Имитаторы мобильных систем:

подготовка операторов

Гарькина И.А., Данилов А.М.

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Основой успешного использования мобильных систем являются надежность работы операторов и высокая квалификация обслуживающего персонала. По мере усложнения таких систем и условий их эксплуатации все более повышаются требования к обучению и переподготовке операторов, к надёжности и оперативности выполнения задач в процессе функционирования эргатической системы. Обучение и переподготовка превращаются в задачу все более трудную, которая не может быть решена одним лишь обучением. Высокого профессионального качества операторов при минимальных затратах можно достигнуть при интенсивной форме обучения в условиях широкого использования эффективных средств обучения, прежде всего различных обучающих комплексов на базе имитаторов мобильных систем.

Бесспорным доказательством их высокой эффективности является возрастающий спрос на них. Так, широкомасштабное внедрение авиационных тренажеров в ВВС США позволило до 30 раз снизить стоимость одного часа подготовки летчика (суммарная стоимость подготовки высококвалифицированного летчика-истребителя ВВС США достигает миллиона долларов).

Обучение на тренажере не только значительно снижает риск, но позволяет расширить диапазон тренировочных упражнений. При обучении с использованием указанных комплексов нет необходимости в использовании воздушного пространства или больших площадей на полигонах, исключено отрицательное влияние на экологию, нет угрозы аварий и катастроф.

Такой комплекс – эффективное и безопасное средство не только первоначального обучения, но также повышения мастерства, переучивания и поддержания квалификации; позволяет воспроизвести инструктору большинство ситуаций, возникающих при функционировании эргатической системы.

Предполагается, что задачи имитации и заключаются в воспроизведении штатных условий функционирования системы, предпосылок возникновения особых ситуаций и их протекания, как при правильных, так и неправильных действиях оператора во всем принятом для имитации диапазоне ожидаемых условий эксплуатации.

Использование современной элементной базы и технологий сопровождается резким усложнением объектов, затронувшим практически все системы проектируемого изделия, что неизбежно повлекло за собой усложнение, как имитаторов, так и обучающих комплексов в целом. Это привело к увеличению как стоимости опытно-конструкторских разработок, так и времени, затрачиваемого на поиски приемлемого конструкторского решения.

Одним из наиболее сложных и важных этапов создания обучающего комплекса является разработка имитатора динамики мобильной системы. Совершенствование моделей возможно за счет построения рациональных математических моделей на базе гибкого модульного программно-математического обеспечения, автоматизации проектирования и испытаний, разработки методик идентификации и корректировки математических моделей.

Укажем основные задачи при построении имитаторов мобильных систем.

1. Разработка и внедрение единой автоматизированной системы сбора и обработки информации, необходимой для моделирования динамики объекта. Формирование банка исходных данных, создание технологии его формирования и корректировки.

2. Разработка рациональных математических моделей на базе унифицированного модульно-блочного программно-математического обеспечения по классам рассматриваемых систем.

3. Определение требуемой точности при моделировании системы, исходя из обучающих свойств имитатора с разработкой характеристик и обоснованных допусков на каждую из них.

4. Разработка методики идентификации и корректировки характеристик имитатора под реальный объект с разработкой критериев по всем режимам функционирования.

5. Разработка и внедрение системы автоматизированного проектирования и испытаний имитатора динамики. Единая автоматизированная система сбора, обработки и корректировки исходной информации должна предусматривать:

- использование эффективной технологии сбора исходной информации;

- использование исходной информации, включающей геометрические данные, моменты инерции, технические характеристики и другие данные, необходимые для создания математической модели имитатора динамики различных классов систем;

- использование эффективных методов, обеспечивающих приемлемые сроки корректировки банка исходных данных.

Предложенная методика эффективно использовалась при разработке математических моделей различных мобильных систем (воздушных, наземных, надводных).

Литература

1. Будылина Е.А., Гарькина И.А. Данилов А.М. Моделирование с позиций управления в технических системах / Региональная архитектура и строительство. № 2(16). 2013. – C. 138-143.