Системы ОВД относятся к эргатическим системам управления динамиче- скими объектами. Понятия «система», «управление», «динамические объек- ты», «эргатическая система» – фундаментальные понятия теории УВД. Каж- дая реально существующая система состоит из конкретных объектов: техни- ческих устройств, людей, управляющих ими, материальных ресурсов и т.д.
«Система» есть совокупность конкретных объектов, рассматриваемых как единое целое, объединенных между собой и окружающим миром определен- ными связями, представляющими силы, потоки энергии, вещества, инфор- мации. Критерием для выделения совокупности объектов в систему обычно можно считать степень связности объектов внутри системы и с внешним миром. Чем больше объединены объекты внутри системы и чем больше обособлена данная совокупность от внешнего мира, тем больше оснований рассматривать ее как систему. При УВД объединяющим признаком объектов внутри системы могут служить информационные потоки. Потоки информа- ции внутри системы ОВД, состоящие из различных сообщений по каналам связи между диспетчерами и экипажами воздушных судов, между различными
диспетчерскими пунктами несоизмеримо больше, чем поток информации, характеризующий связь системы ОВД с «внешним» миром или органами аэронавигационного обслуживания. Характерной чертой любых систем явля- ется выделение в них трех составляющих – энергии, материи (вещества) и информации, последняя из которых является организующей. Как правило, системы сохраняют свою организованность во времени при функционирова- нии и развитии, что объясняется непрерывным «потреблением» системой по- тока информации извне и о внутренних процессах.
Составляющими организующего потока информации для систем ОВД яв- ляются приказы, инструкции и другие документы и сообщения. При струк- турном анализе реальную систему допустимо рассматривать как абстрактное множество элементов, наделенных определенными свойствами и находящих- ся друг с другом в некоторых отношениях, определяемых характером суще- ствующих внутрисистемных и внешних связей. Такое представление позво- ляет ввести понятие абстрактной системы с помощью модели в виде сово- купности взаимосвязанных и воздействующих друг на друга элементов, фи- зическая природа которых в зависимости от разделения их на механические, электрические, химические, биологические и т. п. учитывается различными моделями, вид которых определяется существом задач исследования. Рас-
смотрим пример простейшего контура подсистемы УВД (рис. 1).
Регламент Процедуры Документы
Командир ВС ВС
РПУ
Диспетчер РЛС
Регламент Процедуры Документы
Рис. 1. Простейший контур УВД
Рассмотрение любой системы, как совокупности элементов дает возмож- ность привлечь для ее математического описания теорию моделирования, по- этому одним из важнейших разделов теории УВД является теория математи- ческого моделирования.
Среди систем можно различать множество связанных и функционирую- щих совокупностей элементов. Интерес представляют эргатические системы управления. В широком смысле слова под эргатической системой управления понимают систему с организационно-управленческой деятельностью элемен- тов, включающих человека-оператора и (или) коллективы людей, которые руководят работой других элементов, также включающих человека- оператора и (или) коллективы людей, направленные на достижение опреде- ленных целей. Наличие человека, характеризующееся его творческими осо- бенностями, определяется термином «эргатическая система». Человек, осу- ществляющий управление, планирует и принимает решение, оценивая планы и окружающую обстановку с помощью получаемой информации. В примере простейшего контура подсистемы УВД диспетчер принимает решения и осуществляет управление. Информацию об окружающей обстановке он по- лучает с помощью радиолокационного устройства и радиообмена с команди- ром ВС. Иногда информации об окружающей обстановке оказывается недо- статочно для однозначной ее оценки и принятия решения, тогда оператор ис- пользует свой опыт, знания, память и интуицию. Эти качества наделяют че- ловека в системе управления замечательным свойством – принимать решения в условиях значительной неопределенности в окружающей обстановке и при неполностью заданных целях, что и обусловило необходимость участия че- ловека в системах ОВД. По этой причине наиболее перспективными являют- ся автоматизированные системы ОВД, a не автоматические, полностью ис- ключающие участие человека в процессах УВД.
Одна из наиболее характерных черт систем управления – способность из- менять свое состояние под влиянием различных управляющих воздействий. Любую управляемую систему можно представить совокупностью двух раз- личных частей: управляемой (объекты управления), и управляющей, в роли которой может быть специальное устройство либо оператор.
Всякий объект, движением которого управляют, считается управляемым.
В системе УВД таковыми являются ВС в воздушном пространстве или на
маневренной площади аэродрома. Управляемое движение отличается от не- управляемого своей целенаправленностью. Управление состоит в «навязыва- нии» объекту такого движения, которое отвечает определенной цели. Для управляемых объектов существует множество состояний (движений), из ко- торых производится выбор одного предпочтительного. Решение задачи вы- бора неразрывно связано с управлением. Предпочтительность того или иного состояния (движения) определяется количественными характеристиками си- стемы управления (показателями), которые должны отражать (описывать) состояние системы управления и ее отдельных элементов в процессе их дви- жения и развития. Изменение состояния системы управления происходит во времени в результате переходного процесса. Систему управления, переход которой из одного состояния в другое совершается в период времени, соиз- меримый с временем наблюдения, считают динамической. Если время наблюдения не ограничено, то любая реальная система является динамиче- ской. Для упрощения описания системы управления в теории чаще всего принято условно выделять три группы систем:
– динамические;
– статические, для которых длительность переходного процесса доста- точно большая и значительно превосходит время наблюдения, а характер пе- рехода не оказывает существенного влияния на поведение системы;
– системы конечных автоматов, когда длительность переходного про- цесса исчезающе мала по сравнению с временем наблюдения и изменение со- стояния системы можно приближенно считать следующим мгновенно за вы- зывающими его причинами.
Характерная задача оператора-диспетчера в простейшем контуре – воз- действие на другие элементы системы с тем, чтобы объект управления изме- нил свое состояние и достиг цели. Диспетчер обязан учитывать время пере- ходного процесса, которое соизмеримо с временем наблюдения. Для этого между управляющим и управляемым объектами должен происходить взаим- ный обмен информацией. Такой информацией являются сигналы, с помощью которых оператор воздействует на объект управления, и сведения о состоя- нии объекта управления, на основании которых оператор определяет вид управляющих сигналов.
Для успешного управления объектом оператор должен получать инфор- мацию о внешних условиях (рис. 2), воздействующих на объект управления, учитывать ее при выработке управляющих сигналов и располагать информа- цией о цели управления. Оператору необходимо иметь возможность сравни- вать действительное состояние (движение) с тем, которое выбрано и задается в качестве цели либо желаемого или предпочтительного состояния (движе- ния). Если обнаружено отклонение, оператор изменяет состояние (движение)
объекта так, чтобы устранить его.
Информацион-
ные потоки
Восприятие информации
Визуал Аудиал Кинестетик
Комплексное использова- ние РТС и АС УВД
Комплекс действий и команд
Комплекс РТС
|
Контроль исполне- ния
Адекватное воздействие на процесс или ситуацию
Ошибки
Случайные (оговорка, описка, не- правильная расшиф- ровка)
Закономерные
(отсутствие опыта)
Ожидаемые (некачественная под- готовка)