Введение к работе
Среди многих сложных вопросов ускорения научно-технического прогресса отечественной авиации в последнее время особую остроту приобрела задача качественного совершенствования Единой системы управления воздушным движением (УВД) на базе широкого внедрения автоматизированных систем, так как это непосредственно связано с обеспечением безопасности, регулярности и экономичности полетов авиации всех ведомств, в современном представлении Единая система УВД - сложный эргатический комплекс, включающий в себя наземные и бортовые средства наблюдения за воздушной обстановкой, навигации, посадки и связи, структуру воздушного пространства (ВП) и сеть воздушных трасс, летный и диспетчерский состав, действующий по определенным правилам и процедурам. Характерной чертой системы является глубокая взаимосвяз'ь отдельных ее компонентов.
Важной особенностью системы УВД является наличие в ней человека-оператора, который осуществляет анализ информации и принятие решений. Наличие человека-оператора в системе УВД обуславливает актуальность исследования проблем, связанных с проработкой вопросов оптимального взаимодействия человека с техникой вследствие резкого увеличения надежности технических средств и соответствующего снижения отказов, зависящих от техники, и. следовательно, относительного увеличения отказов системы, зависящих от ошибочных действий человека-оператора. Кроме того, новые технические средства, иногда существенно изменяют психологическое содержание деятельности, не всегда рационально совместимы с консервативными характеристиками человека. При этом, наличие человека-оператора в системе реально может как ухудшить общую эффективность системы при нормально функционирующих технических средствах, так и обеспечить некоторый реальный уровень эффективности системы при отказах технических средств.
Среди всех операторов в системе УВД можно выделить оператора радиолокационного управления (РЛУ). Только этот оператор осуществляет непосредственное взаимодействие с экипажами ВС и его деятельность во многом определяет безопасность полетов и эффективность функционирования системы УВД. Сложность и специфичность деятельности оператора РЛУ определяются следующими особенностями
- 4 -УВД на этапе непосредственного управления:
динамичностью трехмерных процессов и невозможность их приостановки;
интенсификацией управления при увеличении количества обслуживаемых полетов ВС. ограничиваемой возможностями человека-оператора и уровнем автоматизации процессов УВД в данной системе.
Профессиональные отличия и особенности, которые выделяют оператора радиолокационного управления из общепринятого понятия "человек-оператор" заключаются в следующем:
оператор радиолокационного управления осуществляет контроль и управление движением совокупности ВС в организованном воздушном пространстве по установленным правилам и процедурам;
деятельность оператора радиолокационного управления всегда осуществляется в условиях некоторой информационной недостаточности;
деятельность оператора радиолокационного управления осуществляется в ритме и режиме диктуемом динамикой изменения ситуации в контролируемом воздушном пространстве;
деятельность оператора радиолокационного управления складывается в условиях часто неожиданного возникновения сложных ситуаций (в случае нарушений или невозможности выполнения экипажами ВС заданных режимов полета, возникновением ограничений в использовании воздушного пространства по метеоусловиям и другим причинам);
деятельность оператора радиолокационного управления является коллективным видом операторской деятельности, при этом качество взаимодействия но вертикали и горизонтали напрямую сказывается на обеспечении уровня безопасности полетов.
В настоящее время основными источниками динамической информации о воздушной обстановке являются первичные и вторичные радиолокационные станции кругового обзора, а основными элементами процесса УВД являются анализ воздушной обстановки на основе радиолокационных данных и принятие решений. Информация оператору радиолокационного управления поступает в виде радиолокационных, телевизионных или синтетических изображений, набора условных знаков, символов, цифр, букв и т.д.
Правильное решение может быть принято лишь тогда, когда имеется достаточно полная, точная, достоверная и непрерывная инфор-
мация о воздушной обстановке в зоне ответственности. Процесс получения информации, ее переработка, принятие решения на управление и передача управляющих команд осуществляется в процессе взаимодействия человека-оператора с техническими средствами,что в значительной степени определяет безопасность полетов и пропускную способность системы УВД. Безопасность полетов является приоритетным критерием для системы УВД.кроме того, несовершенство человеко-машинного взаимодействия в системе УВД может привести к экономическим потерям, поскольку ограничения возможностей человека-оператора не всегда дают возможность реализовать технический потенциал системы.
Из этого следует, что актуальной проблемой при создании АС УВД является совершенствование человеко-машинного взаимодействия оператора радиолокационного управления с техническими средствами.
Цель диссертационной работы заключается в получении количественных оценок эффективности взаимодействия оператора радиолокационного управления с техническими средствами в существующих АС УВД различной степени автоматизации и на основе их анализа определение путей совершенствования человеко-машинного взаимодействия в перспективных АС УВД.
Научная новизна работы заключается в том. что в ней впервые исследуются вопросы взаимодействия оператора радиолокационного управления сектора УВД вне трасс с техническими средствами и определяются пути совершенствования человеко-машинного взаимодействия в перспективных системах УВД. Для этого разработаны методика и математическая модель, позволяющие проводить исследования человеко-машинного взаимодействия в АС УВД различной степени автоматизации. В результате имитационного моделирования взаимодействия оператора радиолокационного управления с техническими средствами в системах УВД различной степени автоматизации, в том числе и перспективной, получены количественные значения показателей эффективности человеко-машинного взаимодействия.
Практическая значимость работы состоит в том, что выделенные с использованием элементов операционно-психофизиологического метода алгоритмы решения типовых задач радиолокационного управления, представляют собой полное формализованное описание деятель-
ности оператора РЛУ сектора УВД вне трасс и могут быть использованы отдельно, например, для обучения операторов РЛУ.
Имитационная модель, разработанная в диссертации для исследования эффективности человеко-машинного взаимодействия может применяться для анализа и оптимизации деятельности операторов РЛУ различных секторов и зон конкретных центров УВД.
Разработанные автором на основе результатов имитационного моделирования деятельности операторов РЛУ рекомендации по совершенствованию человеко-машинного взаимодействия могут использоваться организациями промышленности при проектировании рабочих мест диспетчеров непосредственного УВД перспективных систем.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались:
- на 2 Всесоюзной конференции по эргономике (г. Москва,
1988 г.);
на международной научно-технической конференции "Наука и техника ГА на современном этапе" (г. Москва, МГТУ ГА, 1994 г.);
на международной научно-технической конференции "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации" (г. Москва, МГТ ГА, 1996 г.);
на научно-техническом совете ГосНИИ "Аэронавигация";
- на научно-практических конференциях НИУ и ВУЗ ВВС.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной
работы были использованы:
-
При разработке рабочих мест операторов радиолокационного управления автоматизированных систем УВД "Спектр" и "Буран", перспективной автоматизированной системы управления полетами военной авиации.
-
При разработке проекта модернизации ОВД Московского района УВД и Московской воздушной зоны.
-
При разработке Проекта Российского стандарта "Рабочее место диспетчера служб управления воздушным движением".
-
В 4-х научно-исследовательских работах ГосНИИ "Аэронавигация" и в/ч 18353
Публикации. По теме диссертации опубликовано: 19 работ, из них 9 печатных.
- 7 -Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех разделов и заключения, изложенных на 145 страницах, содержит 18 таблиц, 45 рисунков, список литературы из 106 наименований и 4 приложения.
