному анкетному опитуванні експертів в три тури виконано за методом Дельфі. Одночасно будувалися графіки функції належності «виживання»—»/7 (тип підстилаючої поверхні), для кожного з 346-ти аналізуємих еталонних образів, використовуючи матрицю підказок, за якими визначені значення коефіцієнта придатності до виконання посадки ПС на даний участок місцевості.

Рис. 4. Графік функції належності.

На відповідних графіках були відмічені показники середнього результату, визначені за методом Дельфі. Одержані різними способами оцінки для кожного образу підстилаючої поверхні мали незначне розходження. Спираючись на технологію «планування по вузькому місцю», в атласі образів підстилаючої поверхні кожному участку, за результатами проведеного експерименту, була персоніфікована більш низька експертна оцінка.

В четвертому розділі вирішуються завдання розробки методик, моделей та принципів організації модуля інформаційної підтримки рішень диспетчера «Вимушена посадка ПС».

Розроблена методика класифікації підстилаючої поверхні, складена з використанням апарату розпізнавання образів участків.

Саме розпізнання полягало в синтаксичному аналізі опису участка підстилаючої поверхні.

Особливі труднощі’були в подоланні трансобчислювального характеру задачі, яка вирішувалась за рахунок послаблення ряду вихідних умов, в зв'язку з чим, не можна було зарані сформувати такий опис зображень, який за допомогою простих алгоритмів розділив би весь простір на окремі ділянки відповідним чином. Використовуючи лінгвістичні конструкції при описанні образів, можливо виявити однотипові участки різної площадної розмірності, які мають однаковий коефіцієнт придатності до виконання вимушеної посадки ПС поза аеродромом.

Рис. 5 Структура процесу класифікації.

Особливість запропонованого методу класифікації полягає в тому, що за допомогою деякої граматики Є показано було не безліч зображень, що розпізнаються, а безліч спеціальним чином підібраних еталонів \т*(0.Задача аналізу при цьому формулювалася як оптиміза-ційна задача пошуку еталонного зображення V*, яке має максималь-

-11-

Iiy подібність F(V*,X) до зображення, що розпізнається X:

V* = arg max F(V* ,Х), V*e V*(G).

В процесі вирішення задачі класифікації підстилаючої поверхні коефіцієнти придатності деяких участків /г; та 1гІЧ, які межують між собою, відрізнялися менше ніж на 0,09, \k{ - kj+l\ < 0.09 при умові, що /е; та ki+f відповідно мають вигляд: 0, apt та 0,а/3}, де ає[0,...9]та /Зє[0,...9].

На думку експертів, імовірність благополучного завершення виконання посадки на таку ділянку підстилаючої поверхні приблизно рівнозначна. При оцінці консолідованого участка була застосована модель агрегування двох змінних в вигляді аргуманта однієї функції виду:

дер — допустимий ступінь компенсації малих значень одних рівноцінних показників більшими значеннями інших. .

Спираючись на вимоги гарантійного підходу до забезпечення безпеки польотів в ЦА, які не допускають компенсації одних показників іншими (р—>оо), був одержаний граничний вигляд функції агрегування:

ф(Е)=шіп||^-|, а.=Ф 0,

тобто кожний з консолідованих участків був маркований найменшим результуючим значенням коефіцієнта придатності до виконання вимушеної посадки.

Запропонована методика апробована при класифікації підстилаючої поверхні вздовж повітряної траси А 142 на участку Кіровоград

— Кривий Ріг, в межах смуги шириною ЗО км по обидва боки від вісі траси. '

Розроблено модель побудови зон досяжності ПС, з пакетом програмного забезпечення, що базується на власній методиці розрахунку. Зони досяжності ПС моделювалися для двох режимів:

— екстреного зниження (пожежа, вибух на борту);

— зниження планеруванням (повна відмова двигунів, повний виробіток палива).

При створенні моделі були введені деякі обмеження:

— ПС залишається керованим. Керованість, що оцінюється за шкалою Купера-Харпера не нижче, ніж 9,0 балів;

— радіус розвороту та середня швидкість'ПС'розраховується без

урахування еквівалентного вітру (£/ет), тобто = К.та збільшення СЕ);

— при реалізації приблизних розрахунків використані основні формули планіметрії.

Створений модуль інформаційної підтримки рішень авідиспет-чера реалізований як додатковий технічний засіб для УПР і може бути використаний як у складі контура АС УПР, так і автономно в неавтоматизованих системах, і представляє собою оболонку, яка вміщає простий механізм запитів та відображення, що призначені для вирішення вузькоспеціальних завдань аеронавігації. На екран виводяться тільки відомості, які цікавлять користувача в момент роз’вязання задачі, а саме:

— класифікована підстилаюча поверхня в межах зони досяжності (2-3 участка для найкращого завершення польоту);

— зони екологічного моніторингу, участки з мінімальним коефіцієнтом безпечного виконання вимушеної посадки (& <0.5), аеродроми розташовані в межах зони досяжності;

— за запитом користувача активізує атрибутивні дані: значення коефіцієнта безпеки, контрольні точки порогів участків, відомості про аеродроми (при наявності);

— ПС, яке виконує посадку поза аеродромом.

Вказаний модуль розроблено для Кіровоградської зони ОПР.

Запропоновано підхід до оцінки альтернатив завершення польоту, оскільки з впровадженням модуля інформаційної підтримки рішень диспетчера «Вимушена посадка ПС» можливими альтернативами (стратегіями 17) завершення польоту можуть стати:

иі — посадка на найближчий аеродром, в т.ч. запасний або аеродром вильоту, при умові відповідності його класу ПС;

и2 — посадка на будь-який найближчий аеродром невідповідного класу;

из — посадка на площадку, підібрану з повітря;

и4 — посадка на рекомендовану площадку.

Перші три стратегії відомі та рекомендовані нормативно схваленим порядком діяльності. Підхід 114 пропонується в якості нової альтернативи при виконанні вимушеного приземлення, реалізація якої, частіше всього, прийнятна дл ПС, обладнаних сучасними кутомірно-далекомірними системами, або використовуючих приймачі сигналів ОРБ.

Аналіз альтернатив завершення аварійного польоту міг би бути проведений шляхом вивчення реальних випадків виконання вимушених посадок, однак, так як статистику, достатню для одержання достовірних оцінок виявити не вдалося, то застосовано підхід, осно-

вашій на використанні середніх значень поглядів експертів, яким пропонувалося оцінити імовірність благополучного результату (у) при завершенні польоту для зазаначених стратегій, по кожному з чотирьох факторів Л (табл. 2):

Л; — коефіцієнт придатності до виконання вимушеної посадки. Враховується максимальне збереження життя та здоровя осіб, що знаходяться на борту та найменші пошкодження ПС під час посадки;

Л2 — коефіцієнт ефективності проведення операції пошуку та рятування. Враховуються точність визначення місця посадки та віддаленість від розташування ПРС; '

Л3— коефіцієнт дефіциту часу. Враховується час, потрібний для завершення польоту, віддаленість від аеродрому або місця приземлення при необхідності виконання екстренної посадки;

Л4— коефіцієнт трудомісткості. Враховується обізніність пілота про місце приземлення та складність пілотажних процедур.

Таблиця 2

Значення результатів для стратегії! завершення польоту в разі необхідності виконання ПС вимушеної посадки.

Стратегії, II Фактори

Л, Хо Л? . л,

и, 0,997 1,000 0,993 0,716

ир 0,822 1,000 0,805 0,887

и.1 0,513 0,739 0,521 0,996

Ж. 0,986 0,866 0,871 0,935

Опис ситуації зазначувався в анкеті. Для оптимізації рішення застосовані класичні критерії вибору рішень в умовах стохастичної невизначеності:

— Вальда: и*=тах тіп уг ,

. '. ; 4

— Севіджа: и*=тіп ?пах (тах у{. — г/г),

і і і 4 4 1 П

— Лапласа: ,

—' Гурвиця: и*=тах (тах у{. + тіп у{- (/ —а)),

де (/ — а) — коефіцієнт песимізму. ■

Результат, отриманий при вирішенні задачі оптимізації за трьома з чотирьох класичних критеріїв для сценарія, що розглядається, {табл. 3) дозволяє зробити висновок, що найбільш прийнятним завершенням польоту для ПС, яке знаходиться в розглядаємій нештатній ситуації, є

посадка поза аеродромом на площадку вздовж повітряної траси, інформація про яку надається екіпажу з Землі по мовному каналу у вигляді контрольних точок для активізації в бортовому GPS приймачі.

Таблиия З

Результати вирішення задачі оптимізації по завершенню польоту ПС в разі вимушеної посадки поза аеродромом.

Стратегії, U Критерії оптимізації

Севіджа Вальда Лапласа Гуреиця

и, 0,2840 0,7160 0,9265 0,9432

и> 0,1950 0,8050 0,8785 0,9610

Us 0,4870 0,5130 0,6923 0,8994

-Чі 0,1340 0,8660 0,9145 0,9630

Вигодами реалізації такої стратегії є:

— наявність потрібної для будь-якого типу ПС посадочної дистанції;

— постійне знаходження в зоні досяжності ПС не менше однієї такої площадки;

— максимальний коефіцієнт придатності до виконання посадки;

— відоме місцезнаходження мінімізує час на проведення операції пошуку та рятування.

ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ РОБОТИ І ВИСНОВКИ

Узагальнюючи подані в дисертації результати, виділимо слідуючі, найбільш важливі положення:

1. Досліджена діюча практика забезпечення виконання ПС вимушеної посадки поза аеродромом, виявлені слідуючі недоліки:

а) екіпаж ПС, зокрема КПС, розглядаються як єдина “лінія оборони”, тобто на нього покладений вибір площадки для вимушеного приземлення ПС, власне виконання посадки, а авіадиспетчеру відводиться пасивна роль в даній ситуації.

б) відсутність нормативної бази та чіткого інструктивного матеріалу по підбору, площадок для вимушеного приземлення ПС поза аеродромом;

в) недостатня підготовка екіпажів до виконання вимушеної посадки поза аеродромом;

г) задача підбору придатного місця приземлення несформульо-вана, а отже, навчання її вирішенню не проводиться.

2. Вперше проведені систематизація та ранжуванння комплексних факторів, які впливають на безпеку та виживання при вимушеній посадці ПС поза аеродромом. Створена модель знань фахівця служби руху, яка необхідна для роботи в таких умовах.

3. Запропоновано концепцію забезпечення безпеки при управлінні диспетчером вимушеною посадкою ПС поза аеродромом. Диспетчеру, а за допомогою нього й екіпажу, оперативно надається інформація про найкращі альтернативи передбачуваних місць приземлення. Підбір придатного посадочної площадки доцільно здійснювати, коли зона досяжності ПС має максимальні розміри, в зв’язку з чим зростає ймовірність пошуку більш прийнятного варіанту, а отже, шансів на виживання осіб, які знаходяться на борту.

4. Складений атлас образів підстилаючої поверхні, який включає 346 можливих описів ділянок для території України. Кожному образу, в результаті експертного оцінювання, наданий коефіцієнт придатності до виконання вимушеної посадки. Введений коефіцієнт представляє собою інтегральний показник, який враховує різні фактори, що впливають на виживання.

5. Розроблена методика класифікації підстилаючої поверхні. Запропоновано підхід, який передбачає початково оцінювати підстилаючу поверхню вздовж повітряної траси в межах смуги певної ширини, що найбільш доцільно до переходу на методи зональної навігації, з визначенням коефіцієнту придатності до виконання вимушеної посадки для однотипових дільниць. В подальшому, як передбачається, необхідно буде здійснити класифікацію всієї підстилаючої поверхні в межах зон інтенсивних польотів. Виконана класифікація підстилаючої поверхні вздовж повітряної траси А 142 на дільниці Кіровоград — Кривий Ріг в межах смуги шириною ЗО км по обидва боки від вісі траси.

6. Розроблена модель розрахунку зон досяжності ПС в залежності від типу особливого випадку в польоті для двох режимів: екстренного зниження та зниження планеруванням.

7. Складений технічний опис модуля інформаційної підтримки рішень авіадиспетчера «Вимушена посадка ПС», в якому застосовані розроблені в дисертації методики та моделі. Дана розробка буде в максимальній мірі ефективна в регіонах з яскраво вираженою неоднорідністю підстилаючої поверхні та наявністю зон екологічного моніторинга.

8. Одержані та наведені в дисертації нові наукові результати, здійснюють рішення поставлених в ній завдань. В роботі закладені основи вдосконалення процесів управління повітряним рухом при

виконанні середнім або важким ПС вимушеної посадки поза аеродромом, які можуть служити базою для наступних наукових досліджень і практичних розробок, спрямованих на вирішення дуже важливої проблеми — підвищення безпеки та виживання осіб, які знаходяться на борту, під час нештатних ситуацій в польоті за рахунок своєчасного інформаційного забезпечення авіаційних операторів.

ОСНОВНІ ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Москвичев В.В. Совершенствование процессов ОВД при вынужденной посадке ВС вне аэродрома//Проблемы аэронавигации: Сборник научных трудов. — Кировоград: ГЛАУ, 1997. — С. 106-109.

2. Неделько С.Н., Москвичев В.В. Подход к оценке альтернатив завершения полета в нештатных ситуациях, требующих вынужденной посадки воздушного судна//Проблемы аэронавигации: Сборник научных трудов. — Кировоград: ГЛАУ, 1997. — С. 16-20.

3. Рубец М.И., Москвичев В.В. Методика оценки пригодности подстилающей поверхности к выполнению вынужденной посадки гражданским ВС//Проблемы аэронавигации: Сборник научных трудов. — Кировоград: ГЛАУ, 1997. — С. 8-13.

4. Рубец М.И., Неделько С.Н., Москвичев В.В. Информационные системы поддержки принятия решений при вынужденной посадке гражданского воздушного судна вне аэродрома//Труды 1 Междунар. науч.-практ конф. «Актуальные проблемы человека в аэрокосмических системах». — Москва: 1997 — С. 199-201.

5. Рубец М.И., Неделько С.Н., Москвичев В.В. Классификация подстилающей поверхности в целях повышения безопасности вынужденной посадки гражданского воздушного судна вне аэродрома //Труды Междунар. науч. конф. «Обеспечение безопасности полетов в новых экономических условиях». — Киев: 1997. — Т. 1.— С. 93-94.

6. Неделько С.Н., Москвичев В.В. Применение ПЭВМ при обучении авиадиспетчеров деятельности в условиях вынужденной посадки воздушного судна//Тези доповідей науково-методичної конференції «Проблеми розробки і застосування у навчальному процесі вищих навчальних закладів спеціалізованих тренажерів, автоматизованих робочих місць та автоматизованих навчальних систем».

— Кіровоград: 1994. — С. 57.

- 17 -АНОТАЦІЯ

Москвичов В.В. Інформаційна підтримка рішень диспетчера для управління вимушеною посадкою повітряних суден поза аеродромом.

Дисертація на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.13 «Навігація та управління повітряним рухом», Державна льотна академія України , Кіровоград, 1998.

Запропонована концепція забезпечення безпеки прн управлінні диспетчером вимушеною посадкою ПС поза аеродромом. Розроблені та впроваджені:

— методика класифікації підстилаючої поверхні за критерієм придатності до виконання вимушеної посадки ІІС;

— атлас образів підстилаючої поверхні для території України.

Здійснена технічна реалізація модуля інформаційної підтримки

рішень диспетчера «Вимушена посадка ПС». Складена модель знань, яка забезпечує діяльність фахівця служби руху в даній нештатній ситуації.

Ключові слова: концепція забезпечення безпеки, вимушена посадка поза аеродромом, модуль інформаційної підтримки рішень диспетчера, образи підстилаючої поверхні, зона досяжності ПС.

АННОТАЦИЯ

Москвичев В.В. Информационная поддержка решений диспетчера для управлення вынужденной посадкой воздушных судов вне аэродрома.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.22.13 «Навигация и управление воздушным движением», Государственная летная академия Украины, Кировоград, 1998.

Предложена концепция обеспечения безопасности прн управлении диспетчером вынужденной посадкой ВС вне аэродрома. Разработаны н внедрены:

— методика классификации подстилающей поверхности по критерию пригодности к выполнению вынужденной посадки ВС;

— атлас образов подстилающей поверхности для территории Украины.

Осуществлена техническая реализация модуля информационной

поддержки решений диспетчера «Вынужденная посадка ВС». Составлена модель знаний, обеспечивающая деятельность специалиста службы движения в данной нештатной ситуации.

Ключевые слова: концепция обеспечения безопасности, вынуж-

денная посадка вне аэродрома, модуль информационной поддержки решений диспетчера, образы подстилающей поверхности, зона достижимости ВС.

ABSTRACT

Moskvichov V.V. Information Support of the АТС Control Decision Making for Controlling the Aircraft Forced Landing off Aerodrome.

Candidate of technical sciences dissertation on speciality 05.22.13 Navigation and Air Traffic Control. State Flight Academy of Ukraine, Kirovograd, 1998.

Conception «Provision of safety of flight during aircraft forced landing off-aerodrome procedure control by ATCcontroller» is moved forward. Developed and introduced are:

— methodology of underlaying surfaces classification according to criterion of fitness for aircraft forced landing execution;

— atlas of underlaying surface edges of the Ukrainian territory.

Implemented is the technical realization of the «Aircraft Forced

Landing» АТС controller’s decision-making informational backing module. Made up is knowledge model, providing for air traffic control specialist’s activities in the given extraordinary situation.

Key words: conception of safety provision, forced landing off aerodrome, АТС controller’s decision-making informational backing module, underlaying surface edges, aircraft’s reacheability zone.