Основные принципы построения тренажеров сложных комплексов управления объектами Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

\ КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 621.398

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ТРЕНАЖЕРОВ СЛОЖНЫХ КОМПЛЕКСОВ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ

А. С. Васильевский,

канд. техн. наук, начальник лаборатории Г. А. Коржавин,

канд. техн. наук, генеральный директор П. Б. Антонов,

канд. техн. наук, зам. генерального директора

Федеральное государственное унитарное предприятие «ЦНИИ Тоанит”»

Исследуются основные концепции построения современных тренажеров для моделирования и тренинга сложных комплексов управления объектами.

Basic conceptions of construction of contemporary simulators for simulation and training of complicated complexes for objects control are investigated.

Назначение тренажеров и решаемые ими задачи

ЦНИИ «Гранит», являясь одновременно разработчиком комплексов освещения надводной обстановки и целеуказания (КОНО и ЦУ) и систем управления ПКР (СУ ПКР), в интересах повышения эффек-тивности решения задач создает тренажерные комплексы.

Тренажер комплекса с ПКР предназначен для автономной подготовки операторов КОНО и ЦУ, автономной подготовки операторов СУ ПКР и комплексной (совместной) подготовки операторов двух систем [1].

Тренажеры должны обеспечивать:

- изучение штатной аппаратуры КОНО и ЦУ, СУ ПКР;

- тренировку при работе как КОНО и ЦУ, так и СУ ПКР автономно и при совместной работе операторов комплексов с фиксацией и отображением результатов их тренировок и выдачей рекомендаций;

- имитацию звуковой и визуальной тактической обстановки от момента получения начальной команды до определения конечного результата, включающего отображение района действий, совмещенного с картографической информацией; сил и средств противоборствующих сторон; старта, полета ПКР и результатов ее применения;

- возможность задания и управления силами и средствами противоборствующих сторон по времени и пространству;

- имитацию реального режима, происходящего при работе операторов для штатной работы КОНО и ЦУ, СУ ПКР, включая визуальное отображение операторам, работу операторов, реакцию тренажера на действия операторов;

- проведение анализа тренировок и разбора деятельности операторов;

- контроль за ходом тренировки операторов со стороны лица, проводящего обучение (руководителя обучения), участие его в установке начальных данных на работу, текущей обстановке и оценке деятельности операторов.

Состав и структура тренажера

Для выполнения поставленных задач предлагается следующий структурный состав тренажера [2]:

- имитаторы пультов операторов КОНО и ЦУ;

- имитаторы пультов операторов СУ ПКР;

- имитаторы внешних систем для КОНО ЦУ, СУ ПКР;

- класс коллективного обучения на базе комплекса моделирования и тренинга с его компьютерным окружением.

Имитаторы пультов операторов КОНО и ЦУ, СУ ПКР предназначены для практической работы и тренинга в реальном масштабе времени личного состава соответствующих комплексов в основных режимах работы.

Класс коллективного обучения на базе комплекса моделирования и тренинга должен обеспечивать:

- теоретическую подготовку и тренинг личного состава КОНО и ЦУ, СУ ПКР;

- контроль за ходом тренировки личного состава расчетов комплекса и участие руководителя обучения в оценке решения боевой задачи;

- анализ и разбор тренировок расчетов, входящих в тренажер комплексов.

Имитаторы внешних систем для КОНО и ЦУ, СУ ПКР обеспечивают работу внешних систем в реальном масштабе времени.

Комплекс моделирования и тренинга

Комплекс моделирования и тренинга строится на базе проекционных систем' и их компьютерного окружения и предназначен для коллективного обучения и тренинга в условиях, максимально имитирующих реальные действия тех или*иных участников виртуальных событий. Разрабатываемая интерактивная технология моделирования и тренинга обеспечивает моделирование в реальном масштабе времени поведения нескольких противодействующих управляемых систем (например, групповых систем) с учетом изменяющихся природных факторов в условиях внешней информационной среды.

Комплекс моделирования и тренинга обеспечивает следующие режимы функционирования:

1) демонстрационный режим, при котором серия процедурных шагов демонстрируется автоматически по ходу занятия;

2) инструкторский режим, при котором обучаемый изучает процедурные подэтапы с помощью инструктора или самостоятельно; каждое его действие идентифицируется как правильное или неправильное;

3) режим обучения с контролем, при котором действия оператора наблюдаются для коррекции с возможностью обратной связи с инструктором;

4) оценочный режим, при котором действия оператора оцениваются и записываются; обратная связь не вводится.

5) свободный режим, при котором обучаемый может по своему желанию выбирать процедуру и оценивать свои действия.

Для реализации поставленных задач комплекс моделирования и тренинга включает:

1) демонстрационную компьютерную обучающую систему;

2) процедурную обучающую систему (процедурный тренинг).

Демонстрационная компьютерная обучающая система предназначена для реализации 1-го и частично 2-го режимов обучения и должна включать в себя локальную вычислительную сеть, объединяющую рабочие места учеников и центральный компьютер инструктора, подключенный к проекционной системе, передающей изображение на экран, установленный перед обучаемыми.

Компьютерная обучающая система обеспечивает:

- получение знаний в конкретной предметной области;

- ускоренное обучение на последующих этапах обучения, использующих процедурные комплексные тренажеры;

- реализацию возможности ассоциативного обучения с самого его начала;

- прохождение инструктажа перед началом занятий на процедурной обучающей системе (комплексных тренажерах) и анализ результатов работы на ней;

- адаптацию курсов к существующим стандартам;

- обучение с целью понимания взаимодействия различных систем управления;

- поддержку дальнейшего обучения и устранение эффектов недостоверности процесса обучения на стендах.

Процедурная обучающая система реализует 2-, 3-, 4- и 5-й режимы обучения и включает в себя ЛВС, объединяющую управляющие компьютеры, имитирующие работу различных систем, графическую рабочую станцию, моделирующую динамические процессы в реальном масштабе времени, и панорамную проекционную систему, отображающую на экранах в реальном масштабе времени условное изображение приборов и внешней обстановки, а также органов управления с характеристиками, схожими с реальными.

Процедурная обучающая система обеспечивает обучение операторов РУК навыкам взаимодействия с приборами в штатных и аварийных ситуациях.

Процедурная обучающая система в максимальной степени приближает условия работы операторов к реальным. Для этой цели в состав системы входит система панорамного изображения, состоящая из проекционной аппаратуры, графическая рабочая станция, средства мультимедиа, с помощью которых имитируется реальная обстановка (зрительная, звуковая и пр.).

Для реализации этихтребований ПМО структурировано таким образом, чтобы в максимальной степени использовать имеющееся программное обеспечение полунатурного моделирования, и включает специальные ауторинг-программы (обучающие -«Гипер метод», «Эверест») и алгоритмы, позволяющие осуществлять выбор задания и условий его выполнения, контроль и анализ процесса выполнения задания и управление процессом обучения и моделирования.

Управляющая часть программного комплекса строится на базе экспертной системы реального времени.

Основные функции системы:

- обеспечение имитации работы различных систем;

- обмен информацией между системами в реальном масштабе времени;

- моделирование ситуаций в реальном масштабе времени;

- моделирование поведения противодействующих управляемых систем;

- выбор заданий и условий их выполнения;

- текущий контроль и анализ процесса выполнения задания и управление процессом обучения;

- формирование подсказок или рекомендаций, выбор альтернативных действий;

- демонстрация неправильных действий оператора и последствия таких действий.

В основу технического решения предлагаемой системы заложены подходы и концепция технологии интеллектуальных систем.

1. Коржавин Г. А., Антонов П. Б. Корабельные и тренажерные комплексы обеспечения целеуказанием и управления оружием// Военный парад. - № 6 (24). - 1997.-С.60-62.

2. Антонов П. Б., Коржавин Г. А. и др. Многопроцессорная система управления судовыми техническими средствами // Труды II Междунар. конф. «Моринтех-97». -СПб., 1997. - С. 19-22.

V МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ “ИДЕНТИФИКАЦИЯ СИСТЕМ И ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ”

БІСРКО ’06

30 января - 02 февраля 2006 года

Место проведения конференции: Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН Адрес: Россия, 117997, Москва, ул. Профсоюзная, дом 65.

Председатель конференции: И. В. Прангишвили Председатель Международного Программного комитета: В. А. Лотоцкий

Председатель Национального Организационного комитета: И. В. Прангишвили

Тематика конференции

Общие проблемы системных методологий Математические задачи теории управления Системы управления с идентификатором Параметрическая идентификация Непараметрическая идентификация Структурная идентификация и разведочный анализ данных

Идентификация и исследование моделей процессов выбора и принятия решений

Идентификация организационных систем Методы и процедуры получения и анализа экспертных оценок

Нейронные сети и проблемы идентификации Теория нечетких множеств и проблемы идентификации

Идентификация систем для целей диагностики Моделирование систем Имитационное моделирование Методическое и программное обеспечение идентификации и моделирования

Верификация и проблемы качества программного обеспечения сложных систем

Глобальные сетевые ресурсы поддержки процессов идентификации, управления и моделирования

Методики обучения методологии и технологии идентификации

Научно-биографические исследования Психологические аспекты идентификации

Дополнительная информация и справки:

Жарко Елена Филипповна Тел/факс: +7 (095) 334-89-90

e-mail: sicpro@ipu.ru

http://www.sicpro.org