Экспертные системы интеллектуальной поддержки экипажа самолета Земляный Е.С., Бабиченко А.А. ОАО РПКБ, МГТУ имени Н.Э.Баумана

Статистика авиационных инцидентов Причины возникновения ошибок у лётчиков: поступление неопределённой информации принятие решений в условиях жесткого лимита времени недостатки оформления информационного и управляющего полей кабины (панелей и приборов) сильные психоэмоциональные нагрузки

Интегрированный комплекс бортового оборудования Функции ИКБО Решение навигационно- пилотажных задач Выработка управляющих воздействий Информационный обмен Обеспечение безопасности полётов Интеллектуальная бортовая экспертная система

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Необходимо создать экспертную систему, способную предоставить необходимую помощь экипажу и взять на себя решение задач, связанных с определением целесообразной тактики действий в экстремальных ситуациях.

СТРУКТУРА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ База знаний- совокупность знаний о предметной области и способах решения задач, записанная на языке представления знаний Машина логического вывода- блок, моделирующий ход рассуждений эксперта на основании знаний, заложенных в БЗ.

ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ЭС Э- эксперт, А- аналитик (инженер по знаниям), П- программист, Ч- человек (пользователь)

ВЫБОР СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ CLIPS - С Language Integrated Production System CLIPS представляет собой современный инструмент, предназначенный для создания экспертных систем (expert system tool). CLIPS состоит из интерактивной среды экспертной оболочки со своим способом представления знаний, гибкого и мощного языка и нескольких вспомогательных инструментов. Одним из основных методов представления знаний в CLIPS являются правила.

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РАБОТЫ -данная задача может быть решена с помощью экспертной системы; -экспертную систему можно создать предлагаемыми на рынке средствами; -имеется подходящий эксперт; -предложенные критерии производительности являются разумными; -затраты и срок выполнения задачи приемлемы для заказчика

СТРУКТУРА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ

Типовая ситуация «Существенное повышение температуры на эшелоне выше нормы МСА – международной стандартной атмосферы» Типовая ситуация «Полёт в условиях обледенения» Типовая ситуация «Сваливание самолёта в плоский штопор» Типовая ситуация «Опасное продолжение захода после ВПР» – высоты принятия решения (при непосадочной конфигурации, отсутствии минимума и т.д.) Примеры типовых ситуаций, приводящих к инциденту Типовая ситуация «Сваливание самолета в плоский штопор» Самолёт Ту-154Б(М), статистика: , RA – катастрофа , RA – катастрофа , RA – серьёзный инцидент , СССР – катастрофа Схема развития срыва потока Сваливание и попадание самолёта в штопор возникает при выводе его на закритические углы атаки

Фрагмент циклограммы начала срыва в плоский штопор Пример срыва в штопор Самолёт Ту-154М RA-85185, рейс ПЛ-612 «Причиной катастрофы явились недостаточная профессиональная подготовка экипажа, в первую очередь КВС, при пилотировании самолета на больших высотах и углах атаки» * *Отчёт МАК о катастрофе RA-85185, рейс ПЛ-612

Признаки развития ситуации, сформулированные экспертом: самопроизвольное опускание носовой части фюзеляжа; увеличение угла тангажа; резкое кренение самолёта сильная тряска конструкции или органов управления; опасное или необратимое нарушение РРД. Рекомендации эксперта (действия для вывода самолета из штопора): руль направления против штопора штурвал полностью от себя; после – перевод в ГП плавным движением штурвала на себя. Правило для базы знаний (сформулированное экспертом): ЕСЛИ (угол атаки больше допустимого α доп ) и ( (перегрузка n y – периодическая) или (крен γ резко изменился) ) ТО Выдать экипажу рекомендацию: «Сваливание в штопор! Отдай штурвал ПОЛНОСТЬЮ от себя!» Пример вывода правила для базы знаний ЭС «обеспечение безопасности полета» Типовая ситуация: сваливание в плоский штопор

Фрагмент кода для ситуации сваливание в штопор (deftemplate PLANE (slot sost-otk) (slot polet) (slot svalivanie) ) (deftemplate PARAMETR (slot corner) (slot speed) ) (deftemplate ALL-OK (slot all-corr) ) (deffacts STATE (PLANE(sost-otk zakr)(polet not-ok)(svalivanie not-ok)) (PARAMETR (corner normal)(speed not-ok)) (ALL-OK(all-corr not-ok)) )

ФРАГМЕНТ КОДА (ПРОДОЛЖЕНИЕ) (defrule PARAMETR-OK (PARAMETR (corner normal)(speed ok)) (ALL-OK(all-corr not-ok)) ?otk

ВЫВОДЫ Применение экспертных систем интеллектуальной поддержки экипажа позволит: автоматизировать решение пилотажно-навигационных задач снять с экипажа нагрузки при выполнении вычислений и рутинную работу снизить психоэмоциональные нагрузки на экипаж повысить общий уровень безопасности полётов

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ В. В. Лапа, В. А. Пономаренко, А. В. Чунтул. Психофизиология безопасности полётов – М.: МОО Ассоциация журналистов, пишущих на правоохранительную тематику; – 396с. А. В. Чунтул, В. И. Дудин Особые ситуации в лётной практике – М.: МОО Ассоциация журналистов, пишущих на правоохранительную тематику; – 240с. Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. Создание Баз знаний интеллектуальных систем; – Санкт-Петербург: Питер; – 382с.

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ