CC BY
20
Кривовяз А. Т., Бударецкий Ю.И., Бахмат М.В. Методы построения помехозащищенных навигационных систем для определения местоположения наземных подвижных объектов
Проанализированы методы повышения помехозащищенности спутниковых радионавигационных систем (СРНС) для навигации и топогеодезической привязки наземных подвижных объектов (НПО). Приведены сравнительные характеристики предложенных методов повышения помехозащищенности СРНС. Предложены варианты построения автономных навигационных систем (АНС). Рассмотрены сравнительные характеристики СРНС и АНС. Приведены результаты экспериментальных оценок определения направления и скорости движения с помощью микромеханического гироскопа и доплеровской радионавигационной системы (ДРНС), как составных частей АНС, так и с помощью СРНС при движении НРО по пересеченной местности. Определена целесообразность комплексирования СРНС и АНС.
Ключевые слова: спутниковая радионавигационная система, автономная навигационная система, инерциальная навигационная система, комплексированная навигационная система.
Krivovyaz A.T., Budaretsky Yu.I., Bakhmat M.V. Some Methods of Construction of Obstacle Secure Navigation Systems for Tracking Ground Moving Objects
Some methods to increase obstacle security of satellite radio navigation systems (SRNS) for navigation and surveying of ground moving objects (GMOs) are analysed. Comparative characteristics of the proposed methods of improving obstacle security of satellite radio navigation systems are defined. Some variants of construction of the autonomous navigation systems (ANS) are proposed. Comparative characteristics of SRNS and ANS are studied. The results of experimental evaluations of movement direction and speed with the help of a micromechanical gyroscope and Doppler radio navigation system (DRNS) as components of the ANS and using SRNS when driving on rough terrain GMO are proposed. The feasibility of interconnecting the SRNS and ANS are determined.
Keywords: satellite radio navigation system, autonomous navigation system, inertial navigation system, complex navigation system.
УДК355.343.22:303.022 Доц. Р.В. Кузьменко, канд. техн. наук;
викл. 1.Б. Дуфанець - Академiя сухопутних вшськ т. гетьмана Петра Сагайдачного
ОЦ1НЮВАННЯ НАД1ЙНОСТ1 ТЕСТОВИХ ЗАВДАНЬ З НАВЧАЛЬНО1
ДИСЦИПЛ1НИ "АВТОМОБГЛЬНА ТЕХН1КА, В ТОМУ ЧИСЛ1 АВТОМОБГЛЬНА П1ДГОТОВКА"
Перевiрка та оцшювання отриманих знань вшськовослужбовцями з дисциплши "Автомобшьна техника, в тому чиап автомобшьна подготовка" е вкрай важливою i не-обхщною компонентою навчального процесу вшськового навчального закладу, зокрема в час його функцюнування в особливий перюд. Розглянуто систему оцшювання, наведено приклад застосування методики, отримано результати, що шдтверджують високий р1вень внутршнъотестово! та ретестово! надшност системи оцшювань знань, що спря-мована на перевiрку теоретичних знань навчальних шдроздшв Академп сухопутних вшськ зi зазначено! вище навчально! дисциплши.
Ключовi слова: надшшсть тесту, тестовi технологи, автомобшьна подготовка, во-дшня автомобiля.
Актуальшсть та постановка проблеми. Вiдомо, що система бойово!' пiдготовки вiйськ (сил) включае предмети пiдготовки, основними серед яких е
"Автомобiльна техшка, в тому числi автомобшьна шдготовка" (АТАП). Вив-чення цього предмету передбачае не тiльки виконання практично!' складово!, але й вивчення теоретично!' компоненти. Лопчним закiнченням курсу навчання, а також контролю засвоення матерiалу е отримання оцiнки, що е сумарною i складаеться з ощнки з практично! та теоретично! компонент.
Щодо порядку оцiнювання практично! складово!, то вш фунтуеться на диференщйному пiдходi - за умови правильного виконання вправи або нормативу виставляють позитивну оцiнку, у протилежному ж випадку навпаки - не-гативну. У процесi розгляду порядку ощнювання теоретично! компоненти таку ощнку виставляють за результатами контролю з використанням комплексу програмованого навчання за контрольними картами (тестами) [1], що мають мiстити 5-10 теоретичних питань, i визначають у вiдсотковому ввдношенш пра-вильних вiдповiдей, а саме "вщшнно" - 100 %, "добре" - 80 % i бшьше та "за-довiльно" - 70 % i бiльше правильних вiдповiдей вiдповiдно до [1].
Реалiзацiя такого шдходу до оцiнювання знань у Збройних силах загалом вiдсутня, оскшьки единого стандартизованого комплексу програмованого навчання з використанням тестового контролю на сьогодш немае. 1снують окремо створеш та впровадженi в практику вшськ програмнi модулi, котрi розроблеш з особисто! iнiцiативи окремих вщповщальних осiб у виглядi автоматизованих модушв тестових завдань, яш реалiзованi у вже наявних програмних оболонках. Такий споаб мiстить елементи суб'ективного шдходу до ощнювання р1вня теоретичних знань, бо особа, що створюе таю тести, здебшьшого заздалепдь ус-кладнюе чи навпаки спрощуе завдання i керуеться переважно особистими знаниями з предметно! обласп та баченнями завдань предмету шдготовки.
Зазначеш вище обставини ставлять пiд сумшв ефективнiсть таких тестових завдань, оскшьки дослiдження окремих показникiв якосп тестових завдань, до яких вiдносять "р1вень складностi", "надiйнiсть", "коефiцiеит кореляцп", як правило, не проводять. Отже, задача ощнювання тестових завдань з навчально! дисциплши АТАП е актуальною i важливою, особливо враховуючи умови фун-кцiонування навчальних пiдроздiлiв у перюд проведення антитерористично! операцi!.
Тому метою роботи е ощнити шляхом аналiзу iз використанням метод1в математично! статистики, наявних тестових завдань з навчально! дисциплши " Ав-томобшьна техиiка, в тому числi автомобшьна шдготовка", що спрямованi на ощнювання теоретичних знань оаб, що навчаються в Академi! сухопутних вiйськ.
Основна частина. Критерiем, що дае змогу ощнити досконалкть тесто-во! системи перевiрки знань, е ефектившсть !! застосування [2, 3]. Шд ефектив-нiстю тесту розумдать його вiдповiднiсть таким основним умовам: надшшсть, валiднiсть, стандартизованiсть тощо.
Показник надшносп передбачае, що результати тестування залежать переважно вiд об'ективних, а не випадкових факторiв; висока надшшсть тесту бу-де означати стшккть результатiв тестування у рiзних умовах та з рiзними респондентами. У вузькому розумiннi надшшсть е мiрою узгодженостi результат тесту, отриманих пiд час першого i повторного застосування через певний про-мiжок часу. Попереднiй аналiз надшносп тесту у разi, якщо проводиться лише
одне тестування, а структура тестового завдання е вiдомою та допускае пара-лельну nepeBip^, е розщеплення результатов за певними ознаками та перевiрку 1х узгодженостi. Важливе значення мае також аналiз статистичних показникiв результат тестування.
Методика тестування. Вихвдними даними для перевiрки надiйностi тесту е матриця результатiв тестування (МРТ), тобто прямокутна таблиця, в рядках яко! зазначено прiзвища кожного респондента, що бере участь у тестуваннi, з варiантами вiдповiдей, зазначених у ввдповщних стовпцях, що вiдповiдають кiлькостi питань, ят використовувалися пiд час тестування певно! групи. Ре-зультати тестування зафшсоваш для 32 респондентiв, кожен iз яких заповнив тестове завдання, що складалось iз 10 питань, ят було вибрано iз едино! бази запитань. Основш статистичнi показники проведених тестувань, що е предметом цього до^дження, наведено у табл. 1.
Табл. 1. Об'ектиет статистичт показники pe3\>MbmamiB тестування
Кшьюсть питань у 6a3i 200
Кшьюсть питань у теста 10
Кшьюсть респондентав 32
Результати тестування
Показники Тест 1 Тест 2
Середнш бал 5,5625 6,0313
Дисперйя балу 1,9315 1,6442
Асиметрiя 0,3239 0,3300
Мaкс./мiнiм. бал 9/3 9/4
Шд час формування тестових завдань здшснювали перевiрку вибору питань iз рiзних частин теоретичного курсу, проте порядок вибору тем був випад-ковий. Правильнi вiдповiдi вданачено цифрою "1", помилковi - цифрою "0" (табл. 2). Аналопчну матрицю сформовано за результатами повторного тестування (табл. 3).
Табл. 2. Матриця результате за тестом 1 Табл. 3. Матриця результате за тестом 2
№ рес- № запитання № рес- № запитання
пондента 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 пондента 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1
2 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 2 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0
3 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 3 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0
4 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 4 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1
5 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 5 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1
6 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 6 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1
7 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 7 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0
8 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 8 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0
9 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 9 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1
10 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 10 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0
30 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 30 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0
31 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 31 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1
32 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 32 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0
Сума елемента кожного рядка МРТ мае змют бала визначеного респондента. Враховуючи випадкову природу величин, що детермшують здiбностi людей [3], аналiз результата може опиратися на закони математично'' статистики. У раз^ якщо рiвень складностi тесту вiдповiдае середньому рiвню знань у групi, а кшьюсть респондентiв достатня для виявлення статистичних закономiр-ностей, варто очкувати близькiсть характеру розподiлу оцiнок до нормального. Сума елеменпв кожного стовпця МРТ мае змiст середнього бала за питанням певного номера, помноженого на кшьюсть респондента. Оскiльки питання у межах тесту вибрано випадково, останнi суми повиннi бути близькими. Вщпо-вiднi розподши зображено на рис. 1. Даш, що стосуються повторного тестуван-ня, позначено, як "Тест 2".
Рис. 1. Розподиг респондент1в за ктьтстю набраних 6ал1в та ктыасть респондент1в, що правильно в1дповти на питання
Для перевiрки надшносп шструменту перевiрки знань, завдання тесту подшено на парш i непарнi. Кожну група завдань оброблено окремо i отримано два набори ощнок: за парними та непарними питаннями. Наступним кроком бу-ла перевiрка кореляцп результатiв мiж собою; вiдомо, що якщо коефщент кореляцп знаходиться в межах вщ 0,75 до 0,85 - методику вважають надiйною, якщо менший вiд 0,6 - 11 надшшсть викликае сумнiви. Внаслiдок аналiзу за тестом 1 отримано показник кореляцп тесту 0,7804, а за тестом 2 цей показник ста-новить 0,7370. Як бачимо, показники кореляцп е досить високими, а тому мож-на впевнено говорити про досить високий стутнь надшносп тестових завдань.
Маючи данi про повторш результати тестування, можна перевiрити ре-тестову надiйнiсть та динамку успiшностi групи. Варто очiкувати, що устш-нiсть у повторному тесп буде вищою, анiж у першому проведеннi. Дiйсно, се-реднiй бал за тестом 1 становив 5,56 iз 10 можливих, а за тестом 2-6,03, диспер-сiя ощнок зменшилась iз 1,93 до 1,64. Також природним е те, що и учасники тестування, що показали кращi результати у тестi 1, будуть також серед кращих у тесп 2. Кореляцiя балiв е високою: 0,93. Загальновживаним показником ре-тестовот надiйностi е показник ранговоТ кореляцп (коефiцiент Спiрмена). Для його розрахунку обчислено корелящю мiж векторами ранпв для тестiв 1 та 2. Зазвичай ранги описують натуральними числами вiд першого мiсця до ос-таннього (рiвного кiлькостi учасниюв). Оскiльки порiвняння здiйснюють за шкалою балiв, кiлькiсть яких може бути однаковою у рiзних учасникiв тестування, можливою е неоднозначнiсть розподшу рангiв; щоб уникнути цього, ви-користано модифiковану методику, що допускае однаковi значення рангiв, про-те зберкае загальний порядок величин. Наприклад, якщо один учасник отримав 9 балiв, один - 8, трое учасниюв 7 i решту 5 учасниюв отримали 6, то ранг пер-
шого доршнюе 1, другого - 2, трое наступних отримують третш ранг, решту -шостий. Розрахунок ретестовоТ ранговоТ кореляцп Сшрмена становить 0,9216, а 11 модифкований вар1ант - 0,9180.
Для перев1рки гшотези про значимкть виб1ркового коефщкнта ранговоТ' кореляцп Спрмена використано метод, описаний у [4]. Для того, щоб при ркш значимосп а перев1рити нульову гшотезу про ркнкть нулю генерального коефщкнта ранговоТ' кореляцп Сшрмена р потр1бно обчислити критичну точку
де: п - об'ем виб1рки; р - виб1рковий коефщкнт ранговоТ кореляцп Сшрмена; гкг(а, к) - критична точка двохсторонньоТ критичноТ обласп, яку знаходять за таблицею розподшу Ст'юдента при ркш значимосп а; к - кшьккть ступенк свободи. У нашому випадку п = 32, к = 30, виберемо ркень значимосп а = 0,001, тода к (а, к) = 3,65, коефщкнт ранговоТ кореляцп Сшрмена р = 0,92 1 для критичноТ точки знайдено Ткг = 0,26. Оскшьки отриманий коефщкнт ранговоТ кореляцп Спрмена значно бшьший за значения критичноТ точки, то рангова ко-релящя м1ж ощнками за двома тестами е значною.
Зазначимо, що при застосуванш тестових завдань до перев1рки знань коефщкнт надшносп доркнюе коефщкнту кореляцп м1ж результатами обсте-жень з1 збереженням рангових мкць дослщжуваних у виб1рщ при ретестуванш. М1ру стшкосп до повторного тестування визначають за допомогою коефщкнта ранговоТ кореляцп Сшрмена або Кендалла. Метод повторного тестування рвдко застосовують для вимрювання усшшносп, тому що у повторному тестуванш доцшьно брати до уваги ефект тренування, що виявляеться тим пом1тшше, чим легше запам'ятовуеться завдання 1 чим коротший пром1жок часу м1ж першим 1 другим тестуванням. У великому часовому пром1жку велика ймов1рнкть змши дослщжуваноТ якосп. Ретестова надшнкть дае змогу встановити стушнь неза-лежносп результата тестування в1д р1зних впливк. Коефщкнт ретестовоТ на-дшносп повинен бути не нижчим за 0,80. Якщо вш не досягае цього показника, точнкть вишру е недостатньою, а процедура тестування потребуе додатковоТ стандартизации Отримаш результати шдтверджують високу ретестову надшнкть, що може бути обумовлено малим пром1жком часу м1ж проведенням тестк 1 та 2. У цьому випадку показник надшносп шдтверджено також стан-дартними статистичними методами.
Анал1з показуе близьккть розподшу балк до нормального (рис. 2). Пере-в1рка гшотези про нормальний розподш за критеркм Шрсона дае для тесту 1: виб1ркове середне 5,56, виб1ркове середне квадратичне в1дхилення 1,39; порк-ияния емпричних та теоретичних частот дае х2 = 4,29, критична точка при ркш значимосп 0,05 та ступенях свободи к = 4 доркнюе 9,49; оскшьки 4,29 < 9,49 п-потезу про нормальний розподш можна вважати шдтвердженою. Для тесту 2 маемо: виб1ркове середне 6,03, виб1ркове середне квадратичне в1дхилення 1,28; поркняння емшричних та теоретичних частот дае х2=2,76, критична точка при ркш значимосп 0,05 та ступенях свободи к=3 доркнюе 7,81; оскшьки 2,76 < 7,81 гшотезу про нормальний розподш можна вважати шдтвердженою.
(1)
Рис. 2. Характер розподту 6ал1в у першому та другому тестуваннях
Отримаш достатньо висок показники надшност тестових завдань, спря-мованих на ощнювання теоретичних знань з водшня бойових машин, можна вважати наслщком таких фактор1в, як однор1дшсть виб1рки респонденпв за по-казниками вку, освгти, стат1 та професшними показниками; проведення повторного тестування через вщносно невеликий пром1жок часу (10 дшв) в однако-вих умовах одним 1 тим же експериментатором; розроблення тест1в тд кон-кретну аудиторш, оскшьки тестов1 завдання формувались у поточному рощ 1з огляду на р1вень тдготовки конкретних респондента; вщповщшсть розробле-ного змюту тестових завдань до змюту курсу, що вивчаеться. Разом 1з тим нез-начний прирют середнього бала св1дчить про слабку позитивну динамшу знань респондента та потребу поглиблення вимог до самовдосконалення ос1б, що навчаються.
Висновок. Результати перев1рки над1йност1 тестових завдань з навчаль-но'1 дисциплши АТАП, що спрямоваш на ощнювання теоретичних знань особо-вого складу навчальних тдроздшв, на основ1 анал1зу результата тестувань тдтверджують високий р1вень внутршньотестово! та ретестово'' надшност1 системи ощнювань знань. Близьюсть розподшу бальних ощнок до нормального свщчить про вщповщтсть р1вня складност1 тестових завдань р1вню знань конкретно! навчально! групи та р1вном1ршсть розподшу знань респондента
Лiтература
1. Курс водшня автомобiлiв i транспортерiв-тягачiв (КВ-2009): Наказ начальника Генерального штабу вщ 27.03.2009 р., N° 37. - 60 с. - (Нормативний документ).
2. Кiрсанов ВВ. Психолого-педагопчна дiагностика : пiдручник / ВВ. Юрсанов. - К. : Вид-во "Альтерпрес", 2002. - 512 с.
3. Галян 1.М. Психодиагностика : навч. посiбн. / 1.М. Галян. - К. : Вид-во "Академвидав", 2009. - 464 с.
4. Вакарчук I. Екзаменацшна сеск як вона е / I. Вакарчук. [Електронний ресурс]. - Доступ-ний з http://www.pravda.com.ua/articles/2009/02/27/3768269/.
5. Гмурман В.Е. Руководство к решению задач по теории вероятностей и математической статистике : учебн. пособ. [для студ. ВНЗ] / В.Е. Гмурман. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 2004. -404 с.
Кузьменко Р.В., Дуфанец И.Б. Оценка надежности тестовых заданий с учебной дисциплины "Автомобильная техника, в том числе автомобильная подготовка"
Проверка и оценка полученных знаний военнослужащими по дисциплине "Автомобильная техника, в том числе автомобильная подготовка" является крайне важной и необходимой компонентой учебного процесса военного учебного заведения, в частности при его функционировании в условиях особого периода. Рассмотрена система оценки, приведен пример применения методики, получены результаты, подтверждающие высокий уровень внутритестовой и ретестовой надежности системы оценок знаний, ко-
торая направлена на проверку теоретических знаний учебных подразделений Академии сухопутных войск из выше указанной учебной дисциплины.
Ключевые слова: надежность теста, тестовые технологии, автомобильная подготовка, вождения автомобиля.
Kuzmenko R.V., Dufanets 1.В. Reliability of Assessment Test Tasks on Academic Discipline "Automotive Equipment Including Automobile Training"
Testing and evaluation of knowledge on military discipline "Automotive equipment including automobile training" is crucial and necessary component of the educational process of a military educational institution in particular during its operation in a certain period. The system of assessment is considered. An example of the methodology is given. The results confirming a high level of intra and retest system reliability assessments of knowledge aimed at checking theoretical knowledge educational units of the Army Academy of the above discipline are proposed.
Keywords: reliability test, test technologies, automobile training, driving military vehicles.
УДК 629.3.072 Ст. викл. В.В. Попович, канд. техн. наук -
НУ "Львiвська полтехшка "
МАТЕМАТИЧНИЙ ОПИС К1НЕМАТИКИ КЕРМОВОГО ПРИВОДА I П1ДВ1СКИ АВТОБУСА А074
Поява моделей автобуив малого класу зi змщеним вперед на 600-700 мм силовим агрегатом призвела до значного видовження поздовжньо! тяги кермового привода, кше-матика якого часто не е узгодженою з кшематикою шдвюки. Ця неузгоджешсть мае значний вплив на стшюсть руху i керовашсть колюного транспортного засобу. Отрима-но математичш залежносп, яю дають змогу оптишзувати геометричш параметри кермового привода i шдшски. Вони враховують положення кульового пальця важеля поворотного кулака, поздовжнього та поперечного нахшпв осей шворшв i деформацию ре-сор для кермових приводiв iз нерозрiзною та розрiзною поздовжн1ми тягами.
Ключовi слова: кермовий привщ, нерозрiзна та розрiзна поздовжня тяга кермового привода, залежна передня шдвюка.
Постановка проблеми. Шд час проектування кермового привода необ-хщно визначати розм1ри його ланок та Тх положення у простор^ щоб забезпечи-ти таю характеристики безпеки руху, як надшна спйккть 1 керовашсть автобуса. На щ характеристики впливае багато конструкцшних, дорожшх, метереоло-пчних та шших факторк. Важливим 1з них е кшематична неузгоджешсть кермового привода 1 шдвкки керованих колк, яку необидно звести до мшшуму.
Недостатньо вивченою проблемою е вплив кiнематичноí неузгодженосп кермового привода i пiдвiски керованих колк на стiйкiсть руху та керовашсть автобуск.
Аналiз вiдомих дослщжень i публiкацiй. Математичний опис кшема-тик кермового привода й шдвкки перебувае у цен^ уваги багатьох вчених. Нижче подаемо стислий огляд публкацш про кiнематики кермового привода i пiдвiски колiсних транспортних засобк. Тимофеев С. А. [1] розглядае кермовий привод i пiдвiску керованих колк як об'еднаний просторовий механiзм, для виз-начення кiнематичних характеристик якого вш застосовував векторно-матрич-ний метод розрахункк [2].
У роботi [3] подано формули для визначення кшематичних характеристик кермового привода iз сошкою i кермового привода рейкового типу, яю ма-
