л1-2_ИИ_СППР

1.

РАМЕНСКОЕ ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНОЕ
КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО

2.

Филиал «Стрела» МАИ
24.05.06 — Системы управления летательными аппаратами
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
И
СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
Преподаватель:
Воробьев Александр Анатольевич
Почта для связи:
aa.vorobev@inbox.ru
Раменское – 2025

3.

О предмете
Название предмета: Искусственный интеллект и системы поддержки принятия решений
Преподаватель: Воробьев Александр Анатольевич
Основные моменты:
• Экзамен;
• Учет посещаемости;
• Список вопросов для подготовки к экзамену за 2 недели до экзамена.
Оценка = посещения + работа на лекциях + рубежный контроль + 2 вопроса на экзамене
3

4.

Л.1 Введение
Пилотажно-навигационный комплекс
Пилотажно-навигационные комплекс – информационно-управляющая система ЛА,
обеспечивающая решение навигационных и пилотажных задач. В состав современных
ПНК могут входить:
− инерциальные системы навигации (ИНС);
− доплеровские измерители путевой скорости и угла сноса (ДИСС);
− системы воздушных сигналов (типа СВС, ЦВС);
− курсовые и инерциальные системы (типа КС, ТКС, МИС, ИКВ, СКВ);
− радиотехнические системы ближней навигации (РСБН);
− радиотехнические системы дальней навигации (РСДН);
− автопилоты или автоматические системы управления;
− бортовые аналоговые или цифровые вычислительные машины;
− аппаратура встроенного контроля работоспособности ПНК и его систем в полете.
4

5.

Прицельно-навигационный комплекс [1]
Структура комплекса бортового оборудования
современного ударного вертолета
5

6.

Прицельно-навигационный комплекс [2]
Структура комплекса бортового оборудования ударного
многоцелевого истребителя-бомбардировщика
6

7.

Контур управления ЛА
Общий вид контура управления ЛА
7

8.

Развитие ПрНК
Поколения (Годы)
Первое
Второе
(1910-1930-е гг.)
(1940-50-е гг.)
Ключевые
Визуально-ручное решение задач: Стабилизация заданных летчиком
особенности и
• пилотирования,
режимов, поддержка решения задач
решаемые задачи • навигации,
навигации (радиокомпас).
• прицеливания.
Поколения (Годы)
Четвертое
(1980-2000-е гг.)
Ключевые
Объединение навигационных и
особенности и
оптико-электронных прицельных
решаемые задачи средств в прицельнонавигационный комплекс.
С.465 - 471
Пятое
(2010-2020-е гг.)
Интеграция тактической группы
Ситуационная осведомленность
Экспертно-советующие системы
Синтезированное и
мультиспектральное видение
Третье
(1960-70-е гг.)
Объединение средств
навигации и коррекции в
навигационный комплекс.
Шестое
(2020-30-е гг.)
Интеллектуализация
управления,
Интегрированная
модульная авионика
Контроль состояния
экипажа
8

9.

Как осуществляется управление ЛА?
1) Летчик должен оценить несколько источников информации при анализе ситуации
и попытке понять текущее состояние системы "пилот (экипаж) – воздушное судно
(ВС) – окружающая среда". Понимание ситуации формирует план действий и его
обоснование.
2) Информация, которая доступна пилоту, носит вероятностный характер. Данные,
используемые для оценки ситуации, могут быть ненадежными, и таким образом
спланированные действия не носят уверенного характера (их последствия часто
сомнительны).
9

10.

Предпосылки ИИ авиационных систем [1]
В штатных режимах полета правильно спроектированный комплекс БРЭО
обеспечивает удержание количество информации, предъявляемой экипажу, на
приемлемом уровне, обеспечивая безопасность полета и эффективность выполнения
задания.
В нештатных – особых – ситуациях количество информации в единицу времени
резко возрастает и повышается вероятность происшествия и срыва выполнения
задания.
Основным назначением систем интеллектуальной поддержки принятия решений
является разгрузка экипажа путем выполнения части интеллектуальной работы по
анализу информации и подготовке решения.
10

11.

Предпосылки ИИ авиационных систем [2]
11

12.

Ограничения
Безошибочному принятию решения препятствуют существенные ограничения:
− принципиальная невозможность отобрать всю необходимую информацию;
− ограниченность объема оперативной памяти человека, поэтому в каждый
момент времени летчик уделяет внимание ограниченному подмножеству объектов;
− подсознательной минимизацией человеком своих усилий при поиске решения,
а пилот при этом часто ограничен во времени (он меняет свои стратегии по ходу
решения задач, выбирая те из них, которые требуют меньше умственных усилий;
человек стремится использовать более простые когнитивные операции);
− отказы в функционировании долгосрочной памяти
12

13.

Текущее состояние дел [1]
На данный момент во всех комплексах БРЭО или самолетном оборудовании в той
или иной мере реализована различная автоматизированная поддержка экипажа на
всех этапах полета, а именно:
– предполетная подготовка ЛА к вылету,
– взлет ЛА,
– выполнение навигационных задач,
– выполнение боевых задач,
– посадка ЛА,
– послеполетная оценка действий экипажа и готовность бортового оборудования
и ЛА к последующему вылету.
13

14.

Текущее состояние дел [2]
На каждом из вышеприведенных этапах решаются соответствующие ему
функциональные задачи, при этом в той или иной мере уже реализована техническая
поддержка экипажа – в виде автоматизированного выполнения действий по заранее
известным алгоритмам, описанным в специальных документах – логиках или
спецификациях требований.
Существующие системы автоматизированной поддержки экипажа:
– Системы TCAS различных поколений, Auto-GCAS,
– Система (E)GPWS,
– Система БАСК-124,
– Система ECAM,
14

15.

TCAS
Traffic alert and Collision Avoidance System (TCAS)– система самолета, предназначенная для уменьшения
риска столкновения воздушных судов.
Система обозревает пространство вокруг летательного аппарата, обнаруживая другие суда,
оборудованные ответчиком системы TCAS. В случае возникновения риска столкновения система
предупреждает об этом пилотов.
Ограничения системы:
– может выдавать указания только по вертикальному каналу эшелонирования;
– система управления воздушным движением не получает указаний, выданных TCAS судам,
поэтому авиадиспетчеры могут не знать о таких указаниях, и даже давать противоречащие
указания, что является причиной замешательства экипажей (столкновение над Боденским озером
1 июля 2002 года);
– для эффективной работы TCAS необходимо, чтобы этой системой были оснащены все самолеты,
так как самолеты обнаруживают друг друга по ответчикам.
15

16.

TCAS
TCAS (или TCAS II) используется на большинстве современных коммерческих самолетов. Эти системы
дают пилоту прямые указания о действиях, необходимых для предотвращения столкновения. Указания
называются «Resolution advisory» и подаются в виде голосовых сообщений:
– снижайте высоту,
– набирайте высоту,
– изменить скорость снижения/набора высоты,
– следите за скоростью снижения/наборы высоты,
– сохраняйте скорость снижения/наборы высоты.
Разрабатываемое следующее поколение TCAS (TCAS III) дополнено анализом и рекомендациями
горизонтальных маневров.
16

17.

GPWS
Ground Proximity Warning System (далее по тексту GPWS) – система предупреждения столкновения с
землей.
Система GPWS– это система предупреждения об опасной близости с землей. С конца 70-х годов
большинство воздушных судов, осуществляющих коммерческие перевозки, уже были оборудованы
GPWS.
Сигналы GPWS об опасной близости земли формируются на основе оценки истинной высоты полета
(определенной по высотомеру), вертикальной скорости, положения относительно глиссады и
конфигурации самолета, т.е. положения шасси и механизации крыла [13].
Отсчет высоты на посадке также является функцией GPWS. При этом сигналы 1000 и 500 футов
формируются на основании относительной барометрической высоты, а сигналы 100, 50, 30, 20, 10
футов по данным радиовысотомера.
17

18.

GPWS
Сообщение GPWS
Условие выдачи сообщения
TERRAIN
Скорость приближения земли выше порогового значения
DON’T SINK
Потеря высоты при взлете или уходе на второй круг (отрицательная вертикальная скорость)
GLIDESLOPE
Уклонение ниже глиссады
SINK RATE
Вертикальная скорость снижения больше порогового значения для данных условий
TOO LOW – FLAPS
Малая скорость, малая высота, механизация крыла в не посадочном положении
TOO LOW – GEAR
Малая скорость, малая высота, механизация шасси в не посадочном положении
TOO LOW – TERRAIN
Высокая скорость, малая высота, шасси или механизация в не посадочном положении
PULL UP
WINDSHEAR
BANK ANGLE
Сигнал следует после других сигналов при не исправлении траектории полета или
конфигурации самолета
Сигнал о сдвиге ветра
Превышение допустимого угла крена
18

19.

Военная авиация
В военной авиации практически отсутствуют отдельные системы для повышения
безопасности полета, эти задачи в основном решаются специальными
алгоритмами в составе комплекса БРЭО:
– предупреждение столкновения с землей за счет обработки данных от
радиовысотомера;
– предупреждение столкновения воздушных судов за счет эшелонирования или
определении взаимных координат при групповых действиях.
19

20.

Как осуществляется поддержка принятия
решения по управлению ЛА?
Поддержка осуществляется путем введения в состав ПНК систем поддержки
принятия решений экипажем. Электронный помощник экипажа является основной
перспективной системой, обеспечивающей интеллектуальную интеграцию всего
комплекса бортового оборудования с целью уменьшения рабочих нагрузок на экипаж,
улучшения его ситуационной уверенности для быстрого и правильного принятия
решения.
20