Графо-аналитический метод выбора предпочтительного варианта проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД в рамках создаваемых укрупненных центров

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Экономические науки


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

2004
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Информатика. Прикладная математика.
№ 92(10)
УДК 656 7. 052. 001. 57:814. 332
ГРАФО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД ВЫБОРА ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА ПРОВЕДЕНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ СИСТЕМЫ ОрВД В РАМКАХ СОЗДАВАЕМЫХ УКРУПНЕННЫХ ЦЕНТРОВ
В. А ЧЕХА
Статья представлена доктором технических наук, профессором Соломенцевым В. В.
В статье приведен разработанный автором графо-аналитический метод выбора предпочтительного варианта проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД, позволяющий на основании условного графического образа качества системы ОрВД, формирующегося значениями выбранных показателей качества системы ОрВД, выбрать предпочтительный вариант разработанных мероприятий.
Проводимые в настоящее время работы по укрупнению центров УВД предусматривают проведение комплекса мероприятий по совершенствованию и развитию системы организации воздушного движения (ОрВД) [1]. Можно с уверенностью говорить, что основной смысл этапа разработки и проведения мероприятий составляют подготовительные процессы, выполнение которых происходит в условиях функционирования системы ОрВД при старых значениях параметров организации воздушного движения. Найденные же новые значения параметров накапливаются, проверяются и апробируются обычно на соответствие целой совокупности требований, что и определяет смысл этапа разработки и проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД. Внедрение новых параметров происходит скачком — без прекращения функционирования системы, создавая эмерджентный тип синергетического эффекта функционирования системы ОрВД [2].
Качество разработки и проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД повышает уровень решения выполняемых системой ОрВД задач. А, как известно, качество решения задач организации воздушного движения определяется целой совокупностью факторов. Действительно, качество решения всех ключевых вопросов организации воздушного движения, оцениваемых такими обобщенными его характеристиками, как пропускная способность элементов системы, уровень безопасности воздушного движения, загруженность диспетчеров радиолокационного и процедурного контроля и т. д., во многом определяется на этапе проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД. Т. е. процессы, образующие этап проведения мероприятий, не только формируют структуру самой системы, деление воздушного пространства, топологию сети воздушных трасс и другие важнейшие организационно-структурные решения, но и в значительной степени обеспечивают гарантированный уровень качества процессов на этапе функционирования системы, таких как планирование ВД и обслуживания воздушного движения.
Понятно, что каждое решение, полученное на этапе разработки мероприятий, непосредственным образом скажется впоследствии на качестве решений задач диспетчером при непосредственном обслуживании воздушного движения. Таким образом, чтобы уменьшить долю ошибок диспетчера при непосредственном обслуживании воздушного движения, следует наилучшим образом решать задачи организации воздушного движения при разработке и проведении мероприятий, т. е. стремиться к определению наилучших, рациональных решений [3].
Таким образом, уровень качества решений при разработке мероприятий по совершенствованию организации ВД не может определяться без учета уровня сложности непосредственнооперативного обслуживания воздушного движения в различных условиях воздушной обстанов-
ки.
Следовательно, качество разработанных мероприятий по совершенствованию системы ОрВД, влияющее на эффективность деятельности диспетчера при непосредственном обслуживании воздушного движения, будет определять пропускную способность воздушного пространства, регулярность и экономичность воздушного движения, а также его безопасность. Если считать основными показателями эффективности процессов воздушного движения общепринятые в настоящее время показатели рационального использования воздушного пространства при безусловном учете безопасности и эффективности воздушного движения, а также экономических факторов, то решения, принятые при разработке мероприятий по совершенствованию системы ОрВД, должны быть рациональными по отношению именно к этим показателям.
Для выбора предпочтительного варианта проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД автор предлагает использовать разработанный им и опробованный графоаналитический метод, который излагается ниже.
Поставим в соответствие четырем общепринятым показателям оценки качества функционирования системы ОрВД, — четыре частных показателя:
• безопасность ВД — число потенциальных конфликтных ситуаций (ПКС) —
• пропускная способность системы ОрВД — нагрузка на диспетчера УВД-
• эффективность ВД — расход топлива ВС.
Приведенные три показателя характеризуют эффективность функционирования системы ОрВД (ЭфорВД). В качестве четвертого же показателя возьмем:
• объем капитальных вложений, который характеризует затратную часть или стоимость (СтОрВД) проведения разработанных мероприятий по совершенствованию системы.
Известным подходом к оценке качества сложных систем и, в частности, системы ОрВД является метод, основанный на отношении эффективность/стоимость:
КОрВД = ЭфОрВД/СтОрВД, т. е. из двух вариантов проведения мероприятий по совершенствованию системы ОрВД тот является предпочтительным, для которого КОрВД будет больше.
Однако возникает вопрос, как привести к одной размерности для дальнейшего использования такие разные показатели, как число потенциальных конфликтных ситуаций (измеряется в ПКС), нагрузка на диспетчера УВД (измеряется в минутах) и расход топлива ВС (в тоннах или рублях).
Соотношение этих показателей можно представить в определенного вида соотношении осей, представленном на рис. 1.
Отложив по каждой из осей значения полученных частных показателей, характеризующих качество функционирования системы ОрВД, и соединив их как показано на рис. 2, получим определенный графический образ качества функционирования системы ОрВД, характеризуемый выбранными показателями.
Рис. 1.
Рис. 2.
Где Пкс1, Мд1, Эфх, Ст1 — соответствующие определенному варианту разработанных мероприятий значения числа потенциальных конфликтных ситуаций, нагрузки на диспетчера, расхода топлива ВС и стоимости капитальных вложений, необходимых на проведение этих мероприятий.
Изменение выбранных показателей определенным образом характеризует качество функционирования системы ОрВД, а именно, уменьшение значения любого из этих показателей соответствует характеристике улучшения качества функционирования системы. Действительно, уменьшение числа ПКС повышает безопасность ВД, уменьшение загрузки диспетчера повышает пропускную способность системы ОрВД, уменьшение расхода топлива ВС и стоимости проведения мероприятий также характеризует повышение качества системы ОрВД.
Если бы удалось показать, что изменение величины площади полученной фигуры имеет определенную зависимость от изменений значений выбранных частных показателей, характеризующих качество ее функционирования, то таким образом удалось бы показать и взаимосвязь величины этой площади с качеством разработанных мероприятий, так как качество разработанных мероприятий связано с качеством функционирования системы ОрВД.
Попытаемся показать это. Зафиксируем любые три показателя качества системы ОрВД, например, & lt- Пкс1, Дд1, Эф1 & gt- (рис. 3.) и попробуем изменять параметр & lt-Ст1>-. Мы увидим, что, увеличивая & lt-Ст>- - увеличивается и площадь? и, наоборот, уменьшая величину Ст — мы уменьшаем и площадь ?. Но известно, что при разработке мероприятий по совершенствованию системы ОрВД стремятся минимизировать их стоимость, следовательно, уменьшение площади? демонстрирует улучшение качества системы ОрВД по параметру стоимости & lt-Ст1>-. А следовательно, увеличение стоимости системы ОрВД ухудшает ее качество относительно варианта мероприятий с такими же показателями & lt- Пкс1, Дд1, Эф1 & gt-, но меньшей стоимостью разработанных мероприятий.
Аналогичный результат получим и в том случае, когда зафиксируем, например, & lt-Дд1,Эф1 Ст1& gt-, и изменять будем параметр & lt- Пкс1& gt-. Очевидно, что при прочих равных значениях лучше тот вариант проведения мероприятий, который даст меньшее число ПКС (что соответствует более высокому уровню безопасности ВД), но это будет соответствовать и уменьшению площади ?. При рассмотрении оставшихся критериев получим аналогичный результат.
Пкс
Ст Рис. 4.

*
Таким образом было показано, что есть взаимно однозначная зависимость между изменением значений показателей, характеризующих качество разработанных мероприятий и изменением площади ?, в графо-аналитической модели. А именно, уменьшение значения любого из этих показателей ведет к уменьшению площади ?, а увеличение соответственно — к увеличению. Или, другими словами, уменьшение хотя бы одного из рассматриваемых показателей, при
неизменности остальных, приводит к улучшению качества системы ОрВД.
Характеристика качества всегда подразумевает сравнительную оценку, поэтому предлагаемый графо-аналитический метод предполагает его использование только сравнительной оценки двух или нескольких разработанных вариантов системы ОрВД.
Естественно возникает вопрос, а как же измерять это качество? Как известно, в отличие от количественных оценок, качественные весьма плохо поддаются попытке их количественно измерить. Качество работает только в сравнительной оценке и ее можно характеризовать, например, в таких показателях, как & lt- лучше & gt- и & lt- хуже & gt-. В теории нечетких множеств эти два показателя качества с помощью искусственных приемов разбиваются еще на ряд показателей качественной оценки, таких как & lt-хорошо>-, & lt-лучше>-, & lt- еще лучше & gt- и с другой стороны & lt- плохо & gt-, & lt-хуже>- и т. д. Это своего рода шкала, только в ней фигурирует качественная метрика. Каждому состоянию объекта исследования присваивается определенная характеристика, соответствующая шкале «качество», что и дает возможность сравнительной оценки рассматриваемых вариантов.
Графо-аналитический метод оценки качества разработанных мероприятий по совершенствованию системы ОрВД позволяет это сделать другим, более простым способом.
Показав, что значение площади? находится в однозначной зависимости от значений рассмотренных параметров, можно говорить, что из двух вариантов разработанных мероприятий тот эффективнее «лучшее», качество которого соответствует «меньшей» площади ?. То есть между значениями площади? и значениями параметров & lt-Пкс, Мд, Эф, Ст & gt- существует следующая зависимость -- & lt-меньше & gt- = & lt- лучше & gt-, & lt-больше & gt- = & lt-хуже>-. Отсюда следует, что из двух вариантов разработанных комплексов мероприятий по совершенствованию системы ОрВД тот & lt-лучше>- (т.е. приводящий к более эффективному функционированию системы ОрВД), который дает значения параметров & lt- Пкс, Мд, Эф, Ст & gt- образующих площадь? & lt- меньшую & gt- и соответственно наоборот.
Если все значения рассматриваемых показателей уменьшаются (или увеличиваются) и при этом на значительную величину, то можно достаточно просто визуально определить, какой из рассматриваемых вариантов предпочтительнее, так как площади по размеру существенно отличаются. Но как поступить в случае, когда одни показатели увеличиваются, т. е. & lt-ухудшают>- качественную оценку системы ОрВД, а другие уменьшаются и следовательно, ее & lt-улучшают>-, тогда прямоугольники могут приобрести трудно сопоставимую форму (рис. 4.). Кроме того, площади ?1 и ?2, образованные значениями показателей вариантов У1 и У2, могут отличаться незначительно и не поддаваться визуальной оценке & lt- больше & gt- / & lt- меньше & gt-. В этом случае необходимо просто измерить длину (Д1 и Д2) и ширину (Ш1 и Ш2) полученного прямоугольника в миллиметрах или сантиметрах и вычислить площадь по простейшей формуле
?1 = Д1 • Ш1 и ?2 = Д2 • Ш2
При этом важно отметить, что полученные значения ?1 и ?2 не имеют никакого другого смысла кроме смысла определения, какая из рассматриваемых площадей & lt-меньше>-, а значит соответствующая лучшему варианту разработанных мероприятий. Т. е. если ?2 & lt- ?1, то Му2 & lt-лучше>- Му2, где Му2 и Му2 соответственно два варианта разработанных мероприятий.
Учитывая, что получение таких показателей, как & lt-Пкс, Мд, Эф& gt- автор предусматривает с помощью разработанного комплекса имитационного моделирования (КИМ) [4], а показателя & lt-Ст>- с помощью экономических расчетов, результат которых может вводиться в КИМ как параметр оценки, то построение виртуальных образов площадей? п (п = 1. 3) и их сравнительная оценка не должны вызвать затруднений.
Конечно, при дальнейшем развитии графо-аналитического метода очень соблазнительным для оценки качества разработанных мероприятий является возможность ввода еще одного показателя и рассмотрение уже не площадей, а объемов, не прямоугольников, а параллелепипедов, что, по мнению автора, должно работать аналогично рассмотренному методу. В общем случае можно использовать п-мерные объемы, но эти объемы трудоемки в вычислениях и вряд ли в рамках графо-аналитического метода имеет смысл повышать размерность выше куба. По
мнению автора, использование пяти показателей (сравнение объемов) является максимальным значением, которое целесообразно использовать в графо-аналитическом методе оценки качества проводимых мероприятий, но этот вопрос еще требует дальнейших исследований.
Хотелось бы отметить, что ИКАО рекомендует, чтобы мероприятия, направленные на повышение любых аспектов системы ОрВД, все равно должны косвенно быть направлены на повышение безопасности ВД. Поэтому в рассматриваемом случае ни один из показателей Пкс-^ и Пкс-у2 не может быть хуже Пкс существующего варианта системы ОрВД.
ЛИТЕРАТУРА
1. Чеха В. А., Йонак Я. Укрупнение центров ЕС УВД Российской Федерации, как дальнейшее их совершенствование и развитие. Sbornik vedeckych praci «Nove trendy v civilnim letectvi», Aviacionnyj institut, izdatelstvo CERM, VUT Brno, 2004.
2. Чеха В. А. Синергический эффект как элемент оценки качества сложных систем // Проблемы организации воздушного движения. Безопасность полетов // Сборник научных трудов, ГосНИИ «Аэронавигации». — М., 2004.
3. Козодеров В. Ф., Маркович Е. Д. Обобщенный алгоритм суточного планирования воздушного движения в центрах управления потоками // Сборник научных трудов ГосНИИ ГА. Вып. 161. М., 1978.
4. Быкова В. В., Сергеева Ж. Н., Чеха В. А. Имитационная модель, как инструмент оценки эффективности ОрВД // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Информатика. Прикладная математика, № 55, 2002.
THE GRAPHIC-ANALYTICAL METHOD OF A CHOICE OF A PREFERABLE VARIANT OF ACTIONS PERFORMANCE FOR IMPROVEMENT OF ATM SYSTEM
Chekha V.A.
The article suggests the graphic-analytical method of a choice of a preferable variant of actions performance for improvement of ATM system, that allows on the basis of the conditional graphic image of the quality of ATM system, formed with the values of chosen parameters of the system quality, to choose the best variant of the developed arrangements.
Сведения об авторе
Чеха Виктор Александрович, 1951 г. р., окончил КИИГА (1974), кандидат технических наук, старший научный сотрудник, начальник сектора Г осНИИ «Аэронавигация», автор более 40 научных работ, область научных интересов — моделирование и автоматизация процессов ОрВД, автоматизированные системы и средства УВД.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой