Національний авіаційний університет

МАСЛОВСЬКИЙ БОРИС ГЕОРГІЙОВИЧ

УДК 629.735

ПРОГНОЗУВАННЯ ТОЧНІСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК
СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ ПОСАДКОЮ ЛІТАКІВ

05.13.03 - Системи і процеси керування

АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

Київ 2004

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Національному авіаційному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Литвиненко Олександр Євгенійович, Національний авіаційний університет, завідувач кафедрою комп'ютеризованих систем управління

Офіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Синєглазов Віктор Михайлович, Національний авіаційний університет, директор Інституту електроніки і систем управління;
кандидат технічних наук, Захарін Фелікс Михайлович, старший науковий співробітник Науковий центр військово-повітряних сил Збройних сил України, провідний науковий співробітник.

Провідна установа: Навчально-науковий комплекс “Інститут прикладного системного аналізу” НАН України та Міністерства освіти і науки України.

Захист відбудеться 26 травня 2004 року о 1630 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03 при Національному авіаційному університеті.
03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1, НАУ

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці НАУ. 03058, м. Київ, проспект Космонавта Комарова, 1.

Автореферат розісланий 16 квітня 2004 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради ____________С. Павлова

Загальна характеристика роботи

Актуальність роботи. В Указі Президента України “Про невідкладні заходи щодо забезпечення безпеки авіації України” від 15 січня 1998 року підкреслюється важливість і необхідність розробки заходів забезпечення безпеки польотів, впровадження в авіацію передових технологій, забезпечення наукового супроводу розвитку цивільної авіації, підвищення ефективності використання науково-технічного потенціалу України у створенні і впровадженні об'єктів нової авіаційної техніки.

При вирішенні задачі підвищення регулярності й безпеки польотів шляхом застосування засобів автоматичного управління рухом літака практично на всіх етапах польоту виникає ряд проблем, основною з яких є необхідність оцінки точності цих засобів продовж експлуатації.

Авіапідприємства України як країни - члена ICAO, мають дотримуватися вимог цієї організації щодо підтримки точнісних характеристик систем управління посадкою (СУП) у заданих межах, як одного з важливих елементів забезпечення безпеки польотів. Виходячи з цього, першим аспектом актуальності дисертаційного дослідження є необхідність розробки методу кількісної оцінки поточного стану точнісних характеристик СУП упродовж їхньої експлуатації.

Крім того, останнім часом встановлено можливість і показано доцільність уведення системи тимчасового подовження строку дії сертифікату льотної придатності повітряних кораблів (ПК), що призводить до необхідності тимчасового подовження строку дії сертифікату окремих авіаційних систем, зокрема СУП. Ці обставини вимагатимуть необхідності визначення майбутнього стану об'єкта з точки зору зміни точнісних характеристик і визначення гарантованого проміжку часу, протягом якого ці характеристики будуть знаходитися в допустимих межах, що можна вважати другим аспектом актуальності.

Обидва аспекти складають актуальність єдиної задачі, що визначається як організація моніторингу й прогнозування точнісних характеристик СУП.

Зв'язок дисертаційної роботи з програмами, планами, темами. Результати досліджень знайшли застосування та отримали позитивні висновки в науково-дослідницьких роботах при виконанні таких господарських договорів: 350-В79, 403-В81, 503-В84, 603-В87 з ГосНИИ ГА і НЭЦ АУВД (СРСР); 614-ГА95 (Україна); 247-Х98, 100-X03 (Білорусь).

Мета і задачі дисертаційної роботи. Метою дисертаційної роботи є розробка й застосування методів, алгоритмів та методик моніторингу й прогнозування точнісних характеристик систем управління посадкою літаків для інформаційного та алгоритмічного забезпечення прийняття рішень щодо їхнього технічного стану (ТС).

- Для досягнення поставленої мети в роботі вирішено такі основні задачі:

- аналіз існуючих методів оцінки точнісних характеристик СУП на різних етапах життєвого циклу;

- розробка концепції моніторингу та прогнозування точнісних характеристик СУП за визначальними параметрами (ВП);

- розробка структури інтегрованої системи й алгоритму оброблення експлуатаційних даних в інтегрованій системі моніторингу;

- розробка вимірювальних моделей ВП непрямого виміру та метрологічного забезпечення обробки інформації за ВП;

- розробка алгоритму оцінки поточного стану СУП за статистичними характеристиками ВП та його програмна реалізація;

- розробка алгоритму й методики прогнозування точнісних характеристик СУП за статистичними характеристиками ВП та його програмна реалізація.

Об'єктом дослідження дисертаційної роботи є системи управління посадкою літаків.

Предмет дослідження – поточний та прогнозований стан точнісних характеристик системи управління посадкою літаків як основи для інформаційної підтримки прийняття рішень про їхній ТС.

Методи дослідження:

- методи метрологічних досліджень, на основі яких здійснювалась розробка методики визначення параметрів непрямого виміру та оцінки їхніх похибок;

- методи теорії імовірності та математичної статистики, на основі яких здійснювались статистичні оцінки ВП;

- методи прогнозування, використані для отримання прогнозованих значень ВП, довірчих інтервалів прогнозів та розрахунку статистичної імовірності знаходження їх у заданих допусках.

Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному:

- запропоновано підхід до розробки моніторингу й прогнозування стану точнісних характеристик СУП літаків за ВП;

- розроблено загальну структуру інтегрованої системи та алгоритм обробки даних моніторингу точнісних характеристик СУП літаків на основі ковзної вибірки з дробним кроком;

- розроблено вимірювальні моделі визначення параметрів непрямого виміру з урахуванням особливостей розташування курсових і глісадних антен;

- розроблено алгоритми визначення та оцінки поточного стану точнісних характеристик СУП літаків за статистичними даними про ВП;

- розроблено алгоритм та методику прогнозування й оцінки прогнозованого стану точнісних характеристик СУП літаків за статистичними даними про ВП.

Практичне значення отриманих результатів. Застосування результатів дисертаційного дослідження надає можливість: у будь-який час отримувати кількісні значення точнісних характеристик СУП як одного з головних показників їхнього ТС; виявляти тенденції погіршення точнісних характеристик СУП як потенційної відмови. Одержувана інформація про поточний і прогнозований стан статистичних характеристик СУП застосовується як вихідна для прийняття рішення в системі тимчасового подовження строку дії сертифікату льотної придатності ПК. Все це, сприятиме підвищенню безпеки польотів.

Представлені в роботі методики та алгоритми статистичної обробки й прогнозування за ВП можуть також бути використані для контролю ТС інших авіаційних систем, установок і окремих приладів, робота яких характеризується регламентованим набором ВП, а також для вирішення інших задач, пов'язаних із статистичною обробкою великих масивів даних, імовірнісному прогнозуванні за даними, що задані часовими рядами та автоматизацією цих процесів.

Результати дисертаційного дослідження впроваджено шляхом використання в дослідній роботі в АНТК “Антонов”, а також у навчальному процесі НАУ на кафедрі комп'ютеризованих систем управління.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є узагальненням результатів теоретичних і експериментальних досліджень, проведених автором особисто. У роботах із співавторами здобувачу належить загальна методика досліджень, алгоритми визначення статистичної інформації ВП, оцінки поточного стану та прогнозування точнісних характеристик СУП за статистичними даними про ВП.

Апробація результатів роботи. Основні результати дисертаційної роботи докладалися та обговорювалися на таких конференціях: “Вопросы преобразования информации”. Вип. 1. – Таганрог, 1978 г.; Всесоюзная НТК “Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта”. – М.: МИИГА, 1990 г.; Матеріали IV міжнародної НТК Авіа-2002 “Інформаційно-діагностичні системи”. Том 1. – К.: НАУ, 2002 р.; VII Всеукраїнська науково-методична конференція “Проблеми економічної кібернетики”. – Запоріжжя. ЗДУ, 2002 р.

За розроблені зразки статистичних інформаційних систем оперативного аналізу визначальних параметрів СУП автор нагороджений двома срібними й двома бронзовими медалями ВДНГ СРСР, а також відмічений дипломами декількох виставок, в тому числі міжнародної виставки "Експо-85".

Публікації. Основні результати досліджень опубліковано в чотирьох статтях у наукових журналах, чотирьох матеріалах всесоюзних і міжнародних конференцій, двох інформаційних листах про науково-технічне досягнення.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків, списку використаних джерел із 61 найменування та додатків. Обсяг роботи складає 176 сторінок тексту.

Зміст дисертаційної роботи

У вступі розкрита важливість досліджень і обґрунтована їх актуальність, сформульовані мета й задачі дисертаційної роботи, зазначені наукова новизна й практична значимість роботи; надано вихідну ідею моніторингу та прогнозування точнісних характеристик СУП літаків (рис. 1).

Рис. 1. Вихідна ідея побудови моніторингу й прогнозування
точнісних характеристик СУП літаків

У першому розділі надано аналіз та класифікацію існуючих методів оцінки точності СУП літаків на етапі сертифікації, наведено відомості про наземні й бортові спеціалізовані системи обробки польотної інформації, що використовуються у цих методах. Проведено аналіз методів прогнозування стану параметрів авіаційного обладнання. Розглянуто передумови створення моніторингу точнісних характеристик СУП та задачі оцінки точнісних характеристик СУП упродовж їхньої експлуатації.

У другому розділі розроблено загальну структуру етапів і загальний алгоритм обробки інформації в інтегрованій системі опрацювання даних моніторингу, моделі обчислювальних процедур обробки даних при непрямих вимірах. Обґрунтовано вибір составу й кількості контрольованих даних для обчислення ВП, а також раціональної обчислювальної процедури. Розроблено вимірювальні моделі визначення параметрів непрямого виміру, методику їхніх розрахунків, а також оцінок похибок їхнього вимірювання.

За критерій точності СУП приймається ймовірність знаходження в допустимій області Am вектора ВП руху літаків у момент дотику ЗПС. При вирішенні задачі аналізу точності такий критерій приводить до необхідності оцінки параметрів розподілу приземлень у площини ЗПС та визначення ймовірності Р розподілу вектора Y ВП приземлення літака в допустимій області Am

,

де m – розмірність вектора експлуатаційних параметрів в допустимій області.

Вектор визначальних параметрів має таку структуру:

,

де – кутові координати; V та Vy – швидкість та її вертикальна складова; a і b – кути тангажа і ковзання; Z i – боковий відхил від осі ЗПС та його похідна; L – поздовжній відхил від умовної точки дотику (УТД).

Умови функціонування СП, жорсткі вимоги до їх точності і необхідність високої достовірності результатів її аналізу визначають специфічні особливості оцінки точності СП за результатами вимірювання ВП.

Процес збору і обробки інформації в експлуатаційному моніторингу та прогнозуванні ТС СП можна представити як інтегровану систему опрацювання даних загальну структуру якої наведено на рис. 2.

Процес обробки інформації представлено трьома стадіями – попередньою, первинною й вторинною. До попередньої можна віднести реєстрацію необхідних виміряних параметрів на борту ПК, перенесення інформації з реєструючого пристрою об'єкта контролю в базу даних (БД), також процес декодування і розшифровки з відбраковкою аномальних вимірювань та фільтрацією. Всі подальші стадії обробки інформації відносяться до інтегрованої системи опрацювання даних, яка складається із БД, блоків первинної статистичної обробки поточної інформації, блоків уводу–виводу, а також блоків обробки й виводу статистичної інформації і аналітичного та імовірнісного прогнозування.

Блок статистичної обробки – обробляє послідовними алгоритмами вимірювальну інформацію, що надходить від об'єктів контролю в процесі їхньої поточної експлуатації. Блок обробки та виводу вирішує задачу визначення законів розподілу для кожного з параметрів, що вимірюються, за усім наростаючим обсягом поточної інформації. Крім цього, із залученням параметричних і непараметричних методів визначається ймовірність попадання параметрів у задану область і відповідність об'єкта заданим вимогам за точністю.

Блок аналітичного та імовірнісного прогнозування вирішує задачі визначення:

- тренда статистичних характеристик кожного з параметрів за результатами обробки поточної інформації;

- прогнозних значень статистичних характеристик кожного з параметрів на одну підвибірку вперед і області похибки прогнозування;

- імовірності знаходження прогнозних значень ВП у припустимій області за їхніми статистичними характеристиками.

Для представленої інтегрованої системи опрацювання даних розроблено загальний алгоритм функціонування, що визначає організацію ковзної вибірки з дробним кроком за експлуатаційними даними, а також послідовність дії різних функціональних блоків.

Відповідно до вимог норм ICAO, а також Держстандарту України щодо точнісних характеристик СУП літаків, за основні ВП прийнято й регламентовано: лінійний боковий та поздовжній відхили умовної точки дотику (УТД), кути крену та тангажа в момент приземлення, вертикальна швидкість в УТД.

Рис. 2. Загальна структура обробки інформації для моніторингу й
прогнозування точнісних характеристик СУП

Із них кути крену і тангажа та вертикальна швидкість є даними, що вимірюються прямо, тобто є ліченими з приладів, а інші – параметрами непрямого виміру.

У даному випадку збирання інформації про параметри проводиться протягом всієї експлуатації за підвибірками, після отримання вибірки N = 100 проводиться визначення статистичних характеристик у блоці обробки поточної інформації, а у блоці обробки та виводу статистичної інформації (див. рис. 2) вирішується задача визначення законів розподілу для кожного з параметрів.

За основний критерій оцінки точності виміру параметрів приземлення літака приймається метрологічний запас точності виміру

, (1)

де dП – припустиме відхилення контрольованого параметра, DS – сумарна гранична похибка виміру, що дорівнює 3si.

Похибка виміру розраховується за загальною формулою

, (2)

де fўx, y, ..., k – частинні похідні функції fx, y, ..., k, sх, у, ..., k – середньоквадратичні відхилення параметрів х, у, ..., k.

Поздовжня координата ТД у відповідності з розробленою методикою розрахунку параметрів при непрямих вимірах визначається так:

,

де Lповітр – ділянка шляху, що пройшов літак з моменту початку вирівнювання до ТД, DL – віддаленість літака від порогу ЗПС у момент початку вирівнювання. Тоді:

,

де ; W – середнє значення істинної повітряної швидкості; Wx – поздовжня складова вітру. Значення істинної повітряної швидкості, без аеродинамічної поправки, можна вважати рівною приладовій швидкості Vi = Vприл За цих умов

.

з урахуванням де H0 – висота глісадної антени відносно горизонтальної площини, Q0 – кут нахилу глісади, eГ / mГ = DQ – кутове відхилення літака від лінії глісади, eГ – струм відхилення, записаний з виходу глісадного каналу, mГ – крутість характеристики глісадного маяка, обумовлена перетином зони ГРМ, LГРМ – відстань ГРМ від порога ЗПС, lГ – горизонтальна відстань від основної стійки шасі до глісадної антени.

Лінійний боковий відхил ТД від осі ЗПС Z визначається в такий спосіб. За результатами вимірів поздовжнього положення ТД L, визначається лінійний боковий відхил місця знаходження антени КРМ із співвідношення

де D0 – відстань від КРМ до порога ЗПС, L – відстань від порога ЗПС до ТД, eк – відхилення від лінії курсу (струм на виході бортового приймача), Sк – крутість характеристики сигналу курсового каналу.

З урахуванням кута відхилення від напрямку посадки літака DY (можливі три варіанти посадки) значення дійсного бокового відхилу Z визначається як:

де – боковий відхил антени курсового приймача, lk – поздовжня відстань від антени курсового приймача до центру основних шасі.

Дослідження показало, що коефіцієнти точності, обчислені за отриманими сумарними похибками ВП і заданими значенням граничнодопустимих відхилень для цих параметрів, задовольняють необхідний метрологічний запас точності, що підтверджує правильність розробленої методики.

У третьому розділі розроблено алгоритми визначення оцінок статистичних характеристик і щільності розподілу ВП, а також оцінки поточного стану точнісних характеристик СУП.

Статистичні оцінки визначаються послідовними алгоритмами:

де , – статистичні характеристики, отримані за попередніми N вимірюваннями, що зберігаються в блоці попередньої інформації БД.

Оцінювання щільності розподілу проводиться за рекурентним алгоритмом з використанням ядра k(x):

Ширина кожного інтервалу обирається за умови рівних частот потрапляння значень до цього інтервалу. Сама оцінка fN+1(x) після перерахування в результаті чергового (N+1)-го виміру масиву координат точок розбиття задається координатами нового масиву {Sq(N+1)}.

Розроблено алгоритм послідовно–рекурентної обробки поточних даних, результат роботи якого показано на рис. 3.

Рис.3. Робота алгоритму послідовно-рекурентної обробки поточних даних

Оцінка поточного стану точнісних характеристик за визначальними параметрами проводиться із застосуванням декількох методів статистичної обробки та перевірки гіпотез про появу тренда направленості для кожного статистичного параметра.

Для визначення характеру зміни значень середньоквадратичних відхилень параметрів проводиться перевірка гіпотез із залученням таких методів:

- перевірки належності вибіркових значень дисперсії до ряду генеральної сукупності із залученням критерію Кочрена;

- інверсій для виявлення наявності та направленості тренда;

- перевірки гіпотез про знаходження отриманих значень середньоквадратичних відхилень у допустимих межах.

Для визначення характеру зміни значень математичного сподівання за підвибірками – таких методів:

- інверсій для виявлення наявності та направленості тренда;

- перевірки поводження ряду вибіркових середніх за критерієм Фішера;

- перевірки гіпотез про знаходження отриманих значень у допустимих межах.

Для визначення чутливості розробленого алгоритму оцінки поточного стану до зміни параметра здійснено моделювання за одним із визначальних параметрів – бокового відхилення УТД від осі ЗПС.

У четвертому розділі визначено місце об'єкта дослідження в класифікації науково-технічного прогнозування та задача прогнозування точнісних характеристик СУП. Проведено порівняльний аналіз методів прогнозування ТС авіаційного обладнання та обґрунтування вибору раціонального методу для вирішення задач прогнозування точнісних характеристик СУП. Розроблено алгоритм прогнозування точнісних характеристик СУП, а також наведено його програмну реалізацію.

Результатом імовірнісного прогнозування є розрахована для об'єкта ймовірність працездатного стану

,

де f (X,T) - відома щільність імовірностей прогнозованого процесу для випадку нормальності закону розподілу, в якості параметрів якої використовуються упереджені оцінки математичного сподівання і дисперсії.

Для імовірнісного прогнозу кількісну оцінку ризику при прийнятті рішень можна пов'язати з прогнозованою ймовірністю перебування параметра в полі допуску в заданий упереджений момент часу

.

Вибір методу прогнозування обумовлений низкою особливостей поставленої задачі та має відповідати ряду умов. Обраний метод повинний бути ефективним у дослідженні рядів із великою кількістю спостережень; адаптивним до постійної зміни значень досліджуваного ряду; здатним додавати більшу вагу старшим значенням вибірки; нечутливим до можливої появи коливань у досліджуваному ряду; ефективним для середньострокового прогнозування.

Виходячи з цих вимог, для прогнозування обрано адаптивний до зміни значень досліджуваного ряду метод експоненційного згладжування, ідея якого полягає в тому, що ряд динаміки згладжується за допомогою зваженої ковзної середньої, вага якої підкоряється експоненційному закону й визначається останніми значеннями ряду.

Основним змістом процедури експоненційного згладжування є обчислення за рекурентними формулами поправок коефіцієнтів згладжуючого поліному, вибір початкових умов і оптимального значення параметра згладжування q.

Експоненційна середня визначається за рекурентною формулою Брауна, а параметр згладжування – з огляду на особливості розв'язуваної задачі, у ході моделювання, проведеного для визначення чутливості застосованого методу.

Прогнозні значення середніх і середньоквадратичного відхилення на один крок уперед розраховуються за формулами:

для яких значення коефіцієнтів середнього і середнєквадратичного відхилення для обраної лінійної моделі визначаються вирішенням стандартних рівнянь початкових умов першого і другого ступеня.

Середньоквадратичні помилки прогнозних значень визначаються як добуток середньоквадратичних помилок, обчислених для відповідних відхилень від лінійних трендів досліджуваних рядів і коефіцієнта D, що враховує значення обраного раніше параметра згладжування q й періоду упередження T:

де

Тоді прогнозні значення з урахуванням помилки прогнозування визначаються як

.

Оцінка отриманого прогнозу проводиться шляхом перевірки таких гіпотез:

1. Гіпотеза про середньоквадратичне відхилення H0s : s Ј s0 проти альтернативи H1 s : s > s1, де s1 - гранично припустиме значення, s0 – деяке "приймальне" значення (s0 < s1), а s – верхнє значення прогнозованого інтервалу середньоквадратичного відхилення. Для цього, після обчислення спостереженого значення статистики критерію Cs , воно порівнюється з Cкр .

При Cs Ј Cкр приймається гіпотеза H0s : s Ј s0 і робиться висновок, що розкид прогнозного значення досліджуваного параметра на прийнятому рівні значимості знаходиться в припустимих границях.

При Cs > Cкр приймається гіпотеза H1 s : s > s1 і робиться висновок, що розкид прогнозного значення досліджуваного параметра на прийнятому рівні значимості може перевищувати припустиме значення.

2. Гіпотеза про математичне сподівання H0m : m = 0 проти альтернативи H1 m : |m| > m1, де m1 визначається з припустимої області W (m, s) для отриманого значення s0, границя якої задається рішенням рівняння

,

де ; PТр - необхідна точність визначення параметра в припустимій області. Для цього, після обчислення спостереженого значення статистики критерію Cm, воно порівнюється з Cкрm . При Cm Ј Cкрm гіпотеза H0m не відкидається на рівні значимості am. При Cm > Cкрm робиться висновок про можливу наявність зсуву на момент прогнозу.

При наявності систематичного зсуву приземлень (за умови, що < s0 ) для перевірки гіпотези про допустимість зсуву визначається значення mкр із рівняння

При < mкр на рівні значимості am з потужністю pm робиться висновок про допустимість можливого зсуву приземлень на момент прогнозу.

Для перевірки чутливості до появи тренда й точності прогнозу проведено моделювання роботи алгоритмів визначення поточного стану та прогнозування.

Моделювання проведено за рядом значень бокового відхилення УТД від осі ЗПС з монотонно спадаючим математичним сподіванням (від 0,5 до 5,5) при використанні різних значень початкових умов і коефіцієнта згладжування.

За проведеним моделюванням отримано графіки порівняння прогнозних значень параметра з поточними на наступному кроці (рис. 4, 5).

Рис. 4. Моделювання роботи алгоритмів визначення поточних та прогнозованих значень бокового відхилення УТД від осі ЗПС

Рис. 5. Порівняльний результат моделювання поточних та прогнозованих значень статистичних оцінок бокового відхилення УТД від осі ЗПС

Висновки

У дисертації здійснено теоретичне узагальнення й вирішення наукової задачі організації моніторингу та прогнозування кількісних показників точнісних характеристик систем управління посадкою літаків як основи для вдосконалення інформаційного та алгоритмічного забезпечення системи прийняття рішення про їхній ТС.

Основні результати дисертаційної роботи є такими:

1. Проведений аналіз методів визначення точності СУП літаків на різних етапах їх життєвого циклу, а також існуючих наземних та бортових засобів оброблення ВП, надав можливість запропонувати вихідну ідею моніторингу й прогнозування точнісних характеристик СУП за експлуатаційними значеннями ВП.

2. Розроблено загальну структуру інтегрованої системи і алгоритм обробки даних про визначальні параметри в інтегрованій системі опрацювання експлуатаційних даних на основі формування ковзної вибірки з дробним кроком.

3. Розроблено вимірювальні моделі визначення параметрів непрямого виміру з урахуванням особливостей розташування курсових та глісадних антен і методику розрахунків визначальних параметрів непрямого вимірювання на основі завданих критеріїв оцінки точності. Виявлено, що застосування розробленої методики розрахунків ВП непрямого виміру надає результати, що задовольняють вимоги заданих критеріїв оцінки точності.

4. Розроблено алгоритми оцінки статистичних характеристик та визначення щільності розподілу параметрів приземлення літаків на базі рекурентних процедур, оцінки статистичних характеристик параметрів приземлення літаків за інформацією про ВП, здійснено програмну реалізацію розроблених алгоритмів.

5. Запропоновано алгоритм і методику прогнозування статистичних характеристик визначальних параметрів СУП. Розроблено алгоритми точкового та інтервального прогнозування статистичних характеристик ВП, а також оцінки результатів прогнозування. Здійснено програмну реалізацію розроблених алгоритмів.

6. Результати, отримані в дисертаційній роботі, впроваджені та апробовані, як у виробництві, так і у навчальному процесі НАУ, а саме:–

алгоритми визначення статистичних характеристик масивів вимірюваних параметрів за рекурентною процедурою – у АНТК “Антонов”;–

принципи побудови, методики та алгоритми моніторингу та прогнозування СУП літаків – у навчальний процес на кафедрі комп'ютеризованих систем управління НАУ.

Список праць за темою дисертації

1. Зеленков О.А., Масловський Б.Г. Розробка інтегрованої системи комп'ютерного моніторингу систем автоматичної посадки літаків на етапі експлуатації. – К.: Вісник НАУ №1, 2002. – С. 107-113.

2. Масловський Б.Г., Зеленков О.А. Методика розрахунків визначальних параметрів непрямого виміру для систем діагностування технічного стану систем посадки літаків. – К.: Вісник НАУ № 3, 2002. – С. 104–112.

3. Масловський Б.Г., Зеленков О.А. Прогнозування точнісних характеристик систем автоматичної посадки літаків. – К.: Вісник НАУ № 4, 2002. – С. 88–95.

4. Масловський Б.Г., Зеленков А.А. Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації.// Системні дослідження та інформаційні технології, ІПСА № 4, – К.: 2002. – С. 35–42.

5. Зеленков А.А., Мирошниченко О.Г., Бунчук А.А., Масловский Б.Г., Шахов В.П. Микропроцессорная система обработки результатов летных испытаний МС ОРЛИ. / Инф. лист о научно-техническом достижении № 09-054, УКРНИИТИ, – К., 1990.

6. Масловский Б.Г., Зеленков А.А. и др. Прибор для экспресс-анализа экстремальных отклонений. – М.: ЦНТИ ГА межотраслевой инф. лист, Вып. 33, 1979.

7. Масловский Б.Г., Зеленков А.А. и др. Устройство для измерения законов распределения экстремальных отклонений. // Сб. Вопросы преобразования информации, Вып. 1. – Таганрог, 1978.

8. Зеленков А.А., Мирошниченко О.Г, Масловский Б.Г., Шахов В.П., Бунчук А.А. Микропроцессорная информационная вычислительная система параметров приземления и её программное обеспечение // Всесоюзная НТК “Научно-технический прогресс и эксплуатация воздушного транспорта”: Тез. докл. – М.: МИИГА, 1990.

9. Зеленков А.А., Масловский Б.Г. Компьютерный мониторинг состояния систем управления посадкой самолетов. // Міжнародна конференція “Авіа-2002”: Тез. докл. – К.: НАУ, 2002.

10. Кривошеєв Є.А., Масловський Б.Г. Багатоканальна марківська модель процесу функціонування складних техніко-економічних систем. // Всеукраїнська науково-методична конференція “Проблеми економічної кібернетики”: Тез. доп. – Запоріжжя. ЗДУ, 2002.

Анотації

Борис Георгійович Масловський. Прогнозування точнісних характеристик систем управління посадкою літаків. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.03 – Системи і процеси керування. Національний авіаційний університет, Україна, Київ, 2004.

Дисертація присвячена розробці та дослідженню методик і алгоритмів моніторингу та прогнозування кількісних показників точнісних характеристик систем управління посадкою (СУП) літаків і спрямована на вдосконалення інформаційного та алгоритмічного забезпечення системи прийняття рішення про їхній ТС.

Для досягнення поставлених цілей розроблено інтегровану систему обробки поточних даних, що ґрунтується на використанні єдиної БД для зберігання визначальних параметрів (ВП), застосуванні статистичних методів оброблення інформації про ВП та прогнозуванні їхніх значень, а також оцінки відповідності стану СУП заданим нормам. Розроблено вимірювальні моделі розрахунків ВП непрямого вимірювання, проведено оцінку їхніх похибок на основі заданих критеріїв оцінки точності. Побудовано алгоритми оцінки статистичних характеристик та визначення щільності розподілу ВП за статистичною інформацією. Розроблено алгоритми точкового та інтервального прогнозування статистичних характеристик визначальних параметрів СУП, а також алгоритм оцінки результатів прогнозування.

Ключові слова. Визначальні параметри, імовірнісне прогнозування, моніторинг, система управління посадкою літаків, точнісні характеристики.

Борис Георгиевич Масловский. Прогнозирование точностных характеристик систем управления посадкой самолетов. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.03 – Системы и процессы управления. Национальный авиационный университет, Украина, Киев, 2004.

Диссертация посвящена разработке и исследованию методик и алгоритмов мониторинга и прогнозирования количественных показателей точностных характеристик систем управления посадкой (СУП) самолетов и направлена на усовершенствование информационного и алгоритмического обеспечения принятия решения об их ТС.

Для достижения поставленных целей разработана общая структура обработки информации для мониторинга и прогнозирования точностных характеристик СУП, которая базируется на использовании единой БД для хранения определяющих параметров (ОП) и интегрированной системы обработки текущих данных. Разработаны измерительные модели определения ОП косвенного измерения, произведена оценка их точности на основе заданных критериев. Разработан алгоритм обработки информации в интегрированной системе, основанный на использовании скользящей выборки с дробным шагом, статистических методов обработки информации об ОП, прогнозировании их статистических значений, а также оценки соответствия текущих и прогнозных значений точностных характеристик СУП нормативным требованиям. Построены алгоритмы оценки статистических характеристик и определения плотности распределения ОП по статистической информации. Разработаны алгоритмы и методика точечного и интервального прогнозирования статистических характеристик определяющих параметров СУП по текущим данным, а также алгоритм оценки результатов прогнозирования точностных характеристик СУП по статистическим данным ОП. Разработаны программы с реализацией алгоритмов статистической оценки и прогнозирования характеристик ОП как для работы в пакетном режиме, так и для осуществления моделирования в интерактивном режиме. Произведена обработка данных смоделированного ряда реализаций одного из ОП с помощью разработанных программ, в результате чего получены сравнительные показатели использования разных методов и параметров прогнозирования.

Ключевые слова. Вероятностное прогнозирование, мониторинг, определяющие параметры, система управления посадкой самолетов, точностные характеристики.

Maslovsky B.G. Forecasting of the precision characteristics of aircraft automatic landing systems. – Manuscript.

The thesis for candidate's degree of technical sciences in specialty 05.13.03 –Systems and control processes. National aviation university, Kiev, 2004.

The thesis focuses on the development and research of the methods and algorithms of the operational monitoring and forecasting control of the quantitative precision characteristics of aircraft automatic landing systems and aims at improvement of algorithms and data ware of there systems as well as estimating their technical state.

For reaching the aims specified the integrated system of the operational data processing is developed, which is based on utilization of a common database for storing the determining parameters, statistical methods of determining parameters processing and forecasting their values as well as the evaluation of landing systems compliance with the regulations. Measuring models of evaluating the determining parameters of the indirect measuring are developed, estimates are made of the precision characteristics on the basis of predefined criteria. The algorithms of statistical characteristics evaluation and parameters density allocation determination as well as the algorithms of punctual and interval forecasting of determining parameters statistical characteristics according with the operational data and evaluation of probabilistic prognostication of precision characteristics are formulated.

Key words. Aircraft landing system, determining parameters, monitoring, precision characteristics, probabilistic prognostication