CC BY
109
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
УДК 629.73.07
Д. С. Герасимова Научный руководитель - Н. В. Юрковец Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК - МАШИНА» И ЕЕ ОСОБЕННОСТИ В АВИАЦИИ
Рассмотрено влияние человеческого фактора в системе «человек-машина».
В наше время, когда человечество стоит на пороге создания искусственного разума и покорения самых отдаленных уголков космоса, данная тема является очень актуальной.
Для начала давайте разберемся, что это за система и почему она так важна. Воспользуемся определением из энциклопедического словаря Королева и Душкова. Система «человек-машина» (СЧМ) - система, состоящая из человека-оператора (группы операторов) и машины, посредством которой он осуществляет (они осуществляют) трудовую деятельность. Машиной в СЧМ называют совокупность технических средств, используемых человеком в своей деятельности.
Как можно заметить, на протяжении большого количества времени система «человек-машина» постепенно проникала в различные отрасли человеческой деятельности, а на сегодняшний день она фигурирует практически в любой, а некоторые из них появились благодаря этой системе.
Казалось бы, эта тема изучена полностью, и никаких ошибок в ней быть не может. Но грамотный синтез возможностей человека и машины до сих пор не найден, и мы вынуждены признать существование ряда ошибок и сбоев в данной системе. Для того, что бы избежать или хотя бы свести к минимуму возникающие конфликты двух абсолютно разных систем (человека и машины), приводящие ее (систему) к неправильному функционированию, а как следствие и к катастрофам, нужно строго распределить какие функции должны быть возложены на людей, а какие - на машины. Кроме того нужен ряд необходимых условий, таких как специальные методы обучения персонала, вспомогательные устройства, средство коммутации между человеком и машиной [1]. Также необходимо помнить, что операции, которые выполняются человеком, технически реализуются в разной степени. Некоторые из них, например операции решения, имеющие эвристический, творческий характер, до конца не могут быть автоматизированы даже при самом высоком уровне автоматизации и останутся прерогативой человека.
Особый контроль над системами необходим в авиации. Ведь все прекрасно понимают, что самолет -транспорт совершенно другого уровня. В отличие от поезда и машины, которых можно остановить при обнаружении неполадок, в летательном аппарате зачастую такое просто не возможно. Наземный транспорт также может подождать, когда устранят все сбои и ошибки, а вот самолет, совершающий рейс, не может похвастаться тем же. Но даже самая маленькая неточность в системе, на которую хотелось бы закрыть глаза из-за ее незначительности, может сыграть ключевую роль в последующей катастрофе! Поэтому
люди должны обеспечить безопасность пассажиров всеми известными способами, а также использовать и разрабатывать все новые и новые. Потому как самолеты все еще продолжают падать, значит, наша система несовершенна и требует различных доработок, ведь на борту находятся множество жизней, которыми нельзя рисковать.
Мы рассмотрим СЧМ на примере самолета при совместной работе пилота и автопилота. Как известно автопилот может вести самолет без вмешательства человека, т. е. функции данной системы таковы, что она способна точно выдерживать заданный курс, скорость, высоту, горизонтальное положение самолета, несмотря на любые внешние воздействия. Если самолет по какой-то причине отклонится от курса, приборы автопилота незамедлительно сообщат об этом бортовому компьютеру. Он оперативно и с большой точностью определит, на какой угол нужно повернуть руль направления, чтобы самолет лег на правильный курс, и даст команду электрической рулевой машине. Но только по команде летчика, при его непосредственном участии в управлении, автопилот способен далее выполнить виражи, подъемы и спуски. Следует добавить, что во время дальних перелетов большую часть времени самолетом управляет не пилот-человек, а пилот-автомат, так как человек в силу своей природы при длительном напряжении теряет концентрацию внимания, что может привести к трагичным последствиям.
Поскольку человек обладает множеством таких качеств, которые легко перестраиваются и приспосабливаются к изменяющимся условиям, то очевидно, что на самолете именно он должен производить наблюдения и описывать их, быть оператором и принимать решения. Таким образом, ему целесообразно поручать выполнение следующих заданий: производить точную регулировку и настройку органов управления, работать с аппаратурой для научных исследований и фиксировать полученные им объективные и субъективные данные, на основе полученного опыта вносить изменения в программу действий, а также производить ремонт и техническое обслуживание оборудования.
Но бывает, что человек не справляется и допускает ошибку. Данное явление известно, как «человеческий фактор» или «ошибка человека».
В рамках теории ошибка может быть задана как невыполнение базовых предположений теории, как несоответствие правилам построения конструкции, отсутствие связей между элементами, и отсутствие самих элементов, и т. д. [2]. Но нужно быть очень последовательным и осмотрительным. Чтобы узнать, что привело к ошибке, мы должны спросить: какими
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
были движения, мысли и переживания человека в ходе выполнения действия, но в большинстве случаев это бывает невозможно. Человек сам после ошибки не может разобраться со всеми нахлынувшими тогда на него эмоциями и чувствами.
Таким образом, анализируя причины человеческих ошибок необходимо учитывать возможность формирования оператором двигательных стандартных подпрограмм для управления системой. Когда оператор сам задает себе инструкции, контроль его деятельности не так велик по сравнению с тем, когда действует под руководством инструктора или имеется заранее определенная и письменно заданная процедура. Это приводит к тому, что событие, которое на ранних стадиях обучения еще можно называть ошибкой, не может считаться таковым, когда оператором уже выработаны и хорошо изучены стандартные подпрограммы двигательных действий.
Для обеспечения более продуктивной работы пилота и автопилота мы можем предложить внести небольшие изменения в данную СЧМ [3].
Например, использование новых технологий: заменить или видоизменить базовый вариант бортового приёмника КЬМ-90, так как он не очень удобен в использовании. У КЬМ-90 маленький экран, на котором плохо различимы значки и мало функций у светозвуковой сигнализации. И во время чрезвычайного происшествия это может сыграть негативную роль.
Также целесообразно пересмотреть некоторые положение РЛЭ и произвести усиленный контроль за соблюдением летных правил.
Библиографические ссылки
1. Овчаров В. Е. Человеческий фактор в авиационных происшествиях.
2. Ложкина Г. В., Повякеля Н. И. Практическая психология в системах человек - техника.
3. Инструкция по взаимодействию и технология работы членов экипажа самолета Ту-154.
© Герасимова Д. С., 2013
УДК 629.73.08; 629.7.004.67
Н. В. Елисеева, В. С. Сеславин Научный руководитель - А. Р. Акзигитов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ БОРТОВЫХ АВТОМАТИЧЕСКИХ РАДИОКОМПАСОВ УКВ-ДИАПАЗОНА В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ
Рассматриваются перспективы повышения эффективности работы АРК УКВ-диапазона волн, эксплуатирующегося в условиях влияния неоднородностей тропосферы в высоких широтах.
В автоматических радиокомпасах УКВ- диапазона волн появление в ночное время и восходно-заходные периоды пространственных волн, переотраженных от неоднородностей тропосферы и поверхности Земли, уменьшает точность работы этих средств.
Для повышения качества работы бортовых АРК УКВ-диапазона волн на борту ВС необходимо иметь интегрированные комплексы АРК со спутниковыми ПИ, которые с требуемой точностью и оперативностью способны выдать навигационную информацию экипажам ВС [1].
В высоких широтах характер распространения и величина затухания радиоволн УКВ- диапазона отличается от среднеширотной тропосферы, кроме того, большое влияние на структуру радиосигнала оказывают слоистые неоднородности. Они приводят к интерференционным замираниям между прямой волной и волнами, отраженными от слоистых неоднородно-стей, и к попаданию приемной антенны в интерференционные минимумы.
Для повышения качества работы АРК в высоких широтах в условиях влияния неоднородностей обработку сигналов следует проводить на частотах биений в перестраиваемых узкополосных цифровых фильтрах [2].
Радиосигналы, отражаясь или проходя сквозь быстроменяющиеся слои неоднородностей, частично поглощаются или, наоборот, усиливаются из-за фокусировки отражающихся слоев. Амплитуда и фаза сигнала претерпевают значительные изменения. Интенсивность влияния отражающих слоев ионосферных и тропосферных неоднородностей в высоких широтах существенно зависит о скорости солнечного ветра, состоянии магнитного поля Земли, температуры воздуха, времени года, суток и других факторов.
Для повышение качества работы автоматических радиокомпасов, эксплуатирующихся в высоких широтах, следует использовать методы разделения прямой волны от переотраженных волн в УКВ-диапазоне волн. Для разделения этих сигналов были использованы доплеровские сдвиги частот от движения ВС [3].
На подвижном объекте существует постоянное доплеровское смещение между частотами прямой и переотраженных волн от радиостанции, причем основной причиной смещения можно считать перемещение точки приема излучения радиоволн относительно источника. Величина разности смещения на незначительных расстояниях от передатчика максимальная, а на значительных - минимальная.
