автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Методы оценки и прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта в границах влияния человеческого фактора

На правах рукописи

□034483В0

ФАДЕЕВ РУСЛАН СЕРГЕЕВИЧ

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОВНЯ АВИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АЭРОПОРТА В ГРАНИЦАХ ВЛИЯНИЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА

Специальность 05 02 22 «Организация производства (транспорт)».

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2008 г

О 2 окт 2008

003448360

Работа выполнена на кафедре Безопасность полетов и жизнедеятельности Московского государственного технического университета гражданской авиации

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Елисов Лев Николаевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Прохоров Александр Валентинович

кандидат физ - мат. наук, с н с Ташаев Юрий Аронович

Ведущая организация ФГУП «Администрация гражданских аэро

портов (аэродромов)»

Защита состоится « 13 » ноября 2008 года на заседании диссертационного совета Д 223 011 01 Московского государственного технического университета гражданской авиации по адресу 125838, Москва, Кронштадтский бул 20, МГТУГА

Автореферат разослан « 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета

д т н., профессор С К Камзолов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В течении последнего десятилетия мировое сообщество поставлено перед фактом существенного усиления негативного воздействия на государственные, общественные и частные структуры различных факторов, обусловленных противоправной деятельностью террористических организаций или отдельных преступных элементов Пресечение и предотвращение подобной деятельности регламентируется государственными нормативными документами, включая концепцию национальной безопасности РФ

Гражданская авиация характеризуется специфическими условиями реализации производственной деятельности, связанными, прежде всего, с повышенными требованиями в области безопасности полетов (БП) и авиационной безопасности (АБ)

Авиационная безопасность определяется Воздушным кодексом РФ как состояние защищенности авиации от актов незаконного вмешательства в деятельность в области авиации. Совокупность правовых и организационных мер, направленных на предотвращение и пресечение противоправных действий в отношении гражданской авиации, является основой Федеральной системы обеспечения защиты деятельности гражданской авиации от актов незаконного вмешательства.

Адекватный уровень авиационной безопасности, достаточный для защиты объекта от актов незаконного вмешательства, на 95% зависит от уровня профессиональной подготовки и мобилизационной готовности сотрудников службы авиационной безопасности (САБ) и охраны

Специалисты в области авиационной безопасности работают в экстремальных условиях, поскольку над ними постоянно довлеет ответственность за жизнь и здоровье людей Поэтому к уровню профессиональной подготовки сотрудников САБ и охраны предъявляются особо жесткие требования. В процессе служебной деятельности сотрудники должны демонстрировать постоянную готовность к адекватным, профессиональным действиям, обеспечивающим защиту охраняемых объектов от актов незаконного вмешательства С другой стороны, нельзя не учитывать временной фактор Уровень профессиональной готовности специалиста с годами падает, необходимо учитывать возрастные изменения состояния здоровья, да и в течении рабочего дня уровень мобилизационной готовности далеко не всегда одинаково высок В этой связи задача оценки и прогнозирования уровня профессиональной готовности специалиста в области авиационной безопасности становится весьма актуальной. Более того, она однозначно связана с уровнем авиационной безопасности объекта

На основании вышеизложенного можно сделать вывод о том, что разработка новых подходов, методов и алгоритмов прогнозирования уровня мобилизационной готовности (УМГ) персонала САБ и охраны, основанных на теории временных рядов и методов квалиметрии, является актуальной задачей.

Целью диссертационной работы является, обеспечение адекватного современным требованиям уровня авиационной безопасности аэропорта, определяемого человеческим фактором, на основе методов квалиметрического прогнозирования с использованием временных рядов

Для достижения указанной цели в работе поставлены и решены следующие основные задачи'

- Анализ проблем в области авиационной безопасности аэропорта,

- Исследование человеческого фактора в области авиационной безопасности,

- Разработка концепции квалиметрического прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта,

- Исследование моделей и методов анализа временных рядов,

- Исследование моделей и методов оценки уровня авиационной безопасности аэропорта,

- Исследование моделей и методов многокритериального прогнозирования,

- Разработка моделей, методов и алгоритмов прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны аэропорта.

На защиту выносятся

1 Концепция квалиметрического прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта.

2 Понятийная модель уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны аэропорта

3 Аддитивная модель факторов, влияющих на уровень мобилизационной готовности.

4 Модели, методы и алгоритмы статистического прогнозирования уровня мобилизационной готовности

5. Модели, методы и алгоритмы квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности.

6 Методика комплексного прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны аэропорта Объект исследования- система авиационной безопасности аэропорта Предмет исследования оценка и прогноз уровня авиационной безопасности аэропорта, определяемого человеческим фактором Научная новизна работы состоит в том, что в ней

- обоснованы современные требования к персоналу службы авиационной безопасности аэропорта и исследованы факторы, определяющие уровень мобилизационной готовности этого персонала,

- разработана концепция прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны, основанная на теории временных рядов и методах квалиметрии,

- сформулирована математическая постановка задачи прогнозирования УМГ, основанная на кусочно - линейной аппроксимации огибающей временного ряда,

- разработаны модели, методы, алгоритмы и методика прогнозирования УМГ персонала САБ и охраны аэропорта

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные в ней результаты позволяют

- скорректировать нормативные документы по авиационной безопасности в части, касающейся временных интервалов проведения восстановительных мероприятий с персоналом САБ и охраны аэропортов,

- внедрить в практическую деятельность САБ аэропортов процедуры прогнозирования уровня авиационной безопасности,

- решить задачу автоматизации процессов и процедур управления системой авиационной безопасности аэропорта.

Точность и достоверность полученных результатов обеспечивается корректным использованием математического аппарата, обоснованием принятых допущений и ограничений, проверкой в практической деятельности авиапредприятий

Результаты работы используются: при проведении научных исследований и в учебном процессе МГТУГА, НУЦ «Абинтех», при разработке регламентирующих документов Ассоциации «Аэропорт» ГА стран СНГ, в производственной деятельности ОАО «МАШ», и ЗАО «Аэромаш — авиационная безопасность» Акты об использовании результатов представлены в приложении.

Апробация. Основные результаты были представлены и обсуждены

на:

-НПК «Актуальные проблемы защиты ГА от актов незаконного вмешательства», Москва, 2002 г,

-МФ «Технологии безопасности», Москва, 2002 г, -МНПК « Терроризм и безопасность на транспорте», Москва, 2003 г, -МНТК « Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества», Москва, 2006,2008 г., -МНТК « Чкаловские чтения», Егорьевск, 2007 г.,

-на заседаниях Комитета по авиационной безопасности Ассоциации «Аэропорт» ГА стран СНГ, Москва - Сочи, 2003 - 2008 г г

Структура диссертации. Текстовый материал диссертации содержит введение, четыре главы, заключение, список использованных источников, приложения. Общий объем работы 158 стр, она содержит 54 рисунка, 5 таблиц. Список использованных источников содержит 106 наименований

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Определяется область научных исследований диссертационной работы, обосновывается актуальность темы и проведенных исследований.

Глава 1. В данной главе рассмотрены основные проблемы, связанные с человеческим фактором в области авиационной безопасности аэропортов

Авиационная безопасность как проблема, требующая решения на государственном уровне, существует уже несколько десятков лет и особенно обострилась в последнее десятилетие. Решение этой проблемы осуществляется в

рамках Федеральной системы обеспечения защиты деятельности гражданской авиации от актов незаконного вмешательства

Основной задачей Федеральной системы является обеспечение безопасности жизни и здоровья пассажиров, членов экипажей воздушных судов (ВС), наземного персонала авиапредприятий, охраны ВС и средств аэропорта путем осуществления мер по защите от актов незаконного вмешательства в соответствии с Нормами, правилами и процедурами. Выполнение требований Норм, правил и процедур обеспечивает служба авиационной безопасности аэропорта

Свою служебную деятельность персонал САБ осуществляет в соответствии со стандартными эксплуатационными процедурами (СЭП) - это технология, правило или инструкция, разработанные уполномоченным должностным лицом для того, чтобы данная конкретная задача (процедура) выполнялась в соответствии с установленными требованиями по обеспечению АБ и обеспечивала достижение поставленной цели Совокупность эксплуатационных процедур представляет собой комплекс технологических процессов авиационной безопасности аэропорта, при этом, за каждым процессом, за каждой процедурой стоит специалист САБ, т е человеческий фактор в области АБ имеет определяющее значение

Таким образом, можно считать установленной прямую связь между уровнем авиационной безопасности аэропорта и УМГ персонала САБ и охраны Тогда, с целью обеспечения адекватного современным требованиям уровня авиационной безопасности аэропорта необходимо уметь оценивать и, что еще более важно, прогнозировать УМГ персонала САБ и охраны В работе предложена концепция квалиметрического прогнозирования УМГ, представленная на рис. 1

Адекватный уровень мобилизационной готовности (АУМГ) представляет собой способность персонала САБ и охраны обеспечить достаточную защиту объекта от любых проявлений незаконного вмешательства в рамках своей компетентности и в любой промежуток времени профессиональной активности.

АУМГ связан с такими понятиями как качество профессиональной деятельности, личностные характеристики, требования к персоналу и т.д С течением времени профессиональная подготовка и личностные характеристики персонала ухудшаются и перестают удовлетворять требованиям, что говорит о неадекватности УМГ В этот момент система АБ аэропорта не может гарантировать защиту от незаконного вмешательства. Требуется работа с персоналом в части, касающейся повышения квалификации, улучшения состояния здоровья и т д, для чего необходимо время. Поэтому возникает очень важная задача, связанная с прогнозированием этих тенденций

Применяемые сегодня в практической деятельности подходы и методы оценки и прогноза УМГ не обеспечивают качество прогноза, удовлетворяющего современным требованиям Решение предлагается искать методами квалиметрического прогнозирования с использованием временных рядов

Рис 1 Концепция квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности

Глава 2. Вторая глава посвящена исследованию моделей и методов оценки человеческого фактора в области авиационной безопасности

Прогнозирование можно рассматривать как способ теоретического и практического действия, направленного на разработку прогнозов При этом прогноз представляет собой предположение о параметрах (характеристиках) объекта в будущем, основанное на информации о параметрах (характеристиках) объекта в прошлом и настоящем Отсюда следует, что реализации процедур прогнозирования предшествуют процедуры оценки параметров соответствующего объекта.

Применительно к авиационной безопасности теория оценочных процедур разработана профессором Елисовым Л Н. и практически реализована в работах Налобина Н В

В этих работах уровень авиационной безопасности объекта рассматривается как качество (результат) деятельности САБ, при этом качество понимается в терминах международных стандартов ИСО 9000 - 2000 как степень соответствия присущих характеристик требованиям Отсюда оценочные процедуры выстраиваются как совокупность сопоставительных операций между достигнутыми параметрами и требованиями к ним. Подобный подход является квалиметрическим и дает возможность управлять авиационной безопасностью объекта по критерию «качество» в рамках системы менеджмента качества организации

В работе исследованы, также, другие подходы к оценке человеческого фактора в области авиационной безопасности Были исследованы следующие методы метод прогнозного графа, метод получения интегральной оценки качества работы в эргатической системе, метод статистического анализа альтернатив, метод группового учета аргументов, метод динамики средних, а также были исследованы некоторые вероятностные модели Сопоставительный анализ показал, что рассмотренные модели и методы при решении задачи оценки уровня авиационной безопасности в значительной степени уступают квалиметрическому подходу. На основании вышеизложенного для оценочных процедур был принят квалиметрический подход, который выдвинул следующую задачу при переходе к оценке уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны необходимо определить и исследовать факторы, влияющие на этот уровень.

В качестве таких факторов были выделены следующие: профессиональная готовность (Фпр), физические (Ффиз) и физиологические (Ффизиол) состояния, психологическое (Фпс) состояние, комфортность (Фк) на рабочем месте, эмоциональное (Фэм) состояние, стрессовые (Фс) нагрузки, погодные (Фп) условия, сезонно - климатические факторы (Фск), физические нагрузки (Фф), возрастной ценз, временные факторы

При этом временной фактор следует рассматривать с точки зрения его продолжительности, т е в течении- всего жизненного цикла профессиональной деятельности специалиста, в течении одного года, в течении недели; в течении рабочей смены Можно предположить, что на протяжении жизненного цикла профессиональной деятельности специалиста (Рис. 2) уровень

мобилизационной готовности (Рмг) от своего максимального значения в т А будет постоянно снижаться под влиянием указанных выше факторов При этом достаточно сложно определить вид функции описывающей эти изменения в реальных условиях Скорее можно говорить об аппроксимации реальной функции Во всех случаях проблема состоит в том, чтобы функция не перешла минимально допустимое значение В

Рмг

АРмг

Рис 2 УМГ на протяжении жизненного цикла специалиста

Аналогично Рмг изменяется на протяжении года, рабочей недели или смены При этом на всех временных этапах важным остается вопрос о том, в какой момент времени был зарегистрирован переход через уровень В, что означает неготовность специалиста выполнять свои профессиональные обязанности в полном объеме Отсюда возникает задача как можно более раннего выявления опасных тенденций в изменении Рмг с течением времени, т е прогноза

Глава 3 Посвящена исследованию моделей и методов прогнозирования уровня авиационной безопасности

Временные ряды как инструмент прогноза представляют собой ряд наблюдений * (и), х (и) х (г N) анализируемой величины £,( произведенных в последовательные моменты времени ил .. 7 ы При этом факторы, влияющие на значения временного ряда, можно разделить на 4 группы- долговременные, формирующие общую тенденцию в изменении анализируемой величины х(0, сезонные, формирующие периодически повторяющиеся колебания анализируемого признака, циклические, учитывающие действия долговременных циклов различной физической природы и случайные

В работе принята аддитивная структура влияния факторов на формирование значений х(1), т е

х (0 = а/тр (0+ 0 <р (0 + уу (0 + е (I). (1)

где а, Д у принимают значения 0 или 1, в зависимости от наличия факторов данного типа

Тогда общая формулировка задачи, предшествующей непосредственно прогнозированию, состоит в следующем

1 определить, какие из неслучайных функций /*р (I), <р I), цт ([) присутствует в разложении (1),

2 построить соответствующие оценки неслучайных функций,

3 подобрать модель, адекватно описывающую поведение случайных остатков 8 0)

Статистические методы прогнозирования на основе временных рядов используют достаточно широкий математический аппарат: математическая подгонка полиномами, экстраполяция по элементарным функциям, экстраполяция с дисконтированием, функции с гибкой структурой, экстраполяция по огибающим кривым, авторегрессионные модели, парные и множественные регрессии, компонентный анализ, многофакторный анализ, экстраполяция факторов и другие В любом случае задача статистического прогнозирования формулируется как задача выбора рационального прогноза из множества альтернативных с использованием прогнозных моделей

Пусть заданы значения временного ряда х = {х(1),яг(2), ,х(Лг)}) где х(0 -значение анализируемого признака, зарегистрированного в /-м таете времени 0 =1, 2, ., Л9 Требуется построить оценки будущих значений ряда X = {*(АГ+1), ¿(ЛГ+2), , ¿(Я+г)}, где 1 й т < N - горизонт прогнозирования

Выделим из исходного временного ряда обучающую выборку Хаб={х(1),х(2), ,*(Лг-г)}, на основании наблюдений которой построим оценки значений временного ряда на тактах с 1 полг-г, и прогнозные значения на тактах с ЛГ-г+1 по N. ХЮ1 = {х(1)Д(2), ,х(ЛГ-г),х(ЛГ-г+1),;Е(ЛГ-г+2), ,хШ)} Затем, выбрав к произвольных точек исходного временного ряда, составим из них экзаменационную выборку Хт=[хЦх),х(/2), ,х(/,)}, где ¿Я.

Из полученного вспомогательного прогноза выберем оценки значений временного ряда на временных тактах, вошедших в экзаменационную выборку= ,х(/4)}, где йЫ Сопоставляя полученные

оценки значений временного ряда Хт, со значениями экзаменационной выборки Хт, оценим его качество, используя различные критерии оценки качества прогнозирования.

В работе рассмотрен ряд регрессионных моделей, применяемых при анализе временных рядов

Задача статистического прогнозирования на основе временное резервов

Задано Требуется

З.чачешя временного ряда Х = {х(1),х(2), . х(Ы)). где 1 = 1 2Ы, хЭД - значения анализируемого паретра Построить оценки будущих значений ряда Х={5(1*И).£^+2). .£(N+0). где Рг?Ы -горизонт прогнозирования

Обучающая вьсорка Сст = (х(1) х(2). .х((Ч-г))

Вспомогательный прогноз Свсп = £х(1), 2(2). . £(1М)>

Экзаменационная выборка Хэкз = {хр|). х(У. . х(у, .х(У>.

Экзамена1*с»ея выборка приходиться на пратэыв токи эспомогатегъного прогноза

>4-

Ч-

х(1) х(2)

-1-1-Н

х(Ы-т) х(М-г+1)

—I-^ — + — + — 4->

х(Ы) £(N+1) х(М+г)

Обучающая выборка

Л_Г

Экзаменадотая мока

1_

Будущее эоюе

Экзаменационная выборка охватывает весь иэвэшъйвремежой ряд — £(N+0

х(1) х(2) х(Ы-г) х(1Ч-г+1) х(Ы) х(Ы+1)

Обучающая . выборка . Будццев ^ значен« _I

I Экзаменациожая выборка 1

Генад. входил« в экзаменах«?)*) выборку укдзьваотся экспертом Л-1-1-1-1-1-1-1-1-Ь--(- — + — +-*

х(1) х(2) х(1Ч-г) х(М-г+1) х(Ы) ¿(N+1) ><(N+0

Обучающая Будущее

вьюрка . значен« .

Точки экзаменациажой выборки

Глава 4. Содержит основные результаты диссертационных исследований, отличающиеся научной новизной, и посвящена разработке моделей, методов, алгоритмов и методик статистического и квалиметрического прогнозирования УМГ персонала САБ и охраны

Статистические методы и модели прогнозирования предполагают наличие в качестве исходных данных статистической определенности в значениях временного ряда, используемого для прогноза, с учетом всех факторов, под воздействием которых формируются эти значения

Аддитивное разложение временного ряда (1) в приложении к исследованию факторов, влияющих на уровень мобилизационной готовности персонала САБ и охраны, трансформируется в форму*

х(1) =и(0 + <Р(0 + Ф) (2)

и имеет вид:

л:^=Ф„р(1)+[ФфИз(1)+ФфИВДЛ(1>+Фпс(1)+Фэм(1)+Ф1:(1)+Фск(1)+Фп(1)+Фф(1)]+Фс(1)(3) В качестве тренда в работе рассматривается фактор профессиональной готовности Фпр. Динамика изменения тренда на протяжении жизненного цикла профессиональной деятельности специалиста САБ и охраны представлена на рис.3 Допустим, что период исследования фактора профессионализм - 5 лет За этот период возможно снижение Рмг до величины А, В, С, Б или Е При этом глубина снижения может быть различна (ДРМГ|) В любом случае она не может быть ниже Рмг„ Разница (РМГн - Рмг ют) рассматривается как резерв для компенсации влияния других факторов

Рассмотрим вариант, когда на тренд влияют другие факторы (Рис.4.) Как было указано выше, факторы-состояния [ФфИЗ(0, ФфюшО), ФПс(0, Фэм(0] кРмг

Рмгтах ДРмг!

Рнгн Рмпшп

----

I I

I I

■ПАРмг

I I

5 лет

10 лет 15 лет 20 лет 25 лет ЗОлет

Рис 3 Динамика изменения тренда

являются детерминированными функциями, период активизации которых несоизмеримо мал, по сравнению с периодом анализа тренда Вторым важным моментом здесь является то, что после исчезновения фактора, тренд восстанавливает свое первоначальное значение практически без потерь (1х() Одна-

ко, если влияние этих факторов затягивается (1X1 - Ьс2) - необходима реабилитация (1х2 - 1х3). При этом можно считать, что потери Рмг по фактору Фпр(0 незначительны

Рис 4 Влияние на тренд факторов-состояний

Практически аналогично влияние факторов-условий [Фк(1:), Ф^О), Фп0),

Ффн(ВД Совокупное влияние на тренд всех факторов показано на рис 5

Рис 5 Влияние тренд всех факторов

Следует заметить, что представленные на рис 3-5 зависимости носят качественный, оценочный характер, но, при этом, они построены на основе реального, практического опыта профессиональной деятельности специалистов САБ

Сформулированная выше задача статистического прогнозирования решается в соответствии с алгоритмом (рис 6.). В основе алгоритма лежит идея формирования множества прогнозов с использованием имеющейся совокупности статистических данных, представленных в форме временного ряда, с последующей квалиметрической оценкой их качества и выбором наилучшего из них в смысле соответствующего или соответствующих критериев. Указанные крите-

рии предложены в работах А С Рыкова и К С Щилина. Лучшим считается прогноз с наименьшим отклонением прогнозных значений от реальных на т-ом такте, или с наименьшим суммарным отклонением, или с наименьшим средне-квадратическим отклонением, или с наименьшим максимальным отклонением прогнозных значений от реальных, или с минимальной величиной средней ошибки отклонения прогнозных значений от реальных, или с наименьшим отклонением максимального значения рада, или прогноз, в котором наиболее точно вычисляется такт с максимальным значением ряда или с минимальными взвешенными среднеквадратическим отклонением ит д

1 Выборы временного ряда для прогнозирования —»■ Точечный прогноз Уо=Уо(Х,кз, Х,и)= | х(т)-х(т) |, 1<т<Ы

2 Визуализация временного ряда Траекторный прогноз >•1

3 Анализ временного ряда

4 Усечение временного ряда по краям '^—¡р, У«,?.

5. Выбор горизонта прогнозирования

6 Настройка набора прогнозных моделей

7. Выбор критерия оценки качества прогноза Прогноз максимум У5=| них {х(П), ,х&)} - тах{х((,),. , х&)} У6=| агё тах {х(10, . ,х(1к)} -arg тах{х(1|), , х(У} |

8 Задание экзаменационной выборки

1 Выбор из К прогнозных моделей ► х=мр(ер,х,т), где0р= (вр1 ©р2 ..еР' еРСр)т, р = 1,2 К, п прогнозных моделей пи = М,(0„ Х,Т), 1=1,2 п 2 Для т, задаются диапазоны изменений ее параметров 3 Заявляется полный перечень значений параметров 4. Заявляется возможные альтернативы значений параметров 5 Строится и прогнозов X,' = 1X1,(9,', X, Т)

9. Построение совокупности прогнозов

10 Ранжирование прогнозов

11 Выбор лучшего прогноза

12 Использование результатов прогнозирования Решается задача однокритериальной или многокритериальной оптимизации путем вариации или комбинации критериев

Рис 6 Алгоритм статистического прогнозирования УМГ персонала САБ и охраны

Решение задачи прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны с использованием предлагаемого статистико - ква-лиметрического метода вызывает серьезные сложности, связанные со следующими причинами.

1 Получение статистических данных, достаточных для формирования обучающей и экзаменационной выборок временного ряда, весьма затруднительно с учетом реальных условий деятельности персонала САБ и охраны

2 Даже при наличии таких исходных статистических данных процедура прогнозирования представляется достаточно сложной и относительно дорогостоящей

3. С учетом некоторой расплывчатости исходных данных для прогноза, определяемой экспертным характером их получения, теряет смысл статистически точная процедура прогнозирования

В этом случае для решения указанной задачи предлагается применить квалиметрические методы и процедуры

Идея квалиметрического прогнозирования УМГ персонала САБ основана на кусочно - линейной аппроксимации функции, которая является огибающей по отношению к совокупности значений временного ряда, статистически описывающих динамику уровня мобилизационной готовности

Предположим, что кривая изменения Рмг от времени аппроксимируется прямой Р1 - Рх так, как показано на рис 7 Начало отсчета для прогнозирования находится в т Р], что соответствует максимальному уровню Рмг в данных реальных условиях и приближается к Рмг мах Оценка уровня Рмг проведена в т 11 Вторая оценка Рмг проводится в т 12 через интервал времени (11 - определенный соответствующими нормативными документами. Тогда аппрокси-

мирующая прямая (прогнозная) пройдет через РьРгЛЛ При этом критический уровень Рмг (Рмгн) достигается в момент времени 13, а минимально допустимый - в I». Это значит, что корректирующие мероприятия по ликвидации опасного снижения уровня Рмг в соответствии с этим прогнозом необходимо провести до наступления момента времени 1з. Однако, из рисунка следует, что аппроксимирующая прямая Р1РХ пересекает РМП1 только в т Рх, т.е. значительно позднее. Отсюда возникает задача проверки точности прогноза, для чего необходимо очередное измерение Р„,. до наступления гз Предположим, что такое измерение было проведено в т 15 При этом возможны два варианта. Рщ- соответствует т «п» (Р5') и Рмг соответствует т «ш» (Р5")

В первом варианте прогнозная прямая проходит через точки Рг,Р5\ Р«, Рз (нижняя). В этом случае прогноз становится более критическим и корректирующие мероприятия необходимы до наступления момента времени

Во втором варианте прогнозная прямая проходит через точки Р2, Р5", Р7. В этом случае момент введения корректирующих мероприятий отодвигается до времени ^

Следующий этап прогнозирования начинается в момент времени при этом возможны два варианта т. п(р3') и т. ш(Р5") Предположим, что очередное измерение Рмг проведено в т. 18, т е раньше 17, что соответствует требованиям первого прогноза.

В первом варианте прогнозная прямая Р5\ Р8 резко меняет свой наклон и никогда не пересечется с линией РМП). Это говорит о том, что прогноз невозможен В этом случае использование для прогноза т «п» исключается и необходимо, как минимум, еще одно измерение Рмг в промежутке времени (^ -14)

Решение сформулированной задачи квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны с использованием кусочно - линейной аппроксимации может быть получено в рамках алгоритма, представленного на рис 8.

Необходимо отметить, что точность квалиметричдского прогножиро-вания определяется выбором временных □интервалов и точек, в которых происходит изме@ение (оценка) Рмг, и, при удачном решении этой задачи, является вполне удовлетворительной. Существенное сокращение количества точек измерения Рмг по сравнению с равномерным подходом позволяет говорить также об экономической эффективности разработанного метода

В заключительной части работы решены две принципиально важные задачи:

1. Проведена концептуальная проработка вопросов создания системы информационной поддержки ЛПР (лицо, принимающее решения) в процессе прогнозирования. Разработаны требования к программно - методическому комплексу.

2 Разработана методика комплексного прогнозирования УМГ персонала САБ и охраны, основанная на представленных подходах и методах и определяющая пути внедрения полученных результатов.

Рис 8 Алгоритм квалиметрического прогнозирования уровня УМГ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.

В результате проведенных диссертационных исследований получены следующие основные научные результаты

1. Проведен анализ проблем в области авиационной безопасности аэропорта и исследование человеческого фактора в области авиационной безопасности.

2 Разработана концепция квалиметрического прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта

3 Проведено исследование моделей и методов оценки уровня авиационной безопасности аэропорта

4 Проведено исследование моделей и методов анализа временных рядов

5 Проведено исследование моделей и методов многокритериального прогнозирования.

6 Введено новое понятие - уровень мобилизационной готовности персонала САБ и охраны

7 Разработана концепция квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны.

8 Проведено исследование факторов, влияющих на уровень мобилизационной готовности персонала САБ и охраны

9 Разработаны метод и алгоритмы статистического прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны

10. Разработан метод и алгоритмы квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны

11 Разработана методика комплексного прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны

На основании полученных научных результатов можно сделать следующие основные выводы'

1. Система менеджмента качества определяет основные методы и процедуры управления авиапредприятием на основе критерия «качество», которое в части, касающейся управления авиационной безопасностью, реализуется по двум важнейшим направлениям оценка и прогноз

2. Важнейшей проблемой обеспечения адекватного уровня авиационной безопасности аэропорта в границах влияния человеческого фактора является задача оценки и прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны, который понимается как способность специалиста обеспечить достаточную защиту объекта от любых проявлений незаконного вмешательства в его деятельность в рамках своей компетентности и в любой промежуток времени профессиональной активности

3 Методологию оценки и прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны следует выстраивать с использованием теории временных рядов, теории квалиметрии и методов математической статистики

4. Концепция квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны рассматривает прогнозирование как способ теоретического и практического действия по выделению наилучшего в некотором смысле описания тренда и на определении прогнозных значений путем его экстраполяции по огибающим кривым.

5. Исследование факторов, влияющих на уровень мобилизационной готовности, позволило определить составляющие временного ряда, описывающие этот уровень, в его аддитивном разложении

6 Сформулирована математическая постановка задачи статистического прогнозирования уровня мобилизационной готовности с использованием временных рядов, решение которой обеспечивает получение совокупности альтернативных прогнозов. Разработан алгоритм ее решения, реализация которого возможна при наличии необходимого объема исходных статистических данных

7 Сформулирована математическая постановка задачи квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности, решение которой основано на кусочно-линейной аппроксимации огибающей исследуемого процесса, что обеспечивает необходимое и достаточное качество формируемого прогноза.

8 Разработана методика комплексного прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны, включающая два альтернативных подхода к прогнозу, выбор которого осуществляет лицо, принимающее решения, на основе анализа исходных статистических данных

Основные результаты диссертацпи опубликованы в следующих работах: В изданиях, определенных ВАК РФ для публикации диссертационных работ

1 Фадеев Р С Аналитический обзор регрессионных моделей, применяемых при использовании временных рядов Научный вестник МГТУГА, № 108 -М МГТУГА, 2006 - с 28-35

2 Фадеев Р С, Елисов Л Н Концепция решения задачи временной оптимизации процесса поддержания уровня авиационной безопасности аэропорта. Научный вестник МГТУГА, №108 - М. МГТУГА, 2006 -с 64-73.

3 Фадеев Р С Система прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта в части, касающейся человеческого фактора Научный вестник МГТУГА, №112 -М • МГТУГА, 2007 -с 68-76

4 Фадеев Р С Аддитивные модели прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта Научный вестник МГТУГА, №112. -М . МГТУГА, 2007,-с 76-80.

В прочих изданиях-

5. Фадеев Р С. Мониторинг уровня авиационной безопасности аэропорта Тезисы докладов МНТК -М МГТУГА, 2006 -с 45.

6. Фадеев Р С , Елисов Л Н, Шмельков А В. Теория квалиметрии как универсальная методология проектирования систем менеджмента качества. Тезисы докладов МНТК. - Егорьевск ЕАТК, 2007 - с 78

7 Фадеев Р С , Шмельков А В Задача квалиметрического экспресс — прогнозирования в условиях неопределенности Тезисы докладов МНТК - М МГТУГА, 2008, - с 64.

Печать офсетная 1,05 уел печл

Подписано в печать 12 09 08 г Формат 60x84/16 Заказ №649/^/

0,93 уч -изд. л

Тираж 80 экз

Московский государственный технический университет ГА 125993 Москва, Кронштадтский бульвар, д 20 Редакционно-гадательсхий отдел 125493 Москва, ул Пулковская, д.6а

О Московский государственный технический университет ГА, 2008

Список условных сокращений и аббревиатур.

Введение.

ГЛАВА 1. МЕСТО И РОЛЬ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА В СИСТЕМЕ АВИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

АЭРОПОРТА

1.1 .Федеральная система обеспечения защиты деятельности гражданской авиации от актов незаконного вмешательства.

1.2. Проблемные аспекты в деятельности службы авиационной безопасности аэропорта.

1.3. Человеческий фактор в области авиационной безопасности.

1.4. Временные ряды как инструмент прогноза.

1.5. Постановка задачи диссертационного исследования и концепция ее решения.

Выводы к главе 1.

В течении последнего десятилетия мировое сообщество поставлено перед фактом существенного усиления негативного воздействия на государственные структуры различных факторов, обусловленных противоправной деятельностью террористических организаций или отдельных преступных элементов. Пресечение и предотвращение подобной деятельности регламентируется государственными нормативными документами, включая концепцию национальной безопасности РФ.

Гражданская авиация характеризуется специфическими условиями реализации производственной деятельности, связанными, прежде всего, с повышенными требованиями в области безопасности полетов (БП) и авиационной безопасности (АБ).

Авиационная безопасность определяется Воздушным кодексом РФ как состояние защищенности авиации от актов незаконного вмешательства в деятельность в области авиации. Совокупность правовых и организационных мер, направленных на предотвращение и пресечение противоправных действий в отношении гражданской авиации, является основой Федеральной системы обеспечения защиты деятельности гражданской авиации от актов незаконного вмешательства.

Адекватный уровень авиационной безопасности аэропорта, достаточный для защиты объекта от актов незаконного вмешательства, на 95% зависит от уровня профессиональной подготовки и мобилизационной готовности сотрудников службы авиационной безопасности (САБ) и охраны. Вместе с тем, с течением времени этот уровень подвержен серьезным колебаниям, причем, часто ниже минимально допустимой границы. Вариации уровня готовности специалиста возможны как в длительной перспективе (недели, месяцы, годы), так и в краткосрочной (в течении рабочей смены). В таких случаях гарантировать соответствующую безопасность аэропорта невозможно. Необходимо уметь оценивать уровень авиационной безопасности аэропорта, прогнозировать его значение, определять соответствующие временные интервалы, через которые производится оценка, и реализовывать упреждающие мероприятия.

Применяемые сегодня в практической деятельности подходы и методы оценки и прогноза уровня авиационной безопасности аэропорта не обеспечивают качество прогноза, удовлетворяющего современным требованиям.

В рамках данной работы автором предлагается применение системной совокупности теории временных рядов и теории квалиметрии для разработки методов и средств оценки и прогноза уровня авиационной безопасности аэропорта, что должно обеспечить необходимое и достаточное качество прогноза.

Диссертационная работа состоит из четырех разделов.

Первый раздел работы посвящен анализу места и роли человеческого фактора в системе авиационной безопасности аэропорта.

Во втором разделе рассматриваются модели и методы оценки человеческого фактора в системе менеджмента качества авиационной безопасности. Исследуются модели и методы, разработанные J1.H. Елисовым и Н.В. Нало-биным.

В третьем разделе исследуются подходы, модели и методы, применяемые при прогнозировании, с целью их применения и адаптации для целей прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны. Здесь проанализированы работы С.А. Саркисяна, A.C. Рыкова, К.С. Щипина.

В четвертом разделе предложена авторская концепция решения задачи прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны в двух вариантах и представлены результаты разработки соответствующих алгоритмов и методики.

В результате проведенных исследований на защиту выносятся:

1. Концепция квалиметрического прогнозирования уровня авиационной безопасности аэропорта.

2. Понятийная модель уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны аэропорта.

3. Аддитивная модель факторов, влияющих на уровень мобилизационной готовности.

4. Модели, методы и алгоритмы статистического прогнозирования уровня мобилизационной готовности.

5. Модели, методы и алгоритмы квалиметрического прогнозирования уровня мобилизационной готовности.

6. Методика комплексного прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны аэропорта.

Выводы к главе 1

1. Авиационная безопасность аэропорта рассматривается как элемент системы авиационной безопасности гражданской авиации и как составная часть безопасности воздушного транспорта. С другой стороны, авиационная безопасность является основой Федеральной системы обеспечения защиты деятельности гражданской авиации от актов незаконного вмешательства, выстраиваемой на основе Концепции национальной безопасности РФ.

2. Проблемы авиационной безопасности аэропорта должны решаться в рамках системы менеджмента качества авиационной безопасности как элемента интегральной системы управления аэропортом.

3. Человеческий фактор в области авиационной безопасности занимает доминирующее место, что определяется содержанием стандартных эксплуатационных процедур (СЭП) авиационной безопасности.

4. Совокупность СЭП представляет собой комплекс технологических процессов авиационной безопасности аэропорта, реализуемый специалистами САБ.

5. Технологические операции по реализации процедур авиационной безопасности должны разрабатываться в полном соответствии с технологическими процессами, реализующими основную производственную функцию аэропорта в рамках системы менеджмента качества аэропорта.

6. Уровень авиационной безопасности аэропорта в границах влияния человеческого фактора определяется уровнем профессиональной подготовки персонала САБ и охраны, который характеризуется адекватным уровнем мобилизационной готовности, т.е. способностью специалиста обеспечить достаточную защиту объекта от любых проявлений незаконного вмешательства в его деятельность в рамках своей компетентности и в любой промежуток времени профессиональной активности.

7. Важнейшей проблемой обеспечения адекватного уровня авиационной безопасности аэропорта в границах влияния человеческого фактора является задача оценки и прогнозирования уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны.

8. Методологию оценки и прогноза уровня мобилизационной готовности персонала САБ и охраны следует выстраивать с использованием теории временных рядов, теории квалиметрии и методов математической статистики.

1. Система менеджмента качества 2,5,17,18,19,20,28,31,33,34,38,57,83,93,98,100.

2. Человеческий фактор в ГА 41,46,61,62,63,67,71,72,80,101,103, 104, 105,106.

3. Временные ряды 9,42,43,82,88,92.

4. Глава 2. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА В СИСТЕМЕ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА АВИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ АЭРОПОРТА

5. Система менеджмента качества авиационной безопасности аэропорта

6. В соответствии с международными стандартами ИСО 9000 2000 система менеджмента качества понимается как система менеджмента для руководства и управления организацией применительно к качеству.

7. Семейство стандартов ИСО 9000 проводит различие между требованиями к системам менеджмента качества и требованиями к продукции.

8. Любая деятельность или комплекс деятельности, в которой используются ресурсы для преобразования входов в выходы, может рассматриваться как процесс.

9. Система качества САБ аэропорта является элементом системы качества авиапредприятия и осуществляет управление деятельностью САБ на основе критерия «качество» (рис.2.1.)

10. Таким образом, в системе менеджмента качества стандартами ИСО 9000-2000 определены два важнейших направления деятельности: мониторинг качества и прогноз.

11. Международные стандарты ИСО -9000-20001. Требования стандартов ИСО