страница 10. Сборник тезисов докладов
 Скачать 3.87 Mb.
|
|
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ИСХОДНОЙ ВЕРСИИ БОРТОВОЙ БАЗЫ ЗНАНИЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ЭКИПАЖА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА А.В. Бабиченко (1,2) , В.Р. Кожин (1,2) , Е.С. Земляный (1) , А.А. Воробьев (1) , М.В. Тектов (1) , И.А. Елесин (1,2) (1) – АО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро», (2) – МГТУ им. Н.Э. Баумана Наиболее эффективным и перспективным методом ограничения интеллектуальной и психофизической нагрузки на экипаж является введение в состав комплексов бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) экспертных систем (ЭС) для помощи экипажу в опасных ситуациях. Ядром экспертной системы является база знаний (БЗ), содержащая в виде продукций правила (логические связи), и машина логического вывода (интерпретатор) [1]. Создание базы знаний осуществляется поэтапно: на этапе проектирования ЭС разрабатывается исходная версия БЗ, которая уточняется в процессе испытаний, на этапе эксплуатации БРЭО осуществляется накопление новых знаний, которые затем трансформируются в дополнительные разделы БЗ, формируя ее новые версии [2]. В докладе представлен опыт практического решения актуальных вопросов формирования исходной версии бортовой БЗ для БРЭО многофункционального ЛА на основе разработанной в РПКБ пошаговой технологии: определение источников экспертных знаний, извлечение и формализация знаний, формирование логических цепочек причинно- следственных связей и построение соответствующих графов, определение 186 входных данных (фактов) для отдельных графов, кодирование и автономное тестирование логики с использованием технологических математических моделей входной информации. ЛИТЕРАТУРА 1. Бабиченко А.В., Сухомлинов А.Б., Земляный Е.С., Воробьев А.А., Тектов М.В., Кожин В.Р., Елесин И.А., Задорнова Т.И., Шевадронов А.С. Моделирование системы интеллектуальной поддержки экипажа // Авиакосмическое приборостроение. – 2018. № 12. – С. 35-43. 2. Бабиченко А.В., Шевадронов А.С. Воробьев А.А. [и др.] Прототипирование бортовой экспертной системы // Известия тульского государственного университета. – 2020. - №1. - с. 39-45. ОПЫТ РАЗРАБОТКИ ИНТЕРФЕЙСА БОРТОВОЙ ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ С ЭКИПАЖЕМ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА А.В. Бабиченко (1) , А.Б. Сухомлинов (1) , Е.Ф. Лазарев (1) , М.С. Шелагурова (1) , А.А. Воробьев (1) , М.В. Тектов (1) , И.А.Елесин (1,2) , Т.И. Задорнова (1,2) (1) – АО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро», (2) – МГТУ им. Н.Э. Баумана Перспективным направлением развития комплексов бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО) летательных аппаратов (ЛА) является введение в их состав элементов интеллектуальной поддержки, дополняющих возможности экипажа по управлению ЛА – например, бортовых экспертных систем (ЭС). [1] В соответствии с концепцией поэтапной интеллектуализации, разрабатываемые для многофункциональных боевых ЛА экспертные системы на основе анализа текущей информации и в соответствии с правилами, записанными в программируемой базе знаний, осуществляет идентификацию полетных ситуаций и в темпе реального времени формируют и предъявляют экипажу рекомендации по наиболее целесообразным действиям. [2] Интерфейс взаимодействия экипажа с ЭС является двунаправленным и мультимодальным по форме представления информации, например, визуальный канал и аудиоканал. С одной стороны, экипаж воспринимает рекомендации ЭС, соотносит их с собственным опытом, принимает и реализует окончательное решение по управлению ЛА, его оборудованием и вооружением. С другой стороны, экипаж посредством информационно-управляющего поля кабины (ИУП) формирует различную информацию для ЭС. 187 В докладе рассмотрены вопросы построения типового визуально- тактильного двунаправленного интерфейса ЭС многофункционального боевого ЛА: основные и вспомогательные режимы работы ЭС, способы формирования текстово-символьных сообщений ЭС (рекомендаций) и их представления с помощью штатных программируемых индикаторов из состава ИУП с учетом эргономических требований, способы ввода экипажем командной и параметрической информации для ЭС и состав информационных пакетов обмена. ЛИТЕРАТУРА 1. Джанджгава Г.И., Базлев Д.А., Прядильщиков А.П. [и др] // Материалы Девятого международного аэрокосмического конгресса. – М., 28-31 августа 2018 г. С. 109 – 111. 2. Джанджгава Г.И., Бабиченко А.В., Базлев Д.А. [и др]. Актуальные вопросы создания бортовых систем интеллектуальной поддержки экипажа // Авиакосмическое приборостроение. – 2018. № 12. – С. 21-34. ОСОБЕННОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ЭКИПАЖАМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В СЕТЕЦЕНТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ А.А. Липатов (АО «Концерн радиостроения «Вега»), Ю.Н. Моисеев (ВУНЦ ВВС), Б.Е. Федунов (ФГУП «ГосНИИАС») Сетецентрический подход к построению информационно-управляющих систем (ИУС) предполагает распределение информационных и управляющих функций системы в сети [1, 2]. Это приводит с одной стороны к росту объёма информации, доступной во всех узлах ИУС. С другой стороны, в узлах появляются многообразные и сложные задачи [3,4]. Операторам сетецентрических ИУС необходима помощь со стороны систем интеллектуальной поддержки принятия решений (ИППР). В сетецентрических ИУС авиационного базирования (СИУС-АБ) такая поддержка должна предоставляться как экипажам летательных аппаратов (ЛА), так и операторам воздушных командных пунктов (ВКП). Специфика ИППР в СИУС-АБ обусловлена тем, что системы ИППР должны использовать информацию, поступающую из распределённых в сети источников, выполняя оценку её полноты, точности, достоверности и релевантности, поддерживая выбор приоритетных источников информации и управление режимами работы датчиков [3]. Таким образов, системы ИППР становятся многопозиционными, многодатчиковыми, сетецентрическими интеллектуальными системами [3, 4]. 188 Следует отметить, что в имеющейся в настоящее время литературе вопросы теории, методологии и технологии разработки сетецентрических интеллектуальных систем освещены фрагментарно. ЛИТЕРАТУРА 1. Alberts D.S., Garstka J.J., Stein F.P. Network Centric Warfare: Developing and Leveraging Information Superiority. // CCRP Publ., 2nd Edition (Revised). Aug1999, SecondPrintFeb2000, P. 284. http://www.dodccrp.org/files/Alberts_NCW.pdf 2. Боев С.Ф. Сетецентрические системы регионального уровня реального масштаба времени [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://federalbook.ru/SVAYZ/soderzhanie/Tom%208/IV/Boev.pdf 3. Barker J., Woodley R., Noll W., Frantz A. Multi-agent System for Rapid TST Decision Support. 13th International Command and Control Research and Technology Symposia (ICCRTS 2008), 17-19 Jun 2008, Seattle, WA. 4. Skormin V.A. Multi-agent technology for airspace control in the combat zone. AFRL-RI-RS-TR-2009-14. Final Technical Report. January 2009. БОРТОВАЯ ОПЕРАТИВНО СОВЕТУЮЩАЯ ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА КОМАНДИРА ГРУППЫ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ СОПРОВОЖДЕНИЯ ДЛЯ ЭТАПА ПОЛЕТА «ВВОД ГРУППЫ ИСТРЕБИТЕЛЕЙ СОПРОВОЖДЕНИЯ В ВОЗДУШНЫЙ БОЙ С ИСТРЕБИТЕЛЯМИ ПРОТИВНИКА»: ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ ОБРАЗЕЦ БОСЭС(К(ИС)-I) – «ВГБ-В» Б.Е. Федунов (ФГУП «ГосНИИАС»), Р.А. Эрг (НИУ «МАИ») Группа истребителей-сопровождения (ИС), сопровождающая ударные самолеты (УС), обнаружила истребители противника (ИП), изготовившиеся к атаке УС. Командир группы истребителей сопровождения К(ИС)-I принял решение атаковать противника всей группой ИС. Для реализации этого решения командир должен назначить тактический прием [1] ввода группы в воздушный бой (ВГБ-В) и решить задачу целераспределения. Бортовая оперативно- советующая экспертная система командира группы истребителей сопровождения БОСЭС(К(ИС)-I) - «ВГБ-В» (далее БОСЭС-ВГБ) дает рекомендации командиру К(ИС)-I по решению этих задач. База знаний БОСЭС-ВГБ имеет два иерархических уровня [2]. На первом уровне с помощью продукционных правил определяется признак той 189 проблемной субситуации, которая соответствует наблюдаемой внешней обстановке. На втором уровне по этому признаку активизируется соответствующая проблемная субситуация (ПрС/С). В ПрС/С «Выбор тактического приема» выбирается тактический прием ввода группы в бой (ТП-ввода), который эффективен против опознанного тактического приема истребителей противника. Метод решения этой задачи – по прецеденту [2]. Здесь прецедентами являются те ТП-ввода, которые были в прошлом успешно применены против опознанного ТП противника. Предпочтительный ТП-ввода предлагается К(ИС)-I для реализации. В ПрС/С «Целераспределение» [2, 3] в ее базе знаний генерируются варианты целераспределения, учитывающие специфику ситуации ввода группы ИС в воздушный бой и тактическую подготовку каждого ИС. В блоке «Сценарий использования варианта целераспределения» базы знаний проводится математическое моделирования каждого сгенерированного варианта и расчет значений критериев К-1, К-2, К-3, отражающих специфику ситуации ввода группы ИС в воздушный бой с истребителями противника. По результатам моделирования составляется матрица приоритетов сгенерированных вариантов целераспределения по критериям К-1, К-2, К-3. С использованием этой матрицы и полученного из полетного задания или оперативно скорректированного экипажем вектора приоритета критериев в базе знаний определяется приоритетный вариант целераспределения. Он предлагается экипажу для реализации. Состояние разработки БОСЭС(К(ИС)-I)- «ВГБ-В» соответствует УГТ(NASA - НИИАС)-3, который соответствует уровню готовности технологии УГТ(NASA)-3 с адаптацией его к особенностям разработки БОСЭС-ТС. На этом уровне готовности технологии должна быть: (1) разработана база знаний (БЗ) для конкретной БОСЭС-Типовой ситуации (ТС), (2) созданы системы имитационного моделирования фрагментов базы знаний (СИМ-фрагмент), (3) проведено математическое моделирование работы фрагментов базы знаний на соответствующих СИМ-фрагмент. Этот УГТ требует создание демонстрационного образца БОСЭС-ТС, который позволит приступить к практической реализации этой БОСЭС-ТС. ЛИТЕРАТУРА 1. Стефанов В.А., Федунов Б.Е. Бортовые оперативно-советующие экспертные системы (БОСЭС) типовых ситуаций функционирования антропоцентрических (технических) объектов. М.: МАИ. 2006. 191 с. 2. Федунов Б.Е. Бортовые интеллектуальные системы тактического уровня для антропоцентрических объектов (примеры для пилотируемых летательных аппаратов). М.: Де′Либри. 2018. 246 с. 3. Федунов Б.Е, Юневич Н.Д. Оперативный способ решения задач многокритериального выбора альтернативы в базах знаний бортовых оперативно советующих экспертных систем. - М.Изв.РАН. ТиСУ (публикация в №1, 2021). 190 НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ОЦЕНКИ ОПАСНЫХ СОСТОЯНИЙ ЭКИПАЖА В БОРТОВОЙ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ М.И. Дворников, А.В.Пономаренко, Ю.П.Цигин (ФГБУ «ЦНИИ ВВС» МО РФ, АО «РСК «МиГ») В докладе анализируются особенности деятельности экипажа в проектируемых самолетах 5-го поколения при действии экстремальных факторов полета. Обосновывается необходимость автоматизированной оценки и диагностики работоспособности экипажа. Предлагается концепция системы обеспечения жизнедеятельности (СОЖ) на основе распределительного принципа обеспечения безопасности экипажа. Обсуждается совместное и последовательное использование автоматизированных средств СОЖ как элемента бортовых интеллектуальных систем (БИС), с их возможностью быстро анализировать огромное число вариантов развития событий, с последующим выбором наиболее рационального решения в конкретной ситуации. Предлагаются классификация и метод диагностики опасных состояний в полете по результатам предыдущих исследований. Обосновывается целесообразность представления СОЖ в виде продукционной системы. Обсуждается ее структура, приводятся примеры информационного взаимодействия подсистем БИС. Рассматривается состав интеллектуальных датчиков оценки опасного состояния экипажа с возможностью интеграции с другими подсистемами верхнего и нижнего уровня БИС самолета с целью обеспечения более высокой эффективности ЛИТЕРАТУРА 1. Дворников М.В. Оптимизация систем обеспечения жизнедеятельности летного состава с учетом человеческого фактора. Человеческий фактор: проблемы психологии и эргономики. 2007 (1-2):51-55. 2. Левин Д.Н., Пономаренко А.В., Цигин Ю.П. Автоматизация процессов эргономической экспертизы информационно-управляющего поля кабины перспективного самолета. Мехатроника, автоматизация, управление. Том 21, 2020, №8, с. 489-501 191 ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ИНТЕГРАЦИИ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТА И ПОДДЕРЖКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЭКИПАЖЕЙ ПРИ РЕШЕНИИ БОЕВЫХ ЗАДАЧ В.Ф. Жмеренецкий, Е.И. Куликовский, Г.М.Скопец (ФГБУ «ЦНИИ ВВС» МО РФ) Рассмотрены особенности и противоречия, присущие процессам создания и применения боевых авиационных комплексов (АК), основными из которых являются: 1) появление у боевых АК новых свойств, таких как информативность и интеллектуальность[1]; 2) усиление противоречий между возрастанием боевых возможностей АК и недостаточными возможностями экипажей по их использованию при решении боевых задач, а также между сложностью АК и решаемых ими задач и недостаточным уровнем собственных защитных свойств систем «экипаж – АК»[2,3]. Результатами проявления указанных противоречий являются недостаточный уровень эффективности боевого применения АК по причине неполного использования их потенциальных боевых возможностей, а также высокие уровни аварийности в мирное время и небоевых потерь 2 в войнах и военных конфликтах по причине так называемого «человеческого фактора» [2,3]. Последствия этих противоречий проявляются в неполном использовании боевых возможностей АК при решении боевых задач, высоких уровнях аварийности (в мирное время) и боевых потерь (в военное время) [3]. Предложены пути разрешения указанных противоречий на основе развития и применения интеллектуальных систем управления (ИСУ) АК, объединяющих в себе функции бортовых системо беспечения безопасности полета (БСБП) и интеллектуальной поддержки (БСИП) деятельности экипажей АК при решении боевых задач [2,3]. Функции такой ИСУ АК должны состоять в автономной и/или совместной с экипажем выработке и реализации в реальном времени вариантов управления АК, обеспечивающих достижение целей полетного задания наилучшим образом (при одновременном учете требований по эффективности и безопасности полета). В основу организации функционирования ИСУ АК предлагается положить методы, модели и алгоритмы, разработанные в рамках методологии активного обеспечения безопасности полета АК [3]. С их использование выработка оптимального управления АК может осуществляться на основе количественной оценки и минимизации опасности полетной ситуации в реальном масштабе времени При этом под опасностью ситуации понимается 2 Небоевые потери – потери АК, не связанные с непосредственным воздействием на них противника. 192 возможность гибели (прекращения существования) системы «экипаж-АК» от воздействия на нее всех источников и носителей опасности, независимо от их природы (естественные, искусственные, боевые, небоевые и т.п.). На основе оптимального управления АК по критерию минимума опасности текущей полётной ситуации возникает возможность решения задачи обеспечения «полной выживаемости» системы «экипаж-АК» (снижения вероятности её гибели) в процессе выполнения конкретной боевой задачи. В отличие от известного понятия выживаемости как обобщенного боевого свойства АК «полная выживаемость» системы «экипаж-АК» является сложным интегральным свойством более высокого уровня иерархии и выступает как собственное защитное свойство системы «экипаж-АК», проявляющееся в мирное время и в боевых условиях. Составляющими полной выживаемости системы «экипаж-АК» является триада защитных свойств – жизнеспособность, жизнестойкость и жизнеорганизованность Они обеспечиваю способность системы «экипаж-АК» выполнять боевые задачи различными способами, противостоять воздействию любых носителей опасности (огневых, информационных), вырабатывать и реализовывать наилучшие (по критерию минимума опасности текущей полётной ситуации) способы решения боевых задач. Предварительные оценки показывают, что создание и реализация ИСУ АК позволит: -обеспечить высокий уровень собственных защитных свойств систем «экипаж-АК» и значительное повышение «полной выживаемости» в условиях воздействия источников опасности любой природы; - обеспечить повышение уровня безопасности полетов АК в мирное время в 5…10 раз; - снизить уровень общих (боевых и небоевых) потерь авиации в военное время в 2…3 раза. Отмечено, что создание и внедрение ИСУ АК требует широкого применения методов и средств математического и полунатурного моделирования для отработки и выбора наилучших технических решений и алгоритмов управления в ИСУ боевых АК[1,3 - 5]. ЛИТЕРАТУРА 1. Скопец Г.М. Внешнее проектирование авиационных комплексов: Методологические аспекты. – М.: ЛЕНАНД, 2017. – 344 с. 2. Куликовский Е.И. Бортовые системы интеллектуальной поддержки принятия тактических решений командирами подразделений (ГТН, экипажей) самолетов-истребителей при выполнении боевых задач. Монография. – Монино: ВВА, 2009. – 150 с. 3. Жмеренецкий В.Ф., Полулях К.Д., Акбашев О.Ф. Активное обеспечение безопасности полета летательного аппарата: Методология, модели, алгоритмы. Изд. Стереотип. – М.: ЛЕНАНД, 2014, 2019. – 320 с. 4. Федосов Е.А., Васильев С.Н., Жерлов А.К., Федунов Б.Е. Интеллектное управление динамическими системами. – М.: Физматлит, 2000. – 352 с. |