Определение уровня безопасности полетов с учетом проявления человеческого фактора, внешней среды и безотказности авиационной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.14, кандидат технических наук Розов, Сергей Анатольевич

• Розов, Сергей Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат технических наук Розов, Сергей Анатольевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ.

1.1. Основные принципы и методы оценки безопасности полетов.

2. ВЫБОР ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АТС В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ РАЗЛИЧНЫХ ГРУПП ФАКТОРОВ.

2.1. Структура авиационной транспортной системы.

2.2. Анализ факторов, влияющих на безопасность полетов.

2.3. Авиационное происшествие как сложное событие.

2.4. Подсистема «Экипаж - Воздушное судно - Среда».

3. МЕТОД ОЦЕНКИ УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ.

3.1. Выбор метода исследования.

3.2. Математическая модель состояния системы «Экипаж - Воздушное судно - Среда».

3.3. Методы решения задачи Коши для системы «Экипаж - Воздушное судно - Среда».

4. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЧАСТНЫХ ЗАДАЧ.

4.1. Определение времени очередного регламентного мероприятия.

4.2. Установление соответствия фактического уровня безопасности полета заданному при изменяющемся уровне надежности авиадвигателей.

4.3. Учет человеческого фактора при парировании единичного отказа.

4.4. Метод определения предельных допустимых интенсивностей перехода системы из состояния в состояние.

5. РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

ПРОЦЕДУР ПОДДЕРЖАНИЯ ЛЕТНОЙ ГОДНОСТИ И БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ И АВИАДВИГАТЕЛЕЙ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

СТРУКТУРЫ ЕЕ ПОСТРОЕНИЯ.

5.1. Определение цели создания новой системы информационного обеспечения на основе анализа проблем и особенностей информационного обеспечения процедур поддержания летной годности и безопасности полетов в отрасли.

5.2. Формирование требований к создаваемой системе информационного обеспечения процедур поддержания летной годности и безопасности полетов воздушных судов и авиадвигателей.

5.3. Структура построения разрабатываемой Системы.

5.4. Схема взаимодействия между участниками (абонентами) разрабатываемой Системы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Определение уровня безопасности полетов с учетом проявления человеческого фактора, внешней среды и безотказности авиационной техники»

Основной задачей Гражданской Авиации (ГА) как части транспортной системы страны является безопасное и регулярное выполнение потребного объема авиаперевозок. Исследования авиационных экспертов показывают, что степень риска в полетах на воздушном транспорте уменьшается, а абсолютное число жертв возрастает. Но именно последнее обстоятельство определяет общественное мнение о Безопасности Полетов (БП) в ГА.

Статистический подсчет показывает, что "новостью №1" на газетных полосах прессы, посвященных всевозможным случаям со смертельным исходом, являются как раз авиационные катастрофы и аварии. В газете «The New York Times» этим новостям уделяется в 60 раз больше внимания, чем смертям от СПИДа, в 1500 раз больше внимания, чем жертвам в автомобильных катастрофах и в 6000 раз больше внимания, чем смертельным исходам раковых заболеваний.

Согласно сводным статистическим данным, опубликованным в [42], в период с 1990 по 1999 гг. в чрезвычайных Авиационных Происшествиях (АП), характеризуемых как «столкновение с поверхностью земли в управляемом полете», произошедших с самолетами коммерческих авиалиний, в общей сложности погибло 2111 человек (рис. В.1.). Большинство этих катастроф приходится на фазы взлета и посадки, а основной причиной являлась потеря управления Воздушным Судном (ВС). Среди других основных причин катастроф - возникновение пожара в полете (600 погибших), столкновение в воздухе (506 погибших) и взрывы топливных баков (238 погибших) (рис. В.2.). За рассматриваемый период было потеряно 210 ВС.

2500

2000

1500

1000

500

И Число жертв за 1999г. ■ Общее число жертв

Примечание. С учетом происшествий, приведших к гибели людей, находившихся за бортом ВС. Не учтены происшествия, повлекшие за собой одиночные жертвы за бортом ВС.

Число жертв 1999 г. - 379 (все находились на борту ВС) Общее число жертв - 6655 (6464 находились на борту ВС)

1.- Столкновение с поверхностью земли в управляемом полете;

2.- Потеря управления в полете;

3.- Пожар в полете;

4.- Столкновение с другими ВС в воздухе;

5.- Взрыв топливного бака;

6.- Посадка;

7.- Неправильная конфигурация механизации на взлете;

8.- Обледенение или воздействие снега;

9.- Выброс топлива;

10.- Сдвиг ветра;

11.- Столкновение на ВПП;

12.- Комбинация причин;

13.- На земле;

14.- Прерванный взлет;

15.- Атмосферная турбулентность;

16.- Не установленные.

Рис. В.1. Распределение числа погибших по категориям летных происшествий

Авиакатастрофы, коммерческие реактивные воздушные суда мира, за 1990-1999 гг.)

7 8 9

1. - Рулежка, загрузка, парковка;

2. - Взлет;

3. - Начальная фаза набора высоты;

4. - Набор высоты (закрылки убраны);

5. - Крейсерский режим полета;

6. - Снижение;

7. - Начальная фаза захода на посадку;

8. - Конечкная фаза захода на посадку;

9. - Посадка.

Рис. В.2. Катастрофы и количество погибших на борту по фазам полета

Происшествия, сопровождающиеся потерями ВС и/или человеческими жертвами, коммерческие реактивные воздушные суда мира, за 1990 - 1999 гг.)

Число аварий в год на миллион полетов

20

10

А/к США

А/к других стран

Без учета:

• Террористических актов

• Военных действий

• Повреждений при полете в болтанку

• Повреждений при посадке и высадке пассажиров

• Повреждений при наземном обслуживании

59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81

83

85

87

89

91

93 95

Годы

Рис. В.З. Число аварий по годам

Реактивные коммерческие самолеты всех авиакомпаний мира)

За последние 8-10 лет улучшение показателей БП стало возможным благодаря серии международных глобальных инициатив, которые заставили авиакомпании усовершенствовать свои стандарты безопасности. Долгосрочные последствия некоторых из них можно будет оценить полностью только в следующие 10 лет. Что касается побудительных мотивов, эти меры скорее напоминают кнут, чем пряник. Авиакомпании и государства с низким Уровнем Безопасности Полетов (УБП) встречают растущее давление рынка и мирового авиационного сообщества, они встают перед дилеммой либо улучшить показатели БП, либо попасть в разряд париев.

Несмотря на все принятые меры, остается фактом, что показатели БП улучшаются слишком медленно. При быстром ежегодном росте воздушных перевозок индустрия ГА не способна предотвратить увеличение числа авиакатастроф и их жертв. Именно число тяжелых аварий и катастроф, а не их относительная величина на 100000 часов налета, формируют общественное мнение о безопасности воздушных путешествий.

Вопросы обеспечения БП в настоящее время вышли на уровень государственной и международной значимости. Это обусловлено теми огромными материальными и еще большими моральными потерями, которые несет общество в результате АП.

Проблема обеспечения БП многоплановая и должна рассматриваться с различных сторон. Можно выделить три главных направления анализа этой проблемы.

Первое направление представляет собой социальный аспект проблемы. Он заключается в том, что в условиях научно-технической революции растет опасность ошибок людей в их преобразовательной деятельности. Это обусловливает необходимость самого широкого привлечения общественного мнения в обсуждение всех сторон преобразовательной деятельности и в первую очередь оказывающих влияние на здоровье людей. Применительно к ГА такой подход означает необходимость создания условий, при которых общественное мнение будет оказывать самое непосредственное влияние на устанавливаемый уровень риска.

Вторая сторона проблемы характеризуется потенциалом организационных возможностей в рамках той или иной системы хозяйствования. Значительный спад активности в общественной и производственных сферах жизни нашего общества не мог не сказаться на замедлении темпа роста УБП.

И, наконец, третья сторона. Она составляет научное содержание проблемы обеспечения БП. Это научное обоснование создания эффективных средств защиты людей от опасности при выполнении полетов [2, 3, 4, 5, 9,10, 11, 12, 13,14,16,18, 19, 31, 34, 39, 40 и др.].

Теория БП по своей сути является интегральной дисциплиной, сосредоточивающей внимание главным образом на многочисленных проблемах, возникающих в связи с выявлением, оценкой и устранением опасности в авиационной системе. Среди множества различных аспектов в теории БП в качестве основных можно выделить следующие:

1. теоретический;

2. организационный;

3. эксплуатационный;

4. социально-психологический;

5. организационно-правовой;

6. экономический.

Теоретический аспект предполагает создание новых и совершенствование существующих методов изучения БП. Организационный предусматривает совершенствование форм и методов организации БП на всех этапах от проектирования до эксплуатации ВС. Эксплуатационный аспект имеет целью повышение качества эксплуатации и ремонта авиационной техники (АТ). Социально-психологический и правовой аспекты направлены на выявление причин и условий нарушения правовых норм людьми, отвечающими за обеспечение БП. Экономический аспект позволяет дать оценку затрат (материальных, трудовых), необходимых для обеспечения требуемого УБП.

В 1960/1970-е гг. произошло резкое повышение показателей БП. В основном благодаря массовому появлению реактивных самолетов, оснащенных более надежными, чем поршневые, двигателями. В 1980-е гг. безопасность тоже повышалась, но уже не так резко. В 1990-х гг. кривые относительных показателей БП стали пологими (рис. В.З.) [20].

При создании самолетов (при проектировании их функциональных систем), которые на сегодня составляют основную часть парка ГА, руководствовались Нормами летной годности [51]. Эти Нормы определяют способность ВС совершать безопасный полет во всем диапазоне установленных для него ожидаемых условий эксплуатации при условии, что остальные компоненты Авиационно-Транспортной Системы (АТС) функционируют нормально. Следовательно, делалось основное допущение: экипаж и все наземные службы профессионально грамотны и действуют абсолютно безошибочно, т.е. не учитывался человеческий фактор. Современный этап развития ГА не мог не отложить свой отпечаток на научном содержании предмета «Обеспечение безопасности полетов». В 1990-х гг. усилия в направлении повышения БП фокусировались главным образом на человеческом факторе, поскольку, несмотря на появление новейших цифровых систем управления полетом, доля серьезных аварий и катастроф, так или иначе связанных с ошибками экипажа, или человеческим фактором, как и раньше, осталась на уровне между 65% и 80%.До середины 70-х гг. большинство АП происходило из-за отказа техники [20].

Вообще же, безопасность выполнения полетов определяется надежным функционированием всех элементов АТС и условиями внешней среды, в которой выполняются полеты. В процессе эксплуатации ВС может попасть в особую ситуацию (ОС) — ситуацию, возникающую в полете в результате воздействия неблагоприятных факторов или их сочетаний и приводящую к снижению безопасности полета [51]. Однако этому же могут способствовать и ошибочные действия экипажа и наземных служб. Напротив, их правильные профессиональные действия должны приводить к повышению уровня БП, в том числе и к ликвидации ОС. Поэтому появляется необходимость в решении задачи оценки вероятности возникновения ОС в полете ВС с учетом проявления человеческого фактора, внешней среды и безотказности авиационной техники. Для чего необходимо рассматривать подсистему Экипаж -Воздушное судно - Среда (ЭВСС), являющуюся более развернутой, чем используемая ранее для решения задач БП подсистема Экипаж -Воздушное судно, которая выделялась как часть АТС.

Ранее основным источником информации об опасности в авиационной системе являлись материалы расследований АП и в первую очередь с катастрофическим исходом. В настоящее время такие события стали чрезвычайно редкими. Для того чтобы статистика катастроф только по одной причине была представительной, их общее количество должно быть более 30. В реальной жизни этого позволить нельзя ни для одного типа самолета. Поэтому необходим «инструмент», который позволил бы определять нормативы на безопасность отдельных элементов системы ЭВСС, исходя из общих требований БП, а так же определить соответствие реальной системы предъявляемым к ней требованиям.

Наличие такого «инструмента» позволит вырабатывать и принимать решения, направленные на повышение УБП, а также контролировать их эффективность. Так как вероятность появления в последующие десятилетия технических достижений, способных полностью преобразить авиацию, как это имело место в прошлом, мала, то трудно недооценить огромную сложность стоящей задачи. «Мы подошли к той границе, после которой любое значительное повышение безопасности потребует непропорционально больших усилий», — сказал Дэйл Уоррен, бывший вице-президент фирмы «Макдоннелл Дуглас» [20]. «Мы стоим перед

7 8 задачей понижения на порядок, с 10" до 10" , вероятности возникновения аварийной ситуации. Единственный способ достижения этого состоит в продолжении и усилении долговременного сотрудничества изготовителей самолетов и оборудования, эксплуатантов и авиационных властей, ответственных за обеспечение безопасности полетов». То есть для снижения числа летных происшествий в ГА необходим ничем не ограниченный обмен данными между всеми участниками поддержания Летной Годности (ЛГ) о принимаемых мерах по обеспечению БП. Поэтому также созрела необходимость в создании единого «информационного поля», которое взяло бы на себя функции не только по информационному обмену, но и по сбору данных для решения задачи определения УБП системы ЭВСС.

И так, целью данной работы является разработка методов и информационного обеспечения определения УБП и ЛГ ВС и авиадвигателей (АД) ГА с учетом проявления человеческого фактора, внешней среды и безотказности авиационной техники.

В первой главе диссертации анализируется основные принципы и методы оценки БП, известные по литературным источникам.

Процедура оценки уровня БП предполагает определение фактического уровня БП реальной АТС, и его прогнозирование для сравнения с требованиями НЛГ. Известные методы не позволяют это сделать в комплексе. Некоторые из них базируются на требованиях НЛГ, но все же в итоге на выходе они дают показатели, отличающиеся по форме представления от показателей заданных в нормах.

Нормированное значение показателей БП является своего рода эталонным, позволяющим оценивать качество функционирования АТС на этапе эксплуатации. При этом надо иметь в виду, что нормированное значение БП - это научно обоснованное максимально допустимое для эксплуатации значение уровня БП. Поэтому, в этой главе, сделан вывод о том, что известные в литературе оценки УБП относятся к техническим системам, не учитывают влияние человеческого фактора и внешней среды и не позволяют выявлять тенденции изменения УБП.

Таким образом, показана необходимость разработки математических моделей оценки УБП, которые должны быть:

- основаны на известных в науке свойствах функций надежности и безотказности, а также используют развитый математический аппарат теории массового обслуживания;

- базироваться на общих требованиях НЛГ;

- учитывать все возможные факторы, действующие на АТС.

Во второй главе диссертации производится выбор объекта исследования, для решения поставленной задачи. Для этого анализируется структура всей АТС и совокупность факторов, оказывающих влияние на ее работу. В итоге многочисленная совокупность системных и внесистемных факторов, влияющих на БП, разделена на три группы факторов:

1. технические факторы;

2. личностные факторы;

3. факторы внешней среды.

Проведенный анализ возможных сочетаний факторов показывает, что от того, в какой степени проявятся те или иные неблагоприятные факторы, будет зависеть и переход подсистемы «Экипаж - Воздушное судно» (ЭВС) из нормального состояния в любую из 4-х особых ситуаций (ОС), определяемых НЛГ, что может привести к возникновению АП. На основании этого сделан вывод о том, что АП является сложным событием.

Также отмечено, что один и тот же фактор в зависимости от складывающихся обстоятельств может выступать в качестве различных причин АП. Например, если АП произошло в результате непосредственного попадания самолета в опасные метеоусловия, то последние будут главной причиной АП. Но если попадание в такие метеоусловия произошло по вине экипажа или службы УВД (диспетчера), то главной причиной АП можно считать ошибку личного состава названных служб, а опасные метеоусловия - непосредственной причиной АП.

Таким образом, для решения задачи определения уровня безопасности функционирования АТС в условиях воздействия различных групп факторов, рассмотренных в этой главе, а также соответствия системы требованиям НЛГ, следует рассматривать не традиционную постановку задачи исследования АТС в виде ее подсистемы ЭВС, а более широкую. Предложено рассматривать часть АТС, непосредственно влияющую на производство полетов - подсистему «Экипаж - Воздушное судно - Среда» (ЭВСС).

В третьей главе диссертации, на основе анализа с математической точки зрения процессов внутри выбранного объекта исследования (подсистемы ЭВСС), делается вывод о применимости теории массового обслуживания для описания переходов подсистемы ЭВСС из состояния в состояние, а именно теории графов и теории цепей Маркова. На основании этого разработана математическая модель состояний подсистемы ЭВСС, суть которой сводится к взаимосвязи вероятностей нахождения системы в каком-либо определенном состоянии и вероятностей переходов из состояния в состояние. Для чего составлен полный граф состояний подсистемы ЭВСС, вершинами которого являются состояния, в которых может находиться подсистема, а ребра характеризуют управляющие, восстанавливающие воздействия или влияние различных факторов. Описание процесса эксплуатации ВС с точки зрения требований НЛГ, по размеченному графу состояний произведено с помощью теории цепей Маркова. Полученная таким образом система дифференциальных уравнений Колмогорова, решена аналитическим и численным методами.

Рассмотренные предположения и перечисленные математические теории позволяют применить их методы для решения задачи оценки УБП и ЛГ подсистемы ЭВСС. Глубина разработки этих методов позволяет надеяться на безусловное получение численных результатов и точность их значения.

В четвертой главе диссертации, на основе разработанной математической модели предложен метод оценки УБП и ЛГ подсистемы ЭВСС, а также метод определения допустимых интенсивностей отказов элементов подсистемы ЭВСС. Также показана возможность практического решения как прямых, так и обратных задач.

В пятой главе диссертации, разрабатываются требования к системе информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП ВС и АД ГА. В начале главы рассматриваются и анализируются проблемы и особенности информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП в отрасли. На основе этого анализа делается заключение о необходимости создания единой (отраслевой) системы информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП ВС и АД, целью создания которой, является повышение эффективности существующих систем в решении главной задачи - исключить аварийность в ГА при минимальных затратах ресурсов. Для чего, сначала выявляются основные принципы построения новой системы информационного обеспечения процедур

Заключение диссертации по теме «Эксплуатация воздушного транспорта», Розов, Сергей Анатольевич

Выводы по главе 5

Анализ существующих в отрасли систем информационного обеспечения, а также информации, необходимой для разработанной математической модели состояний подсистемы ЭВСС, позволяет сделать следующие выводы.

1. Назначение и состав информации в существующих информационных системах отрасли, обработка и вид выходной

11Г аналитической информации, подчиненность задачам централизованной командной системы и незаинтересованность низовых структур в сборе и выдаче полной информации об инцидентах делают невозможным математически строгое решение задач прогнозирования УБП и ЛГ.

2. Необходимо создать единую (отраслевую) систему информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП ВС и АД, объединяющую всех участников поддержания ЛГ и БП для решения задачи предупреждения аварийности в ГА при минимальных затратах ресурсов.

3. Выявлены основные принципы построения новой системы информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ ВС и АД ГА.

4. Разработаны технические, нормативно-справочные, правовые и телекоммуникационные требования к системе информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ ВС и АД ГА.

5. Определен круг пользователей создаваемого «информационного поля», и расписана схема информационных потоков в создаваемой системе информационного обеспечения.

6. Предложена схема взаимодействия между участниками (абонентами) разрабатываемой системы в части поддержания ЛГ АД, где для каждого пользователя расписан перечень выдаваемой и получаемой из центрального обрабатывающего комплекса информации, а в некоторых случаях и форма ее представления.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Цель данной диссертационной работы состояла в разработке методов и информационного обеспечения определения УБП и ЛГ ВС ГА с учетом проявления человеческого фактора, внешней среды и безотказности авиационной техники.

В процессе проведенных исследований были сделаны следующие основные выводы.

1. Статистические критерии могут лишь констатировать состояние БП, прогнозировать изменение УБП или указывать пути ее повышения они не в состоянии;

2. Вероятностные критерии БП, построенные на системе независимых факторов (причин), неработоспособны, так как такие факторы (причины) АП без взаимосвязей не бывают, а при отсутствии статистики по АП или катастрофам вообще не позволяют определить уровень БП;

3. Применение в качестве критериев оценки УБП определяющих статистических показателей (ОСП УБП), построенных на линейных, квадратичных, кубических аппроксимациях временной зависимости без учета физических свойств явления, не позволяет выявлять тенденции изменения УБП;

4. Известные в литературе оценки УБП относятся к техническим системам, т.е. не учитывают влияние человеческого фактора и внешней среды.

5. Необходима разработка математических моделей оценки УБП, которые:

- основаны на известных в науке свойствах функций надежности и безотказности, а также используют развитый математический аппарат теории массового обслуживания;

- базируются на общих требованиях НЛГ;

- учитывают все возможные факторы, действующие на АТС. АТС является сложной полиэргатической системой, каждый элемент (подсистема) которой включает машинные и человеческие звенья, действующие в условиях внешней среды;

7. Математическая модель для оценки УБП и ЛГ АТС должна с достаточной достоверностью отображать все взаимопроникающее влияние системных и внесистемных факторов, поэтому необходимо моделировать работу подсистемы «Экипаж - Воздушное судно -Среда» (ЭВСС);

8. Исключительно детерминированное описание функционирования всех подсистем и элементов АТС невозможно, так как их очень много, а характеристики безотказности имеют вероятностный вид;

9. Использование математической модели для прогнозирования оценки УБП и ЛГ АТС требует максим описанияалгоритмов функционирования и взаимодействия ее подсистем, что возможно только на пути разумного сочетания аналитических зависимостей с теорией массового обслуживания;

10. Назначение и состав информации в существующих информационных системах отрасли, обработка и вид выходной аналитической информации, подчиненность задачам централизованной командной системы и незаинтересованность низовых структур в сборе и выдаче полной информации об инцидентах делают невозможным математически строгое решение задач прогнозирования УБП и ЛГ;

11. Необходимо создать единую (отраслевую) систему информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ и БП ВС и АД, объединяющую всех участников поддержания ЛГ и БП для решения задачи предупреждения аварийности в ГА при минимальных затратах ресурсов.

На основании проведенных исследований в данной диссертационной работе получены следующие результаты:

1. Разработана полная математическая модель состояний подсистемы ЭВСС, базирующаяся на номенклатуре возможных состояний по НЛГ, теории графов и теории Марковских процессов;

2. В качестве методов вычисления для математической модели состояний системы ЭВСС применены: операторный метод получения аналитического вида решения, основанный на преобразовании Лапласа, и используемый для исследования свойств решения; и численный метод Рунге-Кутта - для решения практических задач любого вида;

3. Рассмотрено строгое математическое решение корректно поставленных частных задач ТОиР с помощью разработанной математической модели состояний системы ЭВСС, позволяющее обеспечивать как выполнение нормированных требований по БП с точки зрения надежности и безотказности АТ, так и экономическую эффективность;

4. Разработан метод оценки УБП и ЛГ подсистемы ЭВСС;

5. Разработан метод определения допустимых интенсивностей отказов элементов подсистемы ЭВСС;

6. Показана возможность практического решения как прямых задач (определения ЛГ конкретного ВС в конкретных внешних условиях с учетом уровня профессиональной подготовленности экипажа), так и обратных задач (определения нормативных требований к безотказности систем, подсистем и элементов в конкретных внешних условиях с учетом уровня профессиональной подготовленности экипажа);

166

7. Показана возможность поддержания необходимого уровня ЛГ конкретного ВС в конкретных внешних условиях с учетом уровня профессиональной подготовленности экипажа за счет элементов подсистемы ЭВСС, имеющих запас по безотказности;

8. Выявлены основные принципы построения новой системы информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ ВС и АД ГА;

9. Разработаны технические, нормативно-справочные, правовые и телекоммуникационные требования к системе информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ ВС и АД ГА;

10. Разработаны структура системы информационного обеспечения процедур поддержания ЛГ ВС и АД ГА на базе действующих в интересах авиакомпаний информационных систем и схема взаимодействия ее абонентов.

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать заключение о том, что цель диссертационной работы достигнута.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Розов, Сергей Анатольевич, 2001 год

1. Абчук В. А., Емельянов Л. А., Матвейчук Ф. А., Суздаль В. Г. Введение в теорию выработки решений. М.: Воениздат, 1972.- 344 с.

2. Алаказ А. В., Садчиков В. Н., Чукалова Н. Н. Модель турбулентности атмосферы, влияющей на полет самолетов. УДК 629.7.015.4: 551.5 Безопасность полетов в условиях опасных внешних воздействий: Сборник научных трудов.- Киев: КИИГА, 1982.-112 с.

3. Алексеев Ю. Г., Терешкин А. А. Безопасность полетов: Учебное пособие. -Киев: КИИГА, 1987. 68 с.

4. Балясников В. В., Кальченко А. Г. Обеспечение безопасности полетов в гражданской авиации. Теоретические аспекты безопасности полетов. Учебное пособие. Л.: ОЛАГА, 1988. - 78 с.

5. Баранов А. М. Облака и безопасность полетов. -Л.: Гидрометиздат, 1983.232 с.

6. Бусленко Н. П. Теория больших систем. М.: Наука, 1969.

7. Бусленко Н. П. Метод статистического моделирования. М.: Наука, 1970.

8. Вентцель Е.С. Исследование операций. Задачи. Принципы. Методология.-М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1980.207 с.

9. Верещагин А. Я., Русол В. А., Федоткин А. В., Ярошевич Л. В. Метеорологическая информация и безопасность полетов. М.: Транспорт, 1991.-64 с.

10. Ю.Виноградов Р. И. Безопасность полетов. Тексты лекций.- Рига: РКИИГА, 1989.-65 с.

11. И.Витер П. А. Производство двигателей большого ресурса. Методические материалы. Научно-исследовательский институт технологии и организации производства НИАТ, 1975. 264 с.

12. Гамулин А. Г., Громов Г. В., Кострицкий А. С. и др. Автоматизация управления безопасностью полетов. М.: Транспорт, 1989. - 116 с.

13. Ганыпин В. Н., Русол В. А. Аэронавигационная информация и безопасность полетов. М.: Транспорт, 1991. - 64 с.

14. Гоулд Дж. и Шеффер А. Движение глаз при восприятии цифровых индикаторов./ Инженерная психология за рубежом. Сборник статей. М.: Прогресс, 1967. с. 164 - 182.

15. Гудков В. П. Любовь, ненависть и . летные происшествия. М.: Транспорт, 1992. - 64 с.

16. Жулев В.И., Иванов В.С. Безопасность полетов летательных аппаратов. -М.: Транспорт, 1986.- 223 с.

17. Зараковский Г. М. Психофизиологический анализ трудовой деятельности. М.: Наука, 1966. - 114 с.

18. Зубков Б. В. Методологические основы анализа и оценки безопасности полетов в летной годности воздушных судов (теория и практика). Автореферат диссертации на соискание ученой степени д. т. н., УДК 629.735.018.7.681.325.53., Москва.: 1997.- 70 с.

19. Ияд А. Р. Оценка роли человеческого фактора в безопасности полетов при наземном обслуживании авиационной техники и при летной эксплуатации воздушных судов.: автореферат диссертации на соискание ученой степени к. т. н. Рига: РИИГА, 1992. - 23 с.

20. Кароли А. Шифрин / Вашингтон. Безопасность полетов — в центре внимания во всем мире. / Эвиэйшн Уик энд Спэйс Текнолоджи, февраль 1997. с. 10 - 14.

21. Квейд Э. Анализ сложных систем. Пер. с англ. под ред. Ануреева И. И., Верещагина И. М. М.: Советское радио, 1969. 520 с.

22. Корн Г. Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы. М.: Наука, главная редакция физико-математической литературы, 1974.- 831 с.

23. Крохин 3. Т., Скрипник Ф. И., Шестаков В. 3. Инженерно-организационные основы обеспечения безопасности полетов в гражданской авиации. М.: Транспорт, 1987.- 175 с.

24. Крылов В. И., Скобля Н. С. Методы приближенного преобразования Фурье и обращения преобразования Лапласа. М.: Наука, 1974. 224 с.

25. Кузьмин И. В., Явна А. А., Ключко В. И. Элементы вероятностных моделей автоматизированных систем управления. М.: Советское радио, 1975.-336 с.

26. Новик И. Б. Философские вопросы моделирования психики. М.: Наука, 1969.-174 с.

27. Новиков О. А., Петухов С. И. Прикладные вопросы теории массового обслуживания. М.: Советское радио, 1969. 400 с.

28. Оптнер С. Л. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. Пер. с англ. Никанорова С. П. М.: Советское радио, 1969. 216 с.

29. Петрушенко Л. А. Принцип обратной связи. (Некоторые философские и методологические проблемы управления.) М.: Мысль, 1967. 277 с.

30. Полляк Ю. Г. Вероятностное моделирование на электронных вычислительных машинах. М.: Советское радио, 1971. 400 с.

31. П. р. Прокофьева А. И. Предупреждение неблагоприятных событий в полете, обусловленных деятельностью экипажа. М.: Транспорт, 1989. -170 с.

32. П. р. Смирнова Н. Н. Техническая эксплуатация летательных аппаратов. -М.: Транспорт, 1990.- 423 с.

33. Пушкин В. Н. Психология и кибернетика. М.: Педагогика, 1971. 232 с.

34. Сакач Р. В., Зубков Б. В., Довиденко М. Ф. и др. Безопасность полетов: Учебник для вузов.; под ред. Сакача Р. В. М.: Транспорт, 1989. - 239 с.

35. Саркисян С. А., Ахундов В. М., Минаев Э. С. Большие технические системы. Анализ и прогноз развития. М.: Наука, 1977. 350 с.

36. Сигорский В. П. Математический аппарат инженера. 2-е издание. Киев.: Техника, 1977.- 766 с.

37. Смирнов Н. Н., Андронов А. М., Владимиров Н. И., Лемин Ю. И. Эксплуатационная надежность и режимы технического обслуживания самолетов. М.: Транспорт, 1974. - 304 с.

38. Смит С. Л. и Томас Д. У. Кодирование цветом и формой на информационных индикаторах./ Инженерная психология за рубежом. Сборник статей. М.: Прогресс, 1967. с. 197-213.

39. Соломонов П. А. Безотказность авиационной техники и безопасность полетов. М.: Транспорт, 1977. - 272 с.

40. Стариков А. И., Зачеса В. Я., Зинковский Н. Н. и др. Безопасность полетов летательных аппаратов: (методические основы); под ред. Старикова А. И.- М.: Транспорт, 1988.-159 с.

41. Уилльямс Л. и Бороу М. Влияние скорости и направления движения индикатора на зрительный поиск./ Инженерная психология за рубежом. Сборник статей. М.: Прогресс, 1967. с. 148-163.

42. Филлипс Э. Совместная работа экспертов всего мира над повышением летной безопасности. / Авиатранспортное обозрение № 36, сентябрь / октябрь 2001. с. 43 - 46.

43. Цвиркун А. Д. Структура сложных систем. (Библиотека технической кибернетики). М.: Советское радио, 1975. 200 с.

44. Чуйко В. М. Управление надежностью и ресурсом авиационных двигателей./ Конверсия в машиностроении.- Россия, 1995, №5.- с. 22-25.

45. Шаракшанэ А. С., Железнов И. Г., Ивницкий В. А. Сложные системы. Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1977. 247 с.

46. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство. Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. 238 е., ил.

47. Авиационные правила. Часть 23. Нормы летной годности гражданских легких самолетов. / Межгосударственный авиационный комитет, 1997.

48. Влияние внешних воздействий среды на безопасность полетов воздушных судов: труды ГосНИИ ГА, выпуск 206- Москва.: 1981.

49. Действия экипажа в критических ситуациях: Пер. с англ. / Браггинк. Дж.; ВЦП. № Г- 40549.- 13 с.

50. Достигнутый уровень и некоторые методы повышения безопасности полетов за рубежом. Аралов Г. Д., Мокшанцев Б. Б. М.: ЦНТИ гражданской авиации, 1984.- 60 с. (Воздушный транспорт. Обзорная информация). - В надзач.: М-во гражданской авиации.

51. Единые нормы летной годности гражданских транспортных самолетов стран-членов СЭВ. / Межведомственная комиссия по нормам летной годности гражданских самолетов и вертолетов СССР, 1985.- 470 с.

52. Замысел и воплощение. Искусство вводить нормы.- М., 1980. 14 с. /Техн. пер. ВЦП - В - 55032/.

53. Математическое моделирование задач динамики и безопасности полетов в гражданской авиации. Сборник научных трудов. Рига, РКИИГА, 1987. -107 с.

54. Постановление Совета Министров-Правительства РФ от 30.06.93г. № 627 «О мерах по разработке и производству средств связи двойного назначения и развертывания на их основе сетей обмена информации в интересах народного хозяйства и ВС РФ».

55. Система «Человек и автомат». Отв. Редактор Ошанин Д. А. М.: Наука, 1965.-256 с.

56. Указ Президента РФ от 22.06.93г. № 939 «О государственных научных центрах РФ».

57. Кузнецов В. И, Розов С. А. Математическая модель состояния летательного аппарата в процессе эксплуатации. / Вестник научных трудов МГТУ ГА. Серия «Аэромеханика и прочность», 1998. 85 - 88 с.

58. Кузнецов В. И, Розов С. А. Обоснование введения управляющих воздействий на техническое состояние летательного аппарата. / Вестник научных трудов МГТУ ГА. Серия «Аэромеханика и прочность», 1998. 89 -91 с.

59. Розов С. А. Установление соответствия фактического уровня безопасности полета ВС, как элемента АТС, заданному при изменяющемся уровне надежности авиадвигателей. / Вестник научных трудов МГТУ ГА. Серия «Аэромеханика и прочность», 2000. 81 - 84 с.

60. Розов С. А. Определение уровня безопасности полета на основе вероятностного анализа. / Вестник научных трудов МГТУ ГА. Серия «Аэромеханика и прочность», 2000.- 85- 86 с.

61. Розов С. А., Кубланов М. С. Графовероятностный метод формирования требований к системе обеспечения и сохранения летной годности. / Современные научно-технические проблемы ГА. Тезисы докладов МНТК. М.: МГТУ ГА, 1999 384 с. - с. 47. .

62. Розов С. А. Учет влияния человека на безопасность полетов через человеческий и личностный факторы. / Гражданская авиация на рубеже веков. Тезисы докладов МНТК. М.: МГТУ ГА, 2001. 420 с. - с. 97.

63. May day. Safety topics., Aircraft engineering, 1985.-20-21 c.

64. Shaw R. R. Part II. Airline safety in the last half century 1950-2000. Flight safety digest, 1985. 7-13 c.

65. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММЫ РАСЧЕТА ВЕРОЯТНОСТЕЙ НАХОЖДЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ОСОБЫХ1. СИТУАЦИЯХ ПОЛЕТА

66. Решение системы уравнений (3.7) (см. пар. З.2.), возможно с использованием численных методов, а именно метода Рунге-Кутта второго порядка.

67. Рис.П1.1. К понятию метода Рунге-Кутта

68. Если . Ус-Ус* < Е, где Е — заданная допустимая погрешность, то вычисление продолжаем далее, т. е. делаем второй шаг и далее.

69. Если .УС-УС > Е, то необходимо уменьшить шаг на половину и просчитать этот отрезок заново, пока не получим удовлетворительный результат. Для того, чтобы программа не "зациклилась", необходимо задаться значением гшп-го шага йТтш.

70. Если в течении нескольких шагов, мы получаем подряд удовлетворительные результаты, то для увеличения скорости работы программы, можно увеличить шаг в двое.

71. Программа написана на языке Турбо-Паскаль 7.0 и ориентирована на ЭВМ типа IBM PC и совместных с ней вычислительных машин.

72. Программа состоит из трех основных частей:1. декларационная часть;2. раздел процедур;3. раздел основного блока.

73. Декларационная часть включает в себя:• заголовок программы;• список подключаемых библиотек (модулей);• объявление глобальных констант;• объявление глобальных переменных.

74. Раздел процедур включает в себя описание процедур используемых в программе. (Применение процедур в программе существенно сокращает ее объем.)

75. Раздел основного блока включает в себя непосредственно тело самой программы.

76. YA,YB,YC,Y,DerY,DERYA: Array 0.4. of Real;1. M: Array 1.4Д.4. of Real;1. Array 1.4. of Real;

77. GR: Array 0.100,0.4. of Real;p:Pointer;ch:Char;ts,y0s,y 1 s,y2s,y3 s,y4s: String;

78. Процедура инициализации графического режима—} PROCEDURE Grin; varga,gm,er:integer; BEGIN ga:=detect; initgraph(ga,gm,"); er:=graphresult;if erOgrok then begin

79. WriteLn(GraphErrorMsg(er)); halt(l) end; END;

80. Конец процедуры инициализации графического режима—} {— Процедура ввода исходных данных—} PROCEDURE VVODD; LABEL Metka; Begin For i:=l to 4 do Begin

81. Write('BBeflHTe значение вероятности перехода L',i,'-);1. ReadLn(L1.);1. L1.>=l thenbeginугйе1п('3начение введено не верно! Повторите ввод!'); i:=i-l; end; End;1.:=Ll.+L[2]+L[3]+L[4];

82. WriteLn('3Ha4eHHe суммарной вероятности перехода для состояния A0,Ls-,Ls); For i:=l to 4 do Begin for j :=0 to 4 do beginif i-j then begin j:=j+l; end;if j=5 then Goto МЕТКА;

83. Угке('Введите значение вероятности перехода M',i,j,-');1. ReadLn(Mi,j.);1. Mi,j.>=l thenbeginwriteln('3Ha4eHHe введено не верно! Повторите ввод!');end; end; End;1. МЕТКА:гке('Введите значение времени в часах, t—);1. ReadLn(TMax);1. End;

84. Конец процедуры вычисления правой части системы при t>0 —} {—Процедура построения осей координат—} PROCEDURE KOORD; BEGIN Line(0,450,640,450); Line(0,0,0,450);

85. SetLineStyle(3,0,1); {ассимптота} Line(0,150,620,150);

86. OutTextXY(4,165,' Г); OutTextXY(4,10,'P'); OutTextXY(625,437,'t'); END;

87. Конец процедуры построения осей координат—} {—Процедура построения графика—} PROCEDURE GRAF; BEGIN j :=round(t); For i:=0 to 4 do Begin GRj,i.:=Y1.; color:=i+9;

88. PutPixel(round(t*(640/TMax)),round(450-Y1.*300),color); End; END;

89. Конец процедуры выделения поля для вывода результата—}

90. PutImage(xx,0,pA,XorPut); end; if ch=#80 then begin

91. PutImage(xx,0,pA,XorPut); xx:=xx+2*x;

92. PutImage(xx,0,pA,XorPut); end; end;------------изменяем значение t,P; в окне------------}

93. OutTextXY(50,0,'P0-+y0s); OutTextXY(50,10,'P l='+y 1 s); OutTextXY(50,20/P2='+y2s); OutTextXY(50,30,'P3-+y3s); OutTextXY(50,40,'P4-+y4s); OutTextXY(50,50,'t(4)='+ts); UNTIL ch=#27;

94. Конец процедуры вывода результатов с прокруткой графика—} {—Основное тело программы— } BEGIN WODD; Grin; KOORD; t:=0;dt:=0.1; {-начальная установка шага-} NSTEP:=0; WHILE t<=TMax DO Begin NSTEP :=NSTEP+1; DERYdt; R:=dt*0.5; For i:=0 to 4 do Begin

95. Программно-технический комплекс МТК «Сирена»

96. Программно-технический комплекс МТК «Сирена» схематично состоит из 3-х составных частей:

97. Центрального обрабатывающего комплекса;

98. Системы связи и передачи данных;

99. Аппаратуры конечных пользователей.

100. Центральный обрабатывающий комплекс

101. ЦОК представляет собой современный вычислительный центр, обеспечивающий поддержку пользователей 24 часа в сутки 7 дней в неделю. Технические средства и системное программное обеспечение ЦОК поставлено фирмой IBM.

102. Для решения вспомогательных задач, таких как подготовка авиационных тарифов, управление внутренними и внешними сетями, защита от несанкционированного доступа, используется ЭВМ RS/6000 с операционной системой UNIX.

103. Система связи и передачи данных

104. В настоящее время в России и республике Беларусь на авиапредприятиях установлены и работают 52 земные станции различного типа.

105. Аппаратура конечных пользователей

106. Центральный процессор не менее Pentium;

107. Системная шина ISA, EISA, PCI;

108. Оперативная память — не менее 32 Мбайта;1. Монитор SVGA;1.N адаптер ET LAN адаптер;

109. Принтеры ITOCHU С260, работающие с билетами толщиной до 2 мм;

110. Принтеры OKI 390FB в тех случаях, когда они уже имеются у пользователя;

111. Другие типы принтеров по согласованию с МТК «Сирена».

112. Подключение удаленных ЛВС пользователей (или одиночных рабочих станций) может производиться с использованием:• КСДП АС «Сирена-3»• Сетей передачи данных общего пользования (СПДОП);• Сети Internet;• Выделенных и коммутируемых линий связи.

113. В зависимости от способа организации связи реализуются следующие технологии подключения пользователей к ИС АС «Сирена-3»:

114. Подключение с использованием КСПД АС «Сирена-3» или СПДОП;

115. Подключение с использованием INTERNET;

116. Организация резервных каналов через INTERNET.

117. Подключение с использованием КСПД АС «Сирена-3» или СПОДП

118. Все маршрутизаторы ИС АС «Сирена-3» делятся на дистрибутивные и абонентские. Дистрибутивный это маршрутизатор, на котором происходит максимальное агрегирование IP-адресов.

119. Локальные вычислительные сети пользователей, подключенные к АС «Сирена-3» через КСДП, группируются территориально и подсоединяются к дистрибутивному маршрутизатору, подключенному к VSAT.

120. Маршрутизаторы, установленные в ЛВС пользователей, называются абонентскими и обеспечивают поддержку требуемых протоколов управления маршрутами, прерываниями, безопасностью, учетом и др.

121. В качестве оборудования, на котором построена сеть АС «Сирена-3», используются маршрутизаторы CISCO.

122. Подключение с использованием INTERNET

123. Для подключения пользователей к ИС АС «Сирена-3» через Internet используется технология виртуальных частных сетей (VPN) на базе решений разработанных фирмой Microsoft.

124. Microsoft VPN-сервер функционирует под управлением Windows NT, осуществляет централизованное администрирование, контроль и протоколирование событий.

125. Microsoft VPN-клиент функционирует под управлением Windows NT/98/95, обеспечивает защищенное взаимодействие с сервером, устанавливается на компьютерах ЛВС пользователей.

126. Организация резервных каналов через INTERNET

127. Развитие данной технологии в ИС АС «Сирена-3» предпологает переход к использованию IPsec-CISCO для создания VPN-соединений.

128. Описание Программного Изделия «Руслан»

129. Программное Изделие «Руслан» (ПИ «Руслан») предназначено для автоматизации процессов сбора, обработки и отображения данных, связанных с учетом и анализом процесса технической эксплуатации Авиационной Техники (АТ).

130. Состав программного изделия «Руслан»

131. Общая схема ПИ «Руслан» приведена на рис. ПЗ. 1.

132. Рис. П.3.1. Общая схема программного изделия «Руслан»

133. Программное средство (ПС) «Система» предназначено для настройки ПИ «Руслан» на конкретный объект внедрения, формирования справочных разделов базы данных (БД), содержащих характеристики авиакомпании, других данных нормативного характера.

134. ПИ «Руслан» в целом это совокупность более чем 40 тысяч программных объектов, реализующих более 700 функций входящих в его состав систем.

135. Порядок внедрения программного изделия «Руслан»

136. Внедрение ПИ «Руслан» в промышленную эксплуатацию выполняется в несколько этапов.

137. На первом этапе производится настройка системы на объект внедрения средствами модуля «Система» и установка двух базовых подсистем АС «Техника» и АС «Управление».

138. Далее, после ввода в эксплуатацию и освоения указанных объектов, производится установка и освоение остальных автоматизированных систем: АС «Обслуживание», АС «Надежность», АС «Планирование» и АС «МТО».

139. Перечень автоматизированных систем, подсистем, функций и транзакций, входящих в состав поставки ПИ «Руслан»

140. Перечень сокращений, используемых в данном документе

141. ПИ программное изделие; АС - автоматизированная система; ПС - программное средство; ВС - воздушное судно; АД - авиадвигатель;

142. ВСУ вспомогательная силовая установка; НСИ - нормативно справочная информация; ТО — техническое обслуживание; А/К - авиакомпания.2. Состав ПИ «Руслан»

143. Всего ПИ «Руслан» содержит 380 транзакций, число которых постоянно растет по мере поступления требований от заказчиков на формирование новых запросов.3. АС «Техника»

144. АС «Техника» предназначена для автоматизации функций учета и контроля ресурсного состояния ВС, АД, ВСУ и агрегатов, регистрации их перемещений и изменений состояния эксплуатации. Меню АС «Техника» реализуется транзакцией Т000.

145. Подсистема «Ведение НСИ» (Т100) реализует следующиефункции:• Ведение общей справочной информации (Т110);• Ведение справочной информации по АД и ВСУ (Т120);• Ведение справочной информации по агрегатам (Т130);