Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Системный подход к организации тренажнои подготовки летного состава в современных условиях 10
1.1. Анализ научно-методологических основ тренажной подготовки авиационных специалистов 10
1.2. Оценка категории «конфликт» в тренажной подготовке авиационных специалистов 18
1.3. Системная модель организации тренажной подготовки 28
1.4. Структура и классификация конфликтов тренажной подготовки 32
Выводы 37
Глава 2. Адекватность имитационного моделирования в тренажеростроении 39
2.1. Формализованная модель формирования навыков улетного состава в процессе тренажной подготовки 39
2.2. Причинно-следственные факторы неадекватности применения тренажеров в системе тренажной подготовки летного состава 49
2.3. Оценка адекватности имитационного моделирования в тренажеростроении 52
2.4. Предпочтительные имитационные модели в тренажеростроении 74
Выводы 86
Глава 3. Модели и алгоритмы планирования тренажной подготовки 89
3.1. Методы оценки уровня обученности 89
3.2. Влияние адекватности тренажеров на оценку уровня навыков 95
3.3. Влияние адекватности тренажеров на долю навыков, приобретаемых за тренировку 99
3.4. Планирование тренажной подготовки летного состава
3.4.1. Итерационный метод адаптации учебных планов 101
3.4.2. Модель системы планирования тренажной подготовки 109
Выводы 112
Глава 4. Управление тренажной подготовкой курсантов летных специальностей 113
4.1. Структурно-параметрические модели тренажной подготовки 113
4.2. Структура вариативной системы управления тренажнои подготовкой летного состава 125
4.3. Разработка программно-методического комплекса автоматизированной системы управления тренажнои подготовкой 131
Выводы 139
Заключение 141
Библиографический список 144
- Системная модель организации тренажной подготовки
- Причинно-следственные факторы неадекватности применения тренажеров в системе тренажной подготовки летного состава
- Влияние адекватности тренажеров на долю навыков, приобретаемых за тренировку
- Структура вариативной системы управления тренажнои подготовкой летного состава
Введение к работе
Актуальность темы. Проблеме обеспечения высокой боевой готовности военно-воздушных сил, их эффективного использования при решении поставленных задач уделяется большое внимание. Развитие мировой авиации сопровождается проявлением ряда факторов, меняющих взгляды на роль и место тренажерных систем в профессиональной подготовке авиационных специалистов, на их применение и облик. В итоге крайне актуальной становится задача оптимизации денежных расходов как в авиационной промышленности, так и в области экономики в целом. Общепризнанным направлением ее решения, в том числе и в мировой практике, является внедрение в систему подготовки и обучения авиационных специалистов высокоэффективных малозатратных тренажерных систем нового поколения. Значимым этапом подготовки летного состава является тренажная подготовка (ТП), в процессе которой формируются навыки профессиональной деятельности. В преломлении традиционных и современных принципов организации обучения для системы тренажной подготовки летного состава объектом управления является оператор, а в качестве субъекта управления выступают инструктор и непосредственно система тренажной подготовки.
Вместе с тем современный этап развития авиационной науки характеризуется необходимостью формирования тренажной подготовки как относительно самостоятельного научного направления. Данное обстоятельство обусловлено совокупностью факторов технического, экономического и научного характера.
Теоретической основой исследования являются работы отечественных ученых: В. А. Боднера, А. И. Годунова, В. А. Горячева, А. А. Красов-ского, В. А. Дикарева, Г. Ш. Мееровича, Д. А. Новикова, Д. А. Поспелова, В. В. Сысоева, С. М. Федорова, Н. К. Юркова и других ученых, связанные с проблемами тренажеростроения, развитием теорий конфликтов, теорией и практикой построения процессов автоматизированного обучения.
Современная система тренажной подготовки подвержена собственным конфликтам, возникающим из-за сложившейся специфики ее организации, особенностей функционирования реальной техники и применения технических средств обучения и подготовки (ТСО). Организационно тренажная подготовка регламентируется требованиями курса учебно-летной подготовки. Кроме того, наложение ряда экономических и организационно-технических ограничений не позволяет обеспечить реализацию курса учебно-летной подготовки курсантами летных специальностей на штатной технике в полном объеме, что приводит к обострению конфликта применения летательного аппарата (ЛА). Однако из-за ограниченной адекватности тренажеров по отношению к штатной технике возникает конфликт их применения, заключающийся в противоречии между оценками уровней навыков, получаемых летным составом (ЛС) при отработке единых учебных упраж-
нений на тренажерах и штатной технике, что приводит к формированию некорректных содержательных компонентов учебных планов, отражающих количество тренировок на средствах тренажа.
В существующем виде представления курсов учебно-летной подготовки слабо отражают широкий спектр индивидуальных особенностей летного состава, что не позволяет обеспечить дифференцированный подход к обучению. Разрешение этой проблемы вполне возможно за счет применения современных методологических основ управления тренажной подготовкой. Развитие и преломление применительно к тренажной подготовке научных основ теории конфликта, дает возможность осуществлять адаптацию к уровню подготовки летного состава не только учебных упражнений и планов, но и типовых ситуаций на средствах тренажа. Несомненно, автоматизация тренажной подготовки позволит повысить оперативность индивидуальной корректировки учебного процесса, снизить экономические затраты и уменьшить субъективные ошибки, свойственные инструкторам, что в современных условиях является актуальной задачей.
Объектом исследования является тренажная подготовка курсантов летных специальностей, понимаемая как способность к выявлению полезных содержательных компонентов учебных упражнений и учебных планов, определяемых курсом учебно-летной подготовки. Предметом исследования выступают модели и алгоритмы управления тренажной подготовкой, которые обеспечат выполнение разнообразных переходов от одних условий функционирования к другим с учетом ограниченной адекватности тренажеров.
Цель диссертационной работы - исследование системных связей и закономерностей функционирования тренажной подготовки и разработка моделей и алгоритмов построения вариативной (конфликтно-устойчивой) системы управления тренажной подготовкой курсантов летных специальностей.
Для достижения поставленной цели необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач:
- разработать системную модель организации тренажной подготовки
и классификацию конфликтов тренажной подготовки;
- разработать формализованную модель формирования навыков
у курсантов в процессе тренажной подготовки;
определить критерии оценки адекватности имитационного моделирования, позволяющие в зависимости от испытаний тренажеров и штатной техники выявить меру конфликта применения тренажеров;
разработать алгоритмы формирования содержательного компонента учебных планов, защищенного от конфликта применения тренажеров, существующего из-за их ограниченной адекватности;
- разработать модели и алгоритмы планирования тренажной под
готовки;
- разработать структуру вариативной (конфликтно-устойчивой) си
стемы управления тренажной подготовкой.
Методы исследования. Теоретико-методологической основой исследования явились методы теории системного и математического анализов; имитационного и компьютерного моделирования; теории автоматического управления и принятия решений; теории вероятности и математической статистики; теории поэтапного формирования умственных действий и понятий.
Научная новизна результатов исследования заключается в следующем:
разработана системная модель организации тренажной подготовки летного состава, отличающаяся тем, что в ней учитывается конфликт применения реальных объектов и тренажеров (специальность 05.13.10);
предложена методика оценки адекватности имитационного моделирования в тренажерах, характерной особенностью которой является то, что осуществляется не только проверка выполнения норм годности тренажеров, но и вероятностная оценка степени адекватности имитационного моделирования, являющаяся индикатором конфликта применения тренажеров и использующаяся для прогноза правильных и ложных навыков (специальность 05.13.01);
разработан алгоритм формирования содержательного компонента учебных упражнений, отличающийся от известных тем, что в нем используются показатели взаимного влияния операций, по которым при возникновении конфликта осуществляются выбраковка конфликтных и выбор рациональных операций из допустимого множества функциональных действий летного состава (специальность 05.13.10);
разработаны модели и алгоритмы планирования тренажной подготовки, в которых наряду с прогнозом правильных навыков осуществляется прогноз ложных навыков, являющихся следствием наличия конфликта применения тренажеров, на основании чего определяются минимальные нормы тренировок, обеспечивающие устранение ложных навыков (специальность 05.13.10);
предложена структура вариативной системы управления тренажной подготовкой курсантов летных специальностей, в которой учтены предложения по устранению конфликта применения летательных аппаратов и тренажеров (специальность 05.13.01).
Достоверность и обоснованность результатов. Достоверность научных выводов диссертации обеспечивается внутренней непротиворечивостью результатов исследования и их соответствием теоретическим положениям теории тренажеростроения, системного анализа и практической реализацией, а обоснованность результатов основывается на согласованности данных эксперимента и научных выводов.
Практическая значимость работы заключается в создании моделей и алгоритмов, предназначенных для разработки структурных схем, а также
математического и алгоритмического обеспечения подсистем, входящих в состав вариативной (конфликтно-устойчивой) системы управления тре-нажной подготовкой; во внедрении результатов научных исследований в практику работы учебных заведений авиационного профиля.
Реализация и внедрение результатов работы. Полученные результаты использованы при выполнении комплекса работ по разработке технических средств обеспечения тренажной подготовки курсантов летных специальностей в период теоретического и практического обучения.
На защиту выносятся:
-
системная модель организации тренажной подготовки и классификация конфликтов для ее предметно-ориентированного уровня (специальность 05.13.10);
-
методика оценки адекватности тренажеров, метод оценки вероятности є-адекватности результатов имитационного моделирования по обобщенному критерию Фишера (специальность 05.13.01);
-
модели и алгоритмы планирования тренажной подготовки (специальность 05.13.10);
-
структура вариативной (конфликтно-устойчивой) системы управления тренажной подготовкой летного состава в системе профессиональной подготовки авиационных специалистов (специальность 05.13.01).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII научно-методической конференции «Военное образование и наука: совершенствование профессиональных качеств офицера» (Военный институт сил воздушной обороны, г. Актобе, Казахстан, 2014); Международном симпозиуме «Надежность и качество» (Пензенский государственный университет, г. Пенза, 2014, 2015); XXXI Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах - 2015» (Пензенский государственный университет, г. Пенза, 2015).
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 21 статье, в том числе в четырех ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 54 источника и одного приложения. Объем работы составляет 150 страниц основного текста, включающего 4 таблицы и 26 рисунков.
Личный вклад автора. Все результаты, составляющие основное содержание диссертации, получены автором самостоятельно. В работах, выполненных в соавторстве, диссертантом внесен основной вклад, касающийся формулировки общих вопросов, частных задач, методик исследований, выводов по полученным расчетным соотношениям и анализу результатов, составляющих 70 % от всей части проведенного исследования.
Системная модель организации тренажной подготовки
Дидактическая направленность характеризует сферы профессиональной деятельности авиационных специалистов, где предполагается применение ТСПО. Дидактическая роль определяется классом дидактических задач, решаемых с применением ТСПО. Дидактический статус показывает соотношение педагогических систем летательного аппарата и его ТСПО в общей системе подготовки авиационных специалистов. Дидактическое место определяет значение ТСПО АС на различных этапах подготовки. Для обеспечения эффективного функционирования ТСПО в ходе решения дидактических задач самого разного класса на различных этапах профессионального становления всех категорий авиационных специалистов их дидактическая система предполагает применение комплекса дидактических методов и соответствующих им форм: - репродуктивные методы формирования знаний, навыков и умений; - наглядно-образный метод обучения; - метод ситуационной подготовки; - метод тестирования;
Метод репродуктивного обучения является основным на начальных этапах профессионального становления авиационных специалистов.
Наглядно-образный метод обучения основан в основном на формировании знаний, навыков и умений через демонстрацию правильного (эталонного) решения отрабатываемых задач. Данный метод целесообразно использовать на этапе теоретического обучения, а также при разборе результатов тренировки.
Метод ситуационной подготовки основан на создании на тренажере обстановки, соответствующей предстоящему полетному заданию.
Метод тестирования предполагает формирование знаний, навыков и умений обучаемого через выполнение тестовых заданий различного уровня сложности. Кроме этого, различного рода тесты применяются для входного, текущего и итогового контроля при оценке результатов упражнений и тренировок. Экспериментально установлено, что в памяти человека запечатлевается до 90 % того, что он делает, 50 % того, что он видит, и только 10 % того, что он слышит. Выполняя полетное задание на тренажере, обучаемый погружается в сложившуюся реальную ситуацию, что позволяет более качественно сформировать образ выполнения предстоящего полета. Данный метод предполагает также отработку тактических и даже нештатных ситуаций, которые могут возникнуть в полете. Необходимо отметить, что данные методы и формы подготовки дидактически надежны, что подтверждено опытом их применения в практике тренажной подготовки.
Одновременно с разработкой авиационных тренажеров развивались и теоретические основы их применения.
За прошедшие десятилетия накоплен достаточно большой опыт применения авиационных тренажеров в различных сферах летного обучения. Необходимо отметить, что оценке этого опыта, а также анализу проблем тренажной подготовки посвящено достаточно много работ [2, 9, 26, 43].
Вместе с тем, на наш взгляд, современный этап развития авиационной науки характеризуется необходимостью формирования тренажной подготовки как относительно самостоятельного научного направления. Данное обстоятельство обусловлено совокупностью факторов технического, экономического и научного характера [25].
Тренажную подготовку следует рассматривать как область научного знания, лежащую на стыке следующих дисциплин: авиационных (тактика, боевая подготовка, штурманское обеспечение, авиационная медицина и др.); педагогических (дидактика, военная педагогика, методика летного обучения и др.) и технических (кибернетика, информатика и др.) [27].
Структуру ТП определяют: сложность объекта исследования, лежащего на стыке научных дисциплин военной, технической и педагогической сфер; слабая формализуемость профессиональной подготовки летных экипажей; усложнение педагогической деятельности обучающего персонала, обусловленное прогрессом авиационной и тренажерной техники; новизна постановки проблемы. Это вызывает необходимость разработки частной методолого-педагогической концепции тренажной подготовки. Важнейшим условием в практике профессиональной подготовки авиационных специалистов является наличие методического и дидактического обеспечения, отвечающего интеллектуальному уровню развития современных тренажерных технологий [3, 40, 46, 49].
Многовековой опыт психологии и педагогики должен учитываться при компьютеризации профессиональной подготовки даже в большей мере, чем при традиционных ее методах. Дело в том, что основы процессов познания и практического обучения в определенной степени инвариантны к техническим средствам обучения (ТСО), и нарушение этих основ в компьютерных ТСО может иметь серьезные негативные последствия.
Курс теоретического обучения, формирующий знания, умственные возможности и навыки, должен предшествовать практическому обучению, закрепляющему теоретические знания и формирующему практические умения и навыки.
Компьютерные курсы теоретического обучения получили название автоматизированных учебных курсов (АУК). Их элементами являются обучающие программы (ОП). Автоматизированные учебные курсы предназначаются для формирования у обучаемого как фундаментальных и прикладных знаний, так и умственных навыков и умений [50, 51].
Четкой границы между теоретической и практической подготовками нет, и первая может плавно переходить во вторую. Точнее говоря, отсутствие разрыва между теоретической и практической подготовками является желательным качеством обучения.
Причинно-следственные факторы неадекватности применения тренажеров в системе тренажной подготовки летного состава
В настоящее время имеется ряд работ, где делаются попытки по проверке адекватности как имитационного моделирования, так и самих тренажеров [6, 11, 12]. Однако эти попытки ограничиваются определением факта соответствия проверяемых систем техническим требованиям, что не может быть достаточным для выявления приобретаемых на них навыков в соответствии с введенной обобщенной классификацией. Методы моделирования. В практике проектирования тренажерных устройств наиболее трудоемким процессом является разработка динамической модели. В процессе ее создания проводятся исследования объекта в целях выяснения его основных режимов работы, параметров, характера их изменения и т.п., что необходимо для анализа количества и качества источников информации, исполнительных органов, выработки требований к рабочему месту инструктора и др. Поэтому эти исследования обычно проводят таким образом, чтобы их можно было использовать и для получения модели системы, и для построения алгоритма управления обучением, и для последующего выбора структуры вычислительной среды. Математическое моделирование любого реального процесса сопровождается, как правило, преобразованием и упрощением описывающих его уравнений и поэтому не укладывается в рамки классической теории подобия, в которой предполагается тождество уравнений модели и оригинала. Таким образом, математическая модель тренажера может рассматриваться как совокупность ограничений, определенным образом наложенных на связи, характеризующие процесс. Поэтому при построении математической модели встает вопрос о корректном выборе критерия адекватности подмножества переменных, выделенных для моделирования, и системы ограничений.
Для относительно несложных моделей с небольшим числом степеней свободы непосредственным анализом можно установить значение и смысл переменных и ограничений на основе специфического содержательного смысла самой задачи и ее модели. Однако и в этом простейшем случае необходимо установить приемлемую меру соответствия выделенных переменных процесса и модели, так как возникает опасность чрезмерного усложнения или упрощения модели из-за высоких или заниженных их требований соответствия.
При математическом моделировании сложных процессов, когда модель процесса описывается большим числом переменных и ограничений и представляет собой комплекс подмоделей более низкого уровня, не только неизвестны критерии адекватности, но и система ограничений становится необозримой. При этом возникает дополнительная опасность задать избыточное число связей и тем самым сузить множество допустимых значений переменных или недоограничить модель, оставив у переменных моделей излишнее число степеней свободы.
Вопросы подобия тренажеров летательных аппаратов. При разработке тренажерных устройств авиационного назначения широко используются методы математического и полунатурного моделирования. Достоинство первых заключается в универсальности и доступности технических средств моделирования (ЭВМ), возможности выбора многих вариантов и оптимизации параметров, наглядности и быстром получении результатов. Недостаток математического моделирования - невозможность практического получения адекватного математического описания как самого ЛА, так и эффектов воздействия окружающей среды. Обычно предполагается, что ЛА в реальных условиях эксплуатации и в условиях тренажера описывается одной и той же математической моделью. Отсюда, исходя из транзитивности отношений, может выводиться заключение об эквивалентности ЛА и авиационного тренажера (AT). Такая эквивалентность в значительной степени условна.
Аналогично [12] определим пространство наблюдаемых переменных ЛА Хя как совокупность переменных, полученных экспериментально по данным реальной эксплуатации. Это же пространство может состоять из совокупности некоторых функций или функционалов, определенных на множестве экспериментальных данных. Образ отображения (Хн —» Хм) пространства наблюдаемых переменных Хя в некоторое формальное пространство (математическое) Хм представляет собой математическую модель ЛА. Тогда ЛА можно представить четверкой элементов {Тн, UH, Хн, FH}, где Тя = {Гш} - реальное время функционирования ЛА; UH = {UHi} - множество физических переменных, характеризующих реальные воздействия на ЛА; Хн = {Хні} - набор переменных, представляющих собой систему в определенной схеме наблюдения; FH - системообразующее соотношение, отображающее свойства ЛА в виде FH :Гнх/нхХн —»ХН. Это отображение связывает значения входных воздействий U и выходных переменных X в каждый момент времени t.
Все переменные, входящие в указанные множества, могут быть либо непосредственно измерены, либо косвенно определены по результатам реальных испытаний ЛА.
Математическая модель ЛА строится в математическом плане и также представляет собой аналогичную четверку {Тм, UM, Хм, FM}. AT также представляет собой четверку в пространстве наблюдаемых параметров {Тт, UT, Хт, FT}.
Формальная система рассуждений, на базе которой выводятся основные заключения, имеет вид {Гн, UH,XH, FH} {Тм, UM,XM, FM} {Тт, UT,XT, FT}.
Если под проявлением ЛА назвать любой набор связанных элементов из указанных выше множеств (например, /-е проявление системы запишем в виде Гш = Ты, UJJJ, Хы , здесь вектор Гш определяет значения переменных ЛА для некоторого z-го момента времени), тогда непосредственно следует соответствие проявлений систем для рассматриваемых условий эксплуатации в математической модели и AT, поскольку предполагается эквивалентность отображений FH FM FT, THh UHh Хні Гм-, UMh Хмі TTh UTh Хті .
Такое соответствие может выполняться тогда, когда имеет место поэлементное соответствие: Гш- Т TTi, UHi UMi UTi, XHi UMi UTi.
Элементы, входящие в каждое из этих выражений, могут быть разными по своей природе, масштабу и другим признакам. По существу, это интерпретация одних переменных другими. Успех разработки AT во многом зависит от достоверности и однозначности условий интерпретации физических величин математическими символами или числами.
Влияние адекватности тренажеров на долю навыков, приобретаемых за тренировку
Известно, что качество k выполнения учебных упражнений оценивается по 4-балльной системе и определяется по среднему баллу k из оценок их элементов: «отлично», если средний балл не менее 4,6; «хорошо», если средний балл не менее 3,6; «удовлетворительно», если средний балл не менее 3; «неудовлетворительно», если средний балл менее 3.
Если средние балльные оценки качества выполнения учебных упражнений пронормировать по максимально возможному баллу («отлично»), то получим относительные оценки, соответствующие уровню обученности К = kcp /5, а именно (таблица 3.1): «отлично», если коэффициент качества не менее 0,9; «хорошо», если коэффициент качества не менее 0,72; «удовлетворительно», если коэффициент качества не менее 0,6; «неудовлетворительно», если коэффициент качества менее 0,6.
Уменьшение уровня подготовленности JIC приведет к снижению боевой готовности ВВС. В современных условиях единственный рациональный путь решения данной проблемы - это проведение самой подготовки ЛС до уровня, позволяющего выполнить поставленную задачу с максимальным эффектом.
В связи с тем, что в настоящее время существуют проблемы организации ТП, поэтому независимо от принятых представлений по планированию полетных заданий реальной объективностью является конфликт применения ЛА, сущность которого состоит в наличии противоречий между прогнозируемым и действительно необходимым количеством сил и средств, обеспечивающих гарантированную эффективность [39].
Для прогнозирования реальной эффективности выполнения боевых задач оценка коэффициентов качества подготовленности летного состава к применению ЛА и его систем может проводиться лишь по результирующим оценкам «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно», зарегистрированным в учетно-отчетной документации (зачетные книжки, ведомости и т.п.). Поэтому коэффициенты качества подготовленности ЛС имеют вероятностный характер и могут оказаться завышенными, что может привести к завышенным оценкам эффективности выполнения боевых задач. Для устранения негативных последствий в определении качества подготовленности ЛС предлагается ввести фиксированные вероятностные уровни обученности (таблица 3.2).
Рассмотрим некоторые положения применительно к оценке вероятностных уровней подготовленности курсантов. Курсант, приступивший к обучению, имеет определенный начальный уровень обученности со0. Этот показатель можно трактовать так, что курсант выполнит то или иное упражнение, не приступая к обучению, как минимум с вероятностью со0. Курсанты обладают различной степенью восприятия практических навыков. Однако существует такой минимально необходимый уровень восприятия, при котором курсант за отведенные нормы тренировок по применению ШТ достигает требуемого уровня.
Обозначим через , = ,тт минимальную долю навыков, которые усваиваются курсантами за очередной тренаж на реальной технике от общего объема навыков. С учетом вышеизложенного получим
Если в соотношении (3.5) за со . принять начальный уровень подготовки, соответствующий уровню подготовки курсанта в начале учебного года оон0, а за время t принять время, равное одному году, то получим
Действительно, если необходимо подготовить специалиста, то нужны постоянные, непрекращающиеся тренировки. Чем выше уровень навыков, тем медленнее происходит прирост их объема. Каждая новая единица навыков обходится дороже предыдущей.
Из анализа таблицы 3.2 видно, что вероятностные оценки обученности определяются с ошибкой неопределенности и не позволяют достаточно точно определить динамику роста навыков от числа занятий и, следовательно, производить корректировку процесса обучения.
Например, имеем итоги выполнения тестового упражнения: перед началом обучения обучаемый получил «неудовлетворительно»; после 1-3 занятий оценка не изменилась; после 4 и 6 занятий получил
Соотношение (3.8) позволяет произвести лишь приблизительную оценку 0, так как для со, и со, характерны ошибки неопределенности Асо, и Лсо, из-за конечности существующей балльной системы (так, например, для оценки «неудовлетворительно» соответствует уровень 0,6, хотя реально он может принимать значения от 0 до 0,6). Таким образом, ввиду того, что в настоящее время качество подготовки
курсантов оценивается по 4-балльной системе, то определение значений со0 и , остается проблематичным. Точность определения вероятностных оценок уровня обученности курсантов можно повысить, если пользоваться пятибалльной системой с использованием плюсов и минусов (12-балльная система). При этом вероятностная оценка уровня обученности операторов позволяет в 2,5 раза точнее определить значения со0 и Ъ,.
Определив по 12-балльной системе значения со0 и, соответственно, по соотношению (3.8) , можно оценить по выполнению условия ,0 , = ,min правильность процесса обучения курсанта и в случае необходимости скорректировать методику его подготовки (дифференциальный подход) и количество тренажей, необходимых для достижения им заданного уровня [39].
Известно, что с помощью любого тренажера может быть достигнут лишь вполне определенный максимально возможный уровень подготовленности. Он ограничивается адекватностью имитационного моделирования к процессам, происходящим во время применения ЛА и его систем [31].
Обобщая понятие вероятности адекватности тренажера, имеем, что она характеризует не что иное, как вероятность того, что операторы не будут чувствительны к различию между выходными информационными параметрами тренажера и ШТ при одинаковых воздействиях на их органы управления, и это не приведет к выполнению операторами на тренажере действий, отличных от действий на реальной технике, которые для последней являются положительными. То есть величина у вероятности адекватности тренажера определяет потенциальный уровень положительных навыков, приобретаемых операторами на тренажерах.
Структура вариативной системы управления тренажнои подготовкой летного состава
В настоящий момент оценка адекватности имитационного моделирования в тренажерах производится в виде сводящейся к подтверждению в ходе испытаний тренажеров предположения об адекватности или неадекватности имитационных моделей, входящих в их состав. Что не позволяет производить не только прогнозирование подготовленности летного состава с использованием тренажеров, но и правильно формировать содержательные компоненты учебных планов тренажной подготовки, определяющие реально нужное количество тренировок.
Основной предпосылкой для определения количественной формы оценки адекватности имитационного моделирования является критерий годности тренажеров, обоснованный в сертификационных требованиях, который заключается в следующем: если информационные параметры штатной технике О(х) и тренажера От(х) отличаются между собой на 10-15 %, то тренажер является годным, т.е. при этом оператор не чувствителен к этому различию и значит, не совершает действий х , заранее отличающихся (искаженных) по отношению к предписанным действиям х. Уровень выполнения условия годности тренажера и явится базой для количественной оценки адекватности в нем имитационного моделирования. Однако из-за отсутствия методов по оценке адекватности имитационного моделирования в такой постановке нет возможности в индикации сопутствующего признака конфликта применения тренажеров.
Поэтому актуальной является другая задача - использование методов оценки ограниченной адекватности результатов имитационного моделирования, позволяющих в зависимости от условий испытаний тренажеров и ШТ определять меру конфликта применения тренажеров.
Структура вариативной системы управления тренажной подготовкой летного состава 126 На основании предложенной методологии создания ТП летного состава, устойчивой к конфликтам применения военных ЛА и тренажеров, можно определить практические рекомендации к архитектуре построения вариативной (конфликтно-устойчивой) системы управления ТП [13]. В современных условиях на практике достижение вариативности ТП не представляется возможным из-за отсутствия технических средств, позволяющих разрешить конфликт боевого применения ШТ, вызванный следующими факторами: - низкой оперативностью корректировки учебных курсов; - ограниченной адекватностью имитируемых процессов; - низкой достоверностью контроля приобретаемых навыков; - нерациональным использованием ТСО.
Влияние каждого фактора конфликта, используя результаты исследований в этом направлении, можно несколько уменьшить, а именно [18, 19,21]: - первый фактор - за счет автоматизации процедур формирования курсов ТП [19], которые обеспечат оперативную корректировку учебно тренировочных задач и учебных планов при изменении условий эксплуатации ЛА и его систем с учетом индивидуальных особенностей обучаемых и имеющихся в распоряжении ТСО; - второй фактор - за счет использования ТСО, которые существенно дешевле ШТ, и с учетом современного развития вычислительной техники и методов имитационного моделирования могут обеспечить их адекватную адаптацию к изменениям эксплуатации ЛА и его систем и уровню подготовленности ЛС; - третий фактор - за счет внедрения систем оперативного объективного контроля действий ЛС, которые обеспечат исключение субъективности в оценках приобретенных навыков и позволят формировать условия эксплуатации ЛА и его систем, адекватные реальным; - четвертый фактор - за счет создания системы управления ТП [18, 21], в качестве основных элементов которой может использоваться инструментарий, предложенный для разрешения первых трех факторов.
Реализация представленного инструментария, позволяющего формировать у летного состава адекватные навыки по боевому применению ЛА и его систем, возможна на базе создания вариативной системы управления ТП (ВСУ ТП). Вариативная система управления ТП должна содержать системы (S), а именно: - S\ - систему средств формирования адаптивных курсов ТП; - . - систему технических средств подготовки и обучения; - . - систему средств объективного контроля качества операторской деятельности.
При этом система ТСПО () представляют собой множество, состоящее из совокупности различных тренажеров и включающее в свой состав ШТ (реальный объект). В качестве ТСПО могут быть использованы: процедурные тренажеры SSA; специализированные тренажеры SSB; комплексные тренажеры SSC; тренажные режимы ЛА SSD, а также системы компьютерного обучения.
Тренажеры должны иметь унифицированную модульную архитектуру построения [1, 7, 32, 33] и возможность адаптации к требуемым учебно-тренировочным задачам ТП.
Система средств формирования адаптивных курсов ТП (S\) в свой состав должна включать [21, 22]: систему средств определения содержательных компонентов учебных упражнений, защищенных от конфликта применения ЛА из-за изменения условий их функционирования; S\2 - систему средств определения содержательных компонентов учебных планов, защищенных от конфликта применения тренажеров из-за их ограниченной адекватности.