Методологія оброблення даних у системах експлуатації наземних засобів аеронавігації

Abstract

У роботі розроблено методологію оброблення статистичних даних у системах експлуатації наземних засобів аеронавігації, яка охоплює методи виявлення погіршення технічного стану наземних засобів аеронавігації та складових елементів систем їх експлуатації, методи оцінювання показників надійності після розладнання, методи формування стратегій технічного обслуговування наземних засобів аеронавігації за станом із превентивними порогами, які були обґрунтовані відповідними теоремами у рамках використання запропонованого показника ефективності систем експлуатації. Наведені складові методології надають можливість підвищувати ефективність функціонування наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації шляхом формування та реалізації своєчасних та правильних запобіжних та коригувальних дій. За допомогою розробленої методології проєктувальники та експлуатанти наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації можуть розв’язувати задачі мінімізації експлуатаційних витрат за рахунок: прийняття своєчасних та правильних рішень щодо виявлення моменту виникнення погіршення технічного стану в трендах визначальних параметрів та показників надійності як наземних засобів аеронавігації, так і систем їх експлуатації; використання удосконалених стратегій технічного обслуговування на основі системи превентивних порогів та застосування принципів адаптивності як складової штучного інтелекту. Отримані наукові результати доцільно використовувати під час розроблення та вдосконалення наземних засобів аеронавігації та систем їх експлуатації, а також у навчальному процесі для підготовки фахівців експлуатаційного спрямування, зокрема в авіації.

Ground air navigation devices, which include ground equipment for radio engineering support of flights, play an important role in the process of flights' safety and regularity providing. The operational efficiency of ground air navigation equipment in the civil aviation is ensured by the system of their operation. The components of the operation system are equipment, regulatory documentation, personnel, means for operation, which include facilities, technological devices, the main and additional technological processes and procedures, etc. The main process in the operation system is intended use of equipment, the additional processes are maintenance, repair, continuation of life service, monitoring, statistical data processing, and others. A promising direction for improving the operation system may be the utilization of the complex for supporting the efficiency of the operation system using the principles and provisions of ICAO and Eurocontrol regulatory documentation, international quality standards, etc. The tasks of the efficiency support complex include assessing the compliance of operation system parameters with the established requirements through the use of subsystems of collection, processing, decision making, formation of control actions and their implementation based on information on the condition of structural elements of operation system, including the current condition of ground air navigation equipment. In the general case, this complex should be created on the basis of widespread use of information technology for operational data processing, principles of adaptation, systems approach, elements of artificial intelligence to automate management decision-making procedures in the operation system for ground air navigation equipment. Information signals on the condition of ground air navigation equipment are related to estimates of mean time between failures, mean time between restores, steady-state availability, availability function, which are generally random. During the intended use of ground air navigation devices, their technical condition may deteriorate due to failures, incorrect actions of service personnel, delays in making decisions on corrective and preventive actions, etc. Deterioration of the technical condition of the equipment belongs to the class of problems of changepoint analysis. Such tasks can be of two types: changepoint detection and parameters estimation in trends of technical condition change. The tasks of changepoint analysis are important in terms of determining the residual lifetime of ground air navigation equipment, making timely and accurate corrective and preventive action. So the class of problems on the synthesis and analysis of algorithms for processing non-stationary random processes in order to detect changepoint and estimate its parameters is a new and insufficiently studied area of the theory of operation and reliability of ground air navigation equipment. This thesis concentrates on the methodology of statistical data processing in the operation systems for ground air navigation equipment. Such methodology includes methods for detecting deterioration of technical condition by analyzing the monitoring parameters trends for ground air navigation equipment and components of their operation systems, estimation methods of reliability indicators after changepoint, methods of improving maintenance policies with preventive thresholds, which were substantiated by the relevant theorems in the framework of the use of the new indicator for efficiency of those operation systems. The methodology generally provides an opportunity to improve the efficiency of functioning of ground air navigation equipment and their operation system by creating and implementing timely and correct preventive and corrective actions. With the help of the developed methodology, designers and engineers of ground air navigation equipment, as well as specialists in the field of development and improvement of operation systems can solve the problem of minimizing operating costs by: making timely and correct decisions to identify deterioration in the monitoring parameters and reliability indicators trends for ground air navigation equipment and systems of their operation; use of advanced maintenance strategies based on a system of preventive thresholds and application of the principles of adaptability as a component of artificial intelligence. The obtained scientific results should be used during the design and improvement of operation system for ground air navigation equipment, as well as in the educational process.