novtexmechМехатроника, автоматизация, управлениеMekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie1684-64272619-1253Commercial Publisher «New Technologies»10.17587/mau.21.489-496novtexmech-856Research ArticleДИНАМИКА, БАЛЛИСТИКА И УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВDYNAMICS, BALLISTICS AND CONTROL OF AIRCRAFTАвтоматизация процессов эргономической экспертизы информационно-управляющего поля кабины перспективного самолетаAutomation of Ergonomic Expertise of the Information Management and Cockpit Management of a Promising AircraftЛевинД. Н.LevinD. N.

канд. техн. наук, доц.

г. Москва

Cand. of Tech. Sc., Associate Professor

Moscow

d.n.levin@mail.ruПономаренкоА. В.PonomarenkoA. V.

д-р техн. наук, зам. главного конструктора

г. Москва

Moscow

pon299@inbox.ruЦигинЮ. П.TsiginY. P.

канд. техн. наук, главный специалист

г. Москва

Moscow

cigin@mail.ruМосковский авиационный институтРоссияMoscow Aviation Institute (National Research University)Russian FederationРоссийская самолетостроительная корпорация "МиГ"РоссияRussian Aircraft Corporation "MiG"Russian Federation202005082020218489496Copyright © Commercial Publisher «New Technologies», 20202020Commercial Publisher «New Technologies»Commercial Publisher «New Technologies»https://mech.novtex.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://mech.novtex.ru/jour/article/view/856

Рассматриваются вопросы автоматизации процедуры эргономической экспертизы информационно-управляющего поля (ИУП) я кабины перспективного самолета с применением технологий искусственного интеллекта. Сбалансированное сочетание алгоритмов управления самолетом, его комплексом оборудования и вооружением, а также технологий искусственного интеллекта обеспечивает информационную поддержку экипажа самолета. Отмечается актуальность эргономической оценки ИУП кабины на всех стадиях проектирования и эксплуатации самолета.

Описываются особенности эргономической экспертизы ИУП кабины, цели и задачи экспертизы, а также методики проведения экспертизы. Задачами эргономической экспертизы являются контроль и оценка полноты и правильности реализации эргономических требований к проектируемому самолету и обоснование возможных путей совершенствования эргономических характеристик самолета. Проведение эргономической экспертизы является сложной проблемой, включающей системотехнические, эргономические и конструкторские вопросы, в числе которых важное место занимают вопросы выбора структуры ИУП кабины самолета.

Рассматриваются элементы технологии проведения эргономической экспертизы. Перечисляются задачи системы автоматизированной эргономической экспертизы: оценка человеко-машинного взаимодействия, оценка качества информационного обеспечения, регистрация и оценка показателей эргономики кабины (обзор и досягаемость), регистрация и оценка функционального состояния оператора, формализация параметров и формирование интегральной оценки. Система автоматизации эргономической экспертизы объединяет в единый комплекс информационные, технические и программные средства. Отличительной чертой эргономической экспертизы ИУП является априорная неопределенность исходных данных. Модели алгебры нечетких множеств позволяют формализовать процесс принятия решений при проведении эргономической экспертизы.

Обсуждаются вопросы разработки технологии автоматизированной оценки с использованием интегральных показателей, рассматриваются задачи, структура, принципы построения программно-аппаратных средств.

Описывается интегральная эргономическая оценка ИУП кабины методом аналитической иерархии (Analytic Hierarchy Process, AHP). АНР как метод оценки многокритериальных альтернатив достаточно известен и предполагает использование линейной функции полезности. Применение метода осуществляется в несколько этапов: структуризация задачи в виде иерархической структуры, попарное сравнение элементов каждого уровня, вычисление коэффициентов важности для элементов каждого уровня. Отмечается применимость метода в случаях, когда затруднена выдача абсолютных оценок альтернатив по заданным критериям.

The article deals with the automation of the ergonomic examination procedure (EE) of the Data-Control Field (DCF) of the cockpit of promising combat aircraft using artificial intelligence technologies. A balanced combination of aircraft control algorithms, its complex of on-board equipment and weapons, as well as artificial intelligence technologies provides information support for the aircraft crew. The relevance of the ergonomic assessment of DCF at all stages of the aircraft designing and operation is noted. The features of the EE of the DCF of cockpit, goals and objectives, as well as methods of examination are described. EE are monitoring and evaluating the completeness and correctness of the implementation of ergonomic requirements for the designed aircraft and substantiating possible ways to improve the ergonomic characteristics of the aircraft. EE includes systemic and design issues, among which the important issues are the choice of DCF structure. EE technology elements are considered. The tasks of the automated EE system are listed: the assessment of human-machine interaction, quality of information support, the registration and assessment of cockpit geometric characteristics (visibility and reach) and operator’s functional state, formalization of parameters and the formation of an integral assessment. The system combines information, hardware and software into a single complex. A distinctive feature of the DCF EE is the a priori uncertainty of the source data. Models of the algebra of fuzzy sets allow to formalize the decision-making process during the EE. The integral assessment by the Analytic Hierarchy Process (AHP) method is described. AHP as a method for evaluating multicriteria alternatives is well known. The applicability of the method is noted in cases where the issuance of absolute estimates of alternatives by given criteria is difficult.

кабина экипажаинформационно-управляющее полерабочее место летчикаэргономическая экспертизаэргономические требованияэргономические показателиинтегральная оценкаcrew cockpitinformation management fieldpilot’s workplaceergonomic expertiseergonomic requirementsergonomicsintegrated assessmentReferencesФедосов Е. А., Косьянчук В. В., Сельвесюк Н. И. Интегрированная модульная авионика // Радиоэлектронные технологии. 2015. № 1. С. 66—71.Fedosov E. A., Kos’yanchuk V. V., Sel’vesyuk N. I. Integrated Modular Avionics, Radioelektronnye tekhnologii, 2015, no. 1, pp. 66—71 (in Russian).Чуянов Г. А., Косьянчук В. В., Сельвесюк Н. И. Перспективы развития комплексов бортового оборудования на базе интегрированной модульной авионики // Известия ЮФУ. 2013. № 3. С. 55—62.Chuyanov G. A., Kos’yanchuk V. V., Sel’vesyuk N. I. Prospects of the on-board equipment complex development on the basis of the integrated-bath modular avionics, Izvestiya YuFU, 2013, no. 3, pp. 55—62 (in Russian).Пономаренко В. А. Практическая психология. М.: Наука, 1995. 287 с.Ponomarenko V. A. Practical psychology, Moscow, Science, 1995, 287 p. (in Russian).Искусственный интеллект. Кн. 1. Системы общения и экспертные системы: Справочник / Под ред. Э. В. Попова. М.: Радио и связь, 1990. 464 с.Artificial Intelligence. Book 1. Communication systems and expert systems: Handbook, ed. by E. V. Popova, Moscow, Radio i Svyaz’, 1990, 464 p. (in Russian).Денисов А. А. Современные проблемы системного анализа: Информационные основы. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2005. 295 с.Denisov A. A. Modern problems of the system analysis: Information bases, St. Petersburg, Publishing house of SPbGTU, 2005, 295 p. (in Russian).Гриф М. Г., Цой Е. Б. Автоматизация проектирования процессов функционирования человеко-машинных систем на основе метода последовательной оптимизации. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. 264 с.Grif M. G., Tsoy E. B. Automation of designing processes of functioning of human-machine systems based on the method of sequential optimization, Novosibirsk, Publishing house of NGTU, 2005 (in Russian).Кукушкин Ю. А., Козловский Э. А., Грудзинский А. В., Пономаренко А. В., Цигин Ю. П. Оценка нервно-эмоционального напряжения оператора в процессе профессиональной подготовки // Безопасность жизнедеятельности. 2007. № 2. С. 2—5.Kukushkin Yu. A., Kozlovskiy E. A., Grudzinskiy A. V., Ponomarenko A. V., Tsigin Yu. P. Assessment of the nervous and emotional tension of the operator in the process of professional training, Bezopasnost’ zhiznedeyatel’nosti, 2007, no. 2, pp. 5—9 (in Russian).Кукушкин Ю. А., Козловский Э. А., Пономаренко А. В., Цигин Ю. П., Страмнов С. Б. Технология автоматизированного оценивания резервов внимания летчика в процессе подготовки на авиационном тренажере // Мехатроника, автоматизация, управление. 2007. № 2. С. 14—19.Kukushkin Yu. A., Kozlovskiy E. A., Ponomarenko A. V., Tsigin Yu. P., Stramnov S. B. Technology of the automated estimation of the pilot’s attention reserves in the process of preparation on the aircraft simulator, Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie, 2007, no. 2, pp. 14—19 (in Russian).Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию проблемных решений. М.: Мир, 1976.Zadeh L. Concept of linguistic variable and its application to the adoption of problem solutions, Moscow, Mir, 1976 (in Russian)Рыков А. С., Оразбаев Б. Б. Системный анализ. Задачи и методы принятия решений. Многокритериальный нечеткий выбор. М.: Изд. МИСиС, 1995.Rykov A. S., Orazbaev B. B. System analysis. Tasks and methods of decision making. Multi-criteria fuzzy choice, Moscow, Publishing house of MISiS, 1995 (in Russian)Крючковский В. В., Петров Э. Г., Соколова Н. А., Ходаков В. Е. Введение в нормативную теорию принятия решений. Херсон: Гринь Д. С., 2013. 284 с.Kryuchkovskiy V. V., Petrov E. G., Sokolova N. A., Khodakov V. E. Introduction to the normative theory of decisionmaking, Kherson, Grin’ D. S., 2013, 284 p. (in Russian)Ларичев О. И. Теория и методы принятия решений. М.: ЛОГОС, 2002. 392 с.Larichev O. I. Theory and methods of decision making, Moscow, 2002, 392 p. (in Russian)Искусственный интеллект. Кн. 3. Программные и аппаратные средства: Справочник / Под ред. В. Н. Захарова, В. Ф. Хорошевского. М.: Радио и связь, 1990. 368 с.Artificial Intelligence, Book 3. Software and hardware: Handbook, Edited by V. N. Zakharov, V. F. Khoroshevsky, Moscow, Radio i Svyaz’, 1990, 368 p. (in Russian).Левин Д. Н. Интегральная оценка кабины экипажа перспективного самолета // Полет. 2017. № 11—12.Levin D. N. Integral assessment of the cockpit of the prospective aircraft, Polet, 2017, no. 11—12 (in Russian).Левин Д. Н. Проведение интегральной эргономической оценки рабочего места летчика перспективного авиационного комплекса на моделирующих стендах // Труды III Международной конференции " Человеческий фактор в сложных технических системах и средах" (Эрго-2018) (Россия, Санкт-Петербург, 4—7 июля 2018 г.).Levin D. N. Integral ergonomic evaluation of the pilot’s workplace of a promising aviation complex on modeling stands, Proceedings of the III International Conference " The Human Factor in Complex Technical Systems and Environments" (Ergo-2018), Russia, St. Petersburg, July 4—7, 2018 (in Russian).F-16 A/B Mid-Life Update Production Tape M3 The Pilot, a Guide 2004 byLockheed Martin Corporation.F-16 A/B Mid-Life Update Production Tape M3 The Pilot,a Guide 2004 by Lockheed Martin Corporation.Wicks M. C., Baldigo W. J. Expert System CFAR: Algorithm Development, Experimental Demonstration, and Transition Airborne Radar Systems // IEEEA&Systems Magazine / September 2017. P. 40—47.Wicks M. C., Baldigo W. J. Expert System CFAR: Algorithm Development, Experimental Demonstration, and Transition Airborne Radar Systems. IEEEA&Systems Magazine / September 2017, pp. 40—47.Zheltov S. Yu., Fedunov B. E. Operational Goal-Setting in Anthropocentric objects from the Viewpoint of the Conceptual Model called Etap: I.St ructures of Algorithms for the Support of Crew Decision-Making // J. Comput.Syst.Sci. 2015. Vol. 54. No. 3. P. 384—398.Zheltov S. Yu., Fedunov B. E. Operational Goal-Setting in Anthropocentric objects from the Viewpoint of the Conceptual Model called Etap: I.St ructures of Algorithms for the Support of Crew Decision-Making, J. Comput. Syst. Sci., 2015, vol. 54, no. 3, pp. 384—398.Vargas R. V. Using the analytic hierarchy process (ahp) to select and prioritize projects in a portfolio. PMI Global Congress 2010—North America, Washington, Project Management Institute.Vargas R. V. Using the analytic hierarchy process (ahp) to select and prioritize projects in a portfolio, PMI Global Congress 2010—North America, Washington, Project Management Institute.Levin D. N., Grif M. G. Formalization of Ergonomic Indicators During Research Data-Control Field of the Aircraft Cockpi // 2019 Modern Safety Technologies in Transportation (MOSATT), Kosice, Slovakia. 2019. P. 94—97.Levin D. N., Grif M. G. Formalization of Ergonomic Indicators During Research Data-Control Field of the Aircraft Cockpit, 2019 Modern Safety Technologies in Transportation (MOSATT), Kosice, Slovakia, 2019, pp. 94—97.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.