автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.02, диссертация на тему:Методическое обеспечение автоматизированной оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья

кандидата технических наук
Тимме, Егор Анатольевич
город
Москва
год
2010
специальность ВАК РФ
05.26.02
цена
450 рублей
Диссертация по безопасности жизнедеятельности человека на тему «Методическое обеспечение автоматизированной оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья»

Автореферат диссертации по теме "Методическое обеспечение автоматизированной оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья"

На правах рукописи

004604027

Тимме Егор Анатольевич

МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОЦЕНКИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ГОТОВНОСТИ АВИАЦИОННЫХ СПАСАТЕЛЕЙ К ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО ЛИКВИДАЦИИ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ

05.26.02 - Безопасность в чрезвычайных ситуациях (авиационная и ракетно-космическая техника, технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ИЮН 2010

Москва-2010 г.

004604027

Работа выполнена в ФГУ «Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины Минобороны России»

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

доктор технических наук, профессор

Бубеев Юрий Аркадьевич Кукушкин Юрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук кандидат технических наук

Беркович Юлий Александрович Попов Владимир Александрович

Ведущая организация:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Академия гражданской защиты МЧС РФ»

141435, Московская область, г. о. Химки, микрорайон Новогорск, ФГОУ ВПО АГЗ МЧС РФ

часов на заседании

Защита состоится « %2. » (АНЗНЛ 2010 года в {О'ОО Диссертационного совета Д-002.111.02 при Учреждении Российской академии наук Государственном научном центре Российской Федерации - Институте медико-биологических проблем РАН (ГНЦ РФ - ИМБП РАН) по адресу: 123007, Москва, Хорошевское шоссе, 76А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНЦ РФ - ИМБП РАН.

Автореферат разослан «_

2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 002.111.02 доктор биологических наук

Назаров Н.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Важнейшим направлением обеспечения безопасности полетов авиационной и космической техники является функционирование системы авиационно-космического поиска и спасания, которая является единой и имеет целью организацию и проведение поиска и спасения терпящих или потерпевших бедствие воздушных судов (ВС) всех видов авиации, их пассажиров и экипажей, поиска и эвакуации космонавтов и космических аппаратов с места посадки. Кроме того, устойчивый рост количества чрезвычайных ситуаций (ЧС) различного генеза, происходящих в горной местности, требует увеличения количества мероприятий и качества их проведения, в том числе с применением авиационной техники при участии формирований спасателей. Задачи по проведению поиска и спасания потерпевших бедствие воздушных судов, в том числе в сложных физико-географических районах горных регионов России, занимающих около четверти всей ее территории, возлагаются на подразделения авиационных спасателей [Попов В.А., 2009].

Одним из эффективных путей повышения профессиональной работоспособности авиационных спасателей в условиях высокогорья является повышение их профессиональной готовности - сложного системного качества, складывающегося из уровня технической подготовленности и умений, возможностей организма адаптироваться к воздействию неблагоприятных факторов горной среды и способности психики адекватно реагировать на особенности профессиональной деятельности [Ушаков И.Б., 2000].

Профессиональная готовность напрямую зависит от функциональной надежности - интегральной характеристики, отражающей функциональную устойчивость систем организма по обеспечению профессиональной работоспособности, эффективности и надежности деятельности в любых, в том числе экстремальных, условиях деятельности [Ушаков И.Б., Турзин П.С., Агаджанян H.A., 2001]. Под функциональной устойчивостью понимается устойчивость функций систем организма специалиста в условиях профессиональной деятельности, степень адекватности реагирования определенных функций на условия и содержание рабочего процесса [Ушаков И.Б.,2000].

Вопросы оценки факторов риска в профессиональной деятельности лиц опасных профессий отражена в трудах Ушакова И.Б., Пономаренко В.А., Гончарова С.Ф., Ступакова Г.П., Бодрова В.А. Проблема обеспечения функциональной надежности человека в экстремальных условиях высокогорья имеет достаточно проработанные теоретические основы и практические результаты, благодаря исследованиям Газенко О.Г., Григорьева А.И., Агаджаняна H.A., Айдаралиева A.A., Баевского P.M., Гиппенрейтера, Е.Б., Коваленко Е.А., Каткова АЛО. и многих других авторов, но ее нельзя считать до конца решенной. Прогнозирование профессиональной надежности специалистов опасных профессий по психологическим и психофизиологическим показателям исследовалось в работах Бубеева Ю.А., Рыбникова В.Ю. и Вавилова М.В. Математическое обеспечение автоматизированных комплексов диагностики

состояний человека разрабатывалось Чичкиным В.А., Воскресенским А.Д., Кукушкиным Ю.А., Богомоловым А.В., Усовым В.М., Бобровым А.Ф.

В то же время, несмотря на значительность полученных результатов в области аппаратного и медико-биологического обеспечения медицинского контроля человека в условиях высокогорья, их практическое использование для прогноза надежности профессиональной деятельности авиационных спасателей в высокогорье, затруднено. В связи с этим, решаемая в предлагаемой работе научно-практическая задача, направленная на создание методического обеспечения и автоматизированной системы поддержки принятия решений, помогающей командиру и врачу оценить готовность личного состава подразделений авиационных спасателей к ведению профессиональной деятельности в горных условиях, является актуальной.

При этом методическое обеспечение определяется как комплекс методик обследования лиц, проходящих горную подготовку, и математическое обеспечение, включающее в соответствии с ГОСТ 34.003-90 совокупность применяемых математических методов, моделей и алгоритмов.

Основной идеей работы является применение принципа соответствия уровня функциональной надежности, физического, психологического состояния авиационных спасателей, их технической и тактической подготовленности уровню трудности и опасности условий деятельности для оценки готовности к выполнению профессиональных задач в горах.

Цель работы. Повышение эффективности, надежности и безопасности деятельности авиационных спасателей на основе разработки метода оценки их функциональной надежности и профессиональной готовности к проведению поисково-спасательных операций в экстремальных условиях высокогорья.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обоснование структуры интегрального показателя профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья и состава его компонентов.

2. Разработка математического обеспечения оценки функциональной надежности авиационных спасателей.

3. Структурная и параметрическая адаптация решающих правил для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

4. Синтез алгоритма оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

5. Разработка автоматизированной системы оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

6. Оценка эффективности разработанного методического обеспечения оценки профессиональной готовности.

Предмет исследования - методическое обеспечение оценки профессиональной готовности.

Объект исследования - профессиональная готовность авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

Основными методами исследования являются: метод системного анализа, методы математической статистики и теории вероятностей, теории искусственных нейронных сетей и экспертных оценок. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанное математическое обеспечение оценивания 5 компонентов профессиональной готовности - функциональной надежности, физической работоспособности, психологической готовности, технической и тактической подготовленности - позволяет по результатам комплексного обследования авиационных спасателей в условиях высокогорья распознавать их принадлежность по каждому компоненту к одному из 4 классов, отражаемых на шкале порядка и соответствующих оценкам «высокая», «средняя», «низкая», «крайне низкая».

2. Разработанное методическое обеспечение оценки профессиональной готовности авиационных спасателей позволяет распознать их принадлежность к классам профессиональной готовности с точностью не менее 95,2% , при этом количество ошибочных решений 1-го рода составляет 1,6%, 2 -го рода - 3,2%.

Лнчный вклад автора заключается в выполнении основного объема теоретических и расчетных исследований, изложенных в диссертационной работе, включая разработку методики оценки профессиональной готовности, создание на ее основе системы поддержки принятия решений для командира и врача, ее экспериментальную апробацию и оформление результатов в виде публикаций и научных докладов.

Научная новизна полученных результатов определяется следующим:

■ обоснована структура интегрального показателя профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья и состав его компонентов;

■ разработано математическое обеспечение автоматизированной оценки функциональной надежности авиационных спасателей к деятельности в экстремальных условиях высокогорья;

■ разработаны решающие правила для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья;

■ синтезирован алгоритм оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в разработке совокупности моделей и алгоритмов, обеспечивающих повышение точности определения класса профессиональной готовности, при создании диагностических систем.

Практическая значимость исследования определяется разработкой методического обеспечения, позволяющего сформировать целостную практическую основу для реализации системы оценки профессиональной готовности авиационных спасателей перед выполнением учебно-боевых задач в высокогорье.

Реализация и внедрение результатов исследования. Основные результаты настоящей работы реализованы и подтверждены актами внедрения:

•f в методиках медицинского контроля, коррекции и восстановления

функционального состояния авиационных спасателей; ■S при оценке профессиональной готовности к деятельности в условиях

высокогорья спасателей МЧС России; ■S при проведении горной подготовки и учений в горной местности специальных

подразделений силовых ведомств; S в учебном процессе на кафедре теории и методики прикладных видов спорта и экстремальной деятельности Российского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.

Апробация работы. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены и обсуждены на конференциях:

• Четвертом всероссийском симпозиуме «Боевой стресс: механизмы стресса», посвященной 75-летию ГосНИИИ ВМ МО РФ (Москва, 2005);

• Конгрессе «Современные технологии спорта высших достижений в профессиональной подготовке сотрудников силовых ведомств» (Москва, РГУФК, 2006);

• Конференции профессорско-преподавательского состава РГУФК «Проблемы переподготовки и повышения квалификации специалистов в спортивной отрасли» (Москва, 2006);

• Пятом всероссийском симпозиуме по проблемам боевого стресса «Война и здоровье» ГосНИИИ ВМ МО РФ (Москва, 2006);

• Второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки специалистов по горным видам спорта» (Москва, РГУФК, 2006);

• Всероссийской научной конференции памяти академика РАЕН B.C. Ястребова «Безопасность в экстремальных ситуациях: медико-биологические, психолого-педагогические и социальные аспекты» (Москва, РГУФК, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 5 работ в научных журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка использованных литературных источников. Текст иллюстрирован 30 таблицами и 16 рисунками, список литературы включает 150 источников.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении раскрывается актуальность темы, определяются цель и задачи исследования, научная новизна, теоретическая и практическая значимость работы, формулируются положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена анализу современного состояния вопроса о воздействии факторов высокогорья на работоспособность и качество профессиональной деятельности лиц опасных профессий.

В основе предлагаемой методики оценки функциональной надежности лежит концепция, ведущими положениями которой являются необходимость определения и прогнозирования функциональной устойчивости организма на

основе данных, полученных непосредственно в период выполнения профессиональной деятельности и при различной профессиональной нагрузке [Ушаков И.Б.,2000].

Приводится описание методических подходов к оценке профессиональной готовности (ПГ) и ее основных компонентов, прежде всего функциональной надежности, формулируется задача исследования.

Дается обоснование структуры и состава интегрального показателя профессиональной готовности (ПГ) (рис.1). Определены компоненты ПГ авиационных спасателей и представлено её формализованное описание.

Для обоснования концепции синтеза критериев и алгоритмов оценки профессиональной готовности используется один из структуралистских подходов

Рис.1. Структура показателя профессиональной готовности

Профессиональная готовность - {Т7} определяется по следующим пяти компонентам: функциональная надежность - физическая работоспособность -

психологическая готовность - техническая подготовленность -тактическая подготовленность - ^

где®- знак обобщенного произведения (теоретико-множественного или логического соответствия).

Во второй главе на материале комплексного обследования спасателей с учетом мнения экспертов была произведена оценка компонентов ПГ и сформированы обучающая и контрольная выборки.

В проведенных комплексных исследованиях приняло участие 64 авиационных спасателя в возрасте от 25 до 35 лет, прибывшие с равнины, проходившие курс занятий по горной подготовке в высокогорье в течении двенадцати суток. По совокупности результатов обследования был сформирован массив показателей, описывающих состояние сердечно-сосудистой и нервной системы в различные периоды адаптации к высокогорью до и после нагрузки. Исследования проводились в утренние часы до выхода на учебное занятие в высокогорную зону, и в вечерние часы после занятий. Объем исследований приведен в таблице 3.

Таблица 3. Объем исследований для определения функциональной надежности

Исследования Используемое оборудование Кол-во исследований Кол-во обследованных

Показатели центральной и периферической гемодинамики Комплекс анализа системной гемодинамики «АПКО 8 РИЦ» 384 64

Показатели вариабельности сердечного ритма 2-х канальный регистратор ЭКГ «Анна Флэш» (по 4 отведениям) 384 64

Психофизиологические показатели Портативный модульный комплекс ПМК, программный модуль РДО, комплекс для стабилографического обследования «СтабиланО!» 384 64

В исследованиях по определению функциональной надежности измерялись показатели центральной и периферической гемодинамики, показатели вариабельности сердечного ритма (ВСР), регистрировались психофизиологические показатели: стабилографическая оценка устойчивости вертикальной позы, критическая частота слияния мельканий (КЧСМ), реакция па движущийся объект (РДО), всего 55 показателей, включая росто-весовые данные.

Психологическая готовность определялась на основе психологического тестирования: текущего функционального состояния по опроснику «самочувствие, активность, настроение» (САН), тесту личностной и ситуационной тревожности по Спилбергеру-Ханину, мотивации по Элерсу, готовности к риску по Шуберту, всего вычислялось 7 характеристик.

Определение физической работоспособности проводилось в виде специального теста - подъем в гору с перепадом высот 500 м на время с измерением ЧСС в покое перед началом движения и непосредственно после

подъема. Кроме того, производилась субъективная оценка тяжести испытываемой нагрузки по шкале Борга. Всего по этой методике измерялось 4 показателя.

Оценка технической подготовленности осуществлялась на основе итогов выполнения тестов по каждой из 11-ти практических тем учебной программы. По результатам выполнения каждого теста выставлялась оценка по трехбалльной системе: неудовлетворительно - 0 баллов, удовлетворительно - 1 балл, хорошо - 2 балла. Полученные результаты суммировались для каждого испытуемого.

Тактическая подготовленность оценивалась по результатам решения 5-ти ситуационных задач с использованием трехбалльной шкалы. Полученные результаты за решение каждой задачи суммировались.

Каждый из компонентов ПГ Z7, может принимать значения порядковой шкалы: (1, 2, 3, 4), что соответствует оценкам: «высокая», «средняя», «низкая», «крайне низкая». Положение индивидуума на оценочной шкале компонентов ПГ определяется высококвалифицированными экспертами. Экспертные группы для каждой задачи оценивания формировались из профильных специалистов: врачей, психологов, инструкторов по альпинизму и горной подготовке, командиров подразделений, определялся уровень их компетентности и согласованность их мнений.

Для обеспечения валидности экспертного оценивания определялась потребная численность экспертов для каждой задачи. Максимальная численность экспертной группы может быть оценена по формуле [Казиев В.Н., 2009]:

3-Е*,

N =—е!-

max 2 к '

max

где Ктах - максимально возможная компетентность в выбранной системе шкал; К1 - коэффициент компетентности г - го эксперта; п - количество экспертов.

Минимальная численность определяется из выражения [Казиев В.Н., 2007]

= 0,5"(3/Л + 5),

где 1г - допустимая величина изменения средней оценки в группе.

Численность экспертной группы должна находиться в диапазоне от до

N

Для каждого эксперта были вычислены коэффициенты аргументации и осведомленности. Произведение этих коэффициентов определяется как коэффициент компетентности г - го эксперта [Шибанов Г.П., 2003]:

V6 г...У6 ф.

_ ^АРГ.^ОСН _

' ' ' 3,35

где фу1- оценка, данная г-м экспертом по у-му пункту опроса, степень влияния

у-го источника аргументации на /-го эксперта.

Поскольку допустимая величина изменения средней оценки в группе: Л = 1, К, = 4,5, Ктах= 0,9, то Ытт = 4, а Количественный состав

экспертных групп удовлетворял этим условиям.

Среднее значение коэффициентов компетентности М(К-,) находилось в диапазоне [0,71...0,79], что позволяет считать сформированные группы экспертов

представительными (таблица 1). Об их валидности свидетельствуют и статистически значимые величины согласованности мнений внутри экспертных групп, которые оценивались по коэффициенту конкордацил Кэвдалла [Афифи А., Эйзен С.,1982 ]:

п Г т 1 1 2

(0 =-'"' ^J l-

m2(ti3-n)

где pij. ранг г'-й альтернативы в ранжировании j-го эксперта; m - количество экспертов, п - число альтернатив. Оценка значимости полученного коэффициента конкордации производилась с помощью - критерия Пирсона:

%г = m(n - l)öJ

При сравнении расчетного значения;^2 с табличным значением ^=11,34,

определенным при числе степеней свободы v=rt-l=3 и уровне значимости />=0,01,

если выполняется неравенство^2 то это свидетельствует о наличии

существенного сходства мнений экспертов. Таблица 1. Количество экспертов и согласованность их мнений по оценке профессиональной готовности и ее компонентов

Задачи экспертного оценивания т М(К,) 60 t

Ранжирование компонентов профессиональной готовности 5 0,76 0,93 13,95

Отнесение обследуемых лиц к классам функциональной надежности 5 0,76 0,93 13,95

Отнесение обследуемых лиц к классам физической работоспособности 5 0,71 0,95 14,25

Отнесение обследуемых лиц к классам психологической готовности 5 0,79 0,90 13,50

Отнесение обследуемых лиц к классам технической подготовленности 5 0,72 0,90 13,50

Отнесение обследуемых лиц к классам тактической подготовленности 5 0,73 0,91 13,65

Отнесение обследуемых лиц к классам профессиональной готовности 5 0,77 0,91 13,65

Все компоненты ПГ были ранжированы экспертами по уровню их значимости. Каждому ;-му компоненту Т7,- соответствует его вес И^, причем:

/=1

Для составления системы весов с целью построения рейтинга компонентов каждый эксперт осуществлял ранжирование компонентов по убыванию их значимости:

где ¿г- индексы компонентов.

Начальные веса компонентов определялись по шкале [Фишберн, 1972]:

2(я-1 + 1)

' /|(п + 1) '

и

где п - количество компонентов.

Производился поиск результирующего ранжирования - медианы Кемени и вычисление соответствующих ему весовых коэффициентов [Литвак Б.Г., 1982]. Медианой Кемени является такое ранжирование, суммарное расстояние от которого до всех заданных экспертных ранжирований, минимально:

т

где А} - ранжирование ;'-го эксперта; X - медиана Кемени; Л/АрХ) - расстояние между ранжированием ]-ю эксперта А^ и медианой Кемени X; т - количество экспертов.

Описанный метод позволил упорядочить компоненты по степени их значимости с учетом мнения всех экспертов (таблица 2).

Таблица 2.Результаты ранжирования компонентов профессиональной готовности

№ Наименование компонента Щ Ранг

Я Функциональная надежность 0,333 1

Рг Физическая работоспособность 0,267 2

Рг Психологическая готовность 0,200 3

/V Техническая подготовленность 0,133 4

Р5 Тактическая подготовленность 0,067 5

Массив полученных данных был распределен на обучающую и контрольную выборки в соотношении 5:1.

На основании имеющихся экспериментальных данных экспертами была определена эталонная классификация ПГ авиационных спасателей, по результатам которой, произведено разбиение лиц, вошедших в обучающую и контрольную выборки, на 3 класса: «готов», «условно готов», «не готов».

В третьей главе проводилась разработка математических моделей для распознавания принадлежности авиационных спасателей к выделенным выше 4 классам для каждого из 5 компонентов профессиональной готовности.

Для определения функциональной надежности (Р;) были получены решающие правила, позволяющие по значению критерия оценить принадлежность текущего состояния человека к одному из классов типологических состояний и дать заключение о степени адаптации его организма к окружающей среде.

Применялись различные методы построения решающих правил, и оценивалась эффективность каждого из них:

1. Построение системы дискриминантных функций для каждой методики с применением алгоритмов сокращения пространства показателей, последующая их «свертка» и синтез интегрального критерия.

2. Построение системы дискриминантных функций с использованием методов сокращения пространства показателей.

3. Решение задачи распознавания классов функциональной надежности в нейросетевом базисе, используя полный набор показателей и методы снижения размерности.

Реализация первого метода включает вычисление дискриминантных функций для каждой составляющей функциональной надежности, определение по их значениям апостериорных вероятностей отнесения состояния человека к установленному классу, нахождение с использованием метода анализа иерархий вектора приоритетов, вычисление критериальных функций в виде взвешенной компонентами этого вектора суммы апостериорных вероятностей и выбор по максимальному значению указанных функций одного из альтернативных вариантов.

Дискриминантные функции ^.являются линейной комбинацией элементов х} вектора показателей х:

М

где 2, - значение дискриминантной функции для ¿-го класса; Ьу - значениеу'-го коэффициента дискриминантной функции для класса г; Ьш- значение свободного члена дискриминантной функции для класса;; X] - значение у'-го показателя; п - количество показателей.

Коэффициенты линейной дискриминантной функции (ЛДФ) определяются:

ьы

Ь.^'х,,

где в"1 - обратная ковариационная матрица, % - вектор-столбец выборочных средних значений показателей в г-м классе, х'- вектор-строка выборочных средних значений показателей в г-м классе.

Число дискриминантных функций равно числу классов состояния. Объект относится к тому классу g¡, значение линейной дискриминантной функции для которого максимально:

^=аг§тах(гДх))

М..Л

На базе разработанной математической модели оценки функциональной надежности авиационных спасателей были определены линейные дискриминантные функции (ЛДФ) для каждой из используемых методик.

ЛДФ для методики ВСР при использовании показателей, измеряемых до нагрузки и после нагрузки, имеет вид:

21~-182,05+14,90хАМхОМп+8,58хАМ+363,04хНР+364,98хУ1Р+364,62х1Р+2,92хАА Мо+263.04х Д №+254,98х А УЬР+254,62хАЬР,

г2=-184,58+15,49хАМхВМп+8,77хАМ+364,34хНР+366,12хУЬР+36,88хЬР+3,85хАА Мо+264.34хАНР+256,12хАУ1.Р+255,80хМР,

г3=-185,22+14,28хАМхВМп+9,18хАМ+364,95хНР+366у72хУЬР+366,52хЪР+4,70хАА Мо+264.95хАНР+256,72хАУЬР+256,52хАЬР,

24=-184,>01+15,.51хАМхОМп+8,87хАМ+364,14хНР+366,12хУЬР+36,179хЬР+3,54хАА Мо+264.14хАНР+256,12хАУЬР+251,79хАЬР,

где НР, ЬР, УЬР, АНР, ДЬР, АУ1,Р — высокочастотный, среднечастотный и низкочастотный компоненты спектральной мощности и разности их значений

после и до нагрузки; АМхйМп, ДА/, АЛМо - разность значений показателей вариационного размаха длительностей кардиоинтервалов, математического ожидания длительности кардиоинтервалов, амплитуды моды длительности кардиоинтервалов, определенных после и до нагрузки, соответственно. Правильные решения составляют не менее 85,7%. Проверка гипотезы о равенстве векторов средних значений показателей ВС Р в различных классах с использованием Р-аппроксимации и-статистики позволила установить достоверные различия этих векторов. Р-критерий достигает значения равного 68,1, а уровень значимости р при (к = 8; п-к=312) степенях свободы меньше 0,001, т.е. Рда.з) = 68,1 ;р< 0,001.

Система ЛДФ для методики исследования гемодинамики при использовании разности показателей «после нагрузки - до нагрузки»: 2,=-12,55+1,10хАЧСС-1,55хААДСр -2,14%АДАД +3,()4хАУО, 22~-12,49+1,23хАЧСС-1,58хААДср -2,16хАДАД +2,58хАУО, 23=-12,11+13,40хАЧСС-1,68хААДсг -2,64хАДАД +2,14хАУО, 24=-12,08+13,84хАЧСС-1,97хААДср -2,90хАДАД +2,51хАУО, где Д ЧСС, ААДср, &ДАД, АУО разность значений частоты сердечных сокращений, среднего артериального давления, диастолического давления, ударного объема после и до нагрузки. Правильные решения составляют не менее 83,0%, Р(4; 316) = 63,5; р< 0,001.

Система ЛДФ для психофизиологических методик:

2,=-62,56+44,56хАКЧСМ-13,23хАРДО +88,12хАКФР, 22=-78,87+76,56хАКЧСМ -24,98хАРДО +76,44хАКФР, 23=-53,53+55,43хАКЧСМ -44,77хАРДО +53,15хАКФР, 24=-42,44+67, ббхАКЧСМ -56,76хАРДО +84,86хАКФР, где АКФР- разность значений показателя качества функции равновесия до и после нагрузки; АРДО - разность значений среднего времени реакции на движущийся объект после и до нагрузки; АКЧСМ - разность значений критической частоты слияний мельканий после и до нагрузки. Правильные решения составляют не менее 86,8%. Р(3;317) = 33,8; р< 0,001.

Синтез интегрального критерия оценки функциональной надежности по комплексу методик осуществлялся согласно технологии, в основу которой положена теория анализа иерархий [Т.Л.Саати, 1993].

Функциональная надежность спасателей определялась с использованием трех методик, по показателям каждой из которых вычислялись 4 дискриминантные функции, позволяющие устанавливать принадлежность спасателей к одному из 4 классов оценок.

Апостериорные вероятности принадлежности лица, обследованного по методике у (/' = 1...3) и описываемого вектором показателей х, к классу I (/=1 ...4) вычисляются по формуле [Афифи А., Эйзен С., 1982]:

ехрсг/х;))

]Гехр(2Дхр)

i>(g,/*j) = l.

i=i

В рамках поставленных задач исследования принятие решения о принадлежности обследуемого к определенному классу функциональной надежности следует проводить с использованием критериальной функции выбора вида:

3

7=1

где Bt - глобальный вес каждой из альтернатив выбора; p(g: / х^- апостериорная

вероятность отнесения объекта к г-му классу функциональной надежности по результатам обследования j-й методикой; и>;. - весовые коэффициенты методик,

устанавливаемые с использованием метода анализа иерархий [Т.Л.Саати, 1993]. Коэффициенты и>. являются компонентами главного собственного вектора

w матрицы парных сравнений.

Выбор альтернативы производится по максимальному значению полученных глобальных весов:

Fu = arg max(Ä).

(=1—4

На следующем этапе проводилось определение коэффициентов и»., которое

осуществлялось на основании анализа матрицы парных сравнений альтернатив, отражающих важность методик для диагностики классов функциональной надежности.

Система парных сравнений представляется в виде обратно симметричной матрицы. Элементом матрицы ^является интенсивность проявления элемента

иерархии i относительно элемента иерархии j, оцениваемая по шкале интенсивности от 1 до 9.

Вектор приоритетов методик w соответствует главному собственному значению матрицы парных сравнений [Е] - Хтах, которое используется для оценки численной (кардинальной) и транзитивной (порядковой) согласованности. Отклонение от согласованности может быть выражено величиной индекса согласованности (ИС):

ИС = атах-т)/(т-1), где /n-размерность матрицы парных сравнений.

Если разделить ИС на число, соответствующее случайной согласованности, получаем отношение согласованности (ОС):

ОС = ИС/СС.

Для матрицы размера т = 3 случайная согласованность СС = 0,58 [Саати, 1993].

Собственный вектор матрицы парных сравнений обеспечивает упорядочение приоритетов, а собственное значение является мерой согласованности суждений.

На основании результатов экспертного оценивания была сформирована матрица парных сравнений значимости методик, используемых для определения функциональной надежности спасателей (таблица 4).

Таблица 4. Матрица парных сравнений значимости методик

№пп Методика ВСР ГД ПФ W,

1 Вариабельность сердечного ритма (ВСР) 1 3 7 0,6491

2 Гемодинамика (ГД) 1/3 1 5 0,2789

3 Психофизиологические методы (ПФ) 1/7 1/5 1 0,0719

По этой матрице были рассчитаны главное собственное значение (Д„шг), компоненты вектора приоритетов \v= (0,6491; 0,2789; 0,0719), индекс согласованности (ИС) и отношение согласованности (ОС):

к тах-3,0648; ИС-0,0324; ОС=0,0559.

Таким образом, в результате использования метода анализа иерархий было синтезировано решающее правило, позволяющее оценить вклад каждой методики в определение класса функциональной надежности:

Fu =arg тах(0,6491 рп +0,2789рп + 0,0719 д.3) ,

/=1...4

где рп, Ра. Ра - апостериорные вероятности отнесения объекта к г'-му классу функциональной надежности, полученные по результатам применения дискриминантного анализа к данным обследования спасателей методиками ВСР, ГД, ПФ соответственно.

Поиск решающего правила для определения принадлежности обследуемых лиц к классам функциональной надежности производился также в нейросетевом базисе. Исходя из того, что решаемая в данном исследовании задача относится к классу задач распознавания с использованием обучения «с учителем», применялись следующие искусственные нейронные сети (ИНС): многослойные персептроны (МП), сети на радиальных базисных функциях (РБФ), вероятностные нейронные сети (ВНС). Для понижения размерности входов нейронной сети и выбора подходящей комбинации входных переменных использовался генетический алгоритм, значительно сокращающий вычислительную стоимость перебора различных битовых масок, накладываемых на вектор входных переменных. Целевая функция была представлена в виде вероятностной нейронной сети [Goldberg, 1989J.

С помощью программного эмулятора были синтезированы различные типы нейросетевых топологий и проведена структурная и параметрическая адаптация решающего правила применительно к цели исследования. Полигоном структурной адаптации для многослойных персептронов являлась сеть с количеством слоев не более 3 и количеством нейронов в слое не более 64. Полигоном параметрической адаптации для них являлась совокупность параметров скорости ц и момента // обучения в алгоритме обратного распространения ошибки, которые задавались в диапазонах соответственно [0,001,...,0,1] с шагом 0,001 и [0,3...0,9] с шагом 0,1. Начальный разброс весов полагался S=0,3.

В процессе поиска ИНС, имеющей наименьшую ошибку на контрольном наборе примеров, была найдена структура ИНС, которая способна эффективно решать задачу распознавания класса функциональной надежности (таблица 5).

Таблица 5. Результаты структурной и параметрической адаптации решающего правила

№пп Тип сети Кол-во входов е Я2 >/ <т Точность прогноза

1 МП 24 0,01 0,951 0,09 0,56 - 89,1

2 МП 48 0,121 0,913 0,10 0,51 - 88,6

3 МП 116 0,358 0,837 0,25 0,40 - 86,4

4 РБФ 26 0,267 0,849 - - 0,08 85,9

5 вне 24 0,286 0,896 - - 0,06 85,8

В этой таблице:

е - минимум функции суммарной квадратичной ошибки на контрольной выборке [С.Хайкин, 2006]; Н2 - коэффициент детерминации:

¿и-я)2

Ы-

I ]

где у,,у, - наблюдаемые и предсказанные значения выходов ИНС 1=1...п\ у- среднее значение у..

а -изменяемый параметр сглаживания функции Гаусса [БресЬ Б., 1990].

Для обучения МП использовался алгоритм обратного распространения ошибки [А.И.Галушкин, 1974], в котором для надежного нахождения глобального минимума функции суммарной квадратичной ошибки важную роль играют

изменяемые параметры скорости - т/ и момента - ц обучения, связанные уравнением:

Э Е

Н

где - весовой коэффициент нейронной сети между 1-м и у'-м узлами МП;

поправка к весовому коэффициенту на г-й эпохе обучения.

В результате обучения и тестирования различных типов ИНС с различными параметрами, было определено, что, для решения поставленной задачи можно использовать искусственную нейронную сеть - многослойный персептрон, со следующими характеристиками: активационная функция нейрона -сигмоидальная, количество входов - 24, внутренних слоев - 2, каждый их которых содержит по 16 нейронов, количество выходов - 4.

Для следующих двух компонентов ПГ, физической работоспособности и психологической готовности решающие правила представляют собой линейные дискриминантные функции.

Система линейных дискриминантных функций для показателей, определяющих физическую работоспособность (/"г):

2,=-2,54+1,12х А ЧСС-3,95х ЧСС+2.15хТ +3.08x1), 2г=-2,95+2,18хАЧСС-3,45хЧСС+2.54хТ+4.14хВ, 23=—3,55+2,91 хАЧСС-4,12хЧСС+2.74хТ +6.04хВ, 24=-3,87+3,10хАЧСС-4,55хЧСС+2984хТ+7.78хВ, где: ЧСС -частота ссрдечлых сокращений непосредственно после окончания движения, уд/мин; Д ЧСС - разность частоты сердечных сокращений перед стартом и непосредственно после окончания движения, уд/мин; Т - время преодоления дистанции с перепадом высот 500 м, углом наклона трассы 25 градусов на высоте 2000 м, мин; В - субъективная тяжесть испытываемой нагрузки по шкале Борга в баллах. Правильные решения составляют не менее 90,6 %. Р(4;316) = 63,5; р< 0,001.

Система ЛДФ для группы психологических методик, определяющих класс психологической готовности

г,=-106,85+11,10x8-13,56хА-12.19хИ+21,75х8Т+44,53хЬТ+21,40хМ-14.21хК, 22=-72,45+9,10x8-18,58хА-13.13хЫ+18,31х8Т+34,88хЬТ+24,43хМ-16.45x11, 23=-59,30+7,14X8-19,56хА-14.19ХМ+17,78Х8Т+25,11ХЬТ+34,20ХМ-18.25У.11, г4=-39,85+3,44x8-19,96хА-16.19хИ+16,53х8Т+14,53хЬТ+43,10хМ-21.95хП, где: 5 - самочувствие, А - активность, N - настроение, ЬТ -личностная тревожность, 5Г - ситуативная тревожность, М - уровень мотивации, Л -готовность к риску. Правильные решения составляют не менее 84,4%. Р(4;316) = 14,8; р< 0,001.

Последние два компонента ПГ определяются с помощью решающих правил, представленных в виде линейной шкалы оценок.

Класс технической подготовленности (Р4) определяется по сумме набранных баллов, выставляемых инструкторами за 11 тестовых упражнений, в зависимости от попадания в соответствующий диапазон (таблица 6).

Таблица 6. Определение класса технической подготовленности

Сумма баллов Класс технической подготовленности

(23...33) 1

(17...22) 2

(И...16) 3

(0...10) 4

Класс тактической подготовленности определяется по сумме

набранных баллов за решение 5 ситуационных задач, в зависимости от попадания в соответствующий диапазон (таблица 7).

Таблица 7. Определение класса тактической подготовленности

Сумма баллов Класс тактической подготовленности

(11...15) 1

(9...10) 2

(5...8) 3

(0...4) 4

Результаты классификации по разработанным решающим правилам функциональной надежности, физической работоспособности, психологической

готовности спасателей во время прохождения учебных сборов в высокогорье представлены в таблицах 8-12.

Таблица 8. Результаты оценки класса функциональной надежности

Функциональная надежность Фактический класс Итого Точность оценки, %

I II III IV

I 23 1 24 95,80

По результатам 11 1 29 1 31 93,50

распознавания Ш 1 4 5 80,00

IV 4 4 100,00

Итого 24 31 5 4 64 93,80

Количество ошибочных решений 1-го рода -2(3,1%) Количество ошибочных решений 2 -го рода - 2 (3,1%) Точность оценки - 93,8%

Таблица 9. Результаты оценки класса физической работоспособности

Физическая работоспособность Фактический класс Итого Точность оценки, %

I II 1П IV

I 15 1 16 93,80

По результатам II 25 2 27 92,60

распознавания 1П 1 12 1 14 85,70

IV 1 6 7 85,70

Итого 15 27 15 7 64 90,60

Количество ошибочных решений 1-го рода -2(3,1%) Количество ошибочных решений 2 -го рода - 4 (6,2%) Точность оценки - 90,6%

Таблица 10. Результаты оценки класса психологической готовности

Психологическая готовность Фактический класс Итоге Точность оценки, %

I II 1П IV

По результатам распознавания I 14 1 15 93,30

II 2 12 2 16 75,00

III 1 11 3 15 73,30

IV 1 17 18 94,40

Итого 16 14 14 20 64 84,40

Количество ошибочных решений Количество ошибочных решений Точность оценки - 84,4%

1-го рода -2 -го рода -

4 (6,2%) 6 (9,4%)

Таблица 11. Результаты оценки класса технической подготовленности

Техническая подготовленность Фактический класс Итого Точность оценки, %

I II III IV

I 16 1 17 94,10

По результатам II 16 2 18 88,90

распознавания III 1 12 2 15 80,00

IV 2 12 14 85,70

Итого 16 18 16 14 64 87,50

Количество ошибочных решений 1 -го рода - 3 (4,7%) Количество ошибочных решений 2 -го рода - 5(7,8%) Точность оценки - 87,5%

Таблица! 2. Результаты оценки класса тактической подготовленности

Тактическая подготовлен! Фактический класс Итого Точность оценки, %

I II III IV

По результатам распознавания I 6 1 7 85,70

II 1 24 2 27 88,90

III 2 12 2 16 75,00

IV 2 12 14 85,70

Итого 7 27 16 14 64 84,40

Количество ошибочных решений 1-го рода -5(7,8%) Количество ошибочных решений 2 -го рода - 5 (7,8%) Точность оценки - 84,4%

Ошибочное решение первого рода состоит в том, что будет отвергнута правильная гипотеза о принадлежности к классу, а ошибочное решение второго рода состоит в том, что будет принята неправильная гипотеза о принадлежности к классу.

Точность распознавания принадлежности обследуемых к классам функциональной надежности, физической работоспособности, психологической готовности, технической подготовленности, тактической подготовленности для различных решающих правил представлена в таблице 13.

Таблица 13. Решающие правила для компонентов профессиональной готовности

№ пп Компоненты профессиональной готовности Методики Решающие правила Точность оценки

ВСР показатели и их разность после и до нагрузки Дискриминантная функция 85,7%

Гемодинамика показатели и их разность после и до нагрузки Дискриминантная функция 83,0%

КЧСМ показатели и их разность после и до нагрузки

1 Функциональная надежность РДО показатели и их разность после и до нагрузки Дискриминантная функция 86,8%

Стабилография, показатели и их разность после и до нагрузки

Все методики Синтез интегрального показателя 93,8%

Все методики Дискриминантная функция 87,4%

Все методики Искусственная нейронная сеть 89,1%

2 Физическая работоспособность Преодоление перепада высоты 500 м. с измерением ЧСС и тяжести испытываемой нагрузки по шкале Борга Дискр иминантные функции 90,6%

САН

3 Психологическая Тревожность Дискриминантные 84,4%

готовность Мотивация функции

Склонность к риску

4 Техническая подготовленность Оценка по 11 тестам технических умений Шкала оценивания 87,5%

5 Тактическая подготовленность Оценка решений 5 ситуационных задач Шкала оценивания 84,4%

В четвертой главе изложены теоретические положения, используемые для синтеза количественных критериев, составляющих основу алгоритма функционирования автоматизированной системы оценки ПГ спасателя и формирования командиру и врачу рекомендаций по принятию решения о его допуске к деятельности в условиях высокогорья.

Совокупность векторов ПГ с известным классом образуют базу данных прецедентов. Принадлежность объекта к классу ПГ осуществляется в соответствии с глобальной мерой (оценкой) подобия (близости) описаний

прецедентов, вычисляемой как расстояние между прецедентами в пространстве компонентов.

Каждому компоненту назначается вес , учитывающий его относительную значимость, исходя из таблицы 2. Степень близости прецедента х новому индивидууму у по всем компонентам вычислялись с использованием взвешенной метрики «городских кварталов» [Н.Г.Загоруйко, 1999]:

м

где заданные весовые коэффициенты Щ отражают степень важности компонента ^ для классификации индивидуума у.

Класс ПГ нового индивидуума у определяется с использованием алгоритма «ближайшего соседа» [Апапс1, 1999] и показан на рис.2. Классифицируемый объект у относится к тому классу к которому принадлежит ближайший объект

х из обучающей выборки X :

Е=ш^тт(с/(х, у))

ЗеХ

Рис. 2. Алгоритм определения класса профессиональной готовности методом «ближайшего соседа»

Алгоритм оценки ПГ авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья (рис. 3) состоит из 3-х шагов: шаг 1 - производится ввод исходных

данных по 5 компонентам ПГ; шаг 2-е помощью синтезированных решающих правил определяется принадлежность обследуемых лиц к одному из 4 классов по каждому компоненту ПГ и формируется вектор ПГ; шаг 3 - полученный вектор сравнивается с прецедентами, имеющимися в базе данных векторов ПГ и определяется один из 3-х классов профессиональной готовности.

Определение класса

физической работоспособности

Определение класса технической подготовленности

Определение класса функциональной надежности

Определение класса психологической готовности

( ) ( То°тГ )

Определение класса

тактической подготовленности

Рис. 3. Алгоритм оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья

Применение разработанного алгоритма позволило отнести каждого спасателя, входящего в состав контрольной выборки, к классам ПГ и оценить точность классификации. Результаты этой оценки представлены в таблице 14.

Таблица 14. Результаты оценки точности классификации профессиональной готовности

Профессиональная готовность Фактический класс Итого Точность оценки, %

I II 1П

По результатам распознавания I 19 1 20 95,0

II 1 38 1 40 95,0

III 4 4 100,0

Итого 20 39 5 64 95,2

Количество ошибочных решений 1-го рода - 1 (1,6%) Количество ошибочных решений 2 -го рода - 2 (3,2%) Точность оценки - 95,2%.

По результатам классификации спасателей по каждому компоненту ПГ, разработан алгоритм формирования рекомендаций для лица, принимающего решение (ЛПР) (руководителя сборов спасателей, командира подразделения, врача), в виде продукционных правил.

ЕСЛИ(р!=\) V (7г/=2) ТО «допущен к тесту физической работоспособности»; ЕСЛИ (р!=3) ТО «акклиматизация, повторное обследование функциональной надежности»',

ЕСЛИ (р1=4) ТО «медицинский осмотр, отдых, реабилитация, повторное обследование функциональной надежности»-,

ЕСЛИ (Р2=\) V (7*2=2) ТО «допущен к тесту психологической готовности»-, ЕСЛИ (7*2=3) ТО «акклиматизация, тренировка, повторное тестирование физической работоспособности»-,

ЕСЛИ (7*2=4) ТО «медицинский осмотр, отдых, акклиматизация, повторное обследование функциональной надежности»-,

ЕСЛИ (Р3=1) V (7*^=2) ТО «допущен к тесту технической подготовленности» ЕСЛИ (Р$=3) ТО «психологический тренинг, повторное тестирование психологической готовности»;

ЕСЛИ (7гз=4) ТО «психологическая реабилитация, отдых, акклиматизация, повторное обследование функциональной надежности»-,

ЕСЛИ (Р4=\) V (7*4=2,) ТО «допущен к тесту тактической подготовленности»-, ЕСЛИ (Р4=3) ТО «тренировка технических приемов, повторное тестирование технической подготовленности»-,

ЕСЛИ(Р4=А) ТО «повторное обучение техническим приемам»-,

ЕСЛИ(Р5=\) V (Рз—2) ТО «допущен к выполнению задач»;

ЕСЛИ (7*5=3) ТО «решение типовых ситуационных задач, повторное

тестирование тактической подготовленности»-,

ЕСЛИ(Т75=4) ТО «повторное обучение тактике».

Для принятия решения о допуске спасателя к выполнению задачи, в зависимости от класса ПГ, используются следующие правила: ЕСЛИ{Р=\) ТО «допущен к выполнению задач в высокогорье без ограничений»; ЕСЛИ(7*=2) ТО «допущен к выполнению вспомогательных задач»; ЕСЛИ{Р=3) ТО «не допущен к выполнению задач».

На основе разработанного методического аппарата была создана автоматизированная система оценки ПГ авиационных спасателей в высокогорье, структурная схема которой показана на рис. 4. В систему включены следующие элементы:

- блок ввода данных обследований представляет собой интерфейс типа экранных форм, в которые производится ввод показателей, полученных в результате обследований авиационного спасателя;

- блок распознавания принадлежности обследуемых к классам компонентов профессиональной готовности обеспечивает применение решающих правил к введенным данным и распознавание принадлежности к определенному классу;

- блок распознавания принадлежности обследуемых к классам профессиональной готовности предназначается для распознавания класса ПГ

спасателю по вычисленным оценкам ее компонентов на предыдущем этапе в результате применения алгоритма «ближайшего соседа»;

- база данных решающих правил содержит коэффициенты дискриминантных функций в виде массивов переменных и констант;

- база данных векторов профессиональной готовности формируется из обучающих примеров и пополняется в результате работы алгоритма распознавания и представляет собой совокупность прецедентов;

- блок рекомендаций ЛПР формируется на основании информации о классах компонентов и класса ПГ авиационных спасателей.

Рис.4. Структурная схема автоматизированной системы оценки профессиональной готовности авиационных спасателей в высокогорье

В заключении диссертационной работы сформулированы основные выводы и полученные результаты.

Практическая апробации системы осуществлялась при проведении горной подготовки авиационных спасателей в ущелье Адыл-Су на Центральном Кавказе на высоте от 2000 до 4000 м над уровнем моря. Личный состав подразделения был разбит на 2 однородные группы, численностью по 50 человек в каждой. В обеих группах был произведен комплекс обследований в начале обучения с целью определения уровня ПГ военнослужащих. В первой группе обучение проводилось без учета класса ПГ. Во второй группе было проведено разделение личного состава на учебные группы, соответствующие классам ПГ. Дальнейшее обучение во второй группе проводилось по программам горной подготовки с учетом соответствия класса готовности уровню сложности решаемых задач. Учебный процесс горной подготовки строился на принципах дифференцированного обучения [Мартынов И.А., 1987] с учетом индивидуально-типологических особенностей обучаемых, которые выявлялись в процессе обследований и последующей обработки созданной автоматизированной системой. Полученные данные стали основой для принятия решений по

формированию отделений и выбора стратегии обучения. После прохождения курса горной подготовки в обеих группах все спасатели были обследованы и определен класс их ПГ.

Анализ полученных результатов в начале и в конце сборов показал, что в обеих группах наблюдалась определенная динамика перехода спасателей в различные классы готовности в течении прохождения сборов (рис.5). Переход происходил двумя путями: по типу «рост ПГ», если спасатель переходил в смежный класс с увеличением ПГ и «снижение ПГ», если происходил его переход в более низкий класс.

В 1-й группе к концу сбора по сравнению с его началом численность спасателей, которым был присвоен класс ПГ «готов» снизилась на 2% , «условно готов» уменьшилась на 4%, «не готов» выросла на 6% от общей численности человек в группе. Таким образом, уровень ПГ спасателей в 1-й группе в среднем понизился на 8% за счет перехода нескольких спасателей в класс с более низким уровнем ПГ. Такое снижение класса ПГ некоторых спасателей было обусловлено несоответствием уровня их ПГ сложности поставленных задач и их последующим «отсевом» в более низкий класс.

Во 2-й группе к концу сбора по сравнению с его началом численность спасателей, которым был присвоен класс ПГ «готов» выросла на 8% , «условно готов» уменьшилась на 6%, «не готов» снизилась на 2% от общей численности человек в группе. Уровень ПГ спасателей во 2-й группе вырос в среднем на 10% за счет перехода нескольких спасателей в класс с более высоким уровнем ПГ к концу сбора. Такое повышение класса ПГ некоторых спасателей явилось результатом исполнения рекомендаций, рекомендуемых автоматизированной системой и дальнейшего применения дифференцированного подхода к обучению.

60 50 40 30 20 10 0

1-я группа (до и после сборов)

••■■"б' ■•-■■-

18' 14';

27' 28/

2-я группа (до и после сборов)

21 - 18'

_________

24 28'

О готов □ условно готов □ не |

Рис 5. Профессиональная готовность спасателей до и после сборов в 1-й и во 2-й группах.

ВЫВОДЫ

1. Оценка профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья может проводиться на основе:

- оценки функциональной надежности по характеристикам: вариабельности сердечного ритма (ВСР); гемодинамики; реакции на движущийся объект; критической частоты слияний мельканий. Названные характеристики должны регистрироваться до и после выполнения профессиональной деятельности;

- оценки психологической готовности по результатам выполнения тестов: САН (самочувствие-активность-настроение); Спштбергера-Ханина (тревожность); Элерса (мотивация); Шуберта (готовность к риску);

- оценки физической работоспособности по тесту: бег в гору 500 м с измерением времени движения, частоты сердечных сокращений и субъективной тяжести испытываемой нагрузки по шкале Борга;

- оценки выполнения технических приемов владения профессиональными навыками по результатам 11 тестов по разделам учебной программы;

- оценки тактической подготовленности по результатам решения 5 ситуационных задач.

2. Разработан метод оценки функциональной надежности авиационных спасателей в высокогорье в виде последовательности операций, включающей вычисление дискриминантных функций для каждой составляющей функциональной надежности, определение по их значениям апостериорных вероятностей отнесения состояния человека к установленному классу, нахождение с использованием метода анализа иерархий вектора приоритетов, вычисление критериальных функций в виде взвешенной компонентами этого вектора суммы апостериорных вероятностей и выбор по максимальному значению указанных функций одного из альтернативных вариантов. Использование данного метода позволило синтезировать решающие правила, позволяющие распознать класс функциональной надежности авиационных спасателей с точностью 93,8% (ошибки 1 рода - 3,1 %, 2 рода -3,1 %).

3. В результате структурной и параметрической адаптации решающих правил для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья получены аналитические выражения, использование которых позволяет распознавать классы физической работоспособности с точностью 90,6% (ошибки 1 рода - 3,1%, 2 рода - 6,2%), психологической готовности - 84,4% (ошибки 1 рода - 6,2%, 2 рода - 9,4%), технической подготовленности - 87,5% (ошибки 1 рода - 4,7%, 2 рода - 7,8%), тактической подготовленности - 84,4% (ошибки 1 рода - 7,8%, 2 рода - 7,8%).

4. Разработанный с использованием метода «ближайшего соседа» алгоритм поддержки принятия решения, позволяет определить группу профессиональной готовности и установить критерии допуска авиационных спасателей к выполнению учебно-боевых задач, дать рекомендации по коррекции функционального состояния и произвести профессиональный отбор личного состава. Точность оценки профессиональной готовности составляет 95,2% , при этом количество ошибочных решений 1-го рода - 1,6%, 2 -го рода - 3,2%.

5. Разработанное математическое обеспечение явилось практической основой для создания автоматизированной системы поддержки принятия решения о готовности авиационных спасателей к действиям по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья.

6. Применение разработанного методического обеспечения в процессе горной подготовки авиационных спасателей позволяет повысить эффективность учебного процесса посредством предварительного распределения спасателей по классам профессиональной готовности с последующим применением методики

дифференцированного обучения личного состава. Сравнение результатов динамики ПГ в двух однородных группах выявило рост на 10% уровня ПГ в группе за счет перехода в более высокий класс ПГ, где применялись рекомендации автоматизированной системы и на их основании использовалась методика дифференцированного обучения спасателей, и снижение на 8% уровня ПГ за счет перехода в более низкий класс ПГ, где данные рекомендации не применялись.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК Минобрнауки РФ:

1. Тимме Е.А. Применение искусственных нейронных сетей для оценки функционального состояния специалистов в высокогорье // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. - 2009. - № 15 - С.36^40.

2. Тимме Е.А., Писарев A.A., Бубеев Ю.А. Контроль и прогнозирование функционального состояния военных специалистов в условиях горной подготовки //Военно-медицинский журнал. - 2009. - №1. - С.13.

3. Тимме Е.А. Применение методов теории риска в оценке факторов горной среды //Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. - 2006. -№10.-С.14-16.

4. Тимме Е.А. Программно-методические особенности подготовки и повышения квалификации специалистов для осуществления профессиональной деятельности в условиях высокогорья // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. - 2004. - №2 - С. 19-21.

5. Тимме Е.А. О комплексном влиянии климатогеографических, сезонных и погодных факторов в высокогорье на работоспособность человека //Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. - 2004. - №1. - С.25-31.

Статьи в материалах конференций

6. Тимме Е.А. Прогнозирование надежности профессиональной деятельности военнослужащих спецподразделений в условиях высокогорья // Сборник научных трудов Пятого всероссийского симпозиума по проблемам боевого стресса. - Москва: ГосНИИИ ВМ МО РФ, 2006. - С.93-97.

7. Тимме Е.А. Организационно-методические особенности горной подготовки военнослужащих //Тезисы конференции «Современные технологии спорта высших достижений в профессиональной подготовке сотрудников силовых ведомств», Материалы Международного научного конгресса. - Москва: РГУФК - 2006. - С.290-295.

8. Тимме Е.А. О комплексном влиянии климатогеографических, сезонных и погодных факторов на работоспособность человека // Сборник научных трудов молодых ученых РГУФК. - Москва: РГУФК, 2003. - С. 199-202.

9. Тимме Е.А. О подходе к оценке экстремальной деятельности с точки зрения теории риска // Тезисы конференции «Экстремальная деятельность человека. Проблемы и перспективы подготовки специалистов». - Москва: РГУФК, 2006. -С. 145-149.

10. Тимме Е.А. Оценка влияния опасных факторов горной среды на человека с точки зрения теории риска // Сборник тезисов докладов на Всероссийской научной конференции памяти академика РАЕН B.C. Ястребова «Безопасность в экстремальных ситуациях: медико-бисшогические, психолого-педагогические и социальные аспекты». - Москва: РГУФК, 2006. - С.82-83.

11. Тимме Е.А. Подготовка спортсменов, инструкторских и тренерских кадров и деятельность организаций в горных видах спорта - законодательный аспект //Тезисы докладов Второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки специалистов по горным видам спорта». -Москва: РГУФК, 2006. - С.47-52.

12. Тимме Е.А. Стратегия развития спортивно-оздоровительного туризма, прикладных и экстремальных видов спорта в России // Тезисы конференции «Экстремальная деятельность человека. Проблемы развития экстремальных видов деятельности в спорте и перспективы подготовки специалистов». -Москва: РГУФКСиТ, 2007. - С.188-192.

Научные отчеты и методические рекомендации

13. Писарев A.A., Климачев В.А., Тимме Е.А. Разработка комплекса мероприятий по поддержанию высокого уровня профессионального здоровья авиационных спасателей и сохранению их работоспособности. //Отчет о НИР «Спасатель АКМ», инв. №7244, Москва: ГНИИИ ВМ МО РФ, 2005.- 81с.

14. Писарев А;А., Климачев В.А., Тимме Е.А. Методы коррекции и восстановления функционального состояния авиационных спасателей. //Методические рекомендации, инв. №7245, Москва: ГНИИИ ВМ МО РФ, 2005,- 54с.

15. Тимме Е.А. Факторы, создающие опасность для жизни и здоровья при занятиях альпинизмом. //Научный отчет кафедры теории и методики прикладных и экстремальных видов спорта РГАФК по теме: Исследование двигательной деятельности человека в экстремальных условиях. Физические, биологические и организационные факторы, определяющие экстремальность занятий отдельными видами спорта. - Москва: РГАФК, 2002. - С. 12-19.

16. Тимме Е.А. Методы для исследования функционального состояния альпинистов. //Научный отчет кафедры теории и методики прикладных и экстремальных видов спорта РГУФК по теме: Исследование двигательной деятельности человека в экстремальных условиях. Методология исследования особенностей деятельности человека в экстремальных условиях. - Москва: РГУФК, 2003. -С.56-63.

Учебные программы

17. Тимме Е.А. Программа дисциплины «Теория и методика горных видов спорта» федерального компонента цикла СД ГОС по направлению 521900 «Физическая культура», по специальности 022300 «Физическая культура и спорт». - Москва: РГУФК, 2005. - 136с.

Отпечатано в ЗАО «Хт» заказ № 1479 1ираж 100 экз. т 13.05.10

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Тимме, Егор Анатольевич

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Концептуальные основы оценивания профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

1.1. Воздействие факторов горной среды на человека.

1.2. Методические подходы к оцениванию функциональной надежности лиц опасных профессий.

1.3. Методологические вопросы оценки профессиональной готовности.

1.4. Влияние «человеческого фактора» на безопасность, надежность и успешность деятельности авиационных спасателей в горах.

1.5. Структура профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья и состав ее компонентов.

Глава 2. Разработка метода оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

2.1. Материалы и методы исследований.

2.1.1. Методики и испытуемые.

2.1.2. Исследование показателей вариабельности сердечного ритма.

2.1.3. Исследование показателей гемодинамики.

2.1.4. Исследование психологических показателей.

2.1.5. Исследование психофизиологических показателей.

2.1.6. Определение физической работоспособности.

2.1.7. Сбор исходных данных.

2.2. Экспертная оценка и ранжирование компонентов профессиональной готовности.

2.3. Подготовка данных.

2.3.1. Кодирование данных.

2.3.2. Нормирование и предобработка данных.

Глава 3. Модели и методы распознавания класса компонентов профессиональной готовности.

3.1. Разработка решающих правил для компонентов профессиональной готовности.

3.1.1. Разработка решающих правил для оценки функциональной надежности.

3.1.2. Поиск решающего правила для определения функциональной надежности в нейросетевом базисе.

3.1.3. Решающие правила для остальных компонентов профессиональной готовности.

3.2. Оценка качества распознавания класса компонентов профессиональной готовности.

Глава 4. Синтез интегрального показателя профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

4.1. Разработка алгоритма распознавания класса профессиональной готовности по ее компонентам.

4.2. Оценка качества распознавания классов профессиональной готовности и рекомендации для лица, принимающего решение.

4.3. Разработка автоматизированной системы оценки профессиональной готовности.

4.3.1. Практическая реализация системы и определение ее эффективности.

Введение 2010 год, диссертация по безопасности жизнедеятельности человека, Тимме, Егор Анатольевич

Актуальность работы. Важнейшим направлением обеспечения безопасности полетов авиационной и космической техники является функционирование системы авиационно-космического поиска и спасания, которая является единой и имеет целью организацию и проведение поиска и спасения терпящих или потерпевших бедствие воздушных судов (ВС) всех видов авиации, их пассажиров и экипажей, поиска и эвакуации космонавтов и космических аппаратов с места посадки. Кроме того, устойчивый рост количества чрезвычайных ситуаций (ЧС) различного генеза, происходящих в горной местности, требует увеличения количества мероприятий и качества их проведения, в том числе с применением авиационной техники при участии формирований спасателей. Такие подразделения созданы в Минобороны, МВД и МЧС России. Именно на них возлагаются задачи по проведению поиска и спасания потерпевших бедствие воздушных судов, в том числе в сложных физико-географических районах горных регионов России, занимающих около четверти всей ее территории. Статистика неумолимо говорит о том, что из каждых 100 потерпевших бедствие авиапассажиров 35-40 могут пострадать в результате удара воздушного судна о поверхность приземления, из них 20-25 пострадавших будут иметь серьезные ранения, при этом по истечении первых суток могут остаться в живых только 4-5 человек. Независимо от складывающейся обстановки, при авиационном происшествии после первых суток пребывания в аварийных условиях только 15-20% раненых еще остаются в живых, если им не оказана первая доврачебная помощь. Эти данные еще раз подтверждают вывод о том, что безопасности полетов нужно уделять должное внимание, а поисково-спасательному обеспечению — особенно, так как от оперативного обнаружения потерпевших бедствие и оказание квалифицированной помощи зависит шанс на жизнь. В современных условиях поиск и спасание с применением авиации становится значимым социально-экономическим фактором [105].

Согласно Федеральным авиационным правилам поиска и спасания в Российской Федерации, принятым Постановлением Правительства № 530 от 15.07.2008, поисково-спасательные операции осуществляются несущими дежурство экипажами поисково-спасательных воздушных судов, спасательными парашютно-десантными группами и наземными поисково-спасательными командами авиационных предприятий и организаций [133].

В связи со значительными преобразованиями последних лет в организации поисково-спасательного обеспечения полетов, особенно в государственной авиации, требуется отдельно заново прорабатывать:

- элементы подготовки экипажей ВС, авиационных медиков и спасателей, в том числе к действиям в горных условиях [51].

- организацию парашютно-десантной подготовки и боевого выживания летного состава и авиационных спасателей, в том числе в горных условиях.

Опыт проведения спасательных операций в горах свидетельствует о том, что по мере усложнения профессиональных задач, все большее значение приобретает уровень подготовки личного состава. Основные усилия в подготовке спасателей следует направить на отработку навыков передвижения по всем видам горного рельефа с применением альпинистской техники и снаряжения и спускам в любое время года. Целесообразно практические занятия по горной, горно-десантной и воздушно-десантной подготовке планировать и проводить 1 раз в полгода в период учебных сборов [70, 96].

При решении задач по поиску и спасанию терпящих или потерпевших бедствие ВС в условиях высокогорья, организм авиационных спасателей подвергается жестким условиям воздействия факторов горной среды: пониженному парциальному давлению кислорода во вдыхаемом воздухе, сниженному барометрическому давлению, резкому перепаду температуры, тяжелой физической нагрузке, значительному психоэмоциональному напряжению. Все это резко увеличивает нагрузку на функциональные системы организма спасателей, лимитирующих работоспособность, что приводит к снижению функциональной надежности, повышает вероятность совершения ошибочных действий, возникновения аварийных ситуаций и травматизму, повышает риск невыполнения профессиональной задачи [1, 23, 128].

Проблема надежности профессиональной деятельности специалистов опасных профессий (летчиков, космонавтов, спасателей МЧС России, авиационных спасателей, пограничников, сотрудников спецподразделений и др.) при воздействии различных экстремальных факторов является ведущей в рамках основных проблем физиологии, психофизиологии, психологии труда, психологии безопасности, экстремальной психологии и педагогики. [23, 25, 33,93, 100, 102, 107, 110,130]

Вопросы оценки факторов риска в профессиональной деятельности лиц опасных профессий отражена в трудах Ушакова И.Б., Пономаренко В.А., Гончарова С.Ф., Ступакова Г.П., Бодрова В.А., Дорошева В.Г., и многих других авторов [1, 23, 24, 25, 30, 47, 78, 84, 102, 107, 126, 127, 128, 130, 131]. Аналогичная проблема профессиональной надежности в высокогорье имеет большой эмпирический материал, но практических методов ее оценки практически нет.

Проблема обеспечения функциональной надежности человека в экстремальных условиях высокогорья имеет достаточно проработанные теоретические основы и практические результаты благодаря исследованиям Газенко О.Г., Григорьева А.И., Агаджаняна Н.А., Айдаралиева А.А., Гиппенрейтера Е.Б., Романова А.В., Кудайбердиева З.М., Миррахимова М.М. и многих других авторов, но ее нельзя считать до конца решенной [3, 4, 5, 7, 8, 40, 64, 80, 91, 120, 132]. В работах Н.А.Агаджаняна, А.А. Айдаралиева установлено, что безаварийная профессиональная деятельность в условиях высокогорья напрямую связана с функциональной готовностью организма, переносимостью гипоксических стимулов и высоких физических нагрузок. [3, 4, 7, 8].

Среди факторов, обусловливающих профессиональную готовность авиационных спасателей для действий в условиях высокогорья, на первом месте находятся факторы, связанные со снижением уровня их функциональной надежности [130].

Математическое обеспечения автоматизированных комплексов диагностики состояний человека и построение экспертных систем разрабатывалось Чичкиным В.А., Воскресенским А.Д., Кукушкиным Ю.А., Богомоловым А.В., Усовым В.М., Бобровым А.Ф., Довженко Ю.М. [21, 44, 66, 90, 124, 126].

Основой для успешности профессиональной деятельности в горах является тщательный профессиональный отбор, оперативный медицинский контроль и прогноз функционального состояния, всесторонняя подготовка личного состава [24, 27, 108, 109, 111]. Одним из эффективных путей повышения боеспособности и качества профессиональной деятельности авиационных спасателей в условиях среднегорья и высокогорья является прогноз их профессиональной и функциональной надежности, который может быть долгосрочным и оперативным. Задачи долгосрочного прогноза надежности профессиональной деятельности решаются в ходе профессионального отбора специалистов. Глубина этого прогноза - месяцы, годы. Оперативный (кратковременный) прогноз, как правило, проводится непосредственно перед выполнением задачи (учебной, боевой, заступлением на дежурство), его глубина составляет от нескольких часов до нескольких дней. Основу такого прогноза должны составить надежные, валидные и практичные тесты и алгоритмы их анализа [77, 109, 126].

Экстремальный характер деятельности этих специалистов, значительные физические и нервно-психические нагрузки и стрессы обуславливают актуальность и практическую необходимость разработки средств и методов прогноза надежности деятельности авиационных спасателей в условиях высокогорья. В то же время, несмотря на значительность полученных результатов в области аппаратного и медикобиологического обеспечения медицинского контроля человека в условиях высокогорья, их практическое использование для прогноза надежности профессиональной деятельности авиационных спасателей в высокогорье, затруднено. В связи с этим, решаемая в предлагаемой работе научно-практическая задача, направленная на создание методического обеспечения и автоматизированной системы-поддержки принятия решений, помогающей командиру и врачу оценить готовность личного состава подразделений авиационных спасателей к ведению профессиональной деятельности в горных условиях, является актуальной.

Одним из эффективных путей повышения профессиональной работоспособности авиационных спасателей в условиях высокогорья является повышение профессиональной готовности, которое определяется как сложное системное качество, складывающееся из уровня технической подготовленности и умений, возможностей организма адаптироваться к воздействию неблагоприятных факторов горной среды, и способности психики адекватно реагировать на особенности профессиональной деятельности [47, 142]. Профессиональная готовность напрямую зависит от функциональной надежности — интегральной характеристики, отражающей функциональную устойчивость систем организма по обеспечению профессиональной работоспособности, эффективности и надежности деятельности в любых, в том числе экстремальных, условиях деятельности [131]. Под функциональной устойчивостью понимается устойчивость функций систем организма специалиста в условиях профессиональной деятельности, степень адекватности реагирования определенных функций на условия и содержание рабочего процесса [149].

Важным научно-практическим направлением развития методического обеспечения оценки профессиональной готовности к деятельности авиационных спасателей в высокогорье является разработка математического обеспечения распознавания классов функциональной надежности личного состава, и его реализация на базе современных информационных технологий.

До настоящего времени в такой постановке задача оценки профессиональной готовности указанного контингента не решалась. При этом методическое обеспечение определяется как комплекс методик обследования лиц, проходящих горную подготовку, и математическое обеспечение, включающее в соответствии с ГОСТ 34.003-90 [39] совокупность применяемых математических методов, моделей и алгоритмов.

Таким образом, надежная оценка профессиональной готовности авиационных спасателей к действиям по поиску и спасанию терпящих бедствие людей в условиях высокогорья, является актуальной и нерешенной научно-практической задачей, решение которой направлено на обеспечение безопасности жизнедеятельности человека опасных профессий и способствует повышению эффективности и надежности деятельности по ликвидации чрезвычайных ситуаций в горах.

Основной идеей работы является применение принципа соответствия уровня функциональной надежности, физического, психологического состояния авиационных спасателей и их подготовленности уровню трудности и опасности условий деятельности для оценки готовности к выполнению профессиональных задач, особенно в горах.

Цель работы. Повышение эффективности, надежности и безопасности деятельности авиационных спасателей на основе разработки метода оценки их функциональной надежности и профессиональной готовности к проведению поисково-спасательных операций в экстремальных условиях высокогорья.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Обоснование структуры интегрального показателя профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья и состава его компонентов.

2. Разработка математического обеспечения оценки функциональной надежности авиационных спасателей.

3. Структурная и параметрическая адаптация решающих правил для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

4. Синтез алгоритма оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

5. Разработка автоматизированной системы оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

6. Оценка эффективности разработанного методического обеспечения оценки профессиональной готовности.

Предмет исследования — методическое обеспечение оценки профессиональной готовности.

Объект исследования - профессиональная готовность авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Разработанное математическое обеспечение оценивания 5 компонентов профессиональной готовности - функциональной надежности, физической работоспособности, психологической готовности, технической и тактической подготовленности - позволяет по результатам комплексного обследования авиационных спасателей в условиях высокогорья распознавать их принадлежность по каждому компоненту к одному из 4 классов, отражаемых на шкале порядка и соответствующих оценкам «высокая», «средняя», «низкая», «крайне низкая».

2. Разработанное методическое обеспечение оценки профессиональной готовности авиационных спасателей позволяет распознать их принадлежность к классам профессиональной готовности с точностью не менее 95,2% , при этом количество ошибочных решений 1-го рода составляет 1,6%, 2 -го рода - 3,2%.

Методы исследования

При решении поставленных в работе задач использовались: - концептуализация и формализация задачи;

- анализ и систематизация данных обследований;

- опрос экспертов посредством опросного листа и анкетирования;

- статистическая обработка и комплексный анализ полученных данных;

- применение методов классификации, в частности теории дискриминантных функций;

- использование методов обработки экспертной информации, в том числе метода анализа иерархий;

- использование теории искусственных нейронных сетей;

- написание алгоритмов и программного кода.

Научная новизна полученных результатов определяется следующим: обоснована структура интегрального показателя профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья и состав его компонентов; разработано математическое обеспечение автоматизированной оценки функциональной надежности авиационных спасателей к деятельности в экстремальных условиях высокогорья; разработаны решающие правила для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья; синтезирован алгоритм оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья.

Отличие от результатов, полученных другими авторами:

- впервые разработана математическая модель оценки функциональной надежности авиационных спасателей, отличающаяся от известных синтезом решающего правила в виде последовательности операций, включающей вычисление дискриминантных функций для каждой составляющей функциональной надежности, определение по их значениям апостериорных вероятностей отнесения состояния человека к установленному классу, нахождение с использованием метода анализа иерархий вектора приоритетов, вычисление критериальных функций в виде взвешенной компонентами этого вектора суммы апостериорных вероятностей и выбор по максимальному значению указанных функций одного из альтернативных вариантов.

- впервые разработан алгоритм, позволяющий определить класс профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья по отдельным ее компонентам.

Теоретическая значимость полученных результатов состоит в разработке совокупности моделей и алгоритмов, обеспечивающих повышение точности определения класса профессиональной готовности, при создании диагностических систем.

Практическая значимость исследования определяется разработкой методического обеспечения, позволяющего сформировать целостную практическую основу для реализации системы оценки профессиональной готовности авиационных спасателей перед выполнением учебно-боевых задач в высокогорье.

Реализация и внедрение результатов исследования. Основные результаты настоящей работы реализованы и подтверждены актами внедрения:

•S в методиках медицинского контроля, коррекции и восстановления функционального состояния авиационных спасателей; S при оценке профессиональной готовности к деятельности в условиях высокогорья спасателей МЧС России;

V при проведении горной подготовки и учений в горной местности специальных подразделений силовых ведомств;

V в учебном процессе на кафедре теории и методики прикладных видов спорта и экстремальной деятельности Российского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.

Апробация работы. Результаты исследований, выполненных по теме диссертации, доложены и обсуждены на конференциях:

• Четвертом всероссийском симпозиуме «Боевой стресс: механизмы стресса», посвященной 75-летию ГосНИИИ ВМ МО РФ (Москва, 2005);

• Конгрессе «Современные технологии спорта высших достижений в профессиональной подготовке сотрудников силовых ведомств» (Москва, РГУФК, 2006);

• Конференции профессорско-преподавательского состава РГУФК «Проблемы переподготовки и повышения квалификации специалистов в спортивной отрасли» (Москва, 2006);

• Пятом всероссийском симпозиуме по проблемам боевого стресса «Война и здоровье» ГосНИИИ ВМ МО РФ (Москва. - 2006);

• Второй международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы подготовки специалистов по горным видам спорта» (Москва, РГУФК, 2006);

• Всероссийской научной конференции памяти академика РАЕН B.C. Ястребова «Безопасность в экстремальных ситуациях: медико-биологические, психолого-педагогические и социальные аспекты» (Москва, РГУФК, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе 5 работ в научных журналах, входящих в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 156 страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка использованных литературных источников. Текст иллюстрирован 30 таблицами и 16 рисунками, список литературы включает 150 источников.

Заключение диссертация на тему "Методическое обеспечение автоматизированной оценки профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья"

ВЫВОДЫ

1. Оценка профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья может проводиться на основе: оценки функциональной надежности по характеристикам: вариабельности сердечного ритма (ВСР); гемодинамики; реакции на движущийся объект; критической частоты слияний мельканий. Названные характеристики должны регистрироваться до и после выполнения профессиональной деятельности;

- оценки психологической готовности по результатам выполнения тестов: САН (самочувствие-активность-настроение); Спилбергера-Ханина (тревожность); Элерса (мотивация); Шуберта (готовность к риску);

- оценки физической работоспособности по тесту: бег в гору 500 м с измерением времени движения, частоты сердечных сокращений и субъективной тяжести испытываемой нагрузки по шкале Борга;

- оценки выполнения технических приемов владения профессиональными навыками по результатам 11 тестов по разделам учебной программы;

- оценки тактической подготовленности по результатам решения 5 ситуационных задач.

2. Разработан метод оценки функциональной надежности авиационных спасателей в высокогорье в виде последовательности операций, включающей вычисление дискриминантных функций для каждой составляющей функциональной надежности, определение по их значениям апостериорных вероятностей отнесения состояния человека к установленному классу, нахождение с использованием метода анализа иерархий вектора приоритетов, вычисление критериальных функций в виде взвешенной компонентами этого вектора суммы апостериорных вероятностей и выбор по максимальному значению указанных функций одного из альтернативных вариантов. Использование данного метода позволило синтезировать решающие правила, позволяющие распознать класс функциональной надежности авиационных спасателей с точностью 93,8% (ошибки 1 рода - 3,1%, 2 рода - 3,1%).

3. В результате структурной и параметрической адаптации решающих правил для оценки компонентов профессиональной готовности авиационных спасателей к деятельности в условиях высокогорья получены аналитические выражения, использование которых позволяет распознавать классы физической работоспособности с точностью 90,6% (ошибки 1 рода - 3,1%, 2 рода - 6,2%), психологической готовности - 84,4% (ошибки 1 рода - 6,2%, 2 рода — 9,4%), технической подготовленности - 87,5% (ошибки 1 рода - 4,7%, 2 рода - 7,8%), тактической подготовленности -84,4% (ошибки 1 рода - 7,8%, 2 рода - 7,8%).

4. Разработанный с использованием метода «ближайшего соседа» алгоритм поддержки принятия решения, позволяет определить группу профессиональной готовности и установить критерии допуска авиационных спасателей к выполнению учебно-боевых задач, дать рекомендации по коррекции функционального состояния и произвести профессиональный отбор личного состава. Точность оценки профессиональной готовности составляет 95,2% , при этом количество ошибочных решений 1-го рода - 1,6%, 2 -го рода - 3,2%.

5. Разработанное математическое обеспечение явилось практической основой для создания автоматизированной системы поддержки принятия решения о готовности авиационных спасателей к действиям по ликвидации чрезвычайных ситуаций в условиях высокогорья.

6. Применение разработанного методического обеспечения в процессе горной подготовки авиационных спасателей позволяет повысить эффективность учебного процесса посредством предварительного распределения спасателей по классам профессиональной готовности с последующим применением методики дифференцированного обучения личного состава. Сравнение результатов динамики ПГ в двух однородных группах выявило рост на 10% уровня ПГ в группе за счет перехода в более высокий класс ПГ, где применялись рекомендации автоматизированной системы и на их основании использовалась методика дифференцированного обучения спасателей, и снижение на 8% уровня ПГ за счет перехода в более низкий класс ПГ, где данные рекомендации не применялись.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Необходимость поддержания высокой боевой готовности, эффективности, надежности и безопасности профессиональной деятельности лиц опасных профессий, а также задача своевременного и оперативного выявления и прогнозирования функциональных сдвигов в организме авиационных спасателей является жизненно важной, поскольку развитие неблагоприятных функциональных изменений в большинстве случаев является причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с человеческим фактором. Успешному решению этих проблем во многом может способствовать совершенствование применяемых для оценки ФС математических и методологических подходов.

Компьютерные технологии позволяют решать неформализованные задачи оценки профессиональной готовности. Разработка автоматизированной оценки профессиональной готовности опиралась на ряд принципов:

- достаточной информативности, подразумевающей адекватную оценку функционального состояния лиц опасных профессий;

- чувствительности к функциональным нарушениям на ранних стадиях их развития;

- возможности количественного представления полученных результатов и анализа динамики изменения характеристик функционального состояния;

- кратковременности обработки информации;

- возможности проведения исследований на всех этапах профессиональной деятельности авиационных спасателей;

- доступности практического освоения методологического аппарата и исключении необходимости в специальной математической подготовке пользователя.

- адаптивности к новым методам медицинских исследований.

Библиография Тимме, Егор Анатольевич, диссертация по теме Безопасность в чрезвычайных ситуациях (по отраслям наук)

1. Агаджанян Н.А., Ушаков И.Б., Турзин П.С. Первое заседание проблемной секции "Экология и здоровье" Российской экологической академии. // Авиакосм, и эколог, мед. 1996. - N 2. - С.68.

2. Агаджанян Н.А., Гневушев В.В., Катков А.Ю. Адаптация к гипоксии и биоэкономика внешнего дыхания. Москва. Изд-во УДН 1987.- 186 с.

3. Агаджанян Н.А., Башкиров А.А., Власова И.Г., Северин А.Е. Гипоксия.-Москва. 1984 - 46с.

4. Агаджанян Н.А., Миррахимов М.М. Горы и резистентность организма. -М.:Наука 1970.- 242с.

5. Айвазян С.А., Бухштабер В.М., Енюков И. С., Мешалкин JI. Д. Прикладная статистика. Классификация и снижение размерности.- М.: Финансы и статистика, 1989.- 607 с.

6. Айдаралиев А.А., Баевский P.M., Берсенева А.П. и др. Комплексная оценка функциональных резервов организма. Фрунзе: Илим, 1988. -195 с.

7. Айдаралиев А. А., Максимов A. JI. Адаптация человека к экстремальным условиям: Опыт прогнозирования. Л.: Наука, 1988., 126 с.

8. Алипов Д.А. Влияние климата среднегорья Тянь-Шаня на высшую нервную деятельность спортсменов //Акклиматизация и тренировка спортсменов в горной местности. Алма-Ата - 1965.

9. Амосов Н.М., Бендет Я.А. Физическая активность и сердце. Киев: Здоровья. - 1989.-216 с.

10. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Анализ, синтез, планирование решений в экономике. Москва.- Финансы и статистика - 2000. - 205с.

11. Афифи А., Эйзен С. Статистический анализ: Подход с использованием ЭВМ.- М.: Мир.- 1982.- 488с.

12. Баевский P.M., Иванов Г.Г., Чирейкин J1.B. и др. Анализ вариабельности сердечного ритма при использовании различных электрокардиографических систем. Вестник аритмологии.- 2001- №24-С.65-86.

13. Баевский P.M., Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе.- Москва.- 1984.- 384с.

14. Баевский P.M. Прогнозирование состояний на грани нормы и патологии.- Москва. 1979.- 298с.

15. Баландин В.И., Блудов Ю.М., Плахтиенко В.А. Прогнозирование в спорте.- Москва. Физкультура и спорт 1986.- 193с.

16. Барчуков И.С. Физическая , подготовка личного состава спецподразделений. Москва Спортакадемпресс - 2001. - 250 с.

17. Бернштейн А.Д. Человек в условиях среднегорья Алма-Ата, изд. Казахстан. - 1967.-256с.

18. Бешелев С. Д. Гурвич Ф. Г.Математико статистические методы экспертных оценок. М. Статистика. 1980.- 264 с.

19. Блеер А.Н. (ред.) Основы психофизиологии экстремальной деятельности. Москва -Анита Пресс. - 2006.- 380 с.

20. Богомолов А.В., Гридин JI.A., Кукушкин Ю.А., Ушаков И.Б. Диагностика состояний человека: математические подходы. М:Медицина, 2003 464 е.: ил.

21. Бодров В.А. Психофизиологические проблемы профессиональной надежности человека-оператора //Психологические проблемы профессиональной деятельности. М.: Наука, 1991 .-С.111-121.

22. Бодров В.А. Основные принципы разработки системы профотбора военнослужащих и его проведение // Воен.-мед.журн., 1984.-N9. С. 4144.

23. Бодров В.А. Орлов В.Я. Психология и надежность человека в системах управления техникой.- М: ИП, 1998. -285с.

24. Бодров В.А. К проблеме восстановления профессиональной работоспособности летного состава. //Воен.-мед. журн. 1987. - N 8. -С.46-48.

25. Бодров В.А. и др. Психологический отбор летчиков и космонавтов. М.:Наука. 1984. -264 с.

26. Бол г Б., Хуань Дж. Многомерные статистические методы для эргономики. М.: Статистика. -1979. - 317 с.

27. Бубеев Ю.А. и др. Исследование системных характеристик гемодинамики в валеологической практике. "XVII съезд физиологов России", тезисы докладов. Изд. РГУ, Ростов-на-Дону.- 1999. - С. 194.

28. Бугров С.А., Лапаев Э.В., Пономаренко В.А. Проблема профессионального здоровья в авиационной медицине. // Воен.-мед. журн. 1993. - N1. - С.61 -64.

29. Булатов М.М., Платонов В.Н. Спортсмен в различных климато-географических и погодных условиях. Киев. Олимпийская литература — 1996.-174 с.

30. Бускирк Е.Р. Работоспособность уроженцев высокогорья// Биология жителей высокогорья. М.: Мир, 1981.

31. Вавилов М.В. Оперативный психологический контроль и прогнозирование надежности деятельности специалистов экстремального профиля. 05.26.02. Дисс. на соискание ученой степени канд. психол. наук. М: 2003. 163 с.

32. Вовси-Колштейн А.Л., Чучудеев Д.Н. О возможности анализа процесса адаптации системы крови к высокогорью с помощью методов РО //Адаптация человека в различных климато-географических и производственных условиях. Новосибирск, 1981. - Т.5. - С.13-14

33. Вуколов Э.А. Основы статистического анализа. Практикум по статистическим методам и исследованию операций. Москва. Форум -Инфра М -2004. - 462 с.

34. Вучков И., Бояджиева Л., Солаков Е. Прикладной линейный регрессионный анализ. М.: Финансы и статистика, 1987. - 239с.

35. Гедымин М.Ю., Соколов Д.К., Кандрор И.С. Об интегральной оценке функционального состояни организма. //Физиология человека.-1988.- Т. 14, N 6, С.957.

36. Горбань А.Н., Россиев Д.А. Нейронные сети на персональном компьютере. Новосибирск: Наука (Сиб. отделение).- 1996. 276с.

37. ГОСТ 34.003-90. «Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Термины и определения».

38. Григорьев А.И., Баевский P.M. Здоровье и космос: концепция здоровья и проблема нормы в космической медицине. М., 2001 - 92с.

39. Гуревич В.Л. Методология решения задач медицинской диагностики с применением математических методов и ЭВМ. //Математическое моделирование медицинских и биологических систем: Сб. науч. тр. -Свердловск, 1988. С. 32 - 39.

40. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. Учебное пособие. М: Изд-во МГУ, 1992. -192 с.

41. Довженко Ю.М. Принципы построения медицинских консультативных систем на основе использования диагностических индексов. // Вестн. АМН СССР. 1989. - N 1. - с. 89 - 93.

42. Долганова Т.И. и др. Стабилометрическое исследование статической устойчивости у больных с фиксированной порочной установкой в тазобедренном суставе. Российский журнал биомеханики. №2. - Изд. Зап.-Уральского Отд. РАЕН, Пермь, 1999.- С.48.

43. Дорошев В.Г. Системный подход к здоровью летного состава в XXI веке. Москва. 2000. 364 с.

44. Дьяченко М.И., Кандыбович Л.А., Пономаренко В.А. Готовность к деятельности в напряженных ситуациях. Психологический аспект. -Минск: Изд-во Университетское, 1985. -206 с.

45. Дуда Р., Харт П. Распознавание* образов и анализ сцен. Издательство "Мир", Москва 1976 - 511с.

46. Журавлев Ю. И., Рязанов В. В., Сенько О. В. Распознавание. Математические методы. Программная система. Практические применения. М.: Фазис - 2006. - 159с.

47. Загоруйко Н.Г. Методы распознавания и их применение.- М.: Советское радио.- 1972. -206с.

48. Запорожец А.И. Проблемы исследования применения авиации при чрезвычайных ситуациях. //Комплексная безопасность России -исследования, управление, опыт. Международный симпозиум. Тезисы докладов С.-Пб.: МЧС России.- 2006 - С.68-71.

49. Запорожец А.И. Организация применения Авиации МЧС России при проведении авиационно-спасательных работ. //Сборник научных трудов ЦСИ МЧС России. М.: ЦСИ МЧС. - 2005 - С. 112-116.

50. Зима А.Г., Иванов А.С, Макагонов А.Н. Физиологические особенности физических упражнений в среднегорье: Учебное пособие. Алма-Ата, 1982.- 112с.

51. Зыкина Е.П. Динамическое наблюдение за физиологическими параметрами пациента на основе дискриминантного анализа. // Моделирование в клинической практике: Респ. сб. науч. тр. М., 1988. -С.101 - 106.

52. Зуев С.М. Статистическое оценивание параметров математических моделей заболеваний. М: Наука, 1988. - 174 с.

53. Иванов А.С, Бородина ТА., Дорошина ТА. Адаптация к спортивным нагрузкам путем чередования горных высот (800-3500 м над уровнем моря . Особенности тренировки спортсменов в условиях высокогорья и среднегорья. Фрунзе, Киргиз. ГУ.- 1987.

54. Казиев В.Н., Введение в анализ, синтез и моделирование систем — Интернет-Университет информационных технологий, 2009, 240 с.

55. Казин Э.М., Кураев Г.А., Шорин Ю.П., Лурье С.Б. Использование автоматизированных программ для комплексной прогностической оценки индивидуальных адаптивных возможностей организма. //Физиология человека.- Т.19.- №.3.- 1993.- С.88-93.

56. Кендалл М., Стюарт А. Статистические выводы и связи.- М.: Наука.-1973.- 900 с.

57. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь.- 1990. - 534 с.

58. Коган А.Б., Владимирский Б.М. Функциональное состояние человека -оператора. Оценка и прогноз. Л: Наука., 1988. - 212 с.

59. Комплексная оценка функциональных резервов организма. / Айдаралиев А.А., Баевский P.M., Берсенева А.П. и др. Фрунзе: Илим, 1988. - 195 с.

60. Косачев В.Е., Агапов И.В., Усов В.М. Квалиметрический подход к изучению профессионально важных качеств. М: ИП РАН, 1992. - С. 146- 153.

61. Кудайбердиев З.М., Шмидт Г.Ф. Работоспособность человека в горах. Ленинград, Медицина 1982.- 128с.

62. Кудрин И.Д., Зюбан A.JL, Овчинников Б.В. К оценке функционального состояния организма человека. // Воен.-мед. журн. -1981.-N 10. С.46-49.

63. Кукушкин Ю.А., Данилов С.Л., Усов В.М. Экспертно-консультативные системы в авиационной медицине. // Авиационная и космическая медицина, психология и эргономика: Сборник трудов. /Под. ред. Г.П. Ступакова. М.: Полет. - 1995. - С.273-284.

64. Куценко Г.И., Сошников Е.И. Методика количественной интегральной оценки утомления. // Гиг. и санит. 1982. - N 8. - С.53 - 55.

65. Лазарус Р. Теория стресса и психофизиологические исследования. // Эмоциональный стресс. Л: Медицина, 1970. - С. 178 - 208.

66. Лбов Г.С. Методы обработки разнотипных экспериментальных данных// Новосибирск. Наука, 1981. 160 с.

67. Легошин В.Д., Запорожец А.И. Технологии гражданской безопасности. Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций.- 2007 С. 16-21.

68. Леонова А.Б. Психодиагностика функциональных состояний человека. -М: Изд-во МГУ., 1984. 110 с.

69. Леонова А.Б., Медведев В.И. Функциональные состояния человека в трудовой деятельности. М: Изд-во МГУ, 1981. - 112 с.

70. Летунов С.П. Тренировка к гипоксии как средство повышения работоспособности//Акклиматизация и тренировка спортсменов в горной местности. Алма-Ата - 1965.

71. Литвак Б.Г. Экспертные оценки и принятие решений. М.: Патент, 1996. -271 с.

72. Ломов Б.Ф. Методологические и теоретические проблемы психологии. -М.: Наука, 1984. 444 с.

73. Лукашевич Н.Ф. Обучение горной подготовке в вузах и частях пограничных войск. Москва. Граница- 1996. - 79 с.

74. Лучшие психологические тесты для профотбора и профориентации /Отв. ред. А.Ф.Кудряшов. Петрозаводск: Петриком, 1992. - 318 с.

75. Мазурин Ю.В., Пономаренко В.А., Ступаков Г.П. Гомеостатический потенциал и биологический возраст человека. М: Медицина, 1991. -45с.

76. Макеев С. П., Шахнов И.Ф. Упорядочение объектов в иерархических системах // Известия АН СССР, Техническая кибернетика. 1991.-№ 3.-С.29-46.

77. Малкин В.Б. Гиппенрейтер Е.Б. Острая и хроническая гипоксия. Проблемы космической биологии, т. 35. М. Наука, 1977 г.

78. Мандель И.Д. Кластерный анализ.- М.: Финансы и статистика, 1988.-176с.

79. Марищук В.Л. Перераспределение функциональных резервов в организме спортсмена как показатель стресса// Тревога и стресс в спорте.-М.:Физкультура и спорт. 1983.- С.72-87.

80. Медведев В.И. Устойчивость физиологических и психологических функций человека при действии экстремальных факторов. -Л.: Наука. -1982.-106с.

81. Медицинские вопросы расследования и профилактики летных происшествий./ Под ред. Пономаренко В.А., Алпатова И.М.- Москва -1991.- 163 с.

82. Меерсон Ф.З. Адаптация сердца к большой нагрузке и сердечная недостаточность. М.: Наука.- 1975.

83. Мерлин B.C. Проблемы интегрального исследования индивидуальности человека// Психологический журнал. 1980 - Т. 1 - №1 - С. 58-71

84. Методика врачебно-педагогического контроля в туризме. Методические рекомендации. Центральное рекламно-информационное бюро «Турист». Москва 1990. - 55с.

85. Методика оценки функционального состояния организма человека. / Баевский P.M., Кукушкин Ю.А., Марасанов А.В., Романов Е.А. // Мед. труда и промышл. экол. 1995. - N 3. - С.30 - 33.

86. Методы исследования в физиологии военного труда. /Под ред. Новикова

87. B.C. М: Воен. изд., 1993. - 240 с.

88. Миронкина Ю. Н., Бобров А. Ф. Информационная технология статистического синтеза критериев и алгоритмов оценки функционального состояния человека в прикладных медико-биологических исследованиях // Информационные технологии. 1998. -№ 3. - С.41- 47.

89. Мостеллер Ф., Тьюк и Дж. Анализ данных и регрессия: В 2-х вып. Вып. 2. М.: Финансы и статистика, 1982. - 239с.

90. Небылицын В.Д. Основные свойства нервной системы как фактор надежности человека оператора //Тезисы XV международного психологического конгресса в Югославии. - М., 1964. - С. 234-235.

91. Нейронные сети. Statistica Neural Networks. М.: Горячая линия -Телеком, 2001.- 182 с.

92. Никифоров Г.С. (ред.). Психологическое обеспечение профессиональной деятельности. СПб.: СПбГУ, 1991.- 152с.

93. Организационно-методические указания по подготовке органов управления, сил гражданской обороны и единой государственной системы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на 2003 год. //Письмо МЧС РФ от 2 декабря 2002 г. N 33-3876-14.

94. Орлов А.И. Теория принятия решений. Учебное пособие. М.: Издательство «Экзамен», 2005. 656с.

95. Петров В.П. Машков В.Н. Психологический анализ деятельности военных специалистов //Психологическая оценка и прогнозирование профессиональной пригодности военных специалистов. М: Воениздат. 1988. С.88-115.

96. Парин В.В., Баевский P.M. Медицина и техника.- М.: Знание, 1968.-С.36-49.

97. Плахтиенко В.А., Блудов Ю.М. Надежность в спорте. М.: Физкультура и спорт, 1983,- 176с.

98. Погожев И.Б. Применение математических моделей заболеваний в клинической практике. М: Наука, 1988. - 191с.

99. Пономаренко В.А., Ступаков Г.П. и др. Психофизиологические основы профессиональной надежности летчика. М., 1993.- С.5-18.

100. Попов В.И., Карпов В.Н., Ушаков И.Б., Жиляев Е.Г., Чубирко М.И., Федоров В.П. Многофакторное планирование и анализ в медико-биологических исследованиях.Воронеж -2000.- 67 с.

101. Попов В. А. Данко шанс на выживание. //Авиапанорама. Международный авиационно-космический журнал №5 - 2009. - С.20-23

102. Психофизиологическая надежность летчика/ Под. Ред. Ступакова Г.П.Москва: Военное издательство, 1993.- С.22-24

103. Профессиональный психологический отбор в ВУЗы // Материалы Всеармейского учебно-методического сбора.- М.,1990.- 138с.

104. Пухов В.А. Основы профессионального психофизиологического отбора военных специалистов. М.: Воениздат, 1981.- 428с.

105. Рыбников В.Ю. Психологическое прогнозирование надежности деятельности" специалистов экстремального профиля. Дисс. доктора психол. наук. СпбГУ, 2000.- 440с.

106. Руководство для действий войск в горах. Москва. Воениздат-1941.-158 с.

107. Рутковская Д., Пилинский М., Рутковский JT. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы: Пер. с польск. И.Д. Рудинского. М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 452 с.

108. ПЗ.Саати Т. Принятие решений. Метод анализа иерархий. М.: Радио и связь, 1989.-316 с.

109. Сапова Н.И. Ритмокардиография как один из методов, позволяющий оценивать функциональные резервы организма. //Мат. Всесоюзной конференции "Функциональные резервы и адаптация".- Киев, 1990.-С.105-106.

110. Сатаров Г.А. Многомерное шкалирование и другие методы при комплексном анализе данных. М.: Наука, 1985 - 333 с.

111. Словарь физиологических терминов (ред. О.Г.Газенко). -М.:Наука,1987.-257с.

112. Соболев А.В., Лютикова Л.Н., Рябыкина Г.В., Алеева М.К., Мареев В.Ю. Вариация ритмограммы как новый метод оценки вариабельности сердечного ритма. //Кардиология.- 1996.- № 4.- С.47-52.

113. Супруненко Ю. "Гипоксия на разных уровнях". Побежденные вершины. Сборник советского альпинизма. Москва, Мысль, 1981 г. - С. 8-14.

114. Скурихин А.Н. Генетические алгоритмы //Новости искусственного интеллекта.- 1995.- № 4.- С. 6-46.

115. Суслов Ф.П., Гиппенрейтер Е.Б. Подготовка спортсменов в горных условиях, Москва- Спортакадемпресс 2001. - 175 с.

116. Тактика действий подразделений внутренних войск (отделение, взвод) в горах и горно-лесистой местности. Учебное пособие. Москва -2005,71с.

117. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. М.: Синтег, 1998.-376 с.

118. Тюрин Ю.Н., Литвак Б.Г., Орлов А.И., Сатаров Г.А., Шмерлинг Д.С. Анализ нечисловой информации. Научный Совет АН СССР по комплексной проблеме "Кибернетика", 1981. 80 с

119. Уотермен. Руководство по экспертным системам. М: Мир. - 1989. -388с.

120. Устинов А.Г., Лешуков С.В., Житарева И.В. Интерактивный и автоматический компьютерный дискриминантный анализ мониторных данных. // Моделирование в клинической практике: Респ. сб. науч. тр. -М., 1988.-с. 90- 100.

121. Ушаков И.Б., Богомолов А.В., Гридин Л.А., Кукушкин Ю.А. Методологические подходы к диагностике и оптимизации функционального состояния специалистов операторского профиля. Москва: Медицина.- 2004.- 135с.

122. Ушаков И.Б. Комбинированные воздействия в экологии человека и экстремальной медицине. Москва 2003. - 440с.

123. Ушаков И.Б. Общая структурная (каскадная) схема изменения профессионального здоровья в авиации. // Авиакосмическая и экологическая медицина 1994. - т.28, N 5. - С.4 - 8.

124. Ушаков И.А. Основные принципы теории надежности //Вопросы философии. 1967. - №6. - с. 18-24.

125. Ушаков И.Б., Шалимов П.М. Функциональная надежность и функциональные резервы летчика //Вестник РАМН. 1996. - № 7.

126. Ушаков И.Б. Экология человека опасных профессий. М. - Воронеж/ Воронежский государственный университет. - 2000. - 128с.

127. Физиология человека в условиях высокогорья./Газенко О.Г., Уголев A.M., Гиппенрейтер Е.Б., Абалаков В.М., Коваленко Е.А., Крупина Т.Н., Малкин В.Б., Сенкевич Ю.А., Стажадзе JI.JL, Москва Наука- 1987, 520с.

128. Федеральные авиационные правила поиска и спасания в Российской Федерации //Утверждены Постановлением Правительства Российской Федерации от 15 июля 2008 г. N 530.

129. Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. М: Наука, 1978.-352с.

130. Фишберн П.К. Методы оценки аддитивных ценностей //Статистическое измерение качественных характеристик. М.: Статистика, 1972.- С.8-34

131. Фишберн П.К. Измерение относительных ценностей //Статистическое измерение качественных характеристик. М.: Статистика, 1972.- С.35-94

132. Флейшман А.Н. Медленные колебания гемодинамики. Новосибирск, Наука, 1999.- 256с.

133. Фрумкин П.А. Медико-географическое исследование горных территорий с применением критерия эффективной высоты: Автореф. дис. канд. геогр. наук.-Москва.-1973.

134. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс. 2-е издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильяме». - 2006. - 1104с.

135. Хван М.У. Материалы к физиологии акклиматизации и адаптации к мышечной работе в условиях среднегорья. Автореф. дис. канд. биол. наук. Алма-Ата - 1966. - 30с.

136. Чеботарёв С.С. Проведение поисково-спасательных работ с применением авиации. //Комплексная безопасность России исследования, управление, опыт. Международный симпозиум. Тезисы докладов С.-Пб.: МЧС России.- 2006 - С.58-64.

137. Чичикин В. Профессиональная готовность и ее измерение // Человек в мире спорта: Новые идеи, технологии, перспективы. Тезисы доклада международного конгресса Москва: 1998. - Т. 2. - С.491-492.

138. Чубуков Л.А., Ильичева Е.М. Основные принципы классификации климатических курортов СССР // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физкультуры. -1957. N3.

139. Шакула А.В., Клюнк А.Д. Методика оценки психофизиологических резервов летчика. // Воен.-мед. журн. 1989. - N 2. - С.46-49.

140. Шибанов Г.П. Порядок формирования экспертных групп и проведения коллективной экспертизы. // Информационные технологии.- 2003- №12.-С.26-29.

141. Штюрмер Ю.А. Опасности в туризме, мнимые и действительные. Москва. Физкультура и спорт 1972. - 104с.

142. Шукуров Ф.А. Математический анализ сердечного ритма в оценке функционального резерва организма в условиях высокогорья. //Мат.Всесоюзной конференции "Функциональные резервы и адаптация".-Киев.- 1990.- С. 126-128.

143. Шукуров Ф.А. Нидеккер И.Г. Динамическая структура сердечного ритма в процессе адаптации к высокогорной гипоксии/ Космическая биология и авиакосмическая медицина -1981.- С.78-82

144. Экология человека и профилактическая медицина: мегатезаурус. /Под ред. И.Б.Ушакова. Воронеж: ИПФ.- 2001. - 488 с.

145. David Е. Goldberg. Genetic algoritms in search, optimization, and machine learning. Addison-Wesley Publishing Co., Inc.-1989.

146. Список работ, опубликованных по теме диссертации

147. Статьи в рецензируемых изданиях из перечня ВАК Минобрнауки РФ:

148. Тимме Е.А. Применение искусственных нейронных сетей для оценки функционального состояния специалистов в высокогорье // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. 2009. - № 15 -С.36-40.

149. Тимме Е.А., Писарев А.А., Бубеев Ю.А. Контроль и прогнозирование функционального состояния военных специалистов в условиях горной подготовки //Военно-медицинский журнал. 2009. - №1. - С. 13.

150. Тимме Е.А. Применение методов теории риска в оценке факторов горной среды //Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. -2006. №10. - С.14-16.

151. Тимме Е.А. Программно-методические особенности подготовки и повышения квалификации специалистов для осуществления профессиональной деятельности в условиях высокогорья // Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. 2004. - №2 - С.19-21.

152. Тимме Е.А. О комплексном влиянии климатогеографических, сезонных и погодных факторов в высокогорье на работоспособность человека //Теория и практика прикладных и экстремальных видов спорта. 2004. -№1. - С.25-31.

153. Статьи в материалах конференций

154. Тимме Е.А. О комплексном влиянии климатогеографических, сезонных и погодных факторов на работоспособность человека // Сборник научных трудов молодых ученых РГУФК. Москва: РГУФК, 2003. - С. 199-202.

155. Тимме Е.А. О подходе к оценке экстремальной деятельности с точки зрения теории риска //Тезисы конференции «Экстремальная деятельность человека. Проблемы и перспективы подготовки специалистов». Москва: РГУФК, 2006. - С. 145-149.

156. Научные отчеты и методические рекомендации

157. Писарев А.А., Климачев В.А., Тимме Е.А. Разработка комплекса мероприятий по поддержанию высокого уровня профессионального здоровья авиационных спасателей и сохранению их работоспособности.

158. Отчет о НИР «Спасатель АКМ», инв. №7244, Москва: ГНИИИ ВМ МО РФ, 2005.-81с.

159. Писарев А.А., Климачев В.А., Тимме Е.А. Методы коррекции и восстановления функционального состояния авиационных спасателей. //Методические рекомендации, инв. №7245, Москва: ГНИИИ ВМ МО РФ, 2005.- 54с.

160. Тимме Е.А. Программа дисциплины «Теория и методика- горных видовспорта» федерального компонента цикла СД ГОС по направлению1521900 «Физическая культура», по специальности 022300 «Физическая культура и спорт». Москва: РГУФК, 2005. - 136с.