Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2263973C1 - Pilotage-and-training complex - Google Patents

Pilotage-and-training complex Download PDF

Info

Publication number
RU2263973C1
RU2263973C1 RU2004113775/28A RU2004113775A RU2263973C1 RU 2263973 C1 RU2263973 C1 RU 2263973C1 RU 2004113775/28 A RU2004113775/28 A RU 2004113775/28A RU 2004113775 A RU2004113775 A RU 2004113775A RU 2263973 C1 RU2263973 C1 RU 2263973C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flight
emergency
aircraft
input
knowledge base
Prior art date
Application number
RU2004113775/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Ф. Якушев (RU)
А.Ф. Якушев
Ю.И. Калинин (RU)
Ю.И. Калинин
Л.М. Берестов (RU)
Л.М. Берестов
Е.Г. Харин (RU)
Е.Г. Харин
Ю.В. Пашковска (RU)
Ю.В. Пашковская
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт им. М.М. Громова
Priority to RU2004113775/28A priority Critical patent/RU2263973C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263973C1 publication Critical patent/RU2263973C1/en

Links

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

FIELD: simulation equipment for vocational training of pilot personnel.
SUBSTANCE: proposed complex includes expert system with data base and logic output machine, unit for identification of state and configuration of flying vehicle, flight mode unit, emergency situation identification unit and emergency situation development forecast unit.
EFFECT: extended functional capabilities.
1 dwg

Description

Пилотажно-тренировочный комплекс (ПТК) относится к области авиационной техники и предназначен для обучения и тренировки летного состава, проведения исследований в области эргономики. Известны (см. А.А.Красовский. Основы теории авиационных тренажеров. М.: Машиностроение, 1995 г.) конструкции комплексных тренажеров самолетов (КТС), где представлена (с.17) централизованная архитектура с неподвижной кабиной. Цифровая вычислительная система построена на основе нескольких мини-ЭВМ. Конструкция КТС включает макет аэродрома телевизионной системы имитации визуальной обстановки; макет местности, кабину тренажера; стойку сопряжения управляющей цифровой вычислительной системы (УЦВС) с аналоговой аппаратурой и саму УЦВС; имитаторы бортовых систем; аппаратура передачи данных; регистрирующее устройство; рабочее место инструктора.The flight training complex (PTK) belongs to the field of aviation technology and is intended for the training and training of flight personnel, and for conducting research in the field of ergonomics. There are well-known (see A.A. Krasovsky. Fundamentals of the theory of flight simulators. M .: Mashinostroenie, 1995) design of complex simulators of aircraft (CTS), where a centralized architecture with a fixed cabin is presented (p.17). The digital computing system is based on several mini-computers. The design of the CCC includes a mock aerodrome television system simulating the visual environment; layout of the terrain, simulator cabin; the interface between the control digital computer system (UTSVS) and the analog equipment and the UTSVS itself; simulators of on-board systems; data transmission equipment; recording device; instructor workplace.

Концепция оптимального электронного инструктора (ОЭИ) применительно к КТС сводится к следующему.The concept of an optimal electronic instructor (OEI) as applied to the CCC is as follows.

Параллельно с обучаемым летчиком, решающим задачи на КТС, те же задачи решает оптимальная - в смысле минимизации заданных целевых функционалов - автоматическая система ОЭИ. Эта система питается информацией от имитаторов тренажера. Действия обучаемых и действия ОЭИ сопоставляются по конечным результатам для формирования. Действия ОЭИ в той или иной форме предъявляются обучаемому, обеспечивают его автоматизированное обучение.In parallel with the trained pilot solving the problems on the CCC, the same tasks are solved by the optimal - in the sense of minimizing the given target functionals - automatic OEI system. This system is powered by information from simulators simulator. The actions of the trainees and the actions of the OEI are compared according to the final results for the formation. The actions of the OEI in one form or another are presented to the student, provide him with automated training.

Однако данная система диагностики не является советчиком, помогающим экипажу в определении приоритетов сигналов тревоги и выделении наиболее важных из них критических ситуаций. Для получения высокой достоверности в обработке и диагностике сигналов тревоги по данным информации датчиков должна использоваться диагностическая система реального времени (РВ), которая путем прогнозирования возможных неисправностей определяет последовательность управляющих действия экипажа. Для работы ЭС необходима информация о состоянии бортового оборудования (БО) и должен осуществляться основной процесс: на основе имеющихся фактов в базе данных (БД) и базе знания (БЗ) и состоянии БО формируются новые факты, характеризующие текущую ситуацию на ЛА в реальном времени. Та часть информации в БД критических ситуаций, которая сформирована дедуктивной системой и определяет необходимые воздействия на ЛА, должна направляться экипажу в качестве рекомендаций.However, this diagnostic system is not an adviser to assist the crew in determining the priorities of alarms and highlighting the most important of them critical situations. To obtain high reliability in the processing and diagnosis of alarms according to the sensor information, a real-time diagnostic system (RV) should be used, which, by predicting possible malfunctions, determines the sequence of control actions of the crew. For the ES to operate, information on the state of on-board equipment (BO) is necessary and the main process should be carried out: based on the available facts, new facts are formed in the database (DB) and the knowledge base (BZ) and the state of the BO that characterize the current situation in the aircraft in real time. The part of the information in the database of critical situations, which is formed by the deductive system and determines the necessary effects on the aircraft, should be sent to the crew as recommendations.

Известна управляющая ЭС (см. Ильясов Б.Г., Парфенов Н.И., Черняховская Л.Р. Автоматизация принятия решения при управлении системами "человек-техника" с помощью экспертных систем. Эргономика в России, СНГ. "Мир". Международная конференция. С-Петербург, 1993 г.) для оказания помощи оператору, решающая следующие задачи: распознавание критической ситуации, принятие решений по управлению выводом сложной системы (объекта) из критической ситуации, выбор управляющих воздействий и контроль эффективности их реализации. В системе "человек-техника" критические ситуации, возникающие вследствие отказов техники, ошибок человека и неблагоприятных внешних условиях, приводят в случае непринятия своевременных и правильных управляющих решений к аварии или катастрофе. Принятие решений человеком, управляющим сложной системой, затруднено вследствие многомерности фактов для анализа, неопределенности и неоднозначности описания критических ситуаций, малым резервом времени и большой психологической нагрузкой.The managing ES is known (see Ilyasov B.G., Parfenov N.I., Chernyakhovskaya L.R. Automation of decision making when managing systems "man-technician" using expert systems. Ergonomics in Russia, CIS. "World". International conference. St. Petersburg, 1993) to assist the operator, solving the following tasks: recognition of a critical situation, making decisions on managing the withdrawal of a complex system (object) from a critical situation, choosing control actions and monitoring the effectiveness of their implementation. In the "man-equipment" system, critical situations arising as a result of equipment failures, human errors and adverse external conditions lead to failure or timely control decisions leading to an accident or disaster. Making decisions by a person managing a complex system is difficult due to the multidimensionality of facts for analysis, the uncertainty and ambiguity of the description of critical situations, a small reserve of time and a large psychological load.

В БЗ входят знания о предметной области управления сложной системой в критических ситуациях. В системе знания о проблемной области структурированы, исходя из цели построения управляющей ЭС, оказания помощи управляющему в принятии решений при возникновении критических ситуаций.The knowledge base includes knowledge about the subject area of managing a complex system in critical situations. In the system, knowledge about the problem area is structured based on the goal of constructing a control ES, to assist the manager in making decisions in case of critical situations.

В качестве инструментального средства оказания помощи эксперту в выражении своей концептуальной модели проблемной области используется программная система создания БД характеристик критических ситуаций и баз данных БЗ. Система выполняет функции автоматизации получения знаний от экспертов. Данные представляются реляционной БД характеристик критических ситуаций, выполняется проверка целостности создания БД, производится ситуационная кластеризация данных.As a tool to assist an expert in expressing his conceptual model of a problem area, a software system is used to create a database of characteristics of critical situations and a database of knowledge bases. The system performs the functions of automating the acquisition of knowledge from experts. The data is presented to the relational database of the characteristics of critical situations, the integrity of the database creation is checked, and situational data clustering is performed.

В процессе экспертного опроса для обеспечения необходимой полноты БЗ экспертам ставится задача анализа новых для них ситуаций; способ решения задачи экспертной классификации является способом организации экспертных игр с коллективом экспертов. Сценарии экспертных игр предусматривают рассмотрение известных и новых для экспертов примеров критических ситуаций; в диалоге с ЭВМ заполняется БД. Создание и заполнение БД осуществляется с помощью средств систем управления реляционной БД для персональных ЭВМ с применением интеллектуального многооконного интерфейса. Окончательно согласованные экспертные оценки хранятся в БД и являются основой для создания правил распознавания критических ситуаций и принятия решений в БЗ ЭС.In the process of an expert survey, to ensure the necessary completeness of the knowledge base, experts are given the task of analyzing new situations for them; A way to solve the problem of expert classification is a way of organizing expert games with a team of experts. Scenarios of expert games include consideration of known and new examples of critical situations for experts; in the dialogue with the computer the database is filled. Creation and filling of the database is carried out using the relational database management systems for personal computers using an intelligent multi-window interface. Finally agreed expert assessments are stored in the database and are the basis for creating rules for recognizing critical situations and making decisions in the knowledge base.

Представление знаний об управлении системой в критических ситуациях осуществляется с помощью продуктивной модели, позволяющей представлять правила распознавания ситуаций и принятия решений. В качестве критерия распознавания классов критических ситуаций в управляющей ЭС используется степень близости распознаваемой ситуации, представленной вектором, к эталонным описаниям классов критических ситуаций.Knowledge is presented about managing the system in critical situations using a productive model that allows you to represent the rules for recognizing situations and making decisions. As a criterion for recognizing the classes of critical situations in the control ES, the degree of proximity of the recognized situation represented by the vector to the reference descriptions of the classes of critical situations is used.

Однако при такой структуре ЭС управления подсистема бортовых датчиков информации не включается в цикл работы по пилотированию ЛА. Динамические характеристики современных ЛА отличаются пониженной статистической устойчивостью, что привело к существенному усложнению САУ и значительному расширению функциональных возможностей. В то же время увеличение сложности САУ способствовало существенному увеличению разнообразия отказов этих систем. Потому стала практически невозможной разработка только инструктивных указаний по действиям пилота при возникновении каждого из возможных отказов. Подробные инструкции можно разработать только для ограниченного перечня отказов в пределах эксплуатационных ограничений ЛА-БО. Возникновение же в полете отказов, действия по устранению которых предварительно не отрабатывались и не отражены в инструкциях, представляет серьезную проблему. Как показывает анализ катастроф ЛА, нежелательное развитие событий можно было бы предотвратить, если бы были выполнены соответствующие грамотные действия экипажа. Однако время, которым располагает пилот для этого, обычно не превышает несколько секунд, а принимая во внимание стрессовое состояние человека во время аварии, становится ясно, что пилот может и не найти единственно правильного решения в нужный момент.However, with such a control system structure, the subsystem of airborne information sensors is not included in the pilot work cycle of the aircraft. The dynamic characteristics of modern aircraft are characterized by reduced statistical stability, which led to a significant complication of self-propelled guns and a significant expansion of functionality. At the same time, increasing the complexity of self-propelled guns contributed to a significant increase in the variety of failures of these systems. Therefore, it became practically impossible to develop only guidance on the actions of the pilot in the event of each of the possible failures. Detailed instructions can only be developed for a limited list of failures within the operational limits of LA-BO. The occurrence of failures in flight, the actions to eliminate which were not previously worked out and are not reflected in the instructions, is a serious problem. As the analysis of aircraft accidents shows, undesirable development of events could have been prevented if appropriate competent actions of the crew had been performed. However, the time available to the pilot for this usually does not exceed several seconds, and taking into account the stressful state of a person during an accident, it becomes clear that the pilot may not find the only right solution at the right time.

Целью разработки полезной модели является создание системы тренировки летного состава при катастрофических ситуациях в случае отказа бортового оборудования ЛА.The purpose of developing a utility model is to create a training system for flight personnel in catastrophic situations in the event of a failure on-board equipment of an aircraft.

Для решения указанной задачи пилотажно-тренировочный комплекс (ПНК) обучения летного состава выводу из опасных (аварийных) ситуаций (АС) включает:To solve this problem, the flight training complex (PNK) of the flight crew training in the conclusion of dangerous (emergency) situations (AS) includes:

- системы визуализации (ВС) н отображения информации (СОИ) с соответствующими вычислителями управления;- visualization system (VS) n information display (SDI) with appropriate control computers;

- органы управления пилота, связанные с вычислителем динамики полета, вычислителями системы автоматического управления (САУ) и пилотажно-навигационного оборудования (ПНО);- pilot controls related to the flight dynamics calculator, automatic control system (ACS) calculators and flight and navigation equipment (PNO);

- главный процессор, выход которого связан через вычислитель информационного обеспечения с вычислителями управления СОИ и управления визуализацией, а вход соединен с вычислителями САУ и ПНО;- the main processor, the output of which is connected through the calculator of information support to the calculators of the SDI control and visualization control, and the input is connected to the ACS and PNO calculators;

- блоки задания начальных условий и возмущений в полете;- blocks for setting initial conditions and disturbances in flight;

- систему автоматической обработки и документирования результатов обучения;- a system for the automatic processing and documentation of learning outcomes;

- пульт управления с дисплеем в кабине пилота, в соответствии с изобретением в него введены экспертная система (ЭС) с базой данных (БД), базой знаний (БЗ), машиной логического вывода (МЛВ);- a control panel with a display in the cockpit, in accordance with the invention, an expert system (ES) with a database (DB), a knowledge base (KB), an inference machine (MLV) is introduced into it;

- блоки распознавания конфигурации летательного аппарата (БРК ЛА), режимов полета (БРП), распознавания аварийной ситуации АС (БРАС), развития АС (БРАЗАС), прогноза развития АС (БПРАЗАС), включающий блок моделирования динамики ЛА-БО, связанный с БЗ развития АС, БЗ характеристик АС и БЗ по выводу из АС;- recognition blocks of the aircraft configuration (DBK LA), flight modes (BRP), recognition of the emergency situation of AS (BRAS), development of AS (BRAZAS), forecast of development of AS (BRAZAS), including a block for modeling the dynamics of LA-BO associated with BZ development AU, BZ characteristics of AU and BZ on withdrawal from the AU;

- анализаторы состояния ПНО, ЛА-БО, правильности действий по выводу из АС;- analyzers of the state of PNO, LA-BO, the correctness of actions for withdrawal from the speakers;

- пульт управления инструктора, соединенный с блоками заданий начальных условий и возмущений в полете.- Instructor control panel connected to the task blocks of initial conditions and disturbances in flight.

Входы БРК, БРП, анализаторов состояния ПНО н ЛА-БО соединены с БД по отказам БО, а их выходы - с первым, вторым, третьим и четвертым входами БРАС. Пятый вход БРАС соединен с БД по отказам БО, шестой связан с блоком моделирования динамики ЛА-БО, а седьмой - с БЗ характеристик АС. Первый выход БРАС связан с первым входом МЛВ. Первый вход блока моделирования динамики ЛА-БО связан с БД по отказам БО, а второй вход - с выходом БЗ характеристик АС, связанный, в свою очередь, с БЗ по выводу из АС, выход которого соединен с анализатором правильности действий по выводу из АС, выход которого связан со вторым входом МЛВ. Выход МЛВ соединен с пультом управления пилота в кабине, далее связанный с первым входом дисплея, второй вход которого соединен с БД по отказам БО, для обучения летного состава выводу из опасных аварийных ситуаций.The inputs of the DBK, PDU, PNO and LA-BO status analyzers are connected to the DB according to the failures of the BO, and their outputs - with the first, second, third and fourth inputs of the BRAS. The fifth input of the BRAS is connected to the database for faults of the BO, the sixth is connected to the dynamics modeling block LA-BO, and the seventh is connected to the BZ characteristics of the speakers. The first BRAS output is connected to the first input of the MLV. The first input of the LA-BO dynamics modeling block is connected to the database for the failure of the BO, and the second input is connected to the output of the BS of the characteristics of the speakers, which, in turn, is connected to the database for the output from the speakers, the output of which is connected to the analyzer of the correctness of the actions to be taken out of the speakers, whose output is connected to the second input of the MLV. The MLV output is connected to the pilot's control panel in the cockpit, then connected to the first input of the display, the second input of which is connected to the database according to BO failures, for training the flight crew in the conclusion of dangerous emergency situations.

Сущность изобретения поясняется на чертеже, на котором изображена структурная схема системы тренировки экипажа в опасных и критических ситуациях.The invention is illustrated in the drawing, which shows a structural diagram of a training system for the crew in dangerous and critical situations.

1. Двигатели.1. Engines.

2. Топливная система2. Fuel system

3. Гидросистема.3. The hydraulic system.

4. Система электроснабжения.4. Power supply system.

5. Система штатного управления.5. The system of full-time management.

6. Система выпуска шасси и торможения.6. The chassis release and braking system.

7. Система жизнеобеспечения.7. Life support system.

8. Противообледенительная система.8. Anti-icing system.

9. Противопожарная система.9. Fire fighting system.

10. Система автоматического управления (САУ).10. Automatic control system (ACS).

11. Система воздушных сигналов (СВС).11. The system of air signals (SHS).

12. Система самолетовождения.12. Aircraft navigation system.

13. Спутниковая навигационная система (СНС).13. Satellite navigation system (SNA).

14. Бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС).14. The strapdown inertial navigation system (SINS).

15. Радиовысотомер (РВ).15. Radio altimeter (RV).

16. Приборная система посадки (ПСП).16. Instrument landing system (PSP).

17. Радиотехническая система ближней навигации.17. Radio system of near navigation.

18. Радиолокационная станция (РЛС).18. Radar station.

19. Система предупреждения критических режимов (СПКР).19. The critical warning system (SPKR).

20. База данных (БД) по отказам бортового оборудования (БО).20. Database (DB) for on-board equipment (BO) failures.

21. Блок распознавания состояния конфигурации (БРСК).21. Block recognition state configuration (BRSC).

22. Блок распознавания режима полета (БРРП).22. The recognition unit flight mode (BRRP).

23. Анализатор состояния пилотажно-навигационного оборудования (АС ПНО).23. The analyzer of the status of flight and navigation equipment (AS PNO).

24. Анализатор состояния аппаратуры БО (АСА БО).24. The analyzer of the state of equipment BO (ASA BO).

25. Блок распознавания аварийной ситуации (БРАС).25. Emergency Recognition Unit (BRAS).

26. Блок прогноза.26. Prediction block.

27. Блок моделирования динамики системы ЛА-БО.27. Block modeling the dynamics of the LA-BO system.

28. База знаний (БЗ) развития аварийной ситуации (АС).28. The knowledge base (KB) of the development of an emergency (AS).

29. База знаний (БЗ).29. Knowledge Base (KB).

30. БЗ характеристик АС.30. BZ characteristics of the speakers.

31. БЗ по выводу из АС.31. KB on the withdrawal from the AU.

32. Машина логического вывода (МЛВ).32. The logical inference machine (MLV).

33. Анализатор правильности действий по выводу из АС (АПДВ).33. The analyzer of the correctness of actions to withdraw from the AS (APDV).

34. Пульт управления ЭС в кабине.34. The control panel ES in the cab.

35. Вычислитель управления системой отображения информации.35. The computer controls the display system information.

36. Система отображения информации (СОИ).36. Information Display System (SDI).

37. Дисплей ЭС.37. Display ES.

38. Органы управления в кабине летчика.38. Controls in the cockpit.

39. Вычислитель динамики полета.39. Flight dynamics calculator.

40. Система автоматической обработки и документирования результатов тренировки.40. System for automatic processing and documentation of training results.

41. Блок задания начальных условий.41. Block for setting initial conditions.

42. Пульт управления инструктора.42. Instructor control panel.

43. Инструктор.43. Instructor.

44. Вычислитель управления визуализацией в кабине летчика.44. The cockpit visualization control calculator.

45. Система визуализации.45. The visualization system.

46. Вычислитель информационного обеспечения.46. Computer software information.

47. Главный процессор.47. The main processor.

48. Вычислитель САУ.48. ACS calculator.

49. Вычислитель пилотажно-навигационного оборудования (ПНО).49. The calculator of flight and navigation equipment (PNO).

50. Блок задания возмущений.50. Block perturbation.

В ПТК обучения летного состава по выводу из опасных, аварийных ситуаций, включающем системы визуализации (ВС) 45 и отображения информации (СОИ) 36, которые связаны с соответствующими системами управления 35 и 44, органы управления 38 пилота связаны с вычислителем 39 динамики полета, вычислителями САУ 48, ПНО 49. Главный процессор 47 связан с МЛВ 32 вычислителем 39 динамики полета, вычислителем 49 ПНО, вычислителем 48 САУ, а выход его связан с вычислителем 46 информационного обеспечения; связан с системами управления визуализации 44 и вычислителем управления СОИ 35. Вычислитель динамики полета 39 связан с системой автоматической обработки и документирования 40, который связан с вычислителем 49 ПНО и блоком 41 задания начальных условий, связанным с вычислителем ПНО 49, соединенным с блоком задания возмущений 50. Пульт управления 34 пилота связан дисплеем 37 ЭС и машиной логического вывода 32 ЭС. Пульт управления инструктора 42 связан с БД 20 по отказам БО, с блоками задания начальных условий 41 и блоком задания возмущений 50. БД 20 по отказам БО включает как подсистемы 1-19 БО, БРСК ЛА 21, БРП 22, БРАЗАС 25, БПРАЗАС 26, включающий блок моделирования динамики ЛА-БО 27, связанный с БЗ развития АС 28; анализаторы состояния ПНО 23, состояния ЛА-БО 24 соединены с БД по отказам БО 20.In the PTC, training of flight personnel on the conclusion of dangerous, emergency situations, including visualization systems (AF) 45 and information display (SDI) 36, which are associated with the respective control systems 35 and 44, pilot control 38 is connected to the computer 39 flight dynamics, computer Self-propelled guns 48, PNO 49. The main processor 47 is connected to the MLV 32 computer 39 dynamics of flight, the computer 49 PNA, computer 48 ACS, and its output is connected to the computer 46 information support; connected to visualization control systems 44 and SOI control computer 35. Flight dynamics calculator 39 is connected to an automatic processing and documentation system 40, which is connected to a PNO calculator 49 and an initial condition setting unit 41 connected to a PNO calculator 49 connected to a disturbance setting unit 50 The control panel 34 of the pilot is connected by a display 37 ES and a logical output machine 32 ES. The instructor’s control panel 42 is connected to the DB 20 for faults of the BO, with the blocks for setting the initial conditions 41 and the block for setting disturbances 50. The DB 20 for the failures of the BO includes both subsystems 1-19 BO, BRSC LA 21, BRP 22, BRAZAS 25, BPRAZAS 26, including a block for modeling the dynamics of LA-BO 27, associated with the development base of AC 28; analyzers of the PNO 23 state, LA-BO 24 states are connected to the database according to the BO 20 failures.

Выходы указанных блоков 21, 22, 23, 24 соединены с первым, вторым, третьим, четвертым входами БРАС 25, пятый вход которого соединен с БД по отказам Б О 20. Шестой вход его связан с блоком моделирования динамики ЛА-БО 27; седьмой вход его связан с БЗ характеристик АС 30, а первый выход его связан с первым входом МЛВ 32. Первый вход блока моделирования динамики ЛА-БО 27 связан с БД по отказам БО 20; второй вход соединен с выходом БЗ характеристик АС 30, последний связан, в свою очередь, с БЗ по выводу из АС 31, выход которого соединен с анализатором правильности действий по выводу из АС 33. Его выход связан со вторым входом МЛВ 32, выход МЛВ 32 соединен с пультом управления 34 пилота в кабине и далее связан с первым входом дисплея 37, второй вход которого соединен с БД по отказам БО 20.The outputs of these blocks 21, 22, 23, 24 are connected to the first, second, third, fourth inputs of the BRAS 25, the fifth input of which is connected to the database for failures B O 20. Its sixth input is connected to the dynamics modeling block LA-BO 27; its seventh input is connected to the БЗ characteristics of the AC 30, and its first output is connected to the first input of the MLV 32. The first input of the dynamics modeling block LA-BO 27 is connected to the DB for BO 20 failures; the second input is connected to the BZ output of the characteristics of the AC 30, the last is connected, in turn, to the BZ from the output from the AC 31, the output of which is connected to the analyzer of the correctness of the actions to withdraw from the AC 33. Its output is connected to the second input of the MLV 32, the output of the MLV 32 connected to the control panel 34 of the pilot in the cockpit and then connected to the first input of the display 37, the second input of which is connected to the database on failure of BO 20.

Система работает следующим образом.The system operates as follows.

Воспроизведение полета в виртуальной среде, которая реализована в ПТК, выполняется по информации моделирования, полученной в вычислителях 47, 39, 48, 49.Reproduction of flight in a virtual environment, which is implemented in the PTC, is performed according to the simulation information obtained in computers 47, 39, 48, 49.

Летчик на основе восприятия информации, поступающей от информационных моделей 36, 37, 45, формирует управляющие воздействия на органы управления 38.The pilot, on the basis of the perception of information coming from information models 36, 37, 45, generates control actions on the controls 38.

Системы отображения информации (СОИ) 36, органы управления 39 и оборудование, с которым непосредственно работает летчик, образуют рабочее место кабины. В моделирующем комплексе рабочее место представляет собой макет кабины в виде полунатурной модели реальной кабины, которая позволяет проводить эргономические исследования.Information display systems (SDI) 36, controls 39 and equipment with which the pilot directly works form the cockpit workplace. In the modeling complex, the workplace is a cabin model in the form of a semi-natural model of a real cabin, which allows ergonomic studies.

Система визуализации 45, управляемая в соответствии с сигналами органов управления 38, воспроизводит информационную модель внешней обстановки. Она обеспечивает визуальное восприятие летчиком движения ЛА относительно земной поверхности на различных этапах полета, обеспечивает психологически верное восприятие окружающего пространства и перемещения ЛА. Эта система состоит из блоков обработки информации, обеспечивающих управление воспроизведением и изменением визуальных картин на средствах наблюдения - мониторах, экранах.The visualization system 45, controlled in accordance with the signals of the controls 38, reproduces the information model of the external environment. It provides visual perception by the pilot of the aircraft’s movement relative to the earth’s surface at various stages of the flight, ensures the psychologically correct perception of the surrounding space and aircraft’s movement. This system consists of information processing units that provide control of the reproduction and change of visual pictures on the means of observation - monitors, screens.

Математическая модель системы управления - вычислитель САУ 48 обеспечивает многообразие режимов и законов управления путем перехода с одних вариантов на другие по выбору летчика. Это дает гибкость в преобразовании моделей при исследованиях и возможность моделирования высокодинамических процессов.The mathematical model of the control system - the computer SAU 48 provides a variety of modes and control laws by switching from one option to another at the choice of the pilot. This gives flexibility in the transformation of models in research and the ability to simulate highly dynamic processes.

Математическая модель динамики ЛА 39 обеспечивает пространственное движение ЛА без ограничения углов поворота в условиях действия возмущений 50. Сигналы с выхода вычислителя модели динамики 39 поступают в главный процессор 47 и далее в информационную модель, образуемую системами СОИ 36 и визуализации 45.The mathematical model of the dynamics of the aircraft 39 provides spatial motion of the aircraft without limiting the rotation angles under the action of disturbances 50. The signals from the output of the calculator of the model of dynamics 39 go to the main processor 47 and then to the information model formed by the SDI 36 and visualization systems 45.

Информационная модель комплекса имитирует процесс управления, сохраняя все существенно важные свойства реального ЛА и процессов управления. Она обеспечивает все виды операторской деятельности на реальном ЛА. Информационная модель обеспечивает информационное и динамическое подобие СОИ 36 и изменения формы представления информации в системе визуализации 45.The information model of the complex imitates the control process, while retaining all the essential properties of a real aircraft and control processes. It provides all types of operator activities on a real aircraft. The information model provides an informational and dynamic similarity of SDI 36 and changes in the form of presentation of information in the visualization system 45.

В системе визуализации 45 с синтезируемым изображением на телевизионных экранах математическая модель внекабинной обстановки хранится в памяти ЭВМ 35 и 44 в форме цифрового кода. Данные трехмерной модели, заложенные в память ЭВМ 35 и 44, постоянно трансформируются в реальном масштабе времени в соответствии с динамикой полета и выдаются на экраны 37, 36, 45. Синтезируемые цветные изображения комбинируются с изображениями макетов местности и объектов визуальной обстановки.In the visualization system 45 with a synthesized image on television screens, the mathematical model of the extra-cabin environment is stored in the computer memory 35 and 44 in the form of a digital code. The data of the three-dimensional model embedded in the memory of computers 35 and 44 are constantly transformed in real time in accordance with the dynamics of flight and are displayed on screens 37, 36, 45. Synthesized color images are combined with images of layouts of the area and objects of visual environment.

В вычислителе модели ПНО-49 для управления движением ЛА требуется информация, характеризующая действительное его движение. Такая информация содержит сведения о значениях параметров движения, которые получаются с помощью измерений, основанных на использовании различных физических явлений, и решения уравнений связи измеряемых величин с параметрами движения ЛА. Измерительные системы используются как самостоятельные системы для измерения параметров движения или как составные части навигационной информации приборов и систем с выдачей результатов измерений в вычислительное устройство для определения параметров движения.In the calculator of the PNO-49 model, to control the aircraft’s motion, information is required that characterizes its actual motion. Such information contains information on the values of the motion parameters, which are obtained using measurements based on the use of various physical phenomena, and the solution of the equations of connection of the measured quantities with the motion parameters of the aircraft. Measuring systems are used as independent systems for measuring motion parameters or as components of the navigation information of devices and systems with the output of measurement results to a computing device for determining motion parameters.

По своему назначению ЭС в нормальных условиях полета наблюдает за состоянием ЛА, режимами работы двигателей, работой БО и экипажа. При возникновении ОС ЭС оценивает информацию о внешней и внутренней среде, когда ЛА оказывается за пределами эксплуатационных ограничений. На основе БЗ 29, сформированной по результатам анализа и опыта исследования авиационных катастроф, ЭС классифицирует данную ситуацию (АС) по тяжести возможных последствий, формирует решения и выдает рекомендации по минимизации неблагоприятных последствий. В ЭС в блоке 26 моделируется поведение системы ЛА-БО и выдается прогноз развития событий в полете - информация о возможном состоянии БО, работе двигателей и параметров, характеризующих поведение ЛА. Кроме того, ЭС моделирует поведение экипажа по управлению системой ЛА-БО по выводу из опасной ситуации. Если экипаж предпринимает правильные действия в соответствии с руководством по летной ситуации, то ЭС не вмешивается в управление ЛА, а лишь выдает на экран СОИ-37 рекомендации и подсказки действий экипажу (потеря сознания летчиком и др.). На рекомендованное решение по выводу из опасных ситуаций, которые приводят к катастрофическим последствиям, ЭС формирует необходимые корректирующие и управляющие сигналы в главный процессор 47 и САУ-48 по парированию опасной ситуации и стабилизации полета ЛА. Блок 22 - распознавания режима полета построен на рекуррентном алгоритме решения системы неравенств - решающее правило опознавания образов по параметрам линейных координат и скоростей, углов и угловых скоростей, линейных перегрузок, отклонения органов управления и средств механизации.In its intended purpose, the ES under normal flight conditions monitors the state of the aircraft, the engine operating conditions, the operation of the BO and the crew. When an OS occurs, the ES evaluates information about the external and internal environment when the aircraft is outside of operational limits. Based on БЗ 29, formed according to the results of analysis and experience in the study of aircraft accidents, ES classifies this situation (AS) according to the severity of possible consequences, generates solutions and issues recommendations to minimize adverse effects. In the ES in block 26, the behavior of the LA-BO system is modeled and a forecast of the development of events in flight is provided - information about the possible state of the BO, the operation of the engines and parameters characterizing the behavior of the aircraft. In addition, the ES simulates the behavior of the crew to control the LA-BO system to get out of a dangerous situation. If the crew takes the correct actions in accordance with the guidance on the flight situation, then the ES does not interfere with the control of the aircraft, but only issues recommendations and tips to the crew on the SOI-37 screen (loss of consciousness by the pilot, etc.). To the recommended solution for the conclusion from dangerous situations that lead to catastrophic consequences, the ES generates the necessary corrective and control signals to the main processor 47 and SAU-48 to parry the dangerous situation and stabilize the flight of the aircraft. Block 22 - recognition of the flight mode is based on a recurrent algorithm for solving the system of inequalities - the decisive rule for pattern recognition by parameters of linear coordinates and speeds, angles and angular velocities, linear overloads, deviations of controls and mechanization tools.

В блоке 24 для обнаружения и идентификации неисправностей в процессе эксплуатации ЛА используется поиск "наилучшего варианта" среди возможных правил для эффективного опознавания и обработки нештатных ситуаций. Важное значение имеют средства ЭС, позволяющие обнаружить ухудшение и потерю рабочих характеристик. Система учитывает физическое аналитическое резервирование.In block 24, for the detection and identification of malfunctions during the operation of the aircraft, the search for the "best option" among the possible rules for the effective recognition and handling of emergency situations is used. ES tools are important to detect deterioration and loss of performance. The system takes into account physical analytical redundancy.

В системе организована статистическая база данных, в память которой занесен список всех подсистем и приборов по секциям в виде постоянной информации.A statistical database is organized in the system, the memory of which contains a list of all subsystems and devices by sections in the form of constant information.

В динамической БД, области памяти, общедоступной всем модулям системы, выводятся показания - выходная информация всех подсистем и список отказавших приборов (тип "классной доски"). Если прибора нет в списке секции, то вводится его аналитический эквивалент датчика.In a dynamic database, a memory area shared by all modules of the system, readings are displayed - the output of all subsystems and a list of failed devices (type of "blackboard"). If the device is not in the section list, then its analytical equivalent of the sensor is entered.

ЭС осуществляет обработку информации от датчиков 1-19 систем с целью анализа работоспособности БО в процессе полета, положение и изменение органов управления систем, текущего положения ЛА в пространстве и окружающей обстановке.The ES carries out information processing from sensors 1-19 of the systems in order to analyze the operational efficiency of the aircraft during the flight, the position and change of the control systems, the current position of the aircraft in space and the environment.

Блок распознавания состояния конфигурации (БРСК-21) ЛА предполагает наличие управления конфигурацией (реконфигурацией) систем управления - изменение структуры и параметров органов управления ЛА в соответствии с программой полета. Необходимость в реконфигурации обусловлена изменением штатного режима функционирования подсистем, переходом с режима на режим.The configuration state recognition unit (BRSC-21) of an aircraft assumes the presence of configuration management (reconfiguration) of control systems — a change in the structure and parameters of aircraft control elements in accordance with the flight program. The need for reconfiguration is due to a change in the regular mode of functioning of the subsystems, the transition from mode to mode.

Управление конфигурацией ЛА предполагает рассмотрение подсистем в качестве объектов управления. Предусматривается возможность изменения конфигурации при изменении штатных режимов. Для этого выбирается совокупность режимов полета R (взлет, набор высоты и т.д.) и для каждого синтезируется оптимальная конфигурация системы. Управление конфигурацией, таким образом, сводится к реализации отображения Но: R→ψ, где ψ - конфигурация ЛА. При внезапных отказах в системе блок в условиях ограниченного времени оценивает ситуацию и осуществляет соответствующую перестройку системы оптимальным образом. Т.е. блок БРСК наделяется комплексом знаний о возможных ситуациях и умением делать правильные выводы о необходимых действиях по изменению конфигурации и последствиях.The configuration management of an aircraft involves the consideration of subsystems as control objects. It is possible to change the configuration when changing the standard modes. For this, the set of flight modes R (take-off, climb, etc.) is selected and for each the optimal system configuration is synthesized. Thus, the configuration control is reduced to the implementation of the map Н о : R → ψ, where ψ is the configuration of the aircraft. In case of sudden failures in the system, the unit, under conditions of limited time, evaluates the situation and carries out the appropriate restructuring of the system in an optimal way. Those. The BRSC block is endowed with a complex of knowledge about possible situations and the ability to draw the right conclusions about the necessary actions to change the configuration and consequences.

БРСК-21, поддерживая реконфигурацию ЛА, должен решать такие задачи, как локализация отказов аппаратуры, анализ внешних и внутренних параметров системы, сопоставление характеристик полета с эффективностью воздействий, не производимые САУ.BRSK-21, supporting reconfiguration of the aircraft, must solve such problems as localization of equipment failures, analysis of external and internal parameters of the system, comparison of flight characteristics with the impact efficiency, not produced by self-propelled guns.

БЗ в системе организованы по принципу "правило - цель", т.е. каждой цели, обусловленной возникновением АС и условиями полета, соответствует набор возможных стратегий летчика по устранению или локализации этих ситуаций.The knowledge bases in the system are organized on the basis of the rule-goal principle, i.e. each goal, due to the occurrence of AS and flight conditions, corresponds to a set of possible pilot strategies to eliminate or localize these situations.

Управляемые данными правила вида "условие - действие" активизируются изменениями в состоянии БЗ. Корректирующие действия определяются скрытыми целями, которые в обычной обстановке пассивны и активизируются, когда возникает одна или более аварий.Data-driven rules of the form “condition - action” are activated by changes in the state of the knowledge base. Corrective actions are determined by hidden goals, which in a normal environment are passive and are activated when one or more accidents occur.

Реальные возможности ЭС определяются качеством БЗ-28-29,31. В БЗ входят знания о предметной области управления ЛА в критических ситуациях, собранные в научно-технической литературе, инструкциях и руководствах по эксплуатации БО, САУ и ЛА, а также при консультациях с экспертами, на опыте и анализе всех зафиксированных катастроф и авиационных происшествий за многолетний период.The real capabilities of ES are determined by the quality of BZ-28-29.31. The knowledge base includes knowledge about the subject area of aircraft control in critical situations, collected in the scientific and technical literature, instructions and manuals for the operation of BO, self-propelled guns and aircraft, as well as in consultation with experts, experience and analysis of all recorded disasters and accidents over many years period.

Аварийная катастрофическая ситуация АС характеризуется вектором признаков х={x12,...,хk}.The emergency catastrophic situation of the AS is characterized by the feature vector x = {x 1 , x 2 , ..., x k }.

Реляционная БЗ-29-31 БД определяется как R<S, P, KoR, Kr, D, Kd, V>.Relational BZ-29-31 database is defined as R <S, P, KoR, Kr, D, Kd, V>.

Здесь обозначены атрибуты:Attributes are indicated here:

S - наименование классов катастрофических ситуаций (КС);S - the name of the classes of catastrophic situations (CS);

Р - возможные неблагоприятные последствия катастрофических ситуаций;P - possible adverse consequences of catastrophic situations;

Ко - коэффициент опасности последствий;To about - hazard coefficient of consequences;

R - причины возникновения КС;R - causes of COP;

Кr - коэффициенты уверенности в причинах r (r=1...q);To r - confidence factors in the causes of r (r = 1 ... q);

Х - признаки КС;X - signs of COP;

Кх - коэффициенты информативности признаков Х (j=1...k) для распознавания классов КС Si (i=1...m);To x - informativeness coefficients of signs X (j = 1 ... k) for recognizing the classes of CS S i (i = 1 ... m);

D - управляющие решения;D - management decisions;

Kd - коэффициенты уверенности в правильности решений d;K d - confidence coefficients in the correctness of decisions d;

V - управляющие воздействия.V - control actions.

БД содержит примеры конкретных реализаций КС, полученные из объективных описаний реальных КС, имевших место в полетных ситуациях и из опыта экспертов.The database contains examples of specific implementations of the spacecraft obtained from objective descriptions of real spacecraft that have occurred in flight situations and from the experience of experts.

Моделью представления знаний об управлении системами ЛА в критических ситуациях является продукционная модель, позволяющая наиболее наглядно и удобно представлять правила распознавания ситуаций и принятия решений. Правила распознавания КС в такой модели выглядят следующим образом.The model for the presentation of knowledge about the management of aircraft systems in critical situations is the production model, which allows the most visual and convenient presentation of the rules for recognizing situations and making decisions. The recognition rules for CS in such a model are as follows.

Это класс (Si), если есть признак X11i с коэффициентом Кх(Х11i), и есть признак Х21i с коэффициентом Кх(Х21i), и есть признак Xkqi с коэффициентом Kx(Xkqi).This class of (S i), if a sign X11 i with coefficient K x (X11 i), and X21 is a sign with a coefficient K i x (X21 i), and a sign Xkq i with coefficient K x (Xkq i).

Здесь i=1...m;Here i = 1 ... m;

x, r, j, i - значение признака xr~Х для прототипа j класса КСi;x, r, j, i is the value of the attribute x r ~ X for the prototype j of class KC i ;

qi - количество эталонных признаков БЗ класса, соответствующих определенной причине.q i - the number of reference features of the base class corresponding to a specific reason.

В качестве критерия распознавания классов КС в управляющей системе используется степень близости распознаваемой ситуации, представленной вектором Х к эталонным описаниям набора АС и КС для конкретного типа ЛА.As a criterion for recognizing the classes of CS in the control system, the degree of proximity of the recognized situation represented by the vector X to the reference descriptions of the set of AC and CS for a particular type of aircraft is used.

В ЭС в блоке БРАС-25 используется логический метод принятия решений, основанный на полноте БЗ ЭС, содержащей формализованный опыт специалистов, определяющий способность системы квалифицированно принимать решения. Поэтому процедура распознавания образов позволяет анализировать для этого хранящийся в БЗ опыт принятия решений специалистами.In the ES in the BRAS-25 block, a logical decision-making method is used, based on the completeness of the BS of the ES, containing the formalized experience of specialists, which determines the ability of the system to make qualified decisions. Therefore, the pattern recognition procedure allows us to analyze the expert decision-making experience stored in the knowledge base for this.

Задача технической диагностики состоит в классификации объекта к одной из известных ситуаций (исправен ЛА, САУ или нет), что укладывается в рамки распознавания образов. Несмотря на бесконечное разнообразие конкретных проявлений критических ситуаций, существует конечное множество решений по управлению выводом сложной системы из КС, определяемое ограниченными ресурсами управляющей части системы. Это достигается путем разбиения множества возможных КС на классы, каждому из которых соответствует определенное управляющее решение; КС характеризуются вектором признаков X.The task of technical diagnostics is to classify an object to one of the known situations (aircraft, self-propelled guns are operational or not), which fits into the framework of pattern recognition. Despite the infinite variety of specific manifestations of critical situations, there are a finite set of solutions for managing the output of a complex system from the CS, determined by the limited resources of the control part of the system. This is achieved by splitting the set of possible CS into classes, each of which corresponds to a certain control solution; CS are characterized by a feature vector X.

Задача распознавания образов состоит в целесообразности разбиения какого-либо множества объектов на классы, причем в каждый класс входят объекты, близкие друг другу с точки зрения определенного критерия. Если заданы два конечных множества А и В представителей соответственно первого и второго рода (образа), то для решения задачи распознавания образов строится решающее правило (на основе информации, заключенной в множествах А и В - БЗ), согласно которому всякий новый объект, подлежащий диагностике, будет отнесен либо к первому, либо ко второму образу.The task of pattern recognition is the advisability of dividing any set of objects into classes, and each class includes objects that are close to each other in terms of a specific criterion. If two finite sets of representatives A and B of the first and second kind, respectively, are specified (an image), then a decision rule is constructed for solving the pattern recognition problem (based on the information contained in the sets A and B - BZ), according to which every new object to be diagnosed , will be assigned to either the first or second image.

Распознавание образов реализуется следующим образом. Если на какой-то стадии принятия решения при выборе из двух альтернативных гипотез оказалось, что решение принимается с необходимым запасом надежности, то блок распознавания образов 25 находит в БД примеры аналогичных ситуаций с известными решениями, формулирует решающее правило, разделяющее ситуации, соответствующие первой гипотезе, от ситуаций, соответствующих второй гипотезе, и определяет для конкретной ситуации, какая гипотеза для нее реализуется. Т.е. в блоке БРАС-25 в алгоритмическом виде дано множество P=P1,...,PL независимых свойств объекта, М-признаков, характеризующих объект с различных сторон исследования, множество Qm=Qm1...Qmn возможных значений m признака; A=a1...am - множество возможных состояний объекта исследования; при этом состояние а1 из А характеризуется вектором аii1...aim.Pattern recognition is implemented as follows. If at some stage of the decision making when choosing from two alternative hypotheses it turned out that the decision is made with the necessary margin of reliability, then the pattern recognition unit 25 finds examples of similar situations with known solutions in the database, formulates a decision rule that separates the situations corresponding to the first hypothesis, from situations corresponding to the second hypothesis, and determines for a particular situation which hypothesis is being realized for it. Those. in the BRAS-25 block, in the algorithmic form, the set P = P 1 , ..., P L of independent properties of the object, M-signs characterizing the object from different sides of the study, the set Q m = Q m1 ... Q mn of possible values of m sign; A = a 1 ... a m is the set of possible states of the object of study; the state a 1 of A is characterized by the vector a i = a i1 ... a im .

На основе знаний эксперта для каждого состояния из А идентифицируется наличие соответствующих свойств из множества Р и тем самым строится классификация множеств.Based on the expert’s knowledge for each state from A, the presence of the corresponding properties from the set P is identified and thereby the classification of sets is constructed.

Наличие высокодинамической окружающей среды требует организации функционирования ЭС в реальном масштабе времени. При этом для обнаружения и прогноза неисправностей в блоке прогноза 26 применен подход, в основу которого положен принцип внутреннего моделирования текущих параметров полета и увязывания их в единое целое. Использование внутренних моделей параметров поведения ЛА и БО позволяет диагностировать совмещенные ошибки поведения и неисправности аппаратуры.The presence of a highly dynamic environment requires the organization of the functioning of ES in real time. Moreover, for the detection and prediction of malfunctions in the forecast block 26, an approach is applied based on the principle of internal modeling of the current flight parameters and linking them into a single whole. The use of internal models of the behavior parameters of aircraft and BO allows you to diagnose combined errors of behavior and equipment malfunctions.

Важнейшим требованием, предъявляемым к модели ЛА-БО-27, является точность отражения происходящих в действительности процессов. Управляющая ЭС предоставляет экипажу следующие возможности;The most important requirement for the LA-BO-27 model is the accuracy of the reflection of the actual processes. The managing ES provides the crew with the following options;

- осуществлять формирование совета летчику, управляющему ЛА-САУ по принятию управляющих решений;- to carry out the formation of advice to the pilot, the manager of the LA-ACS on the adoption of control decisions;

- составлять инструкции и рекомендации по управлению объектом в КС;- make instructions and recommendations for managing the facility in the COP;

- разработанные алгоритмы распознавания и принятия решений в КС использовать для автоматического управления выводом системы ЛА-САУ из КС при малом резерве времени;- use the developed recognition and decision-making algorithms in the spacecraft for automatic control of the output of the ACS system from the spacecraft with a small reserve of time;

- проводить тренировки экипажей по управлению ЛА в условиях возникновения КС.- conduct training of crews on the management of aircraft in the event of a CS.

КС или АС в человеко-машинных системах требуют принятия согласованных управленческих решений в условиях неопределенности и ограниченного резерва времени. При решении этих задач человек (экипаж) играет роль управляющего, а управляемая экспертная система - роль инструктора. Роли закладываются в сценарии взаимодействия, варианты разрабатываются для характерных интервалов резерва времени. Для задания сценариев взаимодействия удобно пользоваться моделями иерархического процесса.CS or AS in human-machine systems require the adoption of coordinated management decisions in the face of uncertainty and a limited reserve of time. In solving these problems, the person (crew) plays the role of manager, and the managed expert system plays the role of instructor. Roles are laid down in the interaction scenario; options are developed for characteristic intervals of the time reserve. To specify interaction scenarios, it is convenient to use models of the hierarchical process.

Существенным фактором АС является неопределенность момента возникновения и определяющих ее параметров, задаваемых инструктором с пульта управления 42. В этих условиях располагаемый резерв времени может быть использован для уменьшения неопределенности и принятия более обоснованного решения. Важно использование резерва времени для организации целенаправленной деятельности человека по выходу из АС, в частности, по согласованию вариантов решений ЭС и человека. Располагаемый резерв времени влияет на выбор стратегии анализа ситуации, обуславливает возможность диалога с ЭВМ при согласовании решений. При этом должно обеспечиваться условие, что ЭС способна обеспечить обнаружение признаков нарушений и выдвижение гипотез относительно АС, определение вариантов решений по выходу из АС, оценку ее эффективности, оценку располагаемого в АС резерва времени.A significant factor in the AS is the uncertainty of the moment of occurrence and the parameters that determine it, set by the instructor from the control panel 42. Under these conditions, the available time reserve can be used to reduce uncertainty and make a more informed decision. It is important to use the time reserve for organizing purposeful human activities to exit the AU, in particular, to agree on solutions for ES and man. The available time reserve influences the choice of a strategy for analyzing the situation, makes it possible to have a dialogue with a computer when coordinating decisions. At the same time, the condition must be ensured that the ES is able to detect signs of violations and put forward hypotheses regarding the AS, determine solutions for exiting the AS, evaluate its effectiveness, evaluate the time reserve available in the AS.

Сценарии взаимодействия задают структуру обмена сообщениями участников и отражают основные функции управления в АС:Interaction scenarios define the structure of the participants ’messaging and reflect the main management functions in the AS:

- обнаружение и анализ нарушений;- detection and analysis of violations;

- принятие решений и переход на аварийную программу;- decision making and transition to the emergency program;

- контроль исполнения программы управления;- monitoring the implementation of the management program;

- контроль эффективности программы.- monitoring the effectiveness of the program.

Сценарии предусматривают диалоговые фрагменты разрешения конфликтов принятия решений при переходе на аварийную программу и контроле ее исполнения (контроль ошибочных действий).Scenarios provide dialog fragments for resolving decision conflicts during the transition to the emergency program and control its execution (control of erroneous actions).

ЛА является объектом управления - наблюдаемый во времени T[0,t] или t[t,T] процесс Y(t), описывающий функционирование системы; Y(t) - наблюдаемые изменения таких величин, как высота, скорость полета, углы тангажа, крена, рыскания или перекладки штурвала, рулей и других величин.The aircraft is the control object — the process Y (t) observed in time T [0, t] or t [t, T], which describes the functioning of the system; Y (t) - the observed changes in such quantities as altitude, flight speed, pitch, roll, yaw or shift of the helm, rudders and other quantities.

Y(t) порождается системой S со структурами организации ее элементов Si, которые в совокупности при взаимодействии определяют ее качество или свойство. Необходимо задать такую структуру Q из этих элементов Si, при которой управляющие воздействия U(t) на процесс Y(t) обеспечили бы более высокий уровень безопасности полетов.Y (t) is generated by the system S with the organization structures of its elements S i , which together in the interaction determine its quality or property. It is necessary to set such a structure Q from these elements S i that the control actions U (t) on the process Y (t) would provide a higher level of flight safety.

Y(t) - вектор показателей, характеризующих деятельность летчика, как функция управляющих воздействий U(t):Y (t) is the vector of indicators characterizing the pilot's activity as a function of control actions U (t):

Y(t)=f(u|{rk},S,t)Y (t) = f (u | {r k }, S, t)

t=toTt = t o T

Figure 00000002
Figure 00000002

где to=0 - начальный момент времени;where t o = 0 is the initial moment of time;

Т - период наблюдения;T is the observation period;

Rk - факторы типа возмущений или ошибка управления и неопределенности информации, влияющей как на Y(t), так и на u(t);R k - factors such as disturbances or control error and uncertainty of information affecting both Y (t) and u (t);

f=Q - алгоритм или технология воздействия на систему "экипаж - ЛА" при пилотировании - это алгоритм управления ЛА в заданном полете. В данной ситуации формируются алгоритмы управления f и самоуправление на основе обратных связей, которые вводятся на основе БЗ ЭС и на основе контроля текущего состояния с помощью бортовых датчиков.f = Q - an algorithm or technology for influencing the crew-LA system during piloting - this is an aircraft control algorithm in a given flight. In this situation, control algorithms f and self-government are formed on the basis of feedbacks, which are introduced on the basis of the ES and based on monitoring the current state using on-board sensors.

СОИ-37 в виде многофункционального индикатора предназначена для отображения визуальной информации в виде текстов, шкал, мнемосхем.SOI-37 in the form of a multifunctional indicator is designed to display visual information in the form of texts, scales, mnemonic diagrams.

ЭС выдает на дисплей СОИ-37 предупреждающую информацию при появлении отклонения от нормального режима полета, сигналы звуковой и аварийной сигнализации и выдачу командных сигналов на СОИ-37 экипажу о необходимых действиях в АС (отсутствие резерва дублирующих систем, перенацеливание посадки и др.). ЭС формирует и выдает на дисплей управляющие и корректирующие сигналы при отсутствии реакции экипажа на АС (пожар, разгерметизация, экипаж не работоспособен и др.). ЭС выдает справочную информацию по запросу экипажа на дисплее СОИ-37.The ES gives the SOI-37 display warning information when there is a deviation from the normal flight mode, sound and alarm signals and the issuance of command signals to the SOI-37 crew about the necessary actions in the AS (lack of backup systems, redirect landing, etc.). The ES generates and displays control and correction signals in the absence of a crew reaction to the speakers (fire, depressurization, the crew is not operational, etc.). ES gives reference information at the request of the crew on the display of SOI-37.

Для выдачи важной для управления информации на экране индикатора-дисплея-37 используется "окно предупреждения" и "информационное окно" с дублированием информации голосом, центральным сигнальным огнем. Блок-37 включает в себя для обеспечения человеко-машинного интерфейса в системе диалоговый интерпретатор и генератор организаторов диалога, что обеспечивает гибкую перенастройку диалога и управления процессами управления во всех режимах функционирования.To issue information important for management on the indicator-display-37 screen, a "warning window" and an "information window" are used with duplication of information by voice, central signal light. Block-37 includes a dialogue interpreter and a generator of dialogue organizers to provide a human-machine interface in the system, which provides flexible reconfiguration of the dialogue and management of control processes in all operating modes.

Claims (1)

Пилотажно-тренировочный комплекс, включающий системы визуализации и отображения информации с соответствующими системами и вычислителями управления, органы управления пилота, связанные с вычислителем динамики полета, вычислителями автоматической системы управления, пилотажно-навигационного оборудования, связанный с ними главный процессор, выход которого связан через вычислитель информационного обеспечения с вычислителями управления системой отображения информации и системой управления визуализацией, блоки задания начальных условий и возмущений в полете, систему автоматической обработки и документирования результатов обучения, пульт управления с дисплеем в кабине пилота, отличающийся тем, что в него введены экспертная система с базой данных, машиной логического вывода, блок распознавания состояния конфигурации летательного аппарата, блок режимов полета, блок распознавания аварийной ситуации, блок развития аварийной ситуации, блок прогноза развития аварийной ситуации, включающий блок моделирования динамики бортового оборудования летательного аппарата, связанный с базой знаний развития аварийной ситуации, база знаний характеристик аварийной ситуации и база знаний по выводу из аварийной ситуации, анализатор состояния пилотажно-навигационного оборудования, анализатор состояния бортового оборудования летательного аппарата, анализатор правильности действий по выводу из аварийной ситуации, пульт управления инструктора, соединенный с блоками задания начальных условий и возмущений в полете, входы блока распознавания конфигурации летательного аппарата, блока распознавания режима полета, блока анализатора состояния пилотажно-навигационного оборудования и анализатора состояния бортового оборудования летательного аппарата соединены с базой данных по отказам бортового оборудования, а их выходы соединены с первым, вторым, третьим, четвертым входами блока распознавания аварийной ситуации, пятый вход которого соединен с базой данных по отказам бортового оборудования, шестой вход - с блоком моделирования динамики состояния оборудования летательного аппарата, седьмой вход - с базой знаний характеристик аварийных ситуаций, а выход - с первым входом машины логического вывода, первый вход блока моделирования динамики состояния бортового оборудования летательного аппарата связан с базой данных по отказам бортового оборудования, второй вход соединен с выходом базой знаний характеристик аварийных состояний, который соединен с входом базой знаний по выводу из аварийных состояний, выход которой соединен с анализатором правильности действий по выводу из аварийных состояний, выход которого связан со вторым входом машины логического вывода, выход которой соединен с пультом управления пилота в кабине и с первым входом дисплея, второй вход которого соединены с базой данных по отказам бортового оборудования для обучения летного состава выводу из опасных аварийных ситуаций.Flight-training complex, including visualization and information display systems with corresponding control systems and calculators, pilot controls associated with the flight dynamics calculator, automatic control system calculators, flight and navigation equipment, the main processor associated with them, the output of which is connected through the information calculator software with control computers, information display system and visualization control system, blocks for setting initial conditions vii and disturbances in flight, a system for the automatic processing and documentation of training results, a control panel with a display in the cockpit, characterized in that an expert system with a database, an inference machine, a recognition unit for the configuration of the aircraft, a block of flight modes, are introduced into it emergency recognition unit, emergency development unit, emergency development forecast unit, including a simulation unit for the dynamics of the aircraft's onboard equipment, communications data base with emergency development knowledge base, emergency characteristics knowledge base and emergency exit knowledge base, flight and navigation equipment status analyzer, aircraft on-board equipment status analyzer, emergency exit correctness analyzer, instructor control panel connected with blocks for specifying initial conditions and disturbances in flight, inputs of the recognition unit for the configuration of the aircraft, the recognition unit for the flight mode, bl The flight analyzer state analyzer and the aircraft onboard equipment state analyzer are connected to the onboard equipment failure database, and their outputs are connected to the first, second, third, fourth inputs of the emergency recognition unit, the fifth input of which is connected to the failure database on-board equipment, the sixth input - with the unit for modeling the dynamics of the state of the equipment of the aircraft, the seventh input - with a knowledge base of emergency characteristics, and you move - with the first input of the inference machine, the first input of the aircraft dynamics equipment state dynamics modeling unit is connected to the onboard equipment failures database, the second input is connected to the emergency knowledge base knowledge base output, which is connected to the knowledge base for emergency state output knowledge base the output of which is connected to the analyzer of the correctness of actions for the conclusion from emergency conditions, the output of which is connected to the second input of the logical output machine, the output of which is connected to Ultimate control of the pilot in the cockpit and the first input of the display, the second input of which is connected to the database on failures of onboard equipment for training aircrew conclusion of dangerous accidents.
RU2004113775/28A 2004-05-07 2004-05-07 Pilotage-and-training complex RU2263973C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113775/28A RU2263973C1 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Pilotage-and-training complex

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004113775/28A RU2263973C1 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Pilotage-and-training complex

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2263973C1 true RU2263973C1 (en) 2005-11-10

Family

ID=35865511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004113775/28A RU2263973C1 (en) 2004-05-07 2004-05-07 Pilotage-and-training complex

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263973C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473115C2 (en) * 2007-09-14 2013-01-20 Эрбюс Операсьон Method for automatic generation of scenario for validation of functional software installed on-board aircraft, and apparatus for implementing said method
RU2633530C1 (en) * 2016-09-20 2017-10-13 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for automated functional test and fault diagnostics of radioelectronic equipment
RU2732646C2 (en) * 2016-03-22 2020-09-21 Аурора Флайт Сайенсиз Корпорейшн Flight crew automation system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473115C2 (en) * 2007-09-14 2013-01-20 Эрбюс Операсьон Method for automatic generation of scenario for validation of functional software installed on-board aircraft, and apparatus for implementing said method
RU2732646C2 (en) * 2016-03-22 2020-09-21 Аурора Флайт Сайенсиз Корпорейшн Flight crew automation system
RU2633530C1 (en) * 2016-09-20 2017-10-13 Акционерное общество "Федеральный научно-производственный центр "Нижегородский научно-исследовательский институт радиотехники" Method and device for automated functional test and fault diagnostics of radioelectronic equipment

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarter et al. Cognitive engineering in the aviation domain
Wiggins* et al. Expert, intermediate and novice performance during simulated pre-flight decision-making
Kulida et al. About the use of artificial intelligence methods in aviation
RU2128854C1 (en) System of crew support in risky situations
Leiden et al. A review of human performance models for the prediction of human error
Mosier Automation and cognition: Maintaining coherence in the electronic cockpit
RU2263973C1 (en) Pilotage-and-training complex
Williges et al. Software interfaces for aviation systems
RU2755097C1 (en) Information and control complex with intelligent crew support
Funk et al. Agent-based pilot-vehicle interfaces: concept and prototype
CA3235482A1 (en) System and method for predicting performance by clustering psychometric data using artificial intelligence
Fort Knox Coherence and correspondence decision making in aviation: A study of pilot incident reports
Corker Computational human performance models and air traffic management
Burdun et al. Fuzzy situational tree-networks for intelligent flight support
Gore et al. System interaction in free flight: A modeling tool cross-comparison
Friedrich et al. Human–Machine Interface Design for Monitoring Safety Risks Associated with Operating Small Unmanned Aircraft Systems in Urban Areas. Aerospace 2021, 8, 71
RU2770996C1 (en) Intellectual support block
Hooey et al. 12 Advancing the State of the Art of Human Performance Models to Improve Aviation Safety
Xu Modeling Pilot Flight Performance on Pre-flight and Take-off Tasks with A Cognitive Architecture
Chung et al. A unique software system for simulation-to-flight research
Bruseberg et al. Understanding human error in context: Approaches to support interaction design using air accident reports
Drewes Automated student performance monitoring in training simulation
Raol et al. Situation Assessment in Aviation: Bayesian Network and Fuzzy Logic-based Approaches
Abi-Zeid et al. Towards a knowledge-based system prototype for Aeronautical Search and Rescue Operations
Mosier et al. Achieving coherence: Meeting new cognitive demands in technological systems

Legal Events

Date Code Title Description
PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120827

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140508