Система обеспечения безопасности полетов закладывается на земле
Одной из острейших проблем российской авиации остается высокая аварийность. Наряду с наличием некоторых объективных причин серьезным фактором такого состояния дел является несовершенство и низкая эффективность сложившейся системы обеспечения безопасности полетов. Созданная еще в 60-е годы прошлого века, она, к сожалению, не получила должного развития, основывается на устаревших методах и технологиях.
В настоящее время в государственной авиации России возникла крайняя необходимость в современной, учитывающей мировой опыт и передовые достижения системе управления безопасностью полетов (СУБП). Ее создание предполагает решение ряда неотложных задач, большинство из которых связано с необходимостью разработки и внедрения в практику новых методов, средств и технологий. Приоритетным представляется активное и широкое использование искусственного интеллекта.
“Многие факторы, способные привести к возникновению аварийной ситуации, можно предусмотреть заранее”
Попытки создания и применения автоматизированных систем, основанных на его внедрении, уже предпринимались в последние годы. Подобной АСУ предполагалось оснастить учебно-боевой самолет Як-130, предназначенный преимущественно для первоначальной летной подготовки в вузах Министерства обороны. Однако конечного продукта до сих пор нет. Эксплуатация бортовой системы безопасности полетов на самолетах МиГ-29 UPG(UB) показала, что она не в полной мере обеспечивает решение возложенных задач и требует как минимум серьезной доработки. Наиболее дееспособными на практике оказались информационно-управляющие системы с функциями активной безопасности, разработанные для Су-35 и Т-50. Однако и они, несмотря на широкий спектр возможностей, имеют недостатки, ограничивающие широкое применение.
Все создаваемые по сей день системы, основанные на искусственном интеллекте, изначально обладают невысокой практической ценностью, так как большинству из них свойственны одни и те же недостатки, обусловленные нерациональным подходом к разработке. Какие?
Систематизация проблем
Прежде всего фактически все известные системы обеспечения безопасности полетов с элементами искусственного интеллекта создаются изначально как бортовые, то есть предназначенные только для установки на воздушное судно (ВС) и разрешения особых ситуаций, связанных именно с ним. Такое представление сужает возможности подобных устройств, поскольку исключает их применение в других контурах авиационной системы, имеющей достаточно сложную структуру, для устранения или предотвращения угроз безопасности полетов. Сегодня интеллектуальные АСУ должны быть не только на борту.
Во-вторых, как показывает имеющийся опыт создания подобных систем, чаще всего они разрабатываются применительно к конкретному типу ВС, его летно-техническим и другим характеристикам, а потому не могут использоваться на других типах судов. При этом часто создание интеллектуальной системы обеспечения безопасности полетов основывается на применении специального оборудования, не входящего в штатное оснащение самолета. Это ведет к большим материальным затратам и низкому практическому эффекту. В современных условиях подобный подход неприемлем.
Фактически все разрабатываемые и производимые сегодня ВС оснащаются бортовыми вычислительными машинами с широкими возможностями, в том числе по решению задач обеспечения безопасности полетов, которые в полной мере не используются. Наиболее целесообразным было бы в полной мере задействовать уже имеющееся оборудование и только при необходимости и достаточной обоснованности разрабатывать и размещать на борту специальные средства.
Третьим недостатком в подходах к созданию подобных систем искусственного интеллекта следует считать попытки разработчиков реализовать в них все, даже малореалистичные функции, вплоть до передачи управления воздушным судном от летчика или экипажа автопилоту или лицам, находящимся на земле. В принципе сегодня это вполне возможно (беспилотные аппараты активно применяются в различных сферах деятельности), но насколько целесообразно? Поэтому прежде чем создавать СУБП, необходимо оптимизировать ее функции.
Четвертым пунктом отметим следующее. Аварийные ситуации на борту отличаются разнообразием, носят случайный характер, имеют высокую динамику развития. При этом часто характеризуются не выходом какого-либо параметра за допустимые значения (что легко распознается приборами), а некоторой специфической совокупностью нормальных значений параметров полета, работы бортовых систем и действий экипажа. Распознать их довольно сложно, спрогнозировать еще сложнее. Но для предотвращения или своевременного парирования угрозы нужен достоверный прогноз.
Сложность решения этой задачи можно продемонстрировать простым примером определения безопасной высоты начала вывода самолета из пикирования. Для этого нужно учесть кроме всех прочих (характеристики самолета, состояние атмосферы и т. п.) как минимум еще два важнейших фактора – наличие превышений рельефа местности по пути движения самолета и темп его вывода из пикирования. Очевидно, что решение задачи с помощью математических формул и алгоритмов может привести к серьезным ошибкам: преждевременному началу вывода или запаздыванию, то есть потенциальному авиационному происшествию. Из этого следует, что при создании систем искусственного интеллекта их необходимо строить преимущественно на логических, порой нетрадиционных решениях.
Еще один недостаток существующих и разрабатываемых систем – отсутствие единства взглядов на порядок их работы и органов управления полетами при возникновении или вероятности особой ситуации на борту ВС. На наш взгляд, для любых систем требуется строго определенный порядок предоставления информации о возможной или возникшей угрозе авиационного происшествия как экипажу, так и органам управления полетами. Действия последних должны быть научно обоснованы и документально регламентированы. Это особенно актуально, когда руководящие полетом лица не имеют опыта эксплуатации данного ВС.
Не решена в полной мере и проблема, связанная с оценкой психофизиологического состояния и работоспособности летчика в полете. Многие категорически против постоянного контроля в полете их психофизиологического состояния. Кроме того, даже при возможности получения подобной информации еще надо решить вопрос о порядке ее использования – куда и кому направлять, что и как в связи с этим предпринимать.
Искусственный интеллект
При создании интеллектуальной системы обеспечения безопасности полетов необходимо применять подход, предполагающий рассмотрение объекта исследования во всех возможных взаимосвязях. Ее нельзя рассматривать только как совокупность экипажа, ВС и среды даже с выделением в последней органов управления полетами. Это только один из элементов. Если рассматривать авиационную систему в определенной организационной структуре (например авиационной части в любой ее конфигурации – авиабазе, авиаполку, отдельной эскадрилье), обнаруживается много функциональных элементов, оказывающих существенное влияние на работу как летчика (экипажа), так и бортового оборудования, на характеристики среды, в которой выполняется полет.
Тогда становится понятным, что автоматизация процессов лишь внутри триады «экипаж – ВС – среда» – слишком затратный путь. Многие факторы, способные привести к возникновению особой ситуации, можно предусмотреть заранее, выявить их на земле, до полета. Но для этого необходимы также основанные на искусственном интеллекте системы поддержки принятия решений. Они должны быть у руководящего состава авиационных формирований, органов управления и обеспечения полетов, особенно у тех, кто отвечает за безопасность. Грамотное распределение функций и строгая оценка возможностей позволят понять, какими из них необходимо наделять бортовые системы. Это существенно сэкономит материальные и другие ресурсы, поможет достичь наибольшей результативности в борьбе с авиационными происшествиями.
Соблюдение такого подхода к созданию автоматизированных систем не единственное условие. С учетом реального состояния государственной авиации и необходимости создания современной СУБП можно понять, что осуществить это одномоментно нереально даже при наличии достаточных материальных средств и ресурсов. У нас, к сожалению, для этого нет научной базы. Поэтому наиболее реалистичным решением проблемы представляется постепенное, пошаговое построение СУБП – от создания основных ее функциональных органов, структур и оснащения необходимыми средствами и технологиями до максимального наращивания возможностей каждого элемента формируемой системы. Однако все это нужно определить заранее, уже сегодня. Поэтому решение общей задачи создания СУБП и оснащения ее системами искусственного интеллекта требует немедленного принятия мер по формированию научного коллектива, который бы целенаправленно занимался решением всех обозначенных выше вопросов не от случая к случаю, а на постоянной основе. В нем должны работать специалисты, непосредственно включенные в решение данной проблемы.
Целесообразным представляется формирование в ближайшее время научного отдела в составе Центра обеспечения расследований авиационных происшествий государственной авиации. На него должно быть возложено решение основных задач научного и методического сопровождения создания СУБП:
- формирование требований к современным бортовым и наземным средствам обеспечения безопасности полетов;
поиск новых подходов к решению общей проблемы обеспечения безопасности полетов, к расследованию авиационных происшествий и инцидентов;
разработка наиболее эффективных методов выявления, прогнозирования и профилактики опасных факторов летной работы;
определение технических заданий на исследования и ОКР по обеспечению безопасности полетов.
Главной же задачей такого отдела стало бы стимулирование саморазвития создаваемой СУБП, а это серьезный задел на дальнейшую перспективу.
Олег Еруков, начальник инспекции службы безопасности полетов авиации ВС РФ, действительный член АВН, заслуженный военный летчик РФ
Сергей Шамшин, старший инженер-инспектор Центра обеспечения расследований авиапроисшествий госавиации, действительный член АВН
Опубликовано в выпуске № 24 (542) за 9 июля 2014 года
