Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації

The paper deals with developing methods of aircraft landing systems technical state data processing during operation. The created methods are the adaptive methods to the increasing amount of the current information.

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2019
Автори:	Maslovsky, B. G., Zelenkov, A. A.
Формат:	Стаття
Мова:	Українська
Опубліковано:	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2019
Онлайн доступ:	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/175451
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	System research and information technologies
Завантажити файл:

Репозитарії

System research and information technologies

_version_	1867334388167999488
author	Maslovsky, B. G. Zelenkov, A. A.
author_facet	Maslovsky, B. G. Zelenkov, A. A.
author_institution_txt_mv	[ { "author": "B. G. Maslovsky", "institution": null }, { "author": "A. A. Zelenkov", "institution": null } ]
author_sort	Maslovsky, B. G.
baseUrl_str	http://journal.iasa.kpi.ua/oai
collection	OJS
datestamp_date	2019-08-15T19:35:31Z
description	The paper deals with developing methods of aircraft landing systems technical state data processing during operation. The created methods are the adaptive methods to the increasing amount of the current information.
first_indexed	2025-07-17T10:26:02Z
format	Article
fulltext	© Б.Г. Масловський, О.А. Зеленков, 2002 Системні дослідження та інформаційні технології, 2002, 4 35 УДК 629.735.33 ІНФОРМАЦІЙНА ТЕХНОЛОГІЯ МОНІТОРИНГУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ СИСТЕМ ПОСАДКИ ЛІТАКІВ У ПРОЦЕСІ ЕКСПЛУАТАЦІЇ Б.Г. МАСЛОВСЬКИЙ, О.А. ЗЕЛЕНКОВ Розглядаються питання побудови раціональної й адаптивної до наростаючого обсягу поточної інформації методики одержання й обробки даних про технічний стан систем посадки літаків на етапі експлуатації. Сучасні технології розробки бортових систем керування на базі інтегрально- модульної електроніки вимагають відповідного інформаційного забезпечення на всіх етапах життєвого циклу, включаючи експлуатацію. Процес контролю точнісних характеристик систем посадки (СП) в період експлуатації визначається такими основними етапами: • одержання інформації про поточний стан СП; • прийняття оперативного рішення про керуючі впливи на підставі отриманої інформації; • здійснення керуючих впливів на об'єкт відповідно до прийнятого рішення (підлаштовування, доробка, зняття з експлуатації). Отже, процес контролю в період експлуатації є інформаційним процесом, оскільки два з трьох його етапів пов'язані з одержанням і об- робкою інформації [1]. Таким чином, першочергові задачі, пов'язані з інфо- рмаційною технологією моніторингу етапу експлуатації СП, полягають у розробці алгоритмічних основ системи збирання і обробки експлуатаційної інформації. Принциповою відмінністю системи контролю на етапі експлуатації СП від відповідних систем контролю при випробуваннях полягає в тому, що вона повинна давати оцінку не тільки досягнутій точності системи і ступе- ню її відповідності заданим вимогам, але і дозволяти давати оцінку майбут- нього стану об'єкта на підставі інформації про його стан у минулому. Ця особливість процесу експлуатаційного моніторингу визначає задачу прогно- зуючого контролю як одну з основних. Впровадження прогнозуючого контролю до складу комп'ютерного мо- ніторингу стану СП протягом усього періоду її експлуатації (рис. 1) дозво- лить мати кількісну оцінку фактичного стану кожного об'єкта і приймати на цій підставі рішення про необхідність технічного обслуговування. Це, у свою чергу, сприятиме зниженню вартості експлуатації, продовженню життєвого цик- лу СП і забезпеченню заданого рівня безпеки. Основною метою оцінки точнісних характеристик визначальних параметрів автоматичного приземлення в період експлуатації є контроль поточного стану СП і визначення можливості подальшої її експлуатації із заданим рів- нем безпеки. Б.Г. Масловський, О.А. Зеленков ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2002, 4 36 Період експлуатації характеризується: • відсутністю експлуатаційних даних безпосередньо в момент початку експлуатації і після здійснення доробок; • скінченним обсягом експлуатаційних даних в будь-який фіксований момент оцінки стану; • дрейфом точнісних характеристик унаслідок зміни властивостей апаратури СП у часі та можливих доробок, проведених у процесі експлуатації. Впровадження програми статистичної обробки в експлуатацію до- зволяє створити інформаційне забезпечення етапу експлуатації СП літаків з подальшим індивідуа‘льним прогнозуючим контролем та істотно підвищити ефективність їх функціонування. Особливо очевидна ця необхідність при переході від календарних принципів організації обслуговування техніки до обслуговування за технічним станом. В останньому випадку саме дані про- гнозуючого контролю забезпечують кількісну оцінку фактичного стану об'- єкта і прийняття на цій підставі рішення про необхідність технічного обслуговування. Зрозуміло, що інформаційний супровід (у зазначеному вище значенні) експлуатації СП літаків вимагає значного обсягу первинної інформації і засто- сування сучасних обчислювальних засобів для її обробки. Тому особли- вого значення набуває питання раціональної побудови системи збирання даних і алгоритмів їх обробки. Формально постановка задачі зводиться до такого. Є об'єкти контролю — СП, і для кожного з них відомий набір визначальних параметрів, що роз- глядаються як складові випадкового вектора Z . Будемо вважати ці складові незалежними. Задана припустима область D значень цього вектора (у деяких випадках задана припустима область S для параметрів розподілу Рис. 1 ttk Етапи життєвого циклу СП На дор обк у На під стр ойк у Ет ап п ро ек ту ва нн я М ат ем ат ич не м од ел ю ва нн я Н ап ів на ту рн е мо де лю ва нн я Ет ап в ир об ни цт ва С те нд ов і ви пр об ув ан ня С ер ти фі ка ці я і л ьо тн і ви пр об ув ан ня Статистичний Прогнозування П ри йн ят тя р іш ен ь Ztk Т ех ни чн е об сл уг ов ув ан ня контроль стану Експлуатація Обслуговування за станом Експлуатаційний моніторинг П ри йн ят тя р іш ен ь ∆t Експлуатація П ро до вж ен ня ек сп лу ат ац ії П ро до вж ен ня ек сп лу ат ац іїВибірка вектора вимірювань t0 ttk Етапи життєвого циклу СП На дор обк у На під стр ойк у Ет ап п ро ек ту ва нн я М ат ем ат ич не м од ел ю ва нн я Н ап ів на ту рн е мо де лю ва нн я Ет ап в ир об ни цт ва С те нд ов і ви пр об ув ан ня С ер ти фі ка ці я і л ьо тн і ви пр об ув ан ня Статистичний Прогнозування П ри йн ят тя р іш ен ь Ztk Т ех ни чн е об сл уг ов ув ан ня контроль стану Експлуатація Обслуговування за станом Експлуатаційний моніторинг П ри йн ят тя р іш ен ь ∆t Експлуатація П ро до вж ен ня ек сп лу ат ац ії П ро до вж ен ня ек сп лу ат ац іїВибірка вектора вимірювань t0 Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків … Системні дослідження та інформаційні технології, 2002, 4 37 компонент цього вектора). Припустимо, що значення всіх компонентів век- тора Z { }nZZZ ,...,, 21 можуть бути виміряні, тобто існує можливість ви- значити фактичний стан об'єкта контролю. Це припущення є найжорстокішим обмеженням на застосування програми статистичної обро- бки. Необхідно здійснити обробку інформації з урахуванням попередньої інформації для прийняття рішення про відповідність даного об'єкта контро- лю заданим вимогам при виконанні задачі. Для визначення поводження об'єкта контролю в майбутньому (у ймовірнісному значенні прогнозний стан СП) необхідно використовувати ті дані, які отримуються внаслідок статистичної обробки поточної інформації. Навіть поверховий аналіз поставленої задачі показує, що однією з принципових особливостей контролю стану технічного об'єкта є те, що рі- шення фактично приймається про майбутній його стан, а його оцінка, отри- мана на підставі інформації про минулий і нинішній стан, є задачею індивідуального прогнозування. Об'єктами контролю є літаки, обладнані СП, які дозволяють здійснювати автоматичний захід і посадку за категоріями I, II і III. Інформація про пара- метри, значення яких у сукупності утворюють N-мірний вектор Z , повинна записуватися в накопичувачі інформації на кожному об'єкті (рис. 2). Рішення задачі вибору визначальних параметрів не може бути отримано формальними математичними методами, а досягається внаслідок вивчення експериментальних матеріалів льотних випробувань і моделювання та з ураху- ванням вимог ІКАО до подібних об'єктів. Перенос інформації з накопичувача на об'єкті контролю до банку да- них можна здійснювати різними методами, починаючи із застосування пе- реносних пристроїв пам'яті, за допомогою яких працівники технічних служб періодично будуть переносити накопичену інформацію до центрального ком- п'ютера, закінчуючи організацією для цього спеціальних каналів зв'язку. Банк даних призначається для збереження, упорядкування і керування інформацією, що надходить з усіх об'єктів контролю, приписаних до даного аеропорту, а також результатів обробки, отриманих на різних її етапах. У банку даних варто особливо виділити блок попередньої інформації. Під попередньою інформацією будемо розуміти тільки статистичні хара- ктеристики досліджуваних параметрів, що характеризують стан об'єкта, які отримані за поточною інформацією (аж до діючого моменту контролю tk ), на етапі первинної обробки. При цьому в блоці зберігаються статистичні характеристики, одержані за всіма N вимірами. Керування банком даних при обробці інформації відповідно до алгори- тмів програми повинно здійснюватися з урахуванням номера коду цієї інфо- рмації (бортовий номер об'єкта контролю і номер параметра). За цим кодом з банку даних однозначно вибираються всі статистичні характеристики параметрів, отримані у попередніх вимірах, і передаються до наступних блоків програми обробки. Структура банку даних має бути такою, щоб при подальшій еволюції, обумовленій необхідністю обслуговування великої кількості об'єктів контролю, Б.Г. Масловський, О.А. Зеленков ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2002, 4 38 він не потребував би докорінної перебудови первинної схеми організації. При цьому, для уникнення дуже великих одноразових капіталовкладень, необхідно, щоб розширення можливостей банку досягалося невеликими витратами. Блок уводу/виводу інформації призначається для вибору відповідної вимірювальної інформації з метою подальшої обробки на ЕОМ відповідно до заданої програми. Керований комутаторПараметри Накопичувач інформаціїОб'єкти контролю БД Формування банку даних Процес переносу даних Блок обробки поточної інформації Послідовне обчислювання математичного сподівання Послідовне обчислювання дисперсії Послідовне обчислювання закону розподілу Обчислювання функції правдоподібності Блок уводу / виводу інформації Блок обробки і виводу статистичної інформації Перевірка гіпотез про середнє та дисперсію Перевірка вірогід- ності влучення у задану область Висновок про відповідність ТС об'єкта контролю заданим вимогам Інформація про параметри розподілу Інформація про поточну відповідність Інформація про прогнозовану відповідність Інформація про закон розподілу та його зміни Корекція моделі Модель об'єкта контролю Обчислення умовного закону розподілу Зрівнювання законів розподілу Обчислювання умовних середніх і дисперсій. Обчислювання умовної вірогід- ності влучення в задану область Висновок про відповідність об'єкта Моделювання помилок І та ІІ роду Блок моделювання та прогнозуючого контролю Рис. 2 Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків … Системні дослідження та інформаційні технології, 2002, 4 39 Відповідно до усталених норм існує три типи обробки інформації: по- передня, первинна і вторинна. Задачею попередньої обробки є формування потоку достовірної, від- повідної заданим вимогам за точністю поточної інформації, що надходить від об'єктів контролю протягом експлуатації. До складу математичного забезпе- чення в цьому випадку входять алгоритми збору поточної інформації, визна- чення розрахункових параметрів, а також відкидання аномальних вимірів і фільтрації. До задачі первинної обробки входить статистична обробка поточної інформації послідовними алгоритмами: ( ) ( )1 1 1 1 + − + ++= NNN XXNNX , ( ) ( ) ( )211 1212 1 11 ++ −− + −+++= NNNN XXNSNNS { } ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )xkNxfNNxf N NN q N q 1 1 1}{1 1 11 + + −∧− + +++= , яка здійснюється відповідним блоком за всіма обумовленими параметрами. Крім основних поточних оцінок середніх 1+NX , дисперсій 2 1+NS і од- новимірних щільностей розподілу { } ( )xf q N 1+ , необхідно обчислювати стати- стичні характеристики визначальних параметрів руху, що являють собою реалізації випадкових процесів на заданих інтервалах спостереження (на- приклад, статистичні характеристики тривалості і площин викидів). І, наре- шті, у блоці первинної обробки повинна бути проведена реєстрація, систематизація і класифікація відмов технічних і програмних засобів, що враховує особливості різних етапів польоту і вимоги, закладені в норма- тивних документах для критичних режимів польоту. Після обчислень за зазначеними алгоритмами, усі характеристики ( 2 11, ++ NN SX ), масиви точок розбиття { }1+N qS оцінки щільності розподілу для поточного параметра) записуються в блок попередньої інформації банку даних на місце «старих» значень ( ){ }N qNN SSX ,, 2 за всіма обумовленими параметрами. Однією з основних задач вторинної обробки є задача кількісного і якісного аналізу масиву визначальних параметрів. З усього комплексу задач вторинної обробки виділимо такі: • визначення оцінки одновимірного закону розподілу і його параметрів для кожного з параметрів за наростаючим обсягом поточної ін- формації; • визначення статистичних характеристик параметрів на підставі байєсовської рекурентної процедури за відомим законом розподілу пара- метрів; • визначення за результатами обробки поточної інформації мінімального розміру припустимої області для параметра, що досліджується за заданої імовірності РТ. Б.Г. Масловський, О.А. Зеленков ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2002, 4 40 Іншою важливою задачею є задача прогнозуючого контролю майбутнього стану об'єкта. Така задача може бути розв’язана тільки в імовірнісному ро- зумінні. Нехай стан об'єкта характеризується вектором деяких параметрів { }nZZZZ ,...,, 21= . Для значення цього вектора (чи для його компонентів) визначена припустима область D, де виконання умови DZ ∈ означає, що об'єкт відповідає заданим вимогам експлуатації [2]. При зміні значення вектора параметрів Z у часі утворюється послі- довність випадкових величин { }tZ , що описує зміни стану об'єкта в процесі експлуатації. Якщо 0t — начало експлуатації, то послідовність { }tZ має бути ви- значена при 0tt > . Якщо для конкретного об'єкта контролю визначений мо- мент контролю 0ttk > , то інформація про об'єкт задається вектором вимірів { } ktZ аж до моменту kt . Цією послідовністю описуються всі минулі і поточний стани об'єкта. За умов розподілу вектора Z чи його компонент, наприклад, визна- чення апостеріорного закону розподілу кількості посадок до появи першого виходу вектора Z за границі припустимої області D (можна визначити і ха- рактеристики такого закону розподілу) за умови спостереження послідовності { } kt Z до моменту контролю kt . Фактично це означає визначення імовірності { } { }[ ] ktS ZDZP ∈ , де ktS > . Цей вираз являє собою умовну імовірність того, що об'єкт контролю буде задо- вольняти поставлені умови до моменту ktS > , якщо до моменту kt включно його стан визначався послідовністю вимірів { } kt Z . Відповідно до наданої структури забезпечення етапів обробки інформації (див. рис. 2) в інтегрованій системі опрацювання даних пропонується за- стосування загального алгоритму ( рис. 3). Наведений алгоритм починається з уведення вектора визначальних па- раметрів X , отриманого на етапі попередньої обробки інформації. Пер- шим блоком алгоритму є функціональний блок визначення статистичних характеристик потоку інформації за рекурентною процедурою, яка наведена вище. Після цього йде цикл накопичення даних за 10=N і визначення ста- тистичних характеристик nX та nS за підвибірками. Далі розпочинається цикл організації ковзної вибірки, що складається з L підвибірок і N значень у кожній з них. Ковзання вибірки здійснюється таким чином: після попереднього накопичення параметрів за кількістю під- вибірок 10=L з надходженням нової підвибірки перша підвибірка знищу- ється, а нумерація усіх інших підвибірок змінюється за принципом 1−= LL . Таким чином, з надходженням нової інформації склад даних у ви- бірці постійно змінюється. Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків … Системні дослідження та інформаційні технології, 2002, 4 41 У середині описаного циклу здійснюється визначення закону розподілу параметрів за накопиченою інформацією з перевіркою на нормальність. Далі Початок Визначення стат. х-к потоку Xn, Sn Алгоритм визначення закону розподілу Накопичення параметрів за N у підвибірках N = 10 Визначення стат. х-к Xn, Sn за підвибірками 1 1 Накопичення пара- метрів за кількістю підвибірок L Параметрична оцінка показників точності Непараметрична оцінка показників точності Визначення поточної відповідності заданим точнісним вимогам L = 10 Точкове та інтервальне прогнозування за результатами Xn, Sn у підвибірках Визначення ймовірності знаходження прогнозних значень у допустимій області L = L – 1 Нормальний закон розподілу Так Ні Так Ні Кінець Видача інформації про від- повідність кожного пара- метра окремо і вектора параметрів у цілому Ні Так (min,max) прог ),( DX HB ∈ X БД Закінчення дослідження Так Ні Рис. 3 Б.Г. Масловський, О.А. Зеленков ISSN 1681–6048 System Research & Information Technologies, 2002, 4 42 проводиться визначення та оцінка показників точності параметричними ме- тодами, якщо закон розподілу нормальний, і непараметричними — в інших випадках. Крім того, визначається поточна відповідність отриманих параме- трів заданим вимогам та видача інформації про відповідність за кожним па- раметром окремо і вектором параметрів у цілому. Поза циклом здійснюється точкове та інтервальне прогнозування за ре- зультатами nX та nS у підвибірках, і визначення імовірності знаходження прогнозних значень у допустимій області. Далі змінюється нумерація підви- бірок, здійснюється зсув вибірки і, за умов продовження дослідження, цикл починається знову. Завершальним етапом прогнозуючого контролю є однозначне віднесення об'єкта контролю до одного зі станів — 1Ω чи 2Ω . Таке визначення дозво- ляє розглядати прогнозуючий контроль як одну із задач теорії перевірки статистичних гіпотез. ЛІТЕРАТУРА 1. Гатушкин А А, Гордиенко В.П, Орлов А В., Черненко Ж. С. Актуальные проблемы технической эксплуатации авиационной техники: Тексты лекций. — Киев: КИИГА, 1988. — 48 с. 2. Синцын Б.С., Белогородский С.Л., Зеленков А.А., Мирошниченко О.Г. Применение методов математической статистики, для анализа точности бортовых сис- тем автоматизированного управления // Измерения, контроль и автоматиза- ция (ИКА). — 1981. — № 3 (37) — С. 43–53. Надійшла 10.12.2002
id	journaliasakpiua-article-175451
institution	System research and information technologies
keywords_txt_mv	keywords
language	Ukrainian
last_indexed	2025-07-17T10:26:02Z
publishDate	2019
publisher	The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"
record_format	ojs
resource_txt_mv	journaliasakpiua/e1/3cdb4763c72d88d513af6db5aaac6ae1.pdf
spelling	journaliasakpiua-article-1754512019-08-15T19:35:31Z Information technology of monitoring of the aircraft landing systems technical state during operation Информационная технология мониторинга технического состояния систем посадки самолетов в процессе эксплуатации Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації Maslovsky, B. G. Zelenkov, A. A. The paper deals with developing methods of aircraft landing systems technical state data processing during operation. The created methods are the adaptive methods to the increasing amount of the current information. В статье рассмотрены вопросы построения рациональной и адаптивной к нарастающему объему текущей информации методики сбора и обработки данных о техническом состоянии систем посадки самолетов на этапе эксплуатации. Розглядаються питання побудови раціональної й адаптивної до наростаючого обсягу поточної інформації методики одержання й обробки даних про технічний стан систем посадки літаків на етапі експлуатації. The National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 2019-08-15 Article Article application/pdf https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/175451 System research and information technologies; No. 4 (2002); 35-42 Системные исследования и информационные технологии; № 4 (2002); 35-42 Системні дослідження та інформаційні технології; № 4 (2002); 35-42 2308-8893 1681-6048 uk https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/175451/175367 Copyright (c) 2021 System research and information technologies
spellingShingle	Maslovsky, B. G. Zelenkov, A. A. Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title	Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title_alt	Information technology of monitoring of the aircraft landing systems technical state during operation Информационная технология мониторинга технического состояния систем посадки самолетов в процессе эксплуатации
title_full	Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title_fullStr	Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title_full_unstemmed	Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title_short	Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
title_sort	інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації
url	https://journal.iasa.kpi.ua/article/view/175451
work_keys_str_mv	AT maslovskybg informationtechnologyofmonitoringoftheaircraftlandingsystemstechnicalstateduringoperation AT zelenkovaa informationtechnologyofmonitoringoftheaircraftlandingsystemstechnicalstateduringoperation AT maslovskybg informacionnaâtehnologiâmonitoringatehničeskogosostoâniâsistemposadkisamoletovvprocesseékspluatacii AT zelenkovaa informacionnaâtehnologiâmonitoringatehničeskogosostoâniâsistemposadkisamoletovvprocesseékspluatacii AT maslovskybg ínformacíjnatehnologíâmonítoringutehníčnogostanusistemposadkilítakívuprocesíekspluatacíí AT zelenkovaa ínformacíjnatehnologíâmonítoringutehníčnogostanusistemposadkilítakívuprocesíekspluatacíí

Інформаційна технологія моніторингу технічного стану систем посадки літаків у процесі експлуатації

Репозитарії

Схожі ресурси