Розробка методів і комп’ютеризованих засобів багатоальтернативного виявлення та розв’язання конфліктних ситуацій в соціотехнічних системах

Abstract

Авторами розроблено принципи побудови і моделювання на основі інтелектуальних сис- тем із базою знань і розпізнавання критичних ситуацій ефективної поліергатичної системи. Міжнародне наукове співтовариство в останні роки орієнтується на впровадження інфо- рмаційно високих технологій в соціотехнічні системи – системи особливої відповідальності (ае- рокосмічна галузь, ядерна енергетики, повітряний та морський транспорт, хімічна промисло- вість). В таких системах для досягнення своєї мети в одне ціле поєднуються два основних ком- поненти – технічний компонент (технології) і людський компонент (люди). Вони взаємодіють один з одним у всіх випадках сполучення “людина-машина”. Обидва компоненти надзвичайно взаємозалежні і діють в умовах загального чинника, тобто на них діють одні і ті ж самі події оточуючого середовища. Характерним є те, що наслідки порушення вимог безпеки в підсисте- мах, які входять в соціотехнічну систему, катастрофічні з погляду людських витрат і руйнуван- ня матеріальних цінностей, оскільки вони пов’язані з великим ризиком функціонування, з вели- ким ступенем небезпеки. Тому ряд міжнародних організацій (ІСАО, ІМО, EUROCONTROL) в останні роки роб- лять наголос при створенні елементів соціотехнічних систем на перехід від ретроактивних до проактивних методів. Міжнародні організації ІСАО, ІМО, EUROCONTROL визначили стратегію розвитку ін- формаційного забезпечення транспорту до 2005 р. Запропоновані нові концепції і технології моніторингу і керування транспортом, це перш за все “Free Flight”, CNS/ATM, ADS, ADS-B, FIS і т.п. Загальною їх рисою є інформаційна глобалізація, виявлення, розв’язання та запобіган- ня конфліктних ситуацій в транспортних системах. Найбільш активно у цьому напрямі працю- ють університети США та Великобританії. Для розв’язання цієї проблеми необхідно розробити відповідні методи, моделі і запропо- нувати математичні засоби їх реалізації. В даний час йде процес впровадження систем CNS/ATM, технічні компоненти яких вже існують або знаходяться в процесі стандартизації. Вони сформують технічну базу для авіації 2010-2015 рр. Міжнародне наукове співтовариство в останні роки орієнтується на впровадження інфо- рмаційно високих технологій в соціотехнічні системи – системи особливої відповідальності (ае- рокосмічна галузь, ядерна енергетика, повітряний та морський транспорт, хімічна промисло- вість). В таких системах для досягнення своєї мети в одне ціле поєднуються два основних ком- поненти – технічний компонент (технології) і людський компонент (люди). Вони взаємодіють один з одним у всіх випадках сполучення “людина-машина”. Обидва компоненти надзвичайно взаємозалежні і діють в умовах загального чинника, тобто на них діють одні і ті ж самі події оточуючого середовища. Характерним є те, що наслідки порушення вимог безпеки в підсисте- мах, які входять в соціотехнічну систему, катастрофічні з погляду людських витрат і руйнуван- ня матеріальних цінностей, оскільки вони пов’язані з великим ризиком функціонування, з вели- ким ступенем небезпеки. Тому ряд міжнародних організацій (ІСАО, ІМО, EUROCONTROL) в останні роки роб- лять наголос при створенні елементів соціотехнічних систем на перехід від ретроактивних до проактивних методів. Основними результатами досліджень наукового колективу є: − обґрунтування вибору необхідної стратегії об’єднання рішень для комплексної оброб- ки інформації від навігаційних та систем керування повітряним рухом; − визначення імовірностей помилки при спільній обробці інформації та імовірностей помилок однієї з вимірювальних систем, а також порівняння з помилкою спільної обробки; − оптимізація потоку літаків та визначення максимального числа літаків у потоці, опти- мального числа інформаційних систем для максимізації потоку літаків, що обслуговується, з урахуванням економічних показників; − використання послідовного багатокритеріального аналізу в діагностиці особливих си- туацій та його порівняльна оцінка ефективності; − визначення принципів побудови інтегрованих систем попередження зіткнень; − аналіз схем поєднання координатної інформації в інтегрованих системах прийняття рішень; оцінка впливу комплексування інформації від навігаційних засобів на ймовірність кла- сифікації ситуацій повітряної обстановки в інтегрованій аеронавігаційній системі. Концепція вільного польоту “Free Flight” є спробою систематизувати й об’єднати в єди- ний комплекс засобів керування повітряним рухом (КПР) та бортового обладнання і надати екі- пажам повітряних кораблів (ПК) можливість оперативного вибору траєкторії руху по маршру- ту, швидкості і профілю польоту. При цьому автономність, характерна для візуального польоту, повинна ефективно сполучатися з надійністю безпечного розведення повітряних кораблів. В умовах Free Flight наземні диспетчери розв’язують локальні задачі, керуючись концеп- цією тактичного ешелонування, що базується на параметрах місцеположення і вектора швидко- сті літаків. За цією концепцією ешелонування представляється графічно, тобто у вигляді зон, що ру- хаються, навколо кожного літака. Зона складається з двох областей простору циліндричної фо- рми: зовнішньої – сигнальної зони і внутрішньої – захисної зони, які визначаються параметра- ми, що змінюються у часі, руху літака і відображаються на екрані диспетчера системи обслуго- вування повітряного руху (ОПР) комп’ютером прогнозування конфліктних ситуацій. Конфлікт- ні ситуації та зони небезпеки між ПК можуть бути такими: − нормальна ситуація (НС); − ускладнення умов польоту (УУП); − складна ситуація (СС); − аварійна ситуація (АС); − катастрофічна ситуація (КС). У рамках методики, що пропонується, конфліктні ситуації формуються в залежності від найкоротшої відстані між траєкторіями двох або декількох ПК. Щоб оцінити цю відстань, необхідно побудувати траєкторії руху ПК. Пропонується робити це по повідомленням автоматичного залежного спостереження (ADS) з залученням методів сплайн-функцій. В основі методики, що пропонується, лежить принцип багатоальтернативності, тобто виділяється спектр ситуацій і на основі спостережень будується багатоальтернативне розв’язуюче правило.