CC BY
56
2006 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА №108
серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов
УДК 629.735.015
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В ЦЕЛЯХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ ОПАСНОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ НЕБЛАГОПРЯТНЫХ ФАКТОРОВ В ПОЛЕТЕ
А.В. ЩЕТИНИН
Статья представлена доктором технических наук, профессором Зубковым Б.В.
В статье рассматривается подход к организации проведения экспертного опроса в летных комплексах авиакомпаний ГА РФ.
При решении широкого круга задач обеспечения безопасности полетов требуется получение количественной оценки опасности особых ситуаций полета, обусловленных проявлением неблагоприятных факторов различной природы, т.е. оценить тяжесть исхода полета при возникновении особой ситуации.
Весьма важным требованием к оценке является необходимость учета в ней действий экипажа по парированию последствий проявления неблагоприятного фактора. Это обстоятельство делает невозможным распространение на все неблагоприятные факторы методологии оценки опасности ситуаций, заложенной в ЕНЛГС, предусматривающей выполнение экипажем действий в строгом соответствии с РЛЭ.
Поскольку проявление неблагоприятного фактора, действий экипажа по парированию его последствий и исход полета являются событиями случайными, то в качестве объективной меры, интегрально оценивающей уровень безопасности такого полета, принимается оценка вероятности неблагополучного исхода полета, аварии или катастрофы. В дальнейшем этот показатель называется уровнем риска полета - 0.
С учетом вмешательства экипажа, с целью парирования последствий проявления неблагоприятного фактора, уровень риска появления авиационного происшествия в работе [1] предлагается оценивать по формуле:
а=еа , (1)
где е - вероятность появления 1-го неблагоприятного фактора;
А - условная вероятность непарирования экипажем последствий неблагоприятного фактора.
По формуле (1) оценивается уровень риска на отрезке времени [1;0 + Д1;], где ^ - момент времени появления неблагоприятного фактора; Д1 - отрезок времени, где экипажем производятся действия по парированию неблагоприятного фактора.
Для количественной оценки уровня риска на отрезке времени [^, 1;к] представляем выражение (1) в виде:
а=ЕКот, (2)
где КогЛ - условная вероятность непарирования последствий неблагоприятных факторов на отрезке времени [1:0, 1;к], т.е. до завершения полета.
Физический смысл КогЛ определяется как вероятностная оценка степени опасности особой ситуации полета, обусловленной проявлением 1-го неблагоприятного фактора в полете.
Копі определяется как произведение вероятностей непарирования проявления і-го неблагоприятного фактора в полете на отрезке времени [^ + Д1;] и вероятности непарирования последствий і-го неблагоприятного фактора в полете на отрезке времени [Д1 + 1;к], при условии парирования неблагоприятного фактора на отрезке времени [1;0 + Д1;].
Данные вероятности определяем как:
- а - коэффициент сложности парирования неблагоприятного фактора;
- в - коэффициент опасности исхода особой ситуации полета.
Окончательно:
(3)
Коэффициент ау - определяется как вероятность непарирования экипажем неблагоприятного фактора 1 - го типа на ] - м этапе полета:
а =(1 - Рп)
(4)
где Рп - вероятность парирования экипажем 1 - го неблагоприятного фактора на ] - м этапе полета и определяется по формуле (индексы 1] опущены):
Рп = Робн * Ррасп * Рвар.п * Рбд,
(5)
где Робн - вероятность обнаружения неблагоприятного фактора;
Ррасп - вероятность безошибочного распознавания неблагоприятного фактора;
Рвар.п - вероятность выбора рационального (оптимального) варианта парирования проявления неблагоприятного фактора;
Рбд - вероятность безошибочного выполнения действий по парированию последствий неблагоприятного фактора.
Коэффициенты сложности парирования проявившихся неблагоприятных факторов составляют вероятностную матрицу:
а11. а.. а1п
II їТ О а.. Оп , (6)
От1 "О* .. Отп
где 1 - 1,п - п - количество этапов полета;
] - 1,т - т - количество неблагоприятных факторов.
Коэффициент опасности исхода особой ситуации определяется как вероятность авиаци-
онного происшествия вследствие непарирования неблагоприятного фактора 1 - го типа на ] - м этапе полета.
Коэффициенты опасности исхода особой ситуации полета составляют вероятностную матрицу:
А, А-Ап
{А } = А,. .. А = п .. (7)
Ат1. . Ат.]'.. Атп
Введение понятия коэффициента сложности парирования неблагоприятного фактора и коэффициента опасности исхода особой ситуации полета позволяет определить коэффициент опасности особой ситуации, обусловленной появлением неблагоприятного фактора, и определять его как:
Таким образом, значение Копц позволяет оценить степень опасности неблагоприятного фактора и при известной вероятности появления неблагоприятного фактора априорно оценить уровень риска полета Qi]:
Используя количественные значения а, р и Коп, можно определить, исходя из степени опасности особой ситуации полета, рациональную стратегию действий экипажа по парированию последствий неблагоприятного фактора, требования к техническим системам обеспечения безопасности полетов и требования к подготовке летных экипажей.
Оценить существующий уровень безопасности полетов при эксплуатации воздушных судов, а также осуществить прогноз эффективности планируемых профилактических мероприятий.
Величины, входящие в выражение {Коц}} = \а} ®\Ру} , могут быть на практике определены с применением следующих методов:
1. Статистическим анализом данных об АП и инцидентах на этапе массовой эксплуатации;
2. Полунатурным моделированием с использованием пилотажных стендов и тренажеров;
3. Проведением статистического вычислительного эксперимента на имитационных моделях с моделированием возникновения и развития ОС, обусловленных конкретным неблагоприятным фактором;
4. На основе математико-статистических методов экспертного оценивания.
Реализация первых трех методов, как известно, требует значительных затрат как материальных, так и временных и сопряжена со значительными трудностями получения информации. Однако использование автоматизированной информационной системы в целях решения поставленных задач может изменить суждение о существующих затруднениях. И послужить дополнительной мотивацией для совершенствования существующих систем, использующих представленные методы.
Стоит отметить, что в практике летной эксплуатации встречаются случаи, не поддающиеся какой-либо математической формализации и моделированию вследствие их обособленности и индивидуальности. В таких случаях на помощь специалистам летных комплексов приходят эвристические методы, базирующиеся на человеческом опыте и знаниях. Для сравнительной оценки опасности проявления причины/фактора может быть использован метод экспертных оценок. Однако стоит отметить, что организация и проведение метода экспертных оценок до настоящего времени также представляли некоторые затруднения, связанные с их трудоемкостью. В данном случае автоматизированная информационная система также приходит на выручку специалистам. Несмотря на то, что информационная система позволяет решать проблемы, связанные с организацией и проведением экспертного оценивания, она также является мощнейшим инструментом в руках аналитика в плане расчета, подготовки и представления полученных данных в удобном для него виде. Наряду с уже отмеченными преимуществами информационной системы, она также обладает следующим рядом положительных качеств в плане экспертного оценивания:
(8)
где « ® » - означает поэлементное перемножение матриц {а;} и {рц}
(9)
- хранение данных, что обеспечивает быстрый доступ к результатам экспертной оценки за прошедшие периоды и возможность анализа опасности проявления причины/фактора в зависимости от времени и типа ВС;
- возможность оценки проявления причины/фактора экспертом, не отходя от своего рабочего места;
- обеспечение минимальной затраты времени на проведение рассматриваемой процедуры;
- гибкий инструментарий анализа полученных данных и др.
Как отмечалось выше, основной трудоемкий момент, связанный с реализацией метода экспертного оценивания, приходится на этап получения информации от экспертов. Рассмотрим организацию проведения экспертного опроса посредством инструментария автоматизированной информационной системы.
После определения причины/фактора или причин/факторов, вследствие которых произошло неблагоприятное событие, специалист летного комплекса активирует задание в информационной системе на проведение экспертного опроса. Причем в данном задании отмечается как этап полета, так и условия и момент возникновения события.
На следующем этапе каждый член экспертной группы получает уведомление о задании на проведение процедуры оценки опасности проявления причины/фактора. Далее вся процедура организации проведения экспертного опроса делится на три этапа, в которых непосредственное участие принимает лишь сам член экспертной группы:
1. Определение сложности парирования причины/фактора (рис. 1).
Данная процедура проводится путем последовательных ответов на поставленные вопросы. Анализируя электронную форму определения сложности парирования причины/фактора, можно сделать вывод, что у эксперта этот этап занимает считанные секунды. Однако несмотря на всю кажущуюся простоту представления данных, эксперт должен быть максимально сосредоточен и убежден, что его сообщение займет свое место в решении проблемы предупреждения авиационных происшествий и поможет ее решению. После выполнения этого этапа эксперт переходит к следующему, просто нажав на кнопку «Далее».
АИС
Обработка экспертных оценок__________________________________________
Этап полета [взлёт Причина/фактор ¡Выруливание на исполнительный старт для взлета без остановки
Определение сложности парирования причины/фактора | Определение опасности исхода полета | Данные об эксперте |
Легко ли обнаружить проявление причины/фактора |7 ІЛегко : Г- С затруднением □ Трудно Г Очень трудно
Легко ли распознать причину/фактор 1^ Легко Г” С затруднением 1“ Трудно Г" Очень трудно
Уверены ли Вы, что примите правильное решение? 1^ Уверен Г” Не совсем уверен Г” Почти не уверен 1” Не уверен
Уверены ли Вы, что безошибочно выполните действия по парированию причины/фактора? Г” Уверен 1^ Не совсем уверен Г” Почти не уверен Р Не уверен
Оцените в свою уверенность в том, что Вы парируете проявление причины/фактора особой ситуации полета 90 %
Дальше >>
5Е Экспертная оценка
Рис. 1. Определение сложности парирования причины/фактора
2. Определение опасности исхода полета (рис. 2)
Этот этап проводится аналогично первому и занимает не больше времени на проведение. Однако на этом этапе, также как и на первом, эксперт не должен забывать о важности своего сообщения. Для того чтобы эксперт был полностью уверен в своих ответах, имеется возможность возврата к каждому из двух этапов. В базе данных автоматизированной информационной системы фиксируются все поправки и возвращения эксперту предыдущих этапов рассматриваемой процедуры. Это сделано с целью возможности контроля затруднений, которые возникли у экспертов при проведении оценки опасности причины/фактора. Так что в любой момент специалистами летного комплекса может быть организована беседа с тем или иным экспертом или группой экспертов. Таким образом, руководство авиакомпании может быть уверено в том, что при введении в эксплуатацию автоматизированной экспертной системы обратная связь между экспертами и специалистами летных комплексов не будет утеряна. Также как и на первом этапе, переход к следующему осуществляется нажатием копки «Дальше».
3. Данные об эксперте (рис. 3)
Третий этап предназначен для определения личности эксперта, а также защиты от несанкционированного доступа к базе данных посторонних лиц. На этом этапе эксперт заполняет только три поля:
- «ФИО Эксперта» (эксперт выбирает свои данные из выпадающего списка);
- «Login» (эта информация известна одному лишь эксперту);
- «Пароль», также закрытая, личная информация.
В том случае, если для представившегося эксперта совпадают «Login» и «Пароль», информация поступает в базу данных автоматизированной информационной системы и на экран эксперта выводится сообщение об успешно выполненной процедуре.
В случае, если эксперт не зарегистрирован в таблице экспертов, третий этап позволяет ему произвести регистрацию, активировав функцию «Зарегистрироваться». Также эксперт может сопроводить свою оценку дополнительной информацией, которая, как он считает, может помочь в решении поставленной проблемы и предотвратить ее появление в дальнейшем.
Вывод
Использование рассмотренного комплекса позволяет производить процедуру экспертной оценки за считанные минуты, при этом не отрывая эксперта от производства.
Рис. 2. Определение опасности исхода полета вследствие появления причины/фактора
Рис. 3. Данные об эксперте
ЛИТЕРАТУРА
1. Воронович А.П., Жулев В.И., Лысенко Н.М., Лебедев А.И. Системы управления летательных аппаратов и безопасность полетов. - М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1969.
2. Смольников В.Л. Методика количественной оценки степени опасности особых ситуаций полета // Труды общества независимых расследователей авиационных происшествий. Вып. № 17. - 2006.
APPLICATION OF THE AUTOMATED INFORMATION SYSTEM WITH A VIEW OF DEFINITION OF THE QUANTITATIVE ESTIMATION OF DANGER OF DISPLAY OF FACTORS
IN FLIGHT
Shchetinin A.V.
In clause the approach to the organization of carrying out of expert interrogation in complexes of airlines of hectares of the Russian Federation is considered.
Сведения об авторе
Щетинин Антон Валерьевич, 1982 г.р., окончил МГТУ ГА (2004), аспирант МГТУ ГА, автор 2 научных работ, область научных интересов - безопасность полётов, контроль за качеством работы экипажей ВС.
