CC BY
70
2005
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Радиофизика и радиотехника
№ 87(5)
УДК 621.396
ПРОБЛЕМА СВЕДЕНИЯ ШКАЛ ОБЩЕПРИНЯТЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОБОБЩЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
БОЛЬШИХ СИСТЕМ
М.В. Черняков, А.С. Петрушин
Рассматриваются вопросы необходимости и возможности сведения (сопоставления) шкал измерения обобщенного показателя эффективности и общепринятых в соответствующей предметной области характеристик эффективности больших систем. В качестве примера приводится сведение шкал обобщенного показателя эффективности и характеристик уровня безопасности полетов для системы управления воздушным движением гражданской авиации.
ВВЕДЕНИЕ
Современное общество характеризуется постоянным повышением сложности больших систем (БС) различной природы и назначения. Увеличение сложности БС, характеризуемое, прежде всего, увеличением количества структурных элементов БС и соответствующих взаимосвязей между ними, ведет к ухудшению управления системой, а в конечном счете, если не предпринимать опережающим темпом адекватных встречных регулирующих воздействий, к потере управления.
Средством противодействия такой тенденции и стабилизации режимов работы БС является использование средств и систем контроля качества БС, однако, в силу ограниченной функциональности таких устройств, тривиальности получаемых ими оценок качества БС, указанные средства и системы контроля качества не могут быть использованы в полной мере для получения объективной количественной оценки эффективности БС. Поэтому средствами оптимизации БС должны выступать системы другого уровня возможностей - системы комплексной оценки эффективности БС. Здесь и далее под эффективностью понимается характеристика степени приспособленности системы к выполнению поставленных перед ней задач, а проблема оценки эффективности БС формулируется как задача комплексного исследования состава и структур построения БС, их функциональных, тактических и технических возможностей в интересах формирования на всех этапах жизненного цикла оптимальных политик для БС, связанных с решением проблем безопасности, экономичности, надежности и других в ходе создания и эксплуатации БС. В этих условиях особенно важно иметь в распоряжении унифицированный способ количественной оценки эффективности БС, инвариантный к назначению, целям, решаемым задачам и сложности БС.
В работах [3,4] разработана методика оценки эффективности систем управления воздушным движением (УВД) различного уровня. Так, в работе [3] представлено приложение методики для оценки эффективности аэродромно-диспетчерского центра, а в работе [4] рассмотрено приложение методики для решения аналогичной задачи на любом уровне ответственности системы УВД. На основе разработанной унифицированной методики получена ее практическая реализация в виде апробированной методики оценки эффективности комплекса радиотехнического оборудования (РТО) аэродрома ГА на примере РТО системы посадки (СП) аэродрома Шереметьево [5-7]. Оценка эффективности комплекса РТО СП аэродрома Шереметьево позволила численно подтвердить не только необходимость и возможность проведения планируемой модернизации за счет получения количественной оценки её эффективности, отражающей положительный эффект от такой модернизации, но и обосновать, на основе приобретенного положительного опыта, целесообразность более широкого применения методики для оценки эффективности больших (сложных) систем (БС) вне зависимости от их назначения, целей, ре-
шаемых задач, структур и сложности построения. В частности к категории БС в полной мере можно отнести системы УВД.
Вывод о целесообразности применения методики для оценки эффективности различных БС основан на её основных достоинствах:
1. Инвариантность к природе и сложности БС.
2. Возможность использования на любом этапе жизненного цикла БС.
3. Применимость для получения как мгновенной, так и усредненной оценки эффективности.
4. Многокритериальность, использование как количественных, так и качественных показателей эффективности с учетом их различных важностей для эффективности БС в целом.
5. Простота применения, «прозрачность» (несложное толкование) получаемых результатов, что обеспечивает возможность коррекции модели оценки эффективности, формируемой на базе упомянутой методики, как в процессе расчетов при наблюдении неадекватных «выбросов» результатов, так и в ходе многократного применения за счет уточнения состава показателей эффективности, весовых коэффициентов, структуры взаимосвязей и стратегий расчета соответствующих обобщенных показателей эффективности.
6. Реализация всех основных стратегий в принятии решений - «оптимистичной», «средней» и «пессимистичной», а также любых их производных вариантов.
7. Наличие разработанного специализированного программного обеспечения, адаптируемого к исследованиям эффективности БС в конкретной предметной области.
Вместе с тем, несмотря на неоспоримые достоинства методики, на данном этапе её развития имеются два важных ограничения, а именно:
1. Представление качественных категорий (например, качественных оценок значений важности частных показателей эффективности) их количественными эквивалентами в виде точечных оценок.
2. Оперирование понятием обобщенного показателя эффективности, который по построению, как правило, не отождествляется ни с одним из показателей множества интегральных показателей эффективности, общепринятых в предметной области, к которой относится рассматриваемая БС.
Первое ограничение может быть снято при представлении качественных категорий, используемых при оценке эффективности БС, их количественными эквивалентами на первом этапе - в виде интервальных оценок, а на следующем этапе - в виде оценок на базе нечетких множеств. Последний вариант является наиболее предпочтительной моделью приближения качественных оценок их количественными аналогами.
Второе ограничение может быть снято путем сведения шкал обобщенного показателя эффективности БС и общепринятых в рассматриваемой предметной области интегральных показателей эффективности БС, измеряемых иными средствами, базирующимися на применении других способов. Целью настоящей статьи является описание подхода к сведению указанных шкал.
Перед содержательным изложением упомянутого подхода кратко, на повествовательном уровне изложим основные положения методики оценки эффективности БС с комментариями порядка и правил её применения.
1. ОСНОВЫ МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОЛЬШИХ СИСТЕМ
Целью и назначением методики является многокритериальная количественная оценка эффективности БС вне зависимости от их назначения, целей, решаемых задач, структуры построения и сложности.
Ключевыми являются следующие постулаты методики:
1. Мера эффективности БС определена как мера соответствия ее частных показателей требованиям соответствующей проектной документации и/или фактически действующим на
текущий день стандартам (далее - нормы) на аналогичные системы. В методике указанная мера соответствия называется обобщенным показателем эффективности БС (обозначено как Е). Уровень эффективности БС, доставляемый ею при выполнении всех без исключения норм, принимается за единичное значение, то есть Ен=1.
2. Всякая БС может быть представлена в терминах ее функций и структурных элементов.
Эффективность БС
Уровень системы 1 ^ —
Элементарная задача расчета обобщенного показателя эффективности
е = Ф(Г(х1),...Дхп)Мх1),...,\м(хп))
м(х^ w(x2)// w(Хз)/ хх4 ^п)
^х2) Г(хз) ^п-і) ^п)
е - обобщенный показатель эффективности;
Ф - функция свертки; f - оценочная функция; х - частный показатель эффективности; ш(х) - вес частного показателя эффективности х; - индекс частного показателя эффективности
Рис. 1. Представление задачи оценки эффективности БС системой элементарных задач оценки эффективности
3. Эффективность БС в целом определяется и находится в монотонной зависимости от эффективностей её подсистем, эффективность подсистемы, в свою очередь, аналогичным образом зависит от эффективностей субподсистем и т.д., вплоть до установления зависимости от элементов нижнего уровня иерархии, где размещаются элементы, дальнейшая декомпозиция которых невозможна или признана нецелесообразной.
4. Структура элементов и функций всякой БС может быть представлена иерархической топологией, на которой определяется конечное число элементарных задач оценки эффективности (рис.1), способ постановки и решения которых является типовым, т.е. инвариантным к природе рассматриваемого объекта и уровню обобщения показателей эффективности.
Элементарная задача оценки эффективности является «ключом» к пониманию сущности разработанной методики и базовым объектом при её использовании. Элементарная задача характеризуется простейшей двухуровневой иерархической структурой обобщенного показателя эффективности (обозначено как е), который занимает верхний уровень иерархии. Частные показатели эффективности занимают нижний уровень иерархии. Как правило, число частных показателей эффективности х не превосходит десяти показателей (п<10). Тогда решение задачи количественной оценки эффективности БС может быть найдено посредством синтеза решений элементарных задач оценки эффективности, начиная с оценки эффективностей простейших элементов БС. При этом результаты более «частных» решений являются исходными данными для получения более «общих» оценок эффективности. При постановке и решении всей совокупности элементарных задач оценки эффективности используются одни и те же процедуры и математические методы, которые в своей совокупности составляют математическое обеспечение оценки эффективности БС.
Математическим обеспечением оценки эффективности БС поддерживаются три метода получения количественной многокритериальной оценки эффективности. Эти методы позволяют учесть различные важности, выраженные соответствующими весовыми коэффициентами w, частных показателей эффективности х в отношении обобщенного показателя эффективности е при построении искомой функциональной зависимости Ф (рис. 1).
Первый метод «средней» оценки эффективности используется в случае попарной независимости частных показателей эффективности х в элементарной задаче оценки эффективности и позволяет получить количественную оценку эффективности е, в которой «недостатки» (значения показателей эффективности х «хуже» нормы) компенсируются «достоинствами» (значения показателей эффективности х «лучше» нормы) рассматриваемого подмножества иерархии БС, для которого решается элементарная задача оценки эффективности в той мере, в которой «недостатки» и «достоинства» сравнимы между собой.
Второй и третий методы «верхней» («оптимистичной») и «нижней» («пессимистичной») оценки эффективности используются для учета дополнительности и замещаемости (то есть зависимости), присущих на практике частным показателям эффективности х. Метод «верхней» оценки эффективности позволяет получить количественную оценку эффективности е , которая базируется, в основном, на учете «достоинств» рассматриваемого подмножества иерархии БС, для которого решается элементарная задача оценки эффективности. Метод «нижней» оценки эффективности позволяет получить количественную оценку эффективности е*, которая базируется, в основном, на учете «недостатков» рассматриваемого подмножества иерархии БС, для которого решается элементарная задача оценки эффективности.
При этом всегда выполняется неравенство е > е > е*. В совокупности эти методы обеспечивают реализацию всех основных стратегий построения обобщенного показателя Е эффективности БС, а именно «оптимистичной», «средней» и «пессимистичной» стратегий.
В частном случае, когда предполагается равнозначность всех без исключения частных показателей эффективности х в отношении обобщенного показателя е, использование «верхней» е* и «нижней» е* оценок при выборе наилучшей альтернативы вырождается соответственно в
«максимаксный» и «максиминный» критерии, известные в теории как «гарантийный» и «оптимистичный» подходы в принятии решений.
«Гарантийный» подход основан на построении оценок Єті„, а «оптимистичный» подход -на построении оценок emax для всей совокупности рассматриваемых альтернатив. При этом
*
справедливо неравенство emax ^ e > e > e* > eml„. Гарантируется, что альтернативная оценка эффективности eA, полученная каким-либо альтернативным, но подобным указанным методам способом, принадлежит интервалу оценок (emax, eml„), а в большинстве случаев выполняется неравенство: e > eA ^ e*.
Для учета в указанных методах влияния различных важностей частных показателей эффективности x на обобщенный показатель e в элементарной задаче разработана и используется процедура определения весовых коэффициентов w(x).
В методе «средней» оценки весовые коэффициенты имеют смысл вероятностной меры P, при этом предполагается попарная независимость частных показателей эффективности x. В методах «верхней» и «нижней» оценок весовые коэффициенты w(x) имеют смысл соответственно меры необходимости N и меры возможности П, при этом допускается зависимость частных показателей эффективности x между собой. Методы «верхней» и «нижней» оценок позволяют учитывать при построении правила расчета обобщенного показателя эффективности E дополнительность и зависимость между частными показателями, что часто встречается на практике.
Для использования качественных оценок, в том числе оценок важности частных показателей, наряду с количественными показателями эффективности, разработана и используется процедура представления качественных оценок их количественными аналогами.
В формулах расчета обобщенного показателя эффективности e, построенных на основе указанных методов, должны использоваться оценки f(x) по частным показателям эффективности x в виде безразмерных величин одного масштаба чисел. Поэтому для приведения к требуемому виду количественных показателей, измеряемых на разных шкалах и в различном масштабе чисел, разработана и используется процедура нормализации исходных данных.
Для применения понятия «эффективность» в одном и том же смысле для всех без исключения частных показателей эффективности x разработана и используется процедура ориентации этих показателей.
На основе решений элементарных задач оценки эффективности и поэтапного обобщения результатов этих решений «снизу-вверх», в конечном итоге, формируется решение общей задачи оценки эффективности БС. В зависимости от принятой стратегии расчета обобщенного показателя эффективности БС будут получены различные значения эффективности. В случае использования во всех без исключения элементарных задачах верхней/средней/нижней оценки эффективности e /e/e*, будет получена верхняя/средняя/нижняя оценка эффективности E /E/E* БС. В реализации этих трех методов расчета обобщенного показателя E заключаются основные стратегии решения задачи оценки эффективности БС. При выборе стратегий расчета обобщенного показателя эффективности, отличных от вышеизложенных, можно получить различные промежуточные значения E.
Выбор альтернативы с максимальным значением E* определяет наилучшую БС по совокупности всех оцениваемых характеристик. Выбор альтернативы с максимальным значением E* определяет выбор БС, обладающей минимумом недостатков. Выбор альтернативы с максимальным значением E определяет наилучшую БС, достоинства которой максимально покрывают присущие ей недостатки.
Всегда верно, что E* > E > E*. Необходимо использовать все три оценки E*, E, E* для принятия всесторонне взвешенного решения об эффективности БС.
Результаты оценки эффективности БС могут иметь как самостоятельное значение, так и могут быть использованы для сравнения с альтернативными вариантами построения БС.
Порядок постановки и решения задачи оценки эффективности БС на основе разработанной методики представлен на рис.2 в виде структурной схемы этапов.
Начало
Конец
Рис. 2. Структурная схема решения задачи оценки эффективности БС
Для производства автоматизированных расчетов по оценке эффективности БС, а также ввода, хранения и вывода необходимых данных разработано и используется соответствующее программное обеспечение [9,10].
2. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО СВЕДЕНИЮ ШКАЛ ОБЩЕПРИНЯТЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОБОБЩЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОЛЬШИХ СИСТЕМ
Целью настоящей статьи является развернутое описание этапа 6 на рис.2 - «Установление соответствия между обобщенным показателем эффективности БС и интегральными характеристиками эффективности БС» или, по-другому, сведение шкал названных показателей.
Действительно, между обобщенным показателем БС Е и общепринятыми в рассматриваемой предметной области интегральными характеристиками эффективности БС должно быть установлено соответствие.
Это возможно в том случае, если какими-либо иными, отличными от рассматриваемой методики методами, получены значения интегральных характеристик эффективности БС. Обобщенный показатель Е должен быть отождествлен с функцией-сверткой (обозначено как I) ряда интегральных характеристик при условии принятия в качестве ограничений прочих интегральных характеристик, не участвующих в качестве аргументов в функции-свертке I. В частном случае, обобщенный показатель Е может быть отождествлен с одной из общепринятых интегральных характеристик эффективности БС при условии принятия в качестве ограничений всех прочих интегральных характеристик.
На практике обычно известны нормативные значения этих интегральных характеристик. После применения к значениям интегральных характеристик эффективности БС правил ориентировки и нормировки данных, предоставляемых методикой, эти значения должны быть свер-
нуты к интегральному показателю эффективности БС I одним из трех указанных методов. Также как и в случае обобщенного показателя Е, для I будет справедливо, что при выполнении нормативных требований по всем без исключения интегральным характеристикам эффективности БС, значение 1н=1. При ухудшении значений интегральных характеристик эффективности БС относительно норм имеет место 1<1, а при улучшении, напротив, справедливо 1>1.
Это значит, что заключительный анализ эффективности БС следует выполнять в общепринятой терминологии рассматриваемой предметной области.
Помимо достижения вышеуказанного результата процедура сведения шкал позволяет оценить свойства адекватности, точности и экономичности математической модели оценки эффективности БС, разработанной на базе рассматриваемой методики.
Основными свойствами математических моделей являются: универсальность, адекватность, точность и экономичность. Выполнение свойства универсальности для модели оценки эффективности БС на базе рассматриваемой методики обеспечено по определению.
Выполнение основных свойств адекватности, точности и экономичности математической модели оценки эффективности БС подтверждается при сопоставлении понятий обобщенного показателя эффективности Е с интегральными характеристиками эффективности БС. Очевидно, что показатели Е и I отражают одно и тоже свойство, а именно, эффективность БС, имеют одну и ту же размерность, масштаб и «поведение» по отношению к соответствующим нормам. Обычно выполняются условия о том, что нормы проектной (регламентирующей) документации однозначно соответствуют нормам интегральных характеристик эффективности БС. Это соответствие является необходимым и достаточным условием сопоставления показателей Е и I.
Е - обобщенный показатель эффективности БС,
рассчитанный на базе методики оценки эффективности БС
0
Точность "нижней "
Точность средней "
Точность
"верхней"
Е*
оценки
Е
Ен=1
I - свертка интегральных характеристик эффективности
БС, полученная на основе альтернативных методов оценки эффективности БС
0
I*
'н=1
I
I*
Рис. 3. Структура отображения результатов сведения шкал обобщенного показателя эффективности БС и свертки общепринятых характеристик эффективности БС на мониторе персонального компьютера
Тогда модуль разности | Е - II является оценкой точности модели эффективности. Оценкой экономичности полученной модели станет разность значений CI - CE стоимости Q и CE получения соответственно оценок I и Е. Оценкой адекватности является подтверждение того факта, что при увеличении значения I также увеличивается значение Е и наоборот. Более того, в случае невозможности получения оценки I и при наличии согласованной экспертной оценки о повышении эффективности БС, подтверждением адекватности модели оценки эффективности будет увеличение значения Е и наоборот. Качество решения задачи оценки эффективности
БС в целом (то есть точность, экономичность и адекватность результирующих оценок) определяется качеством постановки и решений элементарных задач оценки эффективности, а также достоверностью исходных данных.
Структура отображения оценки эффективности БС и результатов сведения шкал обобщенного показателя эффективности БС Е и свертки интегральных характеристик I на мониторе персонального компьютера представлена на рис.3. Данная структура отображения информации используется также для иллюстрации всех промежуточных результатов оценки эффективности БС на любом этапе решения задачи. Данная структура тривиальна и не требует комментариев.
Далее рассматривается важное приложение по использованию разработанных предложений по сведению названных шкал при оценке эффективности системы УВД.
3. О СВЕДЕНИИ ШКАЛ ОБЩЕПРИНЯТЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И ОБОБЩЕННОГО ПОКАЗАТЕЛЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Как отмечалось, системы УВД относятся к классу БС, поэтому применение к ним предложений по сведению шкал обобщенного показателя эффективности системы УВД и общепринятых характеристик эффективности систем УВД является корректным.
Из теории УВД известно, что интегральными показателями эффективности систем УВД являются показатели безопасности, регулярности и экономичности полетов [1,2]. При безусловной важности показателей регулярности и экономичности полетов наиважнейшим показателем эффективности системы УВД является безопасность полетов. Поэтому, определяя в разряд ограничений показатели регулярности и экономичности полетов, здесь сформулирован подход к сведению шкал интегрального показателя безопасности полетов в виде свертки I общепринятых характеристик безопасности и опасности полетов - аббревиатура соответственно БП и ОП - (здесь и далее обозначено как I для преемственности с вышеизложенным материалом) и обобщенного показателя эффективности системы УВД Е (обозначено как Е по той же причине). С этой целью подготовлены перечни частных показателей эффективности для формирования обобщенного показателя Е и свертки I общепринятых характеристик безопасности полетов.
В табл.1 представлен перечень частных показателей эффективности, используемых для формирования обобщенного показателя Е, а также наименования соответствующих руководящих документов, необходимых для определения и использования в методике нормативных значений по частным показателям эффективности системы УВД.
Таблица 1
Перечень частных показателей эффективности для формирования обобщенного показателя Е
Показатель Контролируемые характеристики Нормативные документы
1 2 3
Є1 Схема структуры воздушного пространства с нанесением на нее границ районов УВД, аэродромов, воздушных трасс, МВЛ, районов авиационных работ, секторов УВД Перечень воздушных трасс СССР, Перечень районов УВД
Є2 Схема организационной структуры службы УВД, ее соответствие выполняемым задачам и руководящим документам п.6.1.НПП ГА-85, Инструкция по производству полетов данного аэродрома, Инструкция по организации, управлению полетами при выполнении авиационных работ и их обеспечению в районах МДП (МГА, 23.06.86, №3.1. -289). Положение о центрах ЕС УВД, приказ Главкома ВВС и МГА от 09.03.88. №89/43
Є3 Состав пунктов УВД с границами зон ответственности Рекомендации по организации пунктов УВД и критерии их совмещения (МГА, 19.03.87, №3.1-99)
Продолжение табл. 1
Показатель Контролируемые характеристики Нормативные документы
1 2 3
Є4 Т ехнологии работы диспетчеров каждого пункта УВД Т ехнологии работы диспетчеров службы движения гражданской авиации, Правила и фразеология радиообмена при выполнении полетов и управлении воздушным движением, утверждены приказом МГА от 27.02.87 № 61
Є5 Соответствие интенсивности воздушного движения (данные по ОВД: месячная, суточная, часовая по каждому из пунктов ОВД) пропускной способности ВПП, аэродрома, секторов УВД, точек схождения (пересечения) воздушных трасс Типовая документация службы движения ГА, утв. МГА 30.09.85 (действительна только 1 глава, см. распоряжение ФАС России от 21.09.98 №6/и). Нормативы пропускной способности: приказы МГА от 24.12.85 №927/у, от 09.09.86 №224, от 30.09.88 №635/у. Указания МГА от 22.06.89 №336/у и от 19.12.89 №605/у
Є6 Авиационные происшествия и инциденты по вине службы движения за последние 5 лет и принятые по ним меры Положение о расследовании авиапроисшествий и инцидентов с гражданскими воздушными судами (ПРАПИ - 88), утвержденное МГА 20.04.98.
Є7 Т ехническое оснащение аэродромов и трасс средствами радиолокации, радионавигации, и авиационной электросвязи с характеристиками средств (зоны перекрытия пространства, показатели качества электросвязи, регламент работы средств и т. д.). 1. ФАП «Радиотехническое обеспечение полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования». 2. Руководство по авиационной электросвязи (РС ГА-99). 3. Руководство по радиотехническому обеспечению полетов и технической эксплуатации объектов радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи (РРТОПТЭ ГА-99)
Є7 Оснащение объектов УВД аппаратурой световой и звуковой сигнализации занятости ВПП. -
Є7 Наличие и состояние пультов руководителей полетов и диспетчеров УВД 1. Типовая документация службы движения ГА, утв. МГА 30.09.85г.(действительна только 1 глава, см. распоряжение ФАС России от 21.09.98г. №б/и). 2. Перечень документации, справочных материалов, наглядных пособий и основного (типового) оборудования рабочих мест персонала ОВД, утвержденным ФАС России 21.09.98г. №6/и
Є8 Наличие и состояние оборудования передвижных пунктов руководителей полетов Приказ №ДВ-124 от 27.11.95г.
Є8 Наличие и состояние аппаратуры оповещения аварийно -спасательной команды -
Є8 Порядок резервирования пунктов УВД в экстремальных условиях (пожар, наводнение, землетрясение, забастовка и др.)
Є9 Штатное расписание диспетчерского состава, укомплектованность, список с полной характеристикой каждого диспетчера (что окончил, разряд, допуск к рабочим местам, стаж, повышение квалификации и т. д.) 1. Ст.44КЗОТРФ. 2. Руководство по профессиональной подготовке персонала обслуживания воздушного движения гражданской авиации, утвержденное 09.09.98г. №8/и
Є9 График работы смен специалистов УВД, согласованный с профсоюзом и утвержденный директором Указание МГА от 14.07.81 №338/у. Указание МГА от 21.07.88 №472/у
Є10 Наличие и оборудование класса для инструктажа и разбора смен УВД Приложение к Т иповой документации службы движения Г А
Є10 Наличие и оборудование комнат отдыха диспетчеров УВД. Режим отдыха и психологической разгрузки во время работы Методические рекомендации по организации и использованию комнат активного отдыха диспетчеров службы движения ГА, утв. МГА от 15.12.82 №33.1.6-34
Показатель Контролируемые характеристики Нормативные документы
1 2 3
£10 Порядок контроля за работой смен УВД, качества выполнения диспетчерами своих должностных обязанностей НПП ГА-85, раздел 6
£10 Порядок использования средств объективного контроля за работой персонала УВД Инструкция МГ А от 31.03.89 № 10/у
е10 Наличие информационного обслуживания экипажей воздушных судов АТИС и ВОЛМЕТ или метеорологическая информация экипажей ВС обеспечивается диспетчерами службы движения. Инструкция по организации и использованию радиовещательных передач АТИС и ВОЛМЕТ, совместный приказ ДВТ, Росаэронавигации и Росгидромета от 05.09.94 № 97/ДВ-95/105
£10 Соответствие помещений пунктов УВД установленным нормам и требованиям Нормы годности к эксплуатации гражданских аэродромов (НГЭА-92)
£10 Соответствие рабочих мест диспетчеров УВД эргономическим нормам и требованиям 1. ГОСТ 12.2.061-81 ССБТ «Общие требования безопасности к рабочим местам» 2. ГОСТ 12,2.032-78 «Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования» 3. Эргономические нормы и требования к оборудованию рабочих мест диспетчеров УВД, МГА 19.12.90
Показатели е в соответствии с табл.1 имеют следующие наименования:
£1 - показатель степени совершенства воздушного пространства, зависящий от числа пересечений, схождений воздушных трасс, а также от опасности полетов вблизи наземных препятствий (мачты, строения, горы и т. п.);
е2 - показатель степени соответствия структуры построения системы УВД руководящим требованиям;
£3 - категория загрузки диспетчера в зависимости от структуры зоны и интенсивности потоков; е4 - показатель степени соответствия технологии работы системы УВД руководящим требованиям;
е5 - показатель риска нарушения установленных нормативов пропускной способности;
£6 - показатель безопасности полетов и мер по ее обеспечению;
е7 - показатель нормального (без нарушения требований нормативных документов) УВД при отказах технических средств и имеющихся потоках ВС;
е8 - показатель риска потери управления или невозможности предотвратить опасность в зависимости от отсутствия или наличия передвижного пункта РП, оснащения и технического состояния пункта;
е9 - показатель работы при выполнении своих обязанностей в условиях нарушения трудового законодательства или вероятность невыполнения своих обязанностей (ошибки) в условиях нарушения трудового законодательства;
£10 - показатель влияния различных факторов на загрузку диспетчера и возможность ошибки диспетчера.
Перечисленные показатели е1 - £10 являются аргументами в формуле (-х) функциональной зависимости, получаемой для расчета значения обобщенного показателя эффективности системы УВД Е. Построение данной формулы (-л) определено порядком, правилами и методами элементарной задачи оценки эффективности, подробно изложенными в работе [4].
В табл.2 представлен перечень общепринятых характеристик эффективности для формирования свертки интегрального показателя безопасности полетов I. Данные табл.2 приведены в соответствии с работой [8].
Таблица 2
Перечень общепринятых характеристик эффективности для формирования свертки I
Уровни БП и ОП Показатели БП и ОП Масштаб измерения в России, в районах УВД
Уровень безопасности полетов: А! - по полетам; Д1 - десятки тысяч;
- абсолютный: ДN = №п; Д2 - по часам налета; Д2 - миллионы;
- относительный: ДНз = (№п)М А3 - по пассажирам; Д3 - миллионы, тысячи;
Д4 - по пассажиро-километрам; Д4 - миллиарды;
Д5 - по тонно-километрам; Д5 - миллионы, миллиарды;
Д6 - по почте; Д6 - миллионы, миллиарды;
Д7 - по другим показателям Д7 - большие числа
Уровень опасности полетов: П - количество авиакатастроф; п1 - десятки;
- абсолютный: п; п2 - количество АП; п2 - сотни;
- относительный: п0 = пЖ п3 - количество погибших; п3 - сотни, тысячи;
п4 - потерянного груза; п4 - сотни;
п5 - по другим показателям авиарынка п5 - малые числа
Примечание: N - общее количество полетов, часов налета, пассажиров, тонн груза и т. д.
Показатели, перечисленные в табл.2, являются аргументами в формуле (-х) функциональной зависимости, получаемой для расчета значения интегрального показателя безопасности полетов I системы УВД. Построение данной формулы (-л), также как и в случае Е, определено порядком, правилами и методами элементарной задачи оценки эффективности, подробно изложенными в работе [4].
Принимается без доказательства, что полное соответствие требованиям нормативных документов по показателям е1 - £10 обеспечивает номинальный уровень безопасности полетов, т.е. соблюдение всех норм безопасности полетов на заданный период времени по показателям, представленным в табл.2. В этом случае имеем Ен = 1н = 1. Адекватное изменение Е и I при отклонении реальных значений частных показателей эффективности и характеристик безопасности полетов от соответствующих норм гарантирует методика оценки эффективности системы
УВД.
Таким образом, в статье показана необходимость и доказана возможность здесь решения задачи сведения шкал обобщенного показателя эффективности системы УВД Е и интегральной характеристики безопасности полетов I в условиях принятия как ограничений интегральных характеристик регулярности и экономичности полетов Г А.
ВЫВОДЫ
Разработаны и в настоящей статье представлены следующие результаты исследований:
1. Сформулированы предложения по сведению шкал общепринятых характеристик и обобщенного показателя эффективности больших систем.
2. Решена задача сведения шкал обобщенного показателя эффективности системы УВД и интегральной характеристики безопасности полетов при условии принятия в качестве ограничений интегральных характеристик регулярности и экономичности полетов ГА.
ЛИТЕРАТУРА
1. Крыжановский Г.А., Черняков М.В. Оптимизация авиационных систем передачи информации. - М.: Транспорт, 1986.
2. Организация управления воздушным движением./В.И. Алешин, Ю.П. Дарымов, Г. А. Крыжановский и др.; Под ред. Г. А. Крыжановского. - М.: Транспорт, 1988.
3. Черняков М.В., Петрушин А.С. Методика оценки эффективности аэродромного диспетчерского центра // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, №24, 2000.
4. Черняков М.В., Петрушин А.С. Автоматизированная методика оценки эффективности радиотехнического оборудования системы управления воздушным движением // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов, №35, 2001.
5. Черняков М.В., Петрушин А.С. Структура показателей оценки эффективности комплекса технических средств радиосветотехнического обеспечения аэродрома // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, №36, 2001.
6. Черняков М.В., Петрушин А.С. Оценка эффективности комплекса технических средств ра-диосветотехнического обеспечения аэродрома // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, №36, 2001.
7. Черняков М.В., Петрушин А.С. Оценка эффективности модернизации комплекса технических средств радиосветотехнического обеспечения системы посадки аэродрома // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, №36, 2001.
8. Хохлов Е.М. Процессная концепция безопасности полетов: «Российские компании имеют стабильный уровень безопасности полетов» // «Воздушный транспорт», №№37,38, 1999.
9. Черняков М.В., Петрушин А.С., Прямов Г.В. Программа расчета многокритериальных оценок предпочтительности альтернатив (Программа «Оценка»). Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2001610797, 2001.
10. Черняков М.В., Петрушин А.С., Прямов Г.В. Программное обеспечение унифицированного способа оценки эффективности больших систем (ПО УСОЭБС). Свидетельство РФ об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2001610802, 2001.
ABOUT AN INFORMATION OF DIALS OF THE GENERALIZED INDEX AND CONVENTIONAL PERFORMANCES ACCORDING TO EFFECTIVENESS OF THE LARGE SYSTEMS
Tcherniakov M.V., Petrushin A.S.
The problems of necessity and possibility of an information (comparison) of dials of measurement of the generalized index of effectiveness and performances, conventional in the appropriate subject domain, of effectiveness of the large systems are considered. As an example the information of dials of the generalized index of effectiveness and performances of a level of safety of flights for a control system of air driving of civil aircraft is reduced.
Сведения об авторах
Черняков Михаил Владимирович, 1937 г.р., окончил ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского (1967), доктор технических наук, профессор, академик Российской Академии транспорта и Международной Академии информатизации при ООН, профессор кафедры авиационных радиоэлектронных систем МГТУ ГА, автор более 200 научных работ, область научных интересов -автоматизация технологических процессов УВД.
Петрушин Андрей Станиславович, 1969 г.р., окончил Харьковское ВВАУРЭ (1992), МГУ им. М.В. Ломоносова (1996), кандидат технических наук, докторант кафедры авиационных радиоэлектронных систем МГТУ Г А, автор 40 научных работ, область научных интересов -моделирование и оценка эффективности системы УВД.
