Тема: Автоматизированные информационные системы гражданской авиации
1. Понятие АИС как программно-технического изделия
Основным объектом курса дисциплины «Основы создания и эксплуатации АИС» являются автоматизированные информационные системы (АИС) как средства автоматизации производственной или другой деятельности человека.
Информационные системы человек использует очень давно как упорядоченные средства хранения и поиска информации. Это и библиотека, и словарь, и энциклопедия, и справочная служба в аэропорту и т.п. Появление автоматизированных информационных систем однозначно связано с использованием компьютера, а, следовательно, и компьютерных программ. автоматизированный информационный авиация гражданский
В настоящее время используется много определений АИС и нет единой их классификации. Все АИС, независимо от своего назначения, обеспечивают решение следующих основных задач: сбор (накопление), передачу, хранение, обработку (преобразование, вычисление), поиск и предоставление человеку-пользователю информации в удобном для него виде. Поэтому с точки зрения пользователя нам удобно использовать следующее определение АИС.
Автоматизированная информационная система — это инструмент, позволяющий коллективу специалистов осуществлять решение задач сбора, передачи, хранения, обработки, поиска и предоставления пользователям информации с целью принятия решений по управлению определенным видом деятельности.
Реализуется такой инструмент в виде программно-технического изделия, имеющего своим основным компонентом компьютерные программы, но требующего использования специального оборудования, обучения персонала, проведения комплекса мероприятий его внедрению, а также по организации работы этого персонала и т.д.
В более простых случаях, если для решения всех требуемых задач может использоваться универсальное оборудование, например, только персональные компьютеры — АИС может разрабатываться и поставляться в виде программного изделия, которое устанавливается на оборудовании, уже имеющемся у заказчика.
Но даже в этом случае далеко не любая компьютерная программа может быть названа программным изделием и широко использована.
Чтобы отдельную компьютерную программу или комплекс программ стали называть программным изделием необходимо обеспечить возможность их автономного использования, то есть использования на рабочем месте без участия разработчиков. Для этого необходимо:
Автоматизация экономических задач средствами информационных компьютерных ...
... автоматизацию экономических задач средствами информационных ... информацией. - Информационные технологии поддержки принятия решений предназначены для выработки управленческого решения, происходящего в результате итерационного процесса, в котором участвуют система ... Информационные технологии экспертных систем основаны на использовании искусственного интеллекта. Экспертные системы ... Результаты расчетов, ...
- чтобы эти программы разрабатывались в соответствии с действующими общепринятыми стандартами;
- для них должна быть разработана вся необходимая документация (инструкции и т.д.);
- должны быть проведены испытания программ;
- должна быть обеспечена возможность их гарантийного обслуживания.
2. Классификация АИС гражданской авиации
В мировой гражданской авиации в настоящее время автоматизированные информационные системы широко используются для решения самых разных задач, начиная от проектирования воздушных суден и заканчивая бронированием авиабилетов. Это и задачи планирования полетов, и обслуживание воздушного движения, и даже управление кадрами и бухгалтерский учет в авиакомпании. Сегодня можно смело говорить, что в авиации нет такого вида деятельности, где бы не использовались современные информационные технологии.
Существуют различные классификации АИС как программно-технических (программных) изделий. Пользователей больше всего интересует классификация АИС с точки зрения их назначения (набора автоматизированных функций).
3. Классификация АИС с точки зрения назначения
С точки зрения назначения наибольшее распространение получили следующие виды автоматизированных систем.
1. Автоматизированные системы управления техническими объектами или технологическими процессами. Это, например, бортовые автоматизированные системы руководства полетом (Flight Management System — FMS), автоматизированные системы управления воздушным движением (АС УВД).
В других отраслях — это автоматизированные системы управления (АСУ) энергетическими системами, ядерными реакторами, химическими установками, автоматическими производственными линиями и т.д. Такие системы относятся к системам реального времени. В системах реального времени располагаемое для принятия и реализации решений время регламентируется скоростью протекания управляемых процессов. Степень участия человека в этих системах различна, но практически все они выполняют функции управления объектами с высоким уровнем опасности (критическими объектами) и поэтому требуют оценки их функциональной безопасности.
В свою очередь, автоматизированные системы управления техническими объектами или технологическими процессами можно разделить на два класса:
- классические АСУ, в которых автоматически подаются управляющие команды непосредственно на рабочие органы подвижных объектов или технологического оборудования;
- автоматизированные системы диспетчерского управления, в которых управление осуществляется только человеком. Типичным примером систем диспетчерского управления является АС УВД.
Автоматизированная система управления воздушным движением представляет собой совокупность взаимозависимых программно-технических средств передачи, хранения и обработки информации, связанных с наземными радиолокационными комплексами и предназначенных для решения задач контроля и управления воздушным движением в пределах зон ответственности центра управления воздушным движением.
2. Информационно-управляющие системы. Это автоматизированные системы организационного управления. Другими словами, эти системы предназначены не для управления оборудованием, а для управления коллективами людей (например, отраслями, предприятиями, организациями, подразделениями, проектами и др.).
Автоматизированные системы управления (3)
... краткосрочное планирование производства с учетом производственных мощностей, анализ качества продукции, моделирование производственного процесса. Автоматизированная система управления процессом Система автоматизированного управления технологическим ... СКУД предназначена для обеспечения защиты от неправомерных действий персонала, приводящих к аварийному состоянию установки или системы управления, от ...
Классическими представителями этого класса являются автоматизированные системы управления предприятием (АСУП), включающие функции планирования и организации производства, расчета заработной платы, управления кадрами и многие другие. В учебных заведениях к задачам АСУП относятся не только задачи управления бухгалтерским учетом и отделом кадров, но и задачи планирования и учета выполнения учебной нагрузки (проведения занятий) преподавателями и кафедрами, формирования расписания занятий, учета успеваемости и посещаемости студентов, организации работы приемной комиссии и т.п.
3. Системы автоматизированного проектирования (САПР) — это системы, предназначенные для создания новых технических объектов: самолетов, двигателей, автомобилей, станков, инструментов и др. Такие системы очень широко используются в конструкторских бюро различного назначения. Эти системы могут быть специализированными, то есть предназначенными для разработки только строго определенных изделий, и универсальными. Простейшие САПР предназначены для автоматизации чертежных работ.
4. Информационно-поисковые системы. Это прежде всего библиотечные системы, системы управления базами данных (СУБД), поисковые системы Интернет. Все эти системы предназначены исключительно для накопления, поиска и предоставления пользователям информации без её дополнительной обработки.
5. Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) предназначены в основном для автоматизации задач планирования, накопления и обработки результатов экспериментов. Применяются в научных организациях.
6. Системы поддержки принятия решений (СППР) относятся к системам искусственного интеллекта и предназначены для оказания помощи человеку в системах управления. Обычно СППР не являются самостоятельными системами, а входят в состав АСУ в виде отдельных модулей или подсистем.
7. Геоинформационные системы (ГИС) — происходят от средств электронной картографии, но сегодня имеют гораздо более широкое применение, например, для управления транспортными системами. В настоящее время аэронавигационная информация хранится и обрабатывается при помощи ГИС.
8. Автоматизированные обучающие системы (АОС) и тренажеры. Широко применяются в учебных заведениях и специализированных центрах в качестве средств обучения. Обычно АОС применяют для формирования и контроля требуемых знаний и умений, а тренажеры — для формирования и контроля умений и навыков. Современные авиационные тренажеры представляют собой достаточно сложные наукоемкие программно-технические комплексы, без применения которых практически невозможно подготовить специалистов и обеспечить требуемый уровень их навыков и умений на протяжении всей их деятельности. Особенно это важно при отработке навыков управления в критических и аварийных ситуациях, моделировать которые в реальной обстановке запрещено.
Кроме перечисленных АИС, в любых сферах деятельности для организации документооборота используют офисные пакеты и телекоммуникационные средства (например, электронную почту), которые можно использовать для создания собственных примитивных информационных систем личного пользования или для небольших подразделений.
Тема работы Модернизация автоматизированной системы управления ...
... мкость выполняемых операций. Целью дипломной работы является автоматизация системы управления технологическим процессом дожимной насосной станции. Автоматизация производства позволяет осуществлять ... автоматизированная система; АСУ автоматизированная система управления; ЭВМ электровычислительная машина; РСУ распределенная система управления; ПАЗ противоаварийная защита; ПО программное обеспечение; ...
4. Классификация АИС с точки зрения возможности их массового использования
Все перечисленные выше программные изделия делятся также на универсальные, специализированные и специальные.
Универсальные средства могут использоваться независимо от функциональных обязанностей пользователя и назначения обрабатываемой информации. Наиболее распространенными универсальными программными изделиями являются текстовые редакторы, табличные процессоры (электронные таблицы), системы управления базами данных (СУБД), средства электронной почты и др. Это коммерческие продукты для массового потребителя, не требующие участия разработчика или специализированной организации в процессе их внедрения.
Специализированные программные изделия обычно предназначены для автоматизации определенного набора функций с незначительной привязкой к характеру деятельности предприятия или организации. Примером может служить пакет программ 1С «Бухгалтерия», который может быть использован на очень многих предприятиях, но только для автоматизации бухгалтерских расчетов. Это тоже коммерческие продукты, но требующие участия разработчика или специализированной организации в процессе их внедрения.
Специальные программные изделия создаются по отдельным заказам для конкретного объекта или предприятия. Это наиболее дорогостоящие программные изделия, требующие непосредственного участия будущих пользователей в процессе их создания и испытаний. Часто такие программные продукты создаются своими силами для собственного потребления внутри предприятия, в том числе для решения задач строго научного направления, реализующие конкретную идею без ориентировки на пользователя.
Следует иметь в виду, что, во-первых, любая классификация является условной, а во-вторых, в настоящее время широкое распространение получили так называемые интегрированные системы, в которые программные изделия перечисленных выше видов входят в виде отдельных компонентов.
5. Проблемы использования АИС в авиации
Автоматизация процессов в авиационных системах к настоящему времени, в целом, привела к значительным положительным результатам, позволила повысить интенсивность воздушного движения и безопасность полетов. Автоматизация ведет к тому, что полеты воздушных судов становятся более безопасными и экономичными благодаря выполнению в полете более точных маневров, обеспечению гибкости отображения информации, более оптимальному использованию пространства кабины экипажа и т.д.
В документах ICAO отмечается, что альтернативы автоматизации нет и вопрос “Внедрять автоматизацию или нет?” давно не стоит. Рассматриваются вопросы “Когда возникает необходимость внедрения автоматизированных систем?”, “В каком объеме автоматизация должна осуществляться?”, “Какова роль человека в создаваемой системе?” и т.п.
Однако на международном уровне до сих пор все еще нет полного единства взглядов относительно правильного использования автоматизации в авиационных системах. Сложилось два подхода к автоматизации и роли человека-оператора в ответственных АСУ реального времени: технократический (технологический) и антропоцентрический, основанный на человеческом факторе.
Автоматизация систем управления технологическими процессами. ...
... известны точные законы управления человек вынужден брать управление (определение управляющих сигналов) на себя (такие системы называются автоматизированными). В этом случае ЭВМ представляет оператору всю необходимую информацию для управления технологическим процессом при помощи дисплеев, ...
В автоматизированных системах, спроектированных с технократических позиций, человеку отводится пассивная роль, связанная, в основном, с выполнением функций сбора и ввода данных, наблюдения и контроля. Конечной целью является идея полной независимости системы автоматического управления от человека-оператора, т.е. возможность заменить его, поскольку участие человека в управлении связано с большими временными задержками, ошибками, зависимостью качества решения от психофизиологических особенностей состояния оператора и уровня его обученности.
При антропоцентрическом подходе приоритет в системе управления отдается человеку: он является главным элементом системы и несет полную ответственность за принятое решение, а роль автоматизированной системы — оказать ему помощь в сложных ситуациях и при выполнении рутинных операций.
В исследованиях по проблемам автоматизации в авиации доминирующим в настоящее время является антропоцентрический подход. Основными доводами этого подхода являются следующие положения:
1) достижение полной автоматизации процессов управления на современном уровне познания и развития вычислительной техники не представляется возможным из-за непредсказуемости процессов и высокого уровня неопределенности в автоматизируемой системе;
2) опыт технократической автоматизации показал, что устранить все ошибки оператора невозможно: традиционные ошибки человека заменяются новыми, иногда более серьезными ошибками, порождаемыми недостатками моделей и алгоритмов автоматических процедур и проблемами взаимодействия человека и автоматизированной системы;
3) многочисленные исследования и практический опыт показывают, что возможности человека-оператора, исключенного из контура управления, обнаружить ошибку системы и компенсировать ее влияние, а также принять на себя управление при отказе средств автоматизации существенно уменьшаются, а при определенном значении интенсивности процессов человек уже не в состоянии справиться с ситуацией.
Так, опыт эксплуатации бортовых средств автоматизации современных воздушных судов показал, что эти средства позволили существенно повысить безопасность и экономичность полетов, но, в то же время, породили и ряд новых проблем. Начиная с 80-х годов имели место ряд катастроф и сотни инцидентов, в которых одной из причин признавалась проблема взаимодействия одного или нескольких пилотов с бортовыми автоматизированными системами.
Результаты расследований авиационных происшествий и инцидентов показали обострение проблемы человеческого фактора, связанное с автоматизацией. Во многих случаях пилоты либо не понимали, как и какие функции в настоящий момент выполняет бортовая автоматика, либо не получали адекватных сигналов обратной связи от автоматических систем. Указанные катастрофы и многочисленные инциденты привели разработчиков к необходимости соизмерять возможности автоматики с возможностями человека, осуществляющего управление.
Исследования, связанные с внедрением систем CNS/ATM, позволили выработать некоторые требования к автоматизированным системам, в которых ответственность за безопасность несет оператор. Основные из этих требований следующие:
Разработка компьютерной системы управления промышленным роботом
... рычажного механизма и системы приводов, осуществляющая под управлением программируемого автоматического устройства или человека-оператора действия (манипуляции), аналогичные действиям руки человека. 1.1 Назначение и область применения промышленных роботов Промышленные роботы предназначены для ...
1) человек-оператор должен быть главным элементом системы;
2) чтобы отдавать команды системе, оператор должен быть включен в контур управления системы;
3) чтобы быть включенным в контур управления, оператор должен быть хорошо информирован;
4) автоматизированы должны быть только те функции, для автоматизации которых есть достаточно много причин;
5) оператор должен быть в состоянии контролировать работу АС и управлять ею;
6) АС должна быть предсказуема;
7) АС должна быть способна контролировать действия оператора;
8) каждый элемент системы должен “знать и понимать” задачу, выполняемую очередным элементом системы;
9) автоматизация должна быть выполнена так, чтобы она была проста в обучении и работе.
В соответствии с антропоцентрическим подходом дальнейшее развитие АС УВД связывается международным авиационным сообществом не с попыткой создания полностью автоматических систем управления, а с улучшением условий деятельности диспетчера за счет совершенствования информационного обеспечения системы ОВД и перехода от информационной роли существующих АС УВД к роли прогнозирующей и советующей в будущих системах, а также за счет автоматизации стандартных функций, как это предусмотрено в концепции глобальных систем CNS/ATM.
