7. Бортовая экспертная система «Экипаж-борт».

БЭС ориентирована на решение в реальном времени на борту самолетов ИЛ-96-300, ТУ-204 задач интегральной оценки эксплуатационной готовности навигационно-пилотажных систем на старте, в полете, на посадке; гарантированной оценки точности основных параметров навигации пилотажно-навигационных систем: БИНС (бесплатформенная инерциальная навигационная система), ИНС (инерциальная навигационная система), РСДН и РСБН (радиосистемы дальней и ближней навигации соответственно); выбора средства коррекции с учетом навигационной точности пилотажно-навигационных бортовых систем, условий и задач полета; обеспечение информационно-интеллектуальной поддержки экипажа при эксплуатации пилотажно-навигационных систем в полете.

Основные задачи, возложенные на БЭС «Экипаж-борт» состоят в следующем:

• формирование интегральной оценки эксплуатационной готовности навигационно-пилотажных систем на старте, в полете и на посадке;

• формирование гарантированной оценки точности основных пилотажно-навигационных систем: бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), радиотехнической системы дальней навигации (РСДН), радиотехнической системы ближней навигации (РСБН);

• выбор средства коррекции с учетом точности пилотажно-навигационных бортовых систем, условий и задач полета;

• обеспечение информационно-интеллектуальной поддержки экипажа при эксплуатации пилотажно-навигационных систем в полете;

• диагностический экспресс-анализ состояния пилотажно-навигационных систем.

Реализация перечисленных нынче задач потребовала разработки БЭС в виде гибридной компьютерной вычислительной системы, включающей комплекс программно-аппаратных средств на базе персонального компьютера, обеспечивающих ввод, обработку информации, поступающей от пилотажно-навигационных систем, логический анализ и отображение результатов работы экспертной системы, а также базу данных и базу знаний.

Интерфейс БЭС – графические образы и текстовые сообщения на естественном профессионально-ориентированном языке, выводимые на цветной монитор по запросу, вводимому с клавиатуры или с помощью графического манипулятора типа «мышь».

Функциональная схема бэс «Экипаж-борт».

БЭС «Экипаж-борт» (рис. 7) на базе персонального компьютера представляет бортовую интегрированную компьютерную систему oбработки и анализа выходных данных систем ПНО самолета ИЛ-96-300 и оценки эксплуатационного и функционального состояния пилотажно-навигационного комплекса.

Рис. 7. Функционально-структурная схема БЭС самолета ИЛ-96-300

Система может быть использована для сокращения сроков испытаний, повышения надежности и безопасности полетов, доведения технических характеристик систем нового поколения цифрового ПНО до заданных по техническому задании), для оперативной и достоверной оценки эксплуатационного состояния и функционирования систем в реальном времени на всех этапах полета, т.е. в конечном счете – для повышения безопасности полетов.

В состав основных систем ПНО самолета ИЛ-96-300 входят:

ВСУП-85 – вычислительная система управления полетом (3 канала);

ВСУТ-85 – вычислительная система управления тягой (2 канала);

ВСС-85 – вычислительная система самолетовождения (2 канала);

БИНС – бесплатформенная инерциальная навигационная система (3 канала);

РСБН-85 – радиотехническая система ближней навигации (2канала);

РСДН-85 – радиотехническая система дальней навигации (1канал);

СВС-85 – система воздушных сигналов (3 канала):

СЭИ-85 – система электронной индикации (1 канал);

РВ-85 – радиовысотомер (3 канала);

ILS-S5 – система посадки по маякам (3 канала);

MLS-85 – микроволновая система посадки (3 канала);

VOR-85 – радиотехническая система ближней навигации по мамкам (2канала);

ОМЕ/Р-85 – радиодальномер (2 канала);

ДАУ-85 – датчик аэродинамических углов (2 канала);

СИС-85 – система предупреждения столкновений самолета в воздухе (1 канал).

БЭС обеспечивает обработку и анализ данных следующих систем в составе ПНО: ВСС-85 (2 канала); БИНС(3 канала); РСБН-85 (2 канала); РСДН-85 (1 канал); СВС-85 (3 канала); СЭИ-85 (1 канал). Режим работы экспертной системы определяется выбором конфигурации диагностируемых бортовых навигационно-пилотажных систем: БИНС, ИНС, РСДН, РСБН, СВС, ВСС, СЭИ. Подключение БЭС «Экипаж-борт» к навигационно-пилотажным системам осуществляется через системы сбора SFIM, ГАММА-101, имеющие параллельный выход, и интерфейс связи с персональным компьютером класса IBM PC/AT.

Как указывалось выше, инструментальные средства БЭС обеспечивают ввод, обработку, графическое отображение физических значений параметров и их однотипных разностных значений по диагностируемым системам в любой необходимой комбинации и документирование путем формирования и записи временного протокола смены функционального состояния систем, отражающего возникновение отказов и критических режимов работы но системам.

Программно-математическое обеспечение БЭС содержит следующие блоки (модули):

• ввода и обработки измерительной информации,

• фильтрации и сглаживания,

• гарантированного оценивания навигационных параметров,

• логического вывода и обработки нечеткой логики,

• графического представления информации.

Информационно-логическое обеспечение ОС включает базу данных, и базу знаний продукционного типа. Экспертные функции системы осуществляются через механизмы логического вывода и обработки нечеткой информации.

БЭС решает задачу интегральной оценки эксплуатационной готовности пилотажно-навигационных систем на старте, в полете и на посадке путем выработки интегральной оценки режимов работы систем, аппаратурной готовности, функциональной готовности и обеспечивает:

• выдачу основных сообщений экипажу об эксплуатационной готовности бортовых систем, режимах работы и рекомендаций при отклонениях от штатной ситуации;

• формирование сообщений о возникающих отказах или внештатных отклонениях от нормального функционирования бортовых систем;

• аппаратурный и функциональный диагностический контроль реализуется путем обработки и анализа соответствующих словосостояний.

Система взаимодействует с программным модулем, выполняющим гарантированное оценивание точности основных параметров навигации пилотажно-навигационных систем: БИНС, ИНС, РСДН, РСБН и обеспечивает:

• получение оценки гарантированной навигационной точности систем с показателями достоверности;

• выбор средства коррекции ИНС с учетом точности навигационных бортовых систем, условий и задач полета;

• формирование оценки навигационной точности всех возможных и наилучшего средства коррекции.

БЭС в режиме сопровождения выдает экипажу следующие данные:

• о начальной выставке систем ПHO, ее этапах, времени до окончания процесса, возможности взлета;

• об эксплуатационных режимах работы систем; о навигационной точности систем; о необходимости коррекции;

• об отказах и нештатных ситуациях функционирования навигационно-пилотажных систем.

В режиме интерактивного взаимодействия по запросу экипажа обеспечивается выполнение следующих функций:

• формирование рекомендаций по оптимальному средству коррекции;

• диагностический экспресс-анализ состояния систем, включающий: отображение интегральной оценки эксплуатационной готовности систем с коэффициентами достоверности аппаратурного и функционального контроля;

• выбор диагностируемой системы или систем;

• графическое отображение физических значений выбранных для анализа параметров диагностируемой системы;

• сообщения о режимах работы, функциональном состоянии и возможных критических ситуациях диагностируемой системы;

• графическое отображение разностных сигналов по основным пилотажно-навигационным параметрам между системами БИНС-ИНС или БИНС-РСДН, или БИНС-РСБН, или БИНС-ВСС;

• графическое отображение результатов так называемого кольцевого контроля трех БИНС по основным пилотажно-навигационным параметрам.

В процессе оценки отказов БЭС анализирует отказы отдельных систем в составе ПНО, а также комбинации отказов различных систем ПНО. При этом выработка решений проводится в зависимости от тяжести той или иной внештатной ситуации.

Реализована следующая иерархия отказов систем ПНО:

• классифицируемые как усложнение полета (УС), приводящее к снижению безопасности эксплуатации самолета, но не сопровождающееся их переходом в сложную ситуацию (СС);

• классифицируемые как СС, влияющие на безопасность полета, но не приводящие к их перерастанию в аварийную (АС) или катастрофическую (КС) ситуации;

• идентифицируемые как АС;

• рассматриваемые как КС.

В зависимости от типа идентифицированной отказной ситуации, БЭС вырабатывает рекомендации для принятия экипажем соответствующих решений.

Распознавание БЭС отказов систем и их сочетаний в летных испытаниях обеспечивается как на этапе предполетной подготовки, так и на всем протяжении полета в результате диагностического контроля, включающего распознавание аппаратурных и функциональных отказов и их сочетаний. При этом используется световая индикация в зависимости от тяжести отказов: полный отказ системы – красный; частичный – желтый; работоспособное состояние – зеленый; недиагностируемая система – белый цвет.