Модели и алгоритмы управления авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат наук Цесарский, Лев Гершонович

• Цесарский, Лев Гершонович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Цесарский, Лев Гершонович

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СОСТАВ АВИАЦИОННОИ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

10

1.1 Особенности авиационной транспортной системы как объекта управления

1.2 Анализ моделей и методов управления авиационными

1.3 Задачи управления авиационной! тран спортнон системой

с позиции безопасности полетов

1.4 Постановка задачи управления авиационными

транспортными системами по критерию безопасности

1.5 Основные этапы решения задачи

1.6 Системный анализ авиационных транспортных систем для управления по критерию безопасности полетов

1.7 Выводы

ГЛАВА 2. МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ УПРАВЛЕНИЯ АВИАЦИОННОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМОЙ ПО КРИТЕРИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ

2.1 Методы приведения и достраивания событий в авиационных транспортных системах 41 Модели и алгоритмы формального синтеза дерева событий

2

для авиационной транспортной системы

Определение и классификация минимальных сечений

2

деревьев событий

2.4 Выводы

ГЛАВА 3. МОДЕЛИ И АЛГОРИТМЫ ВЕРОЯТНОСТНОГО АНАЛИЗА БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

АВИАЦИОННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

3.1 Математическая модель определения вероятности возникновения аварии для трехэлементных минимальных сечений деревьев событий

3.2 Математическая модель определения вероятности возникновения аварии для четырехэлементных минимальных сечений деревьев событий

3.3 Вычислительный эксперимент с классом многоэлементных минимальных сечений деревьев событий

3.4 Общая схема решения задачи управления авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов

3.5 Выводы 99 ГЛАВА 4. ОПЫТ РАЗРАБОТКИ И ВНЕДРЕНИЯ МОДЕЛЕЙ И АЛГОРИТМОВ В СОСТАВЕ ПРОГРАММНО-ИНФОРМАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ АВИАЦИОННЫХ 100 ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ

4.1 Реализация основных результатов диссертации в программно-информационном комплексе ФАНАТ

4.2 Опыт внедрения основных результатов исследований в 104 структурных подразделениях предприятий и организаций

4.3 Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модели и алгоритмы управления авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интенсивное развитие отечественного авиастроения, выход на зарубежные рынки авиаперевозок, надежное обеспечение обороноспособности страны невозможно без повышения уровня безопасности полетов, снижения количества и тяжести аварий и катастроф с воздушными судами Российской Федерации.

Исследования в области повышения безопасности авиационных перевозок в настоящее время интенсивно ведутся на стыке многих наук, таких как авиастроение, машиностроение, приборостроение, материаловедение, информатика, теории управления, физика, математика, медицина и т.д.

Один из перспективных путей решения данной проблемы связан с применением теории системного анализа и современных средств обработки информации для совершенствования математического обеспечения средств управления авиационной транспортной системы (АТС), надежность функционирования которой непосредственно влияет на безопасность полетов.

Разработка теоретических основ построения данных систем управления осуществлено в работах таких отечественных и зарубежных ученых как Г.В.Новожилов, Г.И.Марчук, Ю.Б.Гермейер, Э.Фейгенбаум, Д.Уотермен, И.А.Прангишвили, Д.А.Поспелов, Г.С.Поспелов, О.И.Ларичев, Ю.И.Клыков, Э.В.Попов, А.Ф.Резчиков и других [1, 2, 4-59].

В результате практического использования теоретических результатов этих исследований в СССР и России, США, европейских и других странах созданы и хорошо зарекомендовали себя комплексы автоматизированного управления сложными системами, в т.ч. авиационными транспортными, по критериям эффективности функционального применения, финансово-экономическим результатам, достижения заданных целевых функций и другим.

Тем не менее, в специальной литературе [3, 72-102] в настоящее время практически отсутствуют сообщения об автоматизированных комплексах, позволяющих осуществить управление авиационными транспортными системами по критерию безопасности полетов, а также в режиме реального времени количественно оценить вероятность возникновения аварий и катастроф для воздушных судов, входящих в состав этих систем.

Приведенные выше соображения обуславливают актуальность, экономическую целесообразность и практическую значимость данного диссертационного исследования, посвященного совершенствованию математического обеспечения, используемого при управлении АТС, за счет разработки новых моделей, алгоритмов и комплексов программ для управления ими по критерию безопасности полетов.

Основные результаты диссертации являются составной частью фундаментальных научных исследований, выполняемых Институтом проблем точной механики и управления РАН (№ темы 01201156340). Кроме того, диссертационная работа соответствует темам основных научных исследований, проводимых в течение ряда лет на кафедрах «Системотехника» и «Информационные системы» Саратовского государственного технического университета.

Цель диссертационного исследования заключается в разработке нового, более совершенного математического и информационно-алгоритмического обеспечения, применение которого позволит реализовать управление авиационными транспортными системами по критерию безопасности, что дает возможность определять в режиме реального времени вероятность возникновения аварий и катастроф для воздушных судов, входящих в состав этих системы.

Объектом исследования являются процессы функционирования авиационных транспортных систем.

Методы исследования. В диссертации использованы методы теории управления, функционального анализа, теории графов, теории множеств, математической логики, динамического программирования, искусственного интел-

лекта, имитационного моделирования, теории дифференциальных уравнений, концептуального и логического проектирования баз данных распределенной структуры.

Научная новизна:

1. Выполнена формализация и разработана постановка задачи оптимального управления авиационной транспортной системой по предложенному и обоснованному в диссертации критерию безопасности полетов воздушных судов.

2. Разработаны более эффективные математические модели и алгоритмы синтеза деревьев событий высокой размерности для оперативного управления авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов. Развиты математические модели и алгоритмы компьютерного синтеза деревьев событий АТС и поиска минимальных сечений этих деревьев, что позволило повысить оперативность и качество принимаемых решений при анализе вероятности возникновения катастрофических ситуаций воздушных судов.

3. Предложена математическая модель, позволяющая в режиме реального времени аналитически определить вероятность возникновения катастрофы воздушного судна для трехэлементных минимальных сечений дерева событий.

4. Разработан и обоснован алгоритм минимизации вероятности катастрофы воздушного судна за счет выбора оптимальной интенсивности восстановления отказов и нарушений функционирования отдельных элементов авиационной транспортной системы.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость диссертации заключается в разработке нового математического обеспечения для управления авиационными транспортными системами по кри-

терию безопасности полетов, позволяющего определять вероятность возникновения аварий и катастроф на основании возможных сценариев или оперативных данных эксплуатации за счет управления интенсивностью восстановления отказов и нарушений функционирования отдельных элементов авиационных транспортных систем.

Практическая значимость основных результатов диссертационного исследования заключается в разработке типового информационно-программного обеспечения, используемого при управлении авиационными транспортными системами.

Разработанные теоретические положения диссертации, подтвержденные в процессе апробации и внедрения полученных результатов, позволяют рекомендовать для практического использования в составе математического обеспечения систем управления АТС:

- эффективные модели и алгоритмы управления авиационными транспортными системами по критерию безопасности полетов воздушного судна;

- тиражируемое программное обеспечение, реализующее разработанные модели и алгоритмы управления в информационных системах авиационного транспортного предприятия;

- опыт создания и методику внедрения разработанного типового математического и программного обеспечения как составной части интегрированной системы управления безопасностью полета ОАО «Ил».

Достоверность теоретических разработок, научных положений и выводов подтверждается корректностью применения математического аппарата теории управления, функционального анализа, теории дифференциальных уравнений, согласованностью результатов теоретических расчетов с данными, определенными в процессе практической апробации работы, имитационным моделированием управляемых процессов, а также натурными экспериментами с ма-

тематическим обеспечением информационных систем производственного назначения.

Выносимые на защиту результаты:

1. Математическое обеспечение в виде постановок задач, формальных моделей, методик и алгоритмов, позволяющее осуществить управление авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов.

2. Математические модели машинного синтеза деревьев событий высокой размерности, используемые при анализе вероятности возникновения катастрофических ситуаций у воздушных судов в процессе эксплуатации авиационной транспортной системы.

3. Алгоритмы решения комплекса задач управления авиационной транспортной системой, позволяющие определять вероятность возникновения аварии и катастрофы на основании возможных сценариев или оперативных данных эксплуатации за счет использования математического аппарата продукционных моделей и логических функций.

4. Информационно-программное обеспечение, реализующее основные результаты диссертационного исследования в виде задач, моделей, алгоритмов и комплексов программ в структурных подразделениях авиационной транспортной системы.

5. Опыт создания и эксплуатации разработанного тиражируемого математического и программного обеспечения как составной части типовой системы автоматизированного управления авиационно-транспортным комплексом.

Реализация и внедрение результатов исследований. Основные теоретические положения диссертационной работы в виде постановок задач, математических моделей, методик, алгоритмов и комплексов программ были внедрены в структурных подразделениях предприятия ОАО «Ил» (г. Москва), использованы в учебном процессе специальности 22.02.20 «Автоматизированные системы обработки информации и управления»

Саратовского государственного технического университета, а также применены при решении ряда других важных народнохозяйственных задач.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 58-м Международном семинаре по безопасности полетов (IASS), 5-й Международной конференции «Управление развитием крупномасштабных систем» (Москва, 2011); на научных семинарах кафедр «Системотехника» и «Информационные системы» Саратовского государственного технического университета; на кафедре «Дискретная математика и математическая кибернетика» Саратовского государственного университета; на научно-практических семинарах лаборатории «Системные проблемы автоматизации и управления в машиностроении» Института проблем точной механики и управления РАН.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 13 печатных работ в научных сборниках и материалах научно-технических конференций, в том числе 4 статьи опубликованы в ведущих научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав с выводами, заключения, списка литературы из 102 наименований и приложения. Объем работы составляет 135 страниц, 38 рисунков, 2 таблицы.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА И СОСТАВ АВИАЦИОННОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ КАК ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

Назначением АТС является осуществление функционирования различного типа воздушных судов в соответствии с национальными и международными законами и правилами. В АТС можно выделить следующие основные относительно независимые составляющие: АТС воздушных судов транспортной категории, АТС государственной авиации, АТС малой авиации. Основным критерием выделения видов АТС являются нормативные акты, регулирующие их функционирование. Эти нормативные акты направлены главным образом на обеспечение безопасности функционирования АТС [72-101]. В данной работе речь идет об АТС воздушных судов транспортной категории (в дальнейшем АТС) [60-71].

1.1 Особенности авиационной транспортной системы как объекта управления

Назначение авиационной транспортной системы заключается в обеспечении функционирования воздушных судов в соответствии с национальными и международными законами и правилами. В настоящее время существуют следующие виды авиационных транспортных систем: АТС воздушных судов транспортной категории, АТС государственной авиации и АТС малой авиации. Основным критерием выделения видов АТС являются нормативные акты, регулирующие их функционирование. Эти нормативные акты направлены главным образом на обеспечение безопасности функционирования АТС.

В [101] отмечается, что необходимость в управлении системой по критерию безопасности полетов обосновывается прогнозируемым ростом отрасли и

как следствие - потенциальной возможности увеличения числа авиационных происшествий (рис. 1.1). Хотя уменьшение числа авиационных происшествий всегда будет для авиации одной из приоритетных задач, для перехода к управлению по критерию безопасности полетов в международной гражданской авиации на всемирной основе существуют более веские причины, чем статистические прогнозы.

50 45 40 ЗБ 30 25 20 15 1 0 5 С

Т 965 1975 1985 1995 2005 2015

ГЪоы знсицувт&шин

Рис.1.1 Прогноз роста авиационной отрасли гражданской авиации в США

Как показывает практика эксплуатации, отказ в работе - это неотъемлемое свойство любой технической системы. В процессе развития технических систем из-за ошибок персонала, неправильно спроектированной конструкции, нерасчетных внешних условий и других непредусмотренных нарушений функционирования систем происходит большое количество аварий и катастроф, приводящих к гибели людей и материальным потерям. Подход к обеспечению безопасности полетов при создании первых самолетов базировался, прежде всего, на здравом смысле и на интуиции конструкторов с использованием метода "проб и ошибок". По всем недостаткам конструкции, которые выявлялись в процессе испытаний и эксплуатации и могли повлиять на безопасность полетов, проводились соответствующие доработки конструкции. Появление пассажирских самолетов, для которых безопасность полета становилось приоритет-

ным свойством, явилось новым фактором, способствующим созданию научного подхода к решению вопросов обеспечения надежности и безопасности полетов самолетов. Началось обобщение опыта проектирования и эксплуатации, с позиции безопасности полета формировались конструктивные принципы.

Рассмотрим авиационную транспортную систему как объект управления по критерию безопасности полетов. В данную систему входят:

- воздушное судно и его подсистемы, экипаж, эксплуатационно-техническую документацию, например, руководство по летной эксплуатации;

- система технического обслуживания и ремонта (ТОиР), в состав которой входят оборудование, материалы, технический персонал, эксплуатационно-техническую документацию, например, руководство по обслуживанию, руководство по эксплуатации;

- система управления воздушным движением (УВД), включающая оборудование, персонал, нормативную и эксплуатационную документацию, комплекс технических средств, системное и прикладное программное обеспечение, необходимое для выполнения целевого назначения системы, и др.;

- аэродромные службы, в том числе оборудование, материалы, персонал, технические средства, программное обеспечение, нормативная и эксплуатационная документация и др.

На рис. 1.2 проиллюстрирована взаимосвязь частей АТС.

Рис.1.2 Составные части авиационной транспортной системы

На рис.1.3 показаны функциональные связи компонентов АТС с позиции обеспечения безопасности полета.

Рис.1.3 Функциональная структура АТС

Характерными особенностями данной сложной человеко-машинной системы, затрудняющими построение системы управления по критерию безопасности полетов, являются:

- разнородность составляющих частей, относящихся к различным отраслям производства с различной нормативной базой. Из этого вытекает независимость и несогласованность управления функционированием составными частями АТС;

- отсутствие общепринятых моделей нарушения функционирования составных частей АТС;

- результат управления составными частями АТС по критерию безопасности полета определяется через влияние на воздушное судно, что вызывает необходимость формирования единой модели управления АТС по критерию безопасности полета;

большое число неформализуемых и слабоформализуемых характеристик объекта управления, связанных с влиянием человеческого фактора, по-разному проявляющегося в различных составных частях данной системы; отсутствие государственных требований по обеспечению уровню безопасности полетов к авиационной транспортной системе в целом, а не только к воздушным судам.

В [101] безопасность полетов рассматривается как конечный результат управления рядом организационных процессов. Целью управления этими организационными процессами является «контроль факторов риска» для безопасности полетов. Главным в этом подходе является понятие безопасности полетов как конечного результата, а управление факторами риска для безопасности полетов - как процесса. На рис.1.4 показаны основные факторы риска, влияющие на безопасность полета.

Рис.1.4. Риск нарушения безопасности полета в АТС

Обозначения на рис. 1.4: БП - безопасность полета, ВС - воздушное судно, ФО - функциональные отказы, ОДЭ - ошибочные действия экипажа, РЛЭ - руководство по летной эксплуатации, ЗИП - запасные части и приспособления, РО - руководство по обслуживанию, РЭ - руководство по эксплуатации, АэрС - аэродромные службы, НД - нормативная документация, УЭ - условия эксплуатации, ОУЭ - ожидаемые условия эксплуатации.

Для управления факторами риска необходимо их измерить, а для этого описать в рамках модели, причем эта модель должна охватывать все составные части АТС. В связи с тем обстоятельством, что на верхнем уровне иерархии системы управления АТС находится воздушное судно, модель безопасности полета должна базироваться на его модели.

Степень влияния отдельных частей АТС на уровень безопасности полета иллюстрируют рис.1.5-1.6. В частности, на рис.1.5 приведено распределение аварий и катастроф по различным регионам мира.

Самолеты западного производства

Рис.1.5. Распределение аварий и катастроф, приходящихся на 106 часов налета, по различным регионам мира

На рис.1.6 показаны результаты эксплуатации за определенный период самолетов Боинг-767 и Ил-86. Приведены значения средней наработки на инцидент по конструктивно-производственным недостаткам в летных часах.

Средняя наработке на /нцидент

Наработка на инщщентпо КПН по самолетам Ил-86 д» авиакомпании 1Я

Л.Ч.

1 2 3 4 5 6 7 8

Рис.1.6. Наработка на инцидент самолета Ил-86 в различных авиакомпаниях СССР и России: 1 - Внуковские авиалинии, 2 - АО «Аэрофлот», 3 - АП «Пулково», 4 - АП «Сибирь», 5 - Свердловское АП, 6 - НАК Узбекистан, 7 -Алма-Ата, 8 - Красноярские АЛ.

Как видно из приведенных графиков, результаты эксплуатации одного и того же типа ВС существенно отличаются в разных авиакомпаний. Этот вывод справедлив для обоих типов ВС.

1.2 Анализ моделей и методов управления авиационной транспортной системой с позиции безопасности полета

Глобальный план обеспечения безопасности полетов (ГПБП) [74], опубликованный в 2014 году Международной организацией гражданской авиации (1САО), предусматривает реализацию целей в области обеспечения безопасности полета, как на уровне государств, так и на уровне авиационной отрасли.

16

Ближнесрочные, среднесрочные и долгосрочные цели отражают эволюцию целевых задач, предусматриваемых в ГПБП издания 2007 года. Ближнесрочные цели заключаются во внедрении стандартов 1САО, касающихся процессов выдачи государствами утверждений, разрешений, сертификатов и свидетельств, и являются необходимой предпосылкой безопасного и устойчивого развития воздушного транспорта и реализации принципов управления безопасностью полетов. Среднесрочная цель состоит в полной реализации Государственной программы безопасности полета (ГосПБП) и системы управления безопасностью полетов (СУБП), что будет способствовать предупреждающему управлению по критерию безопасности полетов. Долгосрочная цель этих действий направлена на внедрение прогнозных моделей, которые станут неотъемлемой частью будущих авиационных систем. Устойчивый рост международной авиационной системы потребует реализации расширенных возможностей в области обеспечения безопасности полетов, позволяющих повысить пропускную способность при сохранении или повышении уровней безопасности полетов и управлять существующими и возникающими рисками. Долгосрочная цель направлена на поддержку эксплуатационной среды, характеризующейся более высоким уровнем автоматизации и интеграции усовершенствованных характеристик на земле и в воздухе. Таким образом, срочные и среднесрочные цели ГПБП являются этапами реализации долгосрочной цели. В ее рамках предусмотрены задачи как для государственных органов, так и для участников процесса обеспечения безопасности полета в авиационной отрасли. Последовательное достижение целей ГПБП призвано содействовать реализации заложенных в ГосПБП и СУБП принципов проактивного управления безопасностью полетов в качестве основы для создания возможностей прогнозного моделирования рисков, необходимого для поддержки будущих авиационных систем. Ключевой задачей является «прогнозное моделирование рисков». На рис.1.7 представлена схема управления рисками в АТС с позиции безопасности полета, отражающая этот подход.

Рис. 1.7. Управление рисками в АТС с позиции безопасности полета

Предлагается добавить к этому еще одно важнейшее требование: определение функциональных связей факторов опасности и факторов риска, схематично обозначенные пунктиром на рис.1.7.

Основной международный методический документ по управлению безопасностью полета [101] формулирует требования, которым должна отвечать система управления безопасностью полета ВС, следующим образом:

1. Определение факторов опасности и их последствий, что включает:

- понимание факторов опасности;

- выявление факторов опасности;

- анализ факторов опасности;

- документирование факторов опасности.

2. Определение факторов риска для безопасности полетов, что включает

- управление факторами риска для безопасности полетов;

- вероятность факторов риска для безопасности полетов;

- степень серьезности факторов риска для безопасности полетов;

- допустимость факторов риска для безопасности полетов;

- контроль/уменьшение факторов риска для безопасности полетов. Важнейшим условием управления АТС по критерию безопасности полета

является наличие требований (прежде всего государственных) к допустимым уровням риска.

Из сказанного следует, что модели и методы управления АТС с позиции безопасности полета должны включать:

- модели и методы определения множества опасностей АТС;

- модели и методы определения последствий опасностей АТС;

- модели и методы определения вероятностей опасностей АТС;

- модели и методы оценки рисков опасностей АТС для безопасности полета на основании последствий и вероятностей опасностей;

- модели и методы определения управляющих воздействий на АТС для сохранения рисков в пределах требований.

Ниже описаны некоторые модели и методы управления безопасностью полета для определения опасностей и оценки рисков.

Существующие модели и методы определения множества опасностей в настоящее время разработаны для ВС. Их можно разделить на две группы модели и методы определения множества опасностей «сверху» и модели и методы определения множества опасностей «снизу».

Модели и методы определения множества опасностей «сверху» являются разновидностями экспертного метода. Экспертный метод получения перечня ФО сводится к следующей технологии. На основании имеющейся в распоряжении технической документации эксперт должен определить перечень функций

рассматриваемой системы. Полнота перечня ФО определяется полнотой перечня функций и видов их возможных нарушений и полностью зависит от эксперта. Соответствующие подходы изложены в [79], [99].

Модели и методы определения множества опасностей «снизу» изложены в [75]. При использовании метода "снизу" выполняется перебор состояний системы при возможных видах отказов ее элементов. Для достаточно сложных систем число этих состояний с учетом двойных и тройных отказов огромно. Объединение этих состояний в виды нарушенного функционирования (т.е. получение перечня возможных нарушений функционирования системы) осуществляется экспертно, что делает метод "снизу" вариантом экспертного ме тодМао. дели и методы определения последствий опасностей также в основном разработаны для ВС и представляет собой классификацию выявленных опасностей по степени их критичности (опасности). Для этого группа специалистов различного профиля рассматривает все материалы, относящиеся к оцениваемому ФО, и, после всестороннего анализа и обсуждения его возможных последствий, выносит свое определение степени опасности ситуации. В группу экспертов входят высококвалифицированные специалисты по надежности, аэродинамике, динамики полета, прочности, создатели конструкций функциональных систем и летчики. Вся работа проводится с учетом опыта расследования инцидентов и летных проей:шеxжвн:йы й подход отличается рядом недостатков. Для его реализации необходима высокая квалификация и большой опыт экспертов в данной специфичной области инженерных знаний. При этом эксперты в своих оценках неизбежно руководствуются своим собственным опытом, поэтому, в условиях отсутствия строгой методики оценки степени опасности, результат часто отражает субъективный подход эксперта. Это приводит к необходимости поставить на объективную основу работу по оценке степени опасности ФО. В методическое и практическое решение этой проблемы большой вклад внесли Бочаров В.И., Бакаев В.М., Полтавец В.А., Мулкиджанов И.К., Теймуразов Р.А., Круглов

А.Г., Мазурский М.И., Меерович Г.А., Великанов С.П., Чуркин С.Н., Павлов М.М. и другие специалисты.

Один из подходов заключался в использовании определенных значений некоторых параметров движения самолета ("критериальный подход") в качестве критериев возникновения особых ситуаций [80]. Недостаточная эффективность этого подхода определяется тем, что он не соответствует идеям, заложенным в понятие "степень опасности особой ситуации", который заключается в "степени удаленности" возникшей ситуации от катастрофы. Анализ показывает, что в общем случае достижение того или иного значения параметра само по себе не определяет степень опасности, хотя для отдельных ФО с определенными допущениями можно использовать критериальный подход (правда только для оценки катастрофической ситуации).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Цесарский, Лев Гершонович, 2016 год

Библиографический список

1. Айзерман М.А., Гусев Л.А., Смирнова И.М. и др. Динамический подход к анализу структур, описываемых графами (основы графодинамики). I // Изв.АН СССР Автоматика и телемеханика. 1977. №7. С.135-151.

2. Александровская Л.И. Статистические методы анализа безопасности сложных технических систем. «Логос» М,- 2001. 228 с.

3. Атмосфера. Справочник (справочные данные, модели). - Л: Гидрометиз-дат, 1991. - 509 с.

4. Базлев Д.А., Евдокименков В.Н., Ким Н.В., Красильщиков М.Н. Концепция построения бортовой информационно-экспертной системы поддержки действий летчика в особых ситуациях полета. //Вестник компьютерных и информационных технологий, №1. 2007. с. 10-25.

5. Блехман И.И. Мышкис А.Д., Пановко Я.Г. Механика и прикладная математика. Наука, М., 1990. 360 с.

6. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.: Машиностроение, 1984.

7. Большаков А. А., Петров С. В. Модель прогнозирования функционирования больших систем // Вестник Саратовского государственного технического университета, 2009, №43.- С.178-181.

8. Бочаров В.И., Московский В.Ф., Глотов Л.В. и др. Руководство по обеспечению и оценке уровня безопасности полетов. Жуковский, ЛИИ, 1981г.

9. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного программирования сложных систем: учебное пособие. М.: Наука, 1977.

10. Бусленко Н. П. Моделирование сложных систем. - М.: Наука, 1968. 356 с.

11. Бусленко, Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. Сов радио. М, 1973. 384 с.

12. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Динамика самолета. Пространственное движение. - М.: Машиностроение, 1983. - 320 с.

13.Васильев С.Н. От классических задач регулирования к интеллектуальному управлению. II //Известия Академии наук. Теория и системы управления. 2001. № 2. С. 5-21.

14.Васильев С.Н., Жерлов А.К., Федосов Е.А., Федунов Б.Е. Интеллектное управление динамическими системами. М., Физматлит. 2002.

15.Вишнякова Л.В., Дегтярев О.В., Зубкова И.Ф., Михайлов М.С., Плотникова Т.И. Алгоритмическое и программное обеспечение ключевых элементов автоматизированной системы планирования воздушного движения // ASTEC'07. Российско-европейский семинар. — М., 2007. — С. 10. — 11.

16.Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследований операций. М.: Наука, 1971. - 384 с.

17.Глушков В.М. Синтез цифровых автоматов. - М.: Физматгиз, 1962. 476 с.

18.Ефремов А.В., Оглоблин А.В., Предтеченский А.Н., Родченко В.В. Летчик как динамическая система. - М.: Машиностроение, 1992. 331 с.

19.Исаев В.К., Давидсон Б.Х., Хоботов Е.Н., Золотухин В.В. Подход к построению интеллектуальной многоуровневой системы управления воздушным движением //Труды 52-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук»: Часть III. Аэрофизика и космические исследования. Том 2. — М.: МФТИ, 2009. С. 158160.

20.Калман Р., Фалб П.,Арбиб М. Очерки по математической теории систем. М.:Мир, 1971. 400 с.

21.Карибский В.В., Пархоменко П.П. и др. Основы технической диагностики. В 2-х кн. // В.В. Карибский, П.П. Пархоменко, Е.С. Согомонян, В.Ф. Хал-чев / под ред. Пархоменко П.П. М.: Энергия, 1976. кн. 1. -464 с.

22.Клыков Ю.И. Ситуационное управление большими системами. М.: Энергия, 1974. 136с.

23.Клюев В.В., Резчиков А.Ф., Богомолов А.С., Филимонюк Л.Ю. Взаимодействие ресурсов сложных человеко-машинных систем в критических ситуациях //Контроль. Диагностика. 2013. №4. С. 41-45.

24.Клюев В.В., Резчиков А.Ф., Богомолов А.С., Филимонюк Л.Ю. Концепция комплексного ресурса для исследования безопасности систем «Человек -Объект - Среда» // Контроль. Диагностика. 2013. №8. С. 44-55.

25.Клюев В.В., Резчиков А.Ф., Богомолов А.С., Уков Д.А., Филимонюк Л.Ю. Системный подход к задаче оценки остаточного ресурса человеко-машинных систем // Контроль. Диагностика. 2011. № 8. С. 9-13.

26.Клюев В.В, Резчиков А.Ф., Кушников В.А. и др. Анализ критических ситуаций, вызванных неблагоприятным стечением обстоятельств // Контроль. Диагностика. 2014. №7. С. 12-16.

27.Кульба В.В., Микрин Е.А., Павлов Б.В., Платонов В.Н. Теоретические основы проектирования информационно-управляющих систем космических аппаратов. М.: Наука, 2006. 579с.

28.Кушников В.А., Резчиков А.Ф., Цвиркун А.Д. Управление в человеко-машинных системах с автоматизированной процедурой коррекции целей // Автоматика и телемеханика. 1998. №7. С. 168-175.

29.Ларичев О.И. Человеко-машинные процедуры принятия решений (обзор) // Изв.АН СССР Автоматика и телемеханика. 1971. №12 С.130 -142.

30. Макаров Н.Н. Системы обеспечения безопасности функционирования бортового эргатического комплекса /Под. ред. Солдаткина В.М. М.: Машиностроение - Полет. 2009. 760 с.

31.Марчук Г.И. Сопряжённые уравнения и анализ сложных систем. М., 1992.

32. Махутов Н.А. Деформационные критерии разрушения и расчёт элементов конструкций на прочность. - М.: 1981.

33. Месарович М., Танахара Я. Общая теория систем: математические основы. - М.: Мир, 1978. - 312 с.

34. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. - М.: Мир, 1973. - 344 с. Моисеев Н.Н. Численные методы в теории оптимальных систем. М.: Наука, 1971. 368 с.

35.Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. 488 с.

36.Мышкис А. Д., Элементы теории математических моделей. — 3-е изд., испр. — М.: КомКнига, 2007. — 192 с.

37. Новиков П.П. Диспозиционное моделирование принятия решений при управлении // Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки, М., 1992, с.92-94.

38. Новиков П.П., Сулейманов Р.Н. Разработка структурно-деятельностных имитаторов для тренажерной подготовки диспетчеров управления воздушным движением // Тренажеры и компьютеризация профессиональной подготовки М.,1992. с.225-227.

39. Новиков П.П. Диспозиционные модели принятия решений и их использование в экспертных системах и интеллектуальных тренажерных модулях //Авиационная эргономика, тренажеры и подготовка летного состава. Жуковский, ЛИИ, 1995. с.46-50.

40.Новожилов Г.В., Неймарк М.С., Цесарский Л.Г. Обеспечение безопасности полета самолета. Концепция и технология. М., Машиностроение, 2003

41.Новожилов Г.В., Резчиков А.Ф., Неймарк М.С., Твердохлебов В.А., Цесарский Л.Г., Филимонюк Л.Ю. Причинно-следственный подход к анализу авиационно-транспортных систем // Общероссийский научно-технический журнал «Полет». 2011. № 7. С. 3-8

42.Петров С.В. Прогноз функционирования систем : информационная модель динамики вероятности состояния/С. В. Петров // Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-17 : сб. тр. XVII междунар. науч. конф. / КГТУ. - Кострома, 2004. т.Т. 5.-С.185.

43.Петров С.В. Прогноз функционирования систем: вероятностная оценка изменений структуры // Математические методы в технике и технологиях -ММТТ-21: сб. тр. XXI междунар. науч. конф., 27-30 мая 2008 г. : в 10 т. / СГТУ. - Саратов, 2008. т.Т. 10.-С.74-77.

44.Пешехонов В.Г. Ключевые задачи современной автономной навигации //Гироскопия и навигация. 1996. №1.С. 48-55.

45.Прангишвили И.В. Системный подход и общесистемные закономерности. - М.: Синтег, 2000. - 528 с.

46. Прангишвили И.В. Проблемы управления сложными крупномасштабными процессами // Приборы и системы управления. 1996. № 6. С. 1-6.

47.Резчиков А.Ф., Кушников В.А., Твердохлебов В.А., Марков А.И. Информационно-измерительный комплекс для диагностирования дефектов геометрических параметров фюзеляжей вертолетов // Авиакосмическое приборостроение. 2012. № 4.С.35-40.

48.Резчиков А.Ф., Митяшин Н.П., Кузьмиченко Б.М., Рябов О.Н., Карпук Р.В. Многокритериальный выбор оборудования на основе нечеткой меры ценности критериев // Мехатроника, автоматизация, управление. 2010. № 1. С. 54-58.

49.Резчиков А.Ф., Рябухо В.П. Высокоразрешающие интерференционные методы контроля рельефа поверхности и слоистой структуры изделий точного машиностроения и приборостроения //Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 1. С. 68-79.

50. Резчиков А.Ф., Твердохлебов В.А. Причинно-следственные комплексы взаимодействий в производственных процессах // Проблемы управления. 2010. № 3. С. 51-59.

51. Резчиков А.Ф., Якунин А.Н. Вопросы надежности и долговечности динамически нагруженных конструкций из материала с физической нелинейностью // Проблемы машиностроения и надежности машин. 2010. № 2. С. 33-39.

52.Романов В.Н. Системный анализ для инженеров. СПб.: СЗГЗТУ, 2006. 186 с.

53.Саати Т. Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети. Пер. с англ. / Науч. ред. А. В. Андрейчиков, О. Н. Анд-рейчикова. — М.: Издательство ЛКИ, 2008. — 360 с.

54.Самарский А. А., Михайлов А. П. Математическое моделирование. Идеи. Методы. Примеры. — 2-е изд., испр. — М.: Физматлит, 2001.

55. Самарский А.А., Михайлов А.П. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. - 2-е изд., испр. - М.: Физматлит, 2005. - 320с.

56.Тупиков Д.В., Резчиков А.Ф., Иващенко В.А. Подход к прогнозированию значений факторов пожароопасных ситуаций // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 7. С. 48-51.

57.Уотермен Д. Руководство по экспертным системам. М.: Мир, 1989. - 390 с.

58.Цвиркун А.Д. Структура сложных систем. М.: Сов. радио, 1975. 345 с.

59.Цвиркун А.Д. Основы синтеза структуры сложных систем. М.: Наука, 1982. 200 с.

60. Цесарский Л.Г. Человеческий фактор в авиационно-транспортных системах /Новожилов Г.В., Резчиков А. Ф., Неймарк М.С., Богомолов А. С., Цесарский Л.Г., Филимонюк Л. Ю. //Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2013. №5. С. 3-10.

61.Цесарский Л.Г. Проблема критических сочетаний событий в системе «экипаж - воздушное судно - диспетчер» / Новожилов Г.В., Резчиков А.Ф., Неймарк М.С. и др. // Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2015. №2. С. 10-16.

62.Цесарский Л.Г. Обеспечение безопасности полета пассажирских самолетов. Концепция и технология / Новожилов Г.В., Неймарк М.С., Цесарский Л.Г., // Полет, №10, М.- 2002

63.Цесарский Л.Г. Модель поддержки принятия решений при входе воздушных судов в зону ответственности аэропорта /Неймарк М.С., Цесарский

Л.Г., Филимонюк Л.Ю. //Общероссийский научно-технический журнал "Полет". 2013. №3. С. 31-37.

64.Цесарский Л.Г. Безопасность полета самолета: Концепция и технология. / Новожилов Г.В., Неймарк М.С., Цесарский Л.Г.,// М.: Изд-во МАИ, 2007. - 196 с.

65.Цесарский Л.Г., Обеспечение надежности авиационных систем и безопасности полета / Акопов М.Г., Неймарк М.С., Цесарский Л.Г. // Энциклопедия. Том 1У-21, Книга 2, Раздел 6., Машиностроение М.- 2004

66.Цесарский Л.Г. Технология автоматизации формирования модели надежности и безопасности полета самолетов и ее применение на всех этапах жизненного цикла самолета / Акопов М.Г., Неймарк М.С., Цесарский Л.Г. // Приоритеты авиационных технологий. Книга 2, Глава 30, МАИ М.-2004

67.Цесарский Л.Г. Системный подход в прогнозировании характеристик надежности и безопасности самолетов «Ил» / Неймарк М.С, Цесарский Л.Г.. //Проблемы страхования ответственности разработчиков и производителей авиационной техники. Сборник докладов международного семинара. М. -1994

68.Цесарский Л.Г., Поддержание летной годности: от элементов - к системе. / Неймарк М.С, Цесарский Л.Г.. // Авиатранспортное обозрение. № 39, М.-2002.

69.Цесарский Л.Г. Обеспечение надежности и безопасности полета воздушного судна в авиационно-транспортной системе / Неймарк М.С, Цесарский Л.Г.. // Авиакосмическая техника и технология, № 3, М.- 2002.

70.Цесарский Л.Г.Обеспечение безопасности полета самолета в авиационно-транспортной системе на основании модели надежности и безопасности

полета / Неймарк М.С, Цесарский Л.Г.. // Сборник трудов 58-го Международного семинара по безопасности полетов (IASS). М.- 2005

71.Цесарский Л.Г. Причинно-следственный подход к управлению взаимодействием в звене воздушное судно - аэропорт /Филимонюк Л.Ю., Цесарский Л.Г. //Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2011): Материалы Пятой международной конференции (3-5 октября 2011г., Москва, Россия). Том II. М.: Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления им. В.А.Трапезникова РАН, 2011. С. 93 -95.

72.Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. Межгосударственный авиационный комитет. 1994.

73.Воздушный кодекс Российской Федерации. Федеральный закон от 19 марта 1997 г. N 60-ФЗ.

74.Глобальный план обеспечения безопасности полетов. 2014, Международная организация гражданской авиации

75.ГОСТ 1 00132-98. Надежность изделий авиационной техники. Методы количественного анализа безотказности функциональных систем при проектировании самолетов и вертолетов.

76. Конвенция о международной гражданской авиации. Приложение 13 "Расследование авиационных происшествий и инцидентов"

77. Конвенция о международной гражданской авиации Основные принципы учета человеческого фактора в системах организации воздушного движения (Doc 9758).

78. Межгосударственный авиационный комитет Авиационный регистр Рекомендательный циркуляр РЦ25.1309 Конструкция и анализ систем.

79. Межгосударственный авиационный комитет Авиационный регистр РУКОВОДСТВО № 4761 по методам оценки безопасности систем и бортового оборудования самолетов гражданской авиации

80.Методы определения соответствия гражданских самолетов требованиям НЛГС. Глава М.2. Определение соответствия общим требованиям к летной годности. Москва, 1986г.

81. Наставление по производству полётов в гражданской авиации СССР (НПП ГА-85).

82. Наставление по технической эксплуатации и ремонту авиационной техники в гражданской авиации России.

83. Основные принципы учета человеческого фактора при проведении проверок организации контроля за обеспечением безопасности полетов (Doc 9806).

84. Основные принципы учета человеческого фактора при техническом обслуживании воздушных судов (Doc 9824).

85.Патент РФ №2447488 Способ и система построения модели нарушенного функционирования технического объекта и машиночитаемый носитель

86. ПРАПИ-98. Правила расследования авиационных происшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами в Российской Федерации. Постановление Правительства РФ от 18 июня 1998 г. N609.

87.ПРАВИЛА расследования авиационных происшествий и авиационных инцидентов с государственными воздушными судами в Российской Федерации (ПРАПИ - 2000)

88. Прогнозирование остаточного ресурса оборудования по изменению параметров его технического состояния при эксплуатации (РД26.260.005-91).

89. Руководство по обеспечению безопасности полетов. Международная организация гражданской авиации. 2006. - 361 с.

90. Руководство по управлению безопасностью полётов. Doc 9859-AN/460 ICAO.

91. Федеральный Закон «О техническом регулировании». - №184-ФЗ, 27 декабря 2002.

92. Федеральные авиационные правила. "Осуществление радиосвязи в воздушном пространстве Российской Федерации".

93. Федеральные авиационные правила. "Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской федерации". Приказ Минтранса России от 31 июля 2009 г. N 128.

94. Федеральные авиационные правила. Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации.

95. Федеральные авиационные правила полетов в воздушном пространстве РФ.

96.Человеческий фактор в управлении / Под ред. Абрамовой Н.А., Гинсберга К.С., Новикова Д.А. - М.: КомКнига, 2006. - 496 с.

97.James Reason, Human Error, Cambridge University Press, 1990 г.

98."Revisiting the Swiss cheese model of accidents". Eurocontrol. October 2006

99.SAE ARP 4754a Guidelines for development of civil aircraft and systems

100. SAE ARP 5150 Safety assessment of transport airplanes in commercial service

101. ICAO Doc9859 An/474 Руководство по управлению безопасностью полетов (РУБП)

102. http://www.mak.ru/russian/investigations/2010/files/tu154m_101/finalr eport_rus.pdf

П Р И Л О Ж Е Н И Я

Открытое акционерное общество «Московский вертолетный завод им. М.Л. Мили» (ОАО «МВЗ им. МЛ. Миля»)

140070. Россия. Московский пил.,. IKKn.jkn кни район, и. Томилино, ул. Гарпшна. д. 26/1 Тел. (4i>5) 6W-70-S3,669-70-54, факс (498) 553X0-112 E-mail: mvz@mi-hс]icoptcr.ru

££.P6.M>/t> JVs __УТВЕРЖДАЮ

На №_ от___________

Генеральный конструктор -Первый заместитель

Результаты диссертационного исследования Цесарского Льва Гершоновича на тему «Модели и алгоритмы управления авиационной транспортной системой по критерию безопасности полетов» являются актуальными при проведении работ по обеспечению безопасности полета вертолетов.

Предложенные в диссертационной работе Цесарского Л.Г. математическое обеспечение в виде постановок задач, формальных моделей, методик и алгоритмов, и информационно-программное обеспечение реализованы в про1-раммпо-техяологический комплексе «ФАНАТ» (ПТК «Функциональный Анализ Надежности Авиационной Техники»), который используется при проведении работ по надежности, отказобезопасности и безопасности полета вертолетов, разрабатываемых ОАО «МВЗ им. М.Л. Миля».

Заместитель Главного конструктора по эксплуатации