автореферат диссертации по транспорту, 05.22.14, диссертация на тему:Повышение уровня профессиональной подготовки летных экипажей на основе средств автоматизированного контроля (по опыту ЦУ МВС)

Министерство гражданской авиации ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

Для служебного пользования

Экз. №-:-' "

На правах рукописи

ОГИНЦ Эдуард Юрьевич

УДК'/656.7.071.7:658.386.3/:681.3

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ ЛЕТНЫХ ЭКИПАЖЕЙ НА ОСНОВЕ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ ( по опыту ЦУ МВС)

Специальность 05.22.14—эксплуатация авиационной техники

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ленинград—1990

Работа выполнена в Ордена Ленина Академии гражданской авиации.

научный руководитель

заслуженный деятель науки и техники РСФСР доктор технических наук профессор ФЕДОРОВ С. М.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор технических наук профессор ЦИПЕНКО В. Г. (г. Москва), кандидат технических наук доцент МИК.ИНЕЛОВ А. Л. (г. Ленинград)

ведущая организация

Центр ГА СЭВ

Защита диссертации состоится « » сентября 1990 года на заседании Специализированного совета Ордена Ленина Академии гражданской авиации Д.072.03.01.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии.

Просим Вас нринять участие в обсуждении диссертационной работы и прислать свои отзывы в 2-х экземплярах, заверенные печатью.

Отзывы направлять по адресу: 196210, Ленинград, Авиагородок, ОЛАГА, ученому секретарю Специализированного совета.

Автореферат разослан « »--1Й90 г.

Ученый секретарь Специализированного совета кандидат технических наук доцент

уС^'Л^/—С. С. ПЛВЛОВ

Общая характеристика работы

Актуальность теш диссертационно:: работ

Перед гражданской авиацией (ГА) СССР, кон важнеЛшш звеном транспортной систем« страны, пссталлекн сяогашо задач» дальней -шего увеличения обьеиа пассакиропях и грузовнх перевозок, а танке других видов -народио-хоэлЗстпенмнх работ при обеспечении вы сокого уровня безопасности :i регулярности полетов. И это должно бить выполнено при сравнительно малом увеличении материальных . ' затрат и трудовых ресурсов. .

В различных работах: отечественных и Зарубежных авторов осо- . бое внимание уделяегоя вопросам зависимости важнейших поназате лей эффективности функционирования авиатранспортной оистеыц от уровня профессиональной подготовки'летного состава. ■ • .

В настоящее время при подготовке потного состава отчетливо выракена тенденция использования для этой цели автоматизирован -ных обучающих c:icтем. С их помощью воэыокно. элективно' отрабаты- . вать действия экипажа в оообых ситуациях полота, связанных о раз-' личного рода отказа;« авиационной техники' (ЛТ) и позволяют многократное создание условий для отработай навыков и поддерживания их на требуемом уровне. В результате значительно повивается надоя -. кость функционирования системы "Экипаж - ВС - среда" при выполнении реалышх полетов. Tlonumowie профессионального уровня спсциа- -листов неразрывно связано с улучшением споют подготовки летно -го состава. Статистика авиапионних происпестви'Л (ЛП) и предпосы - . пои a шш (ГШ) с IS70 по 1985 г.г. красноречиво свидетельствует о важности и актуальности этой проблемы. Несмотря на оиипенив . числа летных происшзотвий, одной из главных причин их возникновения является недостаточный профессиональный уровень-летного сос -тава. Проблема подготовки летного состава является наиболее своя-, ной. Традиционные ^орми подготовки летного состава становятся на-, ло э^еитипннии, что мотет привести в серьезный противоречиям мегду суностъу кади опытом подготовки и доотштаиипи научно-тсхни -чооcoro прогресса в отрасли. Эксплуатация повременных самолетов требует адекватных tfopit, средств и методов подготовки специапис тол. Следует отметить, что недостаточно лроведлтея работ по определению наиболее.рац::о.налыш* форм и методов использования авто -латизироляншпе средств контроля и обучения длп гевигаения уровня профессиональной .иодгиговкя летних экипажи. Зга задача становит-

сп очень актуально" в связи с лсвменаем требований и уровню про^есскснапьнсЯ подготовки летного состава.

Цепью диссертационной работы ятгспетоя разработка, теоретическое обоснование и экспериментальная проверка новых методов и средств, направленных на использование автоматизированных средств контроля и обучения для псиншвния профессиональной подготовил летных эимгтаяеК.

3 соответствии с поставленной целью в диссертации реиенн следующие задачи:

- проведен анализ существующих зарубежных и отечественных форм-я методов подготовки летного состава, обоснованно примеие -ш:с автоматизировавшее средств исигроля ;; обучения на базе сои -реиеннис ПЭВМ;

- предложена структура и последовательность тестового учебного материала, а такг.е наг.болео удобная ('юрма его прсдставпе -кия;

- разработан метел л алгоритм опенки уровня готовности специалистов Устного ссстама;

- предложен г/етсд определения времени, необходимого для выполнения тестогс го задания;

- разработан метод, алгоритм и программа дпл работы автоматизированной с ас теми ионтроп и обучения спеи/д;, истов летного состава с испояьзовв нив.ч соирененнж ПГ'З";

- проведено экспериментальное исследование с гелыэ опреде -гения &К;еятивиостк разработанных гетодоз и сгодста.

Научная новизна габотн сссто/.т в след;.ояем:

1. Предложена ¿.-орма, структура и ■псйгсдспьтельиоотъ пред -ставленип тестового материала дли кспопьзоьання п подготовке летных эиипакеЗ' с помоиьп гятеш тк зирова ни о Л системы контроля и обучения.

2. Разработан!.- алгоритмическое и программное обеспечение автонагизироьоию'Л зветемн, пг-липнап'.ш'с... лля пслготоцки летного постава,

3. Предлоге» метод оценка госы(к подготоькн летнего ссста -ва и прохегдени» трепаней-" истгстот^л

Практическая ценность д;:соо|.т-л;-:о':ноп 'мОотг закгтаотся в том, что ее результат!' позлоия.»«

- определять по результатам выполнения тестовых заданий уровень готовности латного состава для выполнение тренажерной подготовки, а также производить оценку эффективности применения средств автоматизированного контроля и обуче>)чя специалистов летного состава на базе еозроменчих ИЭЛМ по сравнению с традиционно методом подготовки;

- разработать рекомендации по рациональному построению аистами автоматизированного конгролп и обучения латного состава;

- организовать автоматизированный контроль и обучение специалистов летного состава с помощью преддожанких технических и про -граммных .средств.

Основные положения, виносимиз на защиту

1. Лзтод проведение прздтренажериой подготовки летного состава с использованием средств автоматизированного контроле и обуче -

НИН.

¿. ¡4втод оценки уровня подготовленности летного состава к прохождению тренажерной подготовки.

3. Рекомендации по организации автоматизированного контроля и обучение специалистов летного состава о помощьв предложенных технических и программных средств.

Достоверность результатов диссертационной рабоуи обусловлена сопоставлением расчетных и экспериментальных исследований ¿помощью статистических критериев. '

Реализация результатов работы осуществлена в ЦУ МВС, Уральском и Северо-Кавказском УРА, а также а учебных процессах МИИ ГА и ОЛАГА, по специальности летная эксплуатация. Применение пред -ложенных методов и средств позволило повысить уровень профессиональной подготовки летного состава, слупаталеП и студентов учебных заведений ГА.

Фактический экономический эрфект от внедрения результатов исследований составляет 165,8 тис.руб. я год.

Апробация работы. Основное результат!; диооептациош/ой роботы докладывались «а следующих союзных и отраслевых научных конференциях:

- 4-я Всесоюзная научно-практическая конференция по безопасности полётов (г. Ленинград, 1935 г.);

- Отраслевой научно-практический семинар по органиэацшi л'6т~ ной работа в ГА (г. Ленинград, 198? г.);

- Всесоюзная научно-техническая конференция (г. Москва, 1988 г. );

- 5-я Всесоюзная научно-практическая конференция по безопасности яолотов- Ленинград, 1988 г.);

- Международное совещание по безопасности полётов стран участниц берлинского соглашения ( г. Москва, 1989 г.).

' Публикшни. Ло результатам ишодленньа после,цовалнй олубли-' ковано 5'(пять) работ.

Структура п об'ьс'зд работы. ■

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения и приложения. Списка'использованной литературы из наименований н изложена на -tZt страницах машинописного текста, содержит . таблиц к /? рисунков.

Содержание работы

•• Во введении обосновывается актуальность диссертационной работы, определена цель и сформулированы основные задачи исследований, показана научная новизна работа и её практическая ценность.

Во втором разделе формулируется постановка задачи и проведён анализ статистических данных,. Проведён анализ по влиянию различных факторов и условий на безопасность полёта (Ш) воздушных судов (ВС) в Uy МВС за период ISB4 - 1909 г.г. Показано, что успешное решение задачи повышения уровня HI ВС может быть достигнуто только при комплексном системном подходе к ней, главное при котором всесторонний- анализ всех возможных факторов и условий, влитг/лх на БП;

Среди множества факторов, влияшг'тс на БП, выдолои человеческий фактор,- приводящий к наибольшему числу All и IIATI.

Так. осношша иричиншз шщздентов, шеши место в ЦУ ,'ЛЗС по шшв лётного состава, является недостаточный пралесоионялышй

уровень части лётных экипажей ( 54,и низкий уровень дисциплины ( 18,1$), при этом ошибки в технике пилотирования составили 55,55?, а неправильная эксплуатация систем самолёта - 22%. Отмечено, что около 48$ всех инцидентов произошло из-за отказов ЯГ в полёте по различным причинам. По данным Г АА США 40% всех летних -происшествий на самолётах произошли из-за недостаточной профессиональной подготовленности лёгкого состава. Делается вывод, что процесс подготовки специалистов лётного состава является сложнш и многоэтапным. Показано, что в организации взаимодействия между . подразделениями нет строго закреплённой обратной связи,.что допускает возможность некачественной подготовки экипажей на' этапах, ■ предшествующих лётной подготовке. Из анализа процесса подготовки' специалистов лётного састакч, получено,. • что в целях устранения недостатков в системе подготовки лётного состава необходима обратная. связь между подразделениями, участвующими в подготовке, а также введения в процесс обучения этапа предгренакерной подготовки. Введение на этапе иредтренанёрной подготовки системы автоматизированного контроля и обучения ограничивает допуск к этапу треггажёрной " подготовки лётный состав, имеющий недостаточную теоретическую подготовку, а также выполняет роль обратной связи между подразделениями, участвующий б подготовке.

В данной работе ставятся задача повиионкя уровня профессиональной подготовки лётных экипажей на основе средств автоматизированного контроля. •;....

Третим_раг.дед посвящен разработке методического обеспечения автоматизированной системы предгренатсёрной подготовки летного состава, Предложен метод определения времени доя выполнения тестового задания. Получено, что максимальное время выполнения тестового задания ( + „ ) может бнть представлено в виде произведения

I; и (1 • Г ЛсдX. • I %

максимального времени чтения ( Т ,[Т ма), максимального отношения времени решения к времени.чтения ( ^ ^ и числа сл°в ( "), т.е.

Основываясь па использовании метода экспертного оценивания,' разработана методика выбора особых случаев полёта и отказов функциональных систем ВС для построения автоматизированной системы. При проведении экспортного анкетирования учитывалось, что эксперты могут присвоить разным особым случаям полёта и отказам функциональ-

с

ных систем ВС одинаковые ранги. Поэтому расчёт коэффициента кон-копдации ( ^ ) производился по фор/гуле:

S

W: i , , i ^ F Г » ( 3-2)

4 m* (к3 • <2 ■ j'f y

где f ■

Гх J Г (i. - i.) • J <2 fa 1 1 ' .

t^ - число повторений i -го ранга в j -ой строке.

гасчёт ког^фпцденга W производился с помощью специальной программы КСШОРО , .

Программ системы автоматизированного контроля построена с учётом критерия "желательности" Харркигтона:

у.ехр[-fA-p (•Уу)]) , ( з.з)

где У. ■ 4.S.

v

С помощью критерия "кодательностк" Харрингтона получено множество особых случаев полета п отказов функциональных систем ВС, которые составляет основу н^эгрш.~.ш предтроно^рной подготовки лёгкого состава.

»-редло::;зш:зл структура построгали ав?о:.:атазировашюй системы предтренахёрнол подготовки позволяет проводить подготовку гклпатей с у чётou особг.х ситуации полета г. отказов функциональных систем ВС на различных этапах полёта.

В четЕёрто.м раздело на основа разр-иб', данных «»годов предложена система автоматизированного контроля i: обучения для предтрена-KëpHOii подготовки лётного состава. Показано, что данная спстеиа гложет работать в режыах контроля, тренажёр, • статистика. 0т1.:ечено, что при работе в режима "Контроль" происходит оьтоцатиьироЕШшая оценка готовности специалиста к т[епп:?/}рпо1'. подтогэысе, а току.о происходит сбор статистического материал?), r/mpinî в дальнейшем об-рабатнвается и видается копандно-лотному составу 1Ш|т.г/.:л?т1й для проведения профилактических мероприятии шпгпкляеют. па новниенпе

?

уровня профессиональной подготовки латного состава.

•Режим "Тренажёр" позволяет формировать у обучаемых необходимые знания н умения практической работи, а также способствует активации творческого подхода к решению профессиональных задач.

Режим "Статистика" собирает и обрабатывает большое число статистических дашшх о прохождении программы каздш специалист!.

Разработан критерий, по которому определяется готовность специалиста к тренажёрной подготовке. Критерий имеет вид:

ик X V .V' , < 4.1)

р 'Р' Г

Атж ¿в Д} /

Ш ¿и '* 1

где - число тестов дуй специалиста к-ой специальности;

К

П. - число вопросов в í -ом тесте для специалиста 1 к-ой специальности;

Л *

~ удовлетворительность темпа ответов специалиста •* к -ой специальности на вопроси' < -го теста.

( 4.2)

- *

где /< -фактическое время, затраченное на . прохождение { -го теста;

~ - контрольное время прохождения I -го теста специа-* листом С -ой специальности;

г» *

<5 . , - удовлетворительность качества ответа специалиста V X —о11 сиеика-шюсти на £ -Ш вопрос /-го теста.

л *

I, отвот правильный; О, ответ неправильный; '

к * '

4,. - весовой.коэффициент J -го вопроса . < -го-геста

Л/ для специалиста' К- ой специальности.

О.у . (4.4)

Л ^ ' '

где £ - коэффициент значимости ,/ -го вопроса I -то теста для специалиста К-ой специальности;

. — коэффициент трудности J -го вопроса с -го те-■ • • ста для спещалиста К-ой специальности.

Решающее правило, согласно которому определяется готовность специалиста К-ой специальности к тренажёрной подготовке имеет вид:

■Г

Решение. = /готов, UА 9 ■ (4.5)

[ не готов, U4 4 р

. - граничное значение критерия готовности специалиста К-ой специальности.

£( 4.6)

где , % - число экспертов в группе К-ой специальности.

предложенная система автоматизированного контроля и обучения для подготовки лётного состава позволяет оптимизировать процесс подготовки экипажей, а также является универсальной и может быть применен при различных подготовках.

В пятом дазделе приведены результаты оценки с^фективиости использования автоиатизнроЕашюЙ контрольно-обучак^зй сисгогы

( АКОС-Я ).

Показано, что внедрение системы. АКСС-П позлол-ог сокр:т;ч'Ь

количество оншбон при проведении трви^керноЯ подготовим о 0,2 до О,С» (для экипажей оамолвтов !1я-8б) и 0.0,13 до 0,05 (для эииладой сгнолетов Ту-15'0. Значительно уменьшилось количество ошибон допускаемых анипагами саиолетов !!л-8б и Ту-154 при ви -полпенни рейсовых полетов.

В начеотвэ критерия, позволяющего судить об эффективности применения предтреиажег пой подгстозни, применен критерий сооу -ношения ошибон (о ) • иотсрнй имеет вид:

к =

где Пу - количество оиибон в экспериментально;} группе;

П/( ~ нояичество ошибон п контрольной грудпз;

- количество специалистов в экспериментальной группе;

- количество специалистов в контрольной группе.

Получено, что Ксо составил для экнпагеП.самолетов Лв-86 и Ту-154 соответственно 0,4 и 0,51. Па.основании полученных данных сделан вывод о эффективности предложенной оистены.

Подробно исследовано отношение пемого состава к раарабо -танной системе АКСС-П. Проведенный анализ позволил сделать вы -вод о возиокности использования данной системы для.повышения уровня профессиональной подготовки лета зкипакей.

Заключение '

Основные выводи проведенных исследований сформированы в конке каждой главы диссертации. Общими результатами, получённьши в работе, являются-следующие:

1. Проведений* анализ влияния различных факторов на безо -паснссть полета ВС показал, что определяющим является человеческий фактор, на к о торий приходится до 70-80% АП/ПАИ. Основные .• причини ЛП/ПАП, совершаемых летным составом, корениться в недостаточном уровне их профессиональной подготовленности.

2. Установлено целесообразность и необходимость проведе -ния предтренаа.ернол подготовки летнего состава с использованием средств алтоиатизпрозаннсго контроля.

3, Предложена методика построения системы автоматизированного -контроля и обучения, направленная на формирование у лётного состава необходимых умений практической работы и активизацию творческого подхода в решении профессиональных задач. В частности:

- метод определения времени,. необходимого для выполнения тестового задания;

- метод оценки готовности летного состава к прохождению гре-иакёриои подготовки;

- форма, структура и последовательность представления учебного тестового материала для использования с помощью автоматизированной системы контроля к обучения лётного состава.

4. На базе разработанной методики, .алгоритмов и программных средств создана система AK0C-1I, позволяющая проводить обучение и

'объективный контроль уровня готовности лётного состава.

5, Проведённые экспериментальные исследования на примере большой группы лётного оостаиа полностью подтвердили эффективность использования разработанной системы АКОС-П.

6. Полученные в работе научнио и практические результата наши широкое распространение для подготовки специалистов лётного состава на базе использования средств автоматизированного контроля и обучения.

Экономический эффект от внедрения разработанной система АКОС-П составил 265,8 тыо. руб. в год,

■ 7« Проведённые исследования и полученные результаты позволяют ¡заметить дальнейшее направление по совершенствованию профессиональной подготовки лётного состава. А именно:

-,создании автоматизированных средств контроля и обучешш; - совершенствование прох'рамм, методик и применение объективных средств контроля уровня подготовленности с оценкой результатов но предложенным критериям.

Таким образом, проведенные исследования, включающие анализ состояния ЕП, теоретические и экспериментальные исследования путей повышения уровня профессиональной подготовленности лётного со-стана, позволила разработать, научно обосновать и внедрить в производственную деятельность авпапредприятия ГА эффективную сксче-

му лродтрена^ёркоГ. подготовки экипажей ВС.

Йтедронле предложенной системы М'ОО-П дайт "тложтелытй ЭсТфПКТ II роиюпяп ироблсш Н0РЫ"10НПЯ уролня Т! с:: М ОН Л ЛИ, Я oil ЛОДГО-топленностм лётного состниа.

Диссертационная работа выполнена согласно общим требованиям Га СССР но вопросу обеспечения БП DO, в частности, в соответствии с программами МГА. по повышению уровня профессиональной подготовки лётного состава. '

Результата исследовании били переданы в подразделения ГЛ и ■ ШИ ГЛ, ОЛЛ ГЛ длч использования в работе и учебной процесса. •

Публикации автора по теме, диссертации

1. Огииц У.Ю. Автоматизация процесса обучения и контроля знаний авиационных специалистов с использованием ЗИЛ /Всесоюзная научно-ирактичесиал конференция по ЬИ "Безопасность полётов и профилактика апиапиошшх происшествий".- '-Гезисн докладов,- Ленинград: ОяА ГА, IPSO.- с. 42 - 43.

2. Огинц Э.Ю. Методы определения готовности летного состава к тренажёрной подготовке с попользованном ЭШ. Ден.рут;. ,802 ГЛ.- ы.: ЩТИ ГЛ, 1990.

3. Огинц Э.Ю. Использование ЭШ длл гредтренаяйрной подготовки . ' лотного состава. Деп. рук., 603 ГЛ.- М.: ЦНТИ ГЛ, 1990.

4. Огшгц Э.Ю. Оценка техники пилотирования при заходе на посадку в СМУ с помощью СОК,- В сборшгче: Обеспеченна безопасности полетов при эксплуатации тратсданскпх воздушных судор,-Косквэ: Ulili ГЛ, 1959.- с. 64 - 66.

Ъ. Кузьмина И'.К., Люб гол on В. 1.1., Огииц э.Ю. Идентификация математическом модели пшюта и использование её результатов при моделировании движения ВС.- W сб.: Обеспечение безопасности полётов при эксплуатации гражданских воздушных судов,- Москва: УШ ГА, 19(38.- с. GO - 66.

i&spyjxa o'crj*/

- ímínwniní'

. KàxmpvJtb *

tffA*0 CnCyVSTà ■

Aacrnc/; » r>v/)a/rf

âarjpf ¿CWfiTro"

fneemo/vté jcràbm>f

Ф

©

Рис. I. Алгоритм работы АКОС-Л в po;¡

контроль"

ф

ü* > 2 *

á&fSa^v

7

Рис. I. Алгоритм работы ÁKOC-II d решила "Контроль

( ГфОДОЛЛСОНИв)

Pise. 2, Алгоритм работы АКОС-И в реяше ".Тренажёр"

Рис;. 2. Алгоритм работы АКОС-П в решаю "Тренажёр' (продолжение)

М& VOV> О

\

dc/vA-e/x.

"С /VAva?

у

3ort>yj*is nùVfff С'/><УЛ*(/ V çmo/yn/C/nuxV

Рис. 3. Алгоритм работ систшн AK0C-II в режиме "Статистика"

. rrp£ Ato/>)*.&

. çmçr/nvCrv** "