Слайд 1 - Кафедра ИУ4 МГТУ им.Н.Э.Баумана

Экспертные системы интеллектуальной
поддержки экипажа самолета
Земляный Е.С., Бабиченко А.А.
ОАО “РПКБ”, МГТУ имени Н.Э.Баумана
Статистика авиационных инцидентов
Причины возникновения ошибок у лётчиков:
поступление неопределённой информации
принятие решений в условиях жесткого лимита времени
недостатки оформления информационного и управляющего
полей кабины (панелей и приборов)
сильные психоэмоциональные нагрузки
Интегрированный комплекс бортового
оборудования
Интеллектуальная
бортовая экспертная
система
Функции ИКБО
Решение навигационнопилотажных задач
Выработка управляющих
воздействий
Информационный обмен
Обеспечение
безопасности полётов
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Необходимо
создать экспертную систему,
способную предоставить необходимую помощь
экипажу и взять на себя решение задач, связанных
с определением целесообразной тактики действий
в экстремальных ситуациях.
СТРУКТУРА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
База знанийсовокупность знаний
о предметной
области и способах
решения задач,
записанная на языке
представления
знаний
 Машина
логического
вывода- блок,
моделирующий ход
рассуждений эксперта
на основании знаний,
заложенных в БЗ.

Факты
База знаний
Пользователь
Экспертные
знания
Машина логического
вывода
Экспертная система
ЭТАПЫ СОЗДАНИЯ ЭС

Э- эксперт, А- аналитик (инженер по знаниям),
 П- программист, Ч- человек (пользователь)
ВЫБОР СРЕДСТВА РЕАЛИЗАЦИИ

CLIPS -С Language Integrated Production System
CLIPS
представляет
собой
современный
инструмент,
предназначенный для создания
экспертных систем (expert system tool). CLIPS
состоит из интерактивной среды — экспертной
оболочки со своим способом представления
знаний, гибкого и мощного языка и нескольких
вспомогательных инструментов.
 Одним из основных методов представления
знаний в CLIPS являются правила.

ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТЬ РАБОТЫ
 -данная задача может быть
решена с помощью
экспертной системы;
 -экспертную систему можно
создать предлагаемыми на
рынке средствами;
 -имеется подходящий
эксперт;
 -предложенные критерии
производительности
являются разумными;
 -затраты и срок выполнения
задачи приемлемы для
заказчика
СТРУКТУРА ЭКСПЕРТНОЙ СИСТЕМЫ
Примеры типовых ситуаций, приводящих к
инциденту
Типовая
ситуация «Существенное повышение температуры на эшелоне
выше нормы МСА – международной стандартной атмосферы»
Типовая ситуация «Полёт в условиях обледенения»
Типовая ситуация «Сваливание самолёта в плоский штопор»
Типовая ситуация «Опасное продолжение захода после ВПР» – высоты
принятия решения (при непосадочной конфигурации, отсутствии минимума и
т.д.)
Сваливание и попадание самолёта в штопор
возникает при выводе его на закритические углы атаки
Типовая ситуация
«Сваливание самолета в плоский штопор»
Самолёт Ту-154Б(М), статистика:
• 22.08.2006, RA-85185 – катастрофа
• 03.07.2001, RA-85845 – катастрофа
• 14.02.2000, RA-85794 – серьёзный инцидент
• 10.08.1985, СССР-85311 – катастрофа
Схема развития срыва потока
Пример срыва в штопор
Самолёт Ту-154М RA-85185, рейс ПЛ-612
Фрагмент циклограммы начала срыва в плоский штопор
«Причиной катастрофы явились недостаточная
профессиональная подготовка экипажа, в
первую очередь КВС, при пилотировании
самолета на больших высотах и углах атаки» *
*Отчёт МАК о катастрофе RA-85185, рейс ПЛ-612
Пример вывода правила для базы знаний ЭС
«обеспечение безопасности полета»
Типовая ситуация: сваливание в плоский штопор
Признаки развития ситуации,
сформулированные экспертом:
•
самопроизвольное опускание носовой
части фюзеляжа;
• увеличение угла тангажа;
• резкое кренение самолёта
• сильная тряска конструкции или
органов управления;
• опасное или необратимое нарушение
РРД.
Рекомендации эксперта (действия для
вывода самолета из штопора):
• руль направления против штопора
• штурвал полностью от себя;
• после – перевод в ГП плавным
движением штурвала на себя.
Правило для базы знаний (сформулированное экспертом):
ЕСЛИ (угол атаки больше допустимого αдоп) и ( (перегрузка ny –
периодическая) или (крен γ резко изменился) ) ТО Выдать экипажу
рекомендацию: «Сваливание в штопор! Отдай штурвал
ПОЛНОСТЬЮ от себя!»
Фрагмент кода для ситуации “сваливание в штопор”





(deftemplate PLANE
(slot sost-otk)
(slot polet)
(slot svalivanie)
)





(deftemplate PARAMETR
(slot corner)
(slot speed)
)




(deftemplate ALL-OK
(slot all-corr)
)







(deffacts STATE
(PLANE (sost-otk zakr)(polet not-ok)(svalivanie not-ok))
(PARAMETR (corner normal)(speed not-ok))
(ALL-OK (all-corr not-ok))
)
ФРАГМЕНТ КОДА (ПРОДОЛЖЕНИЕ)









(defrule PARAMETR-OK
(PARAMETR (corner normal)(speed ok))
(ALL-OK
(all-corr not-ok))
?otk <- (PLANE (sost-otk ?X)(polet ?Y))
?ok <- (ALL-OK (all-corr not-ok))
=>
(modify ?otk (sost-otk zakr)(polet ok))
(modify ?ok (all-corr ok))
)















(defrule PARAMETR-NOT-OK
(PARAMETR (corner critical)(speed not-ok))
(ALL-OK
(all-corr not-ok))
?otk <- (PLANE (sost-otk ?X)(svalivanie ?Y))
?ok <- (ALL-OK (all-corr not-ok))
=>
(modify ?otk (sost-otk zakr)(svalivanie ok))
(modify ?ok (all-corr ok))
)
(defrule ALL-CORR
(ALL-OK
(all-corr ok))
=>
(halt)
)
ВЫВОДЫ
Применение экспертных
систем интеллектуальной
поддержки экипажа
позволит:
автоматизировать решение
пилотажно-навигационных
задач
снять с экипажа нагрузки
при выполнении вычислений
и рутинную работу
снизить
психоэмоциональные
нагрузки на экипаж
повысить общий уровень
безопасности полётов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
В. В. Лапа, В. А. Пономаренко, А. В. Чунтул.
Психофизиология безопасности полётов – М.: МОО Ассоциация
журналистов, пишущих на правоохранительную тематику; 2013.
– 396с.
 А. В. Чунтул, В. И. Дудин
Особые ситуации в лётной практике – М.: МОО Ассоциация
журналистов, пишущих на правоохранительную тематику; 2009.
– 240с.


Т. А. Гаврилова, В. Ф. Хорошевский. Создание Баз знаний
интеллектуальных систем; – Санкт-Петербург: Питер; 2000. –
382с.
БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ