Методическое обеспечение процедур мониторинга в системе управления безопасностью полетов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат технических наук Лушкин, Александр Михайлович

• Лушкин, Александр Михайлович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Лушкин, Александр Михайлович

Список сокращений.

ВВЕДЕНИЕ.

1. НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ТЕКУЩЕГО УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ НА ИССЛЕДОВАНИЕ.

1.1. Эволюция концепций безопасности полетов и предотвращения авиационных происшествий

1.2.Анализ и обоснование стратегии управления безопасностью полетов.

1.3. Требования к системе управления безопасностью полетов эксплуатанта воздушных судов.

1.4.Постановка задачи на исследование. Формирование требований к показателям уровня безопасности полетов и методического подхода к их оцениванию.;.

2. РАЗРАБОТКА СТАТИСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОЦЕНИВАНИЯ ТЕКУЩЕГО УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ, КАК СВОЙСТВА АВИАЦИОННО-ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.

2.1.Безопасность полетов, как свойство сложной динамической системы.

2.2.Анализ показателей безопасности полетов и методов их оценивания.

2.3,Однопараметрическое оценивание уровня безопасности полетов.

2.3.1. Оценивание уровня безопасности полетов в авиакомпании по частоте инцидентов.

2.3.2. Исследование эффективности применения методики скользящего среднего.

2.4. Оценивание вероятности выхода пилотажных параметров за эксплуатационные ограничения.

2.5.Разработка методики косвенного оценивания вероятности авиационной катастрофы по совокупности событий.

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКСПЕРТНОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ ЭКСПЛУАТИРУЕМОЙ АВИАЦИОННО-ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ.

3.1. Особенности применения метода экспертных оценок к оцениванию и прогнозированию уровня безопасности полетов.

3.2.Методика экспертного оценивания.

3.2.1. Планирование процедур экспертного оценивания и прогнозирования уровня безопасности полетов.

3.2.2. Формирование перечня показателей, характеризующих текущий и предстоящий уровни безопасности полетов.

3.2.3. Формирование группы экспертов.

3.2.3.1. Оценивание компетентности экспертов.

3.2.3.2. Оценивание согласованности суждений экспертов.

3.2.3.3. Проверка обоснованности индивидуальных суждений экспертов при неудовлетворительной согласованности их с обобщенными групповыми оценками.

3.2.4. Анкетирование экспертов.

3.2.5. Обработка информации, априорное индивидуальное и групповое оценивание состояния.

3.2.5.1. Оценка качественных показателей безопасности полетов.

3.2.5.2. Оценка количественных показателей безопасности полетов.

3.2.5.3. Групповое оценивание.

3.2.5.4. Уточнение групповых оценок.

3.2.5.5. Синтез предложений по управлению уровнем безопасности полетов.

3.2.5.6. Априорная оценка эффективности предложений экспертов по управлению уровнем безопасности полетов.

3.3.Методика коррекции оценок прогнозируемых показателей безопасности полетов по новой статистике.

3.4.Методика апостериорного оценивания достоверности экспертных оценок.

3.5. Оптимизация количественного и качественного состава экспертной группы.

3.6. Автоматизация процедур экспертного оценивания уровня безопасности полетов в авиакомпании.

3.7.Исследование достоверности экспертных оценок при прогнозировании уровня безопасности полетов в авиакомпании.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методическое обеспечение процедур мониторинга в системе управления безопасностью полетов»

Сложившаяся негативная обстановка с безопасностью полетов в мировом авиационном сообществе, регионе СНГ и в Российской Федерации вызывает серьезную озабоченность авиационной общественности.

Проблема безопасности полетов (БП) возникла одновременно с созданием первых летательных аппаратов, однако, на различных этапах развития авиационной отрасли решению этой проблемы отводилось различное значение и, как следствие, уделялось неодинаковое и непостоянное внимание. Теория БП, как область авиационной науки, относится к сравнительно молодым: 1966 год стал годом создания первой отечественной кафедры БП. Большой вклад в развитие теории безопасности полетов внесли видные отечественные ученые профессора, доктора наук Е.Ю. Барзилович, В.В. Воробьев, В.Г. Воробьев, А.П. Воронович, Б.В. Зубков, Ю.А. Кибардин, Е.А. Кук-лев, Е.А. Румянцев, Р.В. Сакач, H.H. Смирнов, Ю.М. Чинючин, A.A. Шаняв-ский, Г.П. Шибанов и др. Центральное место в БП занимают теоретические основы анализа состояний, прогнозирования и системного управления уровнем безопасности полетов [1, 2, 3, .]. В качестве основного метода исследования БП используется системный метод.

Согласно требованиям Стандартов и Рекомендуемой практики (SARPS) ИКАО каждое государство-член ИКАО обязано иметь Государственную Программу обеспечения безопасности полетов - в целях достижения приемлемого уровня безопасности, а каждый эксплуатант должен иметь Систему управления безопасностью полетов (СУБП) - для достижения приемлемого уровня безопасности в рамках своей сферы деятельности [4, 5, 6].

Государственная программа обеспечения безопасности полетов гражданской авиации в РФ [7] принята в мае 2008 г., но при разработке и внедрении СУБП эксплуатанты воздушных судов (ВС) столкнулись с целым рядом проблем, обусловленных отсутствием государственного стандарта на СУБП и научно обоснованных подходов по реализации рекомендаций ИКАО и Международной Ассоциации Воздушного Транспорта IATA. Одна из проблем отсутствие методики оценивания уровня безопасности полетов в авиакомпаниях по показателям, рекомендуемым ИКАО к использованию при определении и контроле приемлемого уровня БП, при управлении уровнем БП в рамках СУБП. Требуемое управление уровнем БП предусматривает, в качестве обязательной процедуры, количественное оценивание текущего значения параметров, по которым осуществляется управление, поскольку, в соответствии с основным постулатом менеджмента, управлять можно только тем, что измеримо [8].

Актуальность решаемой в диссертационной работе научной задачи обусловлена очевидной необходимостью постоянного оценивания уровня безопасности полетов с выявлением отрицательных тенденций и последующей минимизацией риска авиационных событий до того, как они происходят.

Целью работы методическое и математическое обеспечение процедур оценивания и прогнозирования уровня безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации РФ.

Поставленная цель достигается путем решения основных задач: научное обоснование и разработка перспективной стратегии управления БП в авиакомпании; разработка требований к системе показателей БП и к методике их оценивания; разработка интегрального показателя уровня БП; разработка методик оценивания уровня БП, их оптимизация по достоверности и адаптация к условиям и потребностям эксплуатантов ВС; разработка методики количественного оценивания риска авиационного события при производстве полетов; исследование точности и надежности оценок и прогнозов, получаемых разработанными методами;

- анализ известных и разработка соответствующих современным требованиям методов оценивания уровня БП, общих для. государства и эксплуатантов воздушных судов, приемлемых на всех этапах и уровнях эксплуатации ВС.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались методы системного, факторного и спектрального анализа, экспертных оценок, теории вероятностей и математической статистики, теории рисков, экстремальной статистики, математическое и натурное моделирование.

На защиту выносятся:

1. Активная стратегия превентивного управления безопасностью полетов в крупной авиакомпании.

2. Методическое обеспечение статистического оценивания уровня БП в авиакомпании и в ГА РФ.

3. Методическое обеспечение экспертного оценивания и прогнозирования уровня БП в авиакомпании.

4. Результаты исследования разработанного методического обеспечения процедур количественного оценивания и прогнозирования уровня БП в авиакомпании и в ГА РФ.

Научная новизна работы состоит в:

- разработке активной стратегии превентивного управления безопасностью полетов в крупной авиакомпании [9, 10], соответствующей концепции приемлемого риска, - за полгода до формирования аналогичной стратегии в Руководстве ИКАО [11];

- формировании и анализе «пирамиды риска» авиационных событий гражданской авиации РФ с дифференцированием по причинным факторам;

- разработке методики косвенного оценивания вероятностных показателей уровня безопасности полетов по совокупности авиационных событий, начиная с авиационных инцидентов;

- разработке метода апостериорного определения достоверности индивидуальных и групповых оценок экспертов;

- разработке методики оптимизации количественного и качественного состава экспертной группы в масштабе авиакомпании;

- использовании байесовской коррекции при уточнении прогноза вероятности авиационных событий в авиакомпании;

- разработке системы управления рисками при производстве полетов с априорным оцениванием вероятности выхода пилотажных параметров за эксплуатационные ограничения.

Новыми научными результатами, полученными в работе, являются:

1. Активная стратегия превентивного управления безопасностью полетов на корпоративном уровне.

2. Требования к показателям уровня безопасности полетов и к методике их оценивания

3. Методика ежемесячного мониторинга уровня БП в авиакомпании по скользящему среднему частоты авиационных инцидентов с оптимизацией коэффициента сглаживания.

4. Интегрированный показатель уровня безопасности полетов.

5. Методика оценивания вероятности авиационных катастроф по совокупности имевших место авиационных событий, начиная с инцидента.

6. «Пирамида рисков» ГА РФ с разложением по причинным факторам.

7. Методика уточнения прогнозируемых показателей БП по новой статистике.

8. Методика апостериорного оценивания достоверности индивидуальных и групповых экспертных прогнозов.

9. Оптимизация количественного и качественного состава экспертной группы.

10.Автоматизированная система управления рисками при производстве полетов.

Практическая значимость работы заключается в использовании материалов* диссертационных исследований при- организации и выполнении процедур по мониторингу, оцениванию, прогнозированию и коррекции уровня БП в авиакомпаниях «ТРАНСАЭРО» и «Волга-Днепр», в получении количественных оценок риска выхода пилотажных параметров за эксплуатационные ограничения по материалам объективного контроля реальных полетов в авиакомпании «ТРАНСАЭРО», в прогнозировании среднего уровня БП ИКАО до 2015 года и научном обосновании динамики приемлемого уровня БП ГА РФ для достижения соответствия задаваемым ИКАО уровням к 2011 и 2015 годам в соответствии с требованиями Глобального плана ИКАО по обеспечению безопасности полетов и Государственной программы обеспечения безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации РФ.

Достоверность полученных результатов подтверждается: корректным использованием известных положений теории вероятностей и математической статистики, теории экстремальной статистики, теории измерений, системного анализа, эргономики, динамики полета, стандартов и рекомендуемой практики; подтверждением выявленных тенденций фактическими показателями БП; совпадением прогнозов с результатами летной работы авиакомпаний с доверительной вероятностью 0,9.

Результаты исследований реализованы в авиакомпании «ТРАНСАЭРО», в Группе компаний «Волга-Днепр», в Государственном центре «Безопасность полетов на воздушном транспорте», в МГТУ ГА: при разработке, внедрении и совершенствовании СУБП эксплуатантов; в методических документах и рекомендациях в области БП и предотвращения авиационных происшествий; в проекте «Методология управления риском авиационных происшествий в предстоящих полетах»; в Автоматизированной системе управления рисками при производстве полетов (АС УРПП); в НИР «Научное обоснование реализации мероприятий Государственной программы обеспечения безопасности полетов воздушных судов гражданской, авиации Российской Федерации в 2008-2009 годах и разработка требований по безопасности полетов»; в учебном процессе, при подготовке специалистов по БП.

Апробация. Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на Шестом Международном Аэрокосмическом Конгрессе, г. Москва, 2009г.; на Международном симпозиуме «Надежность и качество», г Пенза, 2009г.; на 17-ой и 18-ой научно-практических конференциях Общества расследователей авиационных происшествий, г. Химки, 2009, 2010 г.г.; на ХЫУ Научных чтениях памяти К.Э. Циолковского, г. Калуга, 2009г.; на открытой научно-практической конференции авиакомпании «ТРАНСАЭРО» «Разработка и внедрение корпоративной система управления безопасностью полетов», г. Москва, 2008г.; на семинарах в МГТУ ГА, в ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, в Межгосударственном авиационном комитете, в Государственном центре «Безопасность полетов на воздушном транспорте», в Комиссии по внедрению СУБП авиакомпании «ТРАНСАЭРО».

Публикации по теме диссертации включают 26 работ, из них: научных статей — 20 (из перечня ВАК -2), тезисов - 4, отчет о НИР - 1, Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ - 1.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, и списка литературы. Материал изложен на 140 страницах, иллюстрирован 26 рисунками и 12 таблицами. Библиография содержит 102 источника.

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Лушкин, Александр Михайлович

5. Общие выводы по прогнозу, предложения, рекомендации: «ЧФ»

Машина»

Среда»

Управление (организация обеспечения БП и предотвращения АП)

Подпись эксперта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Достигнута цель разработки методического и математического обеспечения процедур оценивания и прогнозирования уровня БП ВС ГА РФ.