Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ВИРТУАЛЬНОГО МИРА» В ХОДЕ УЧЕНИЙ

Кузнецов Д.Н. 1
1 ВУНЦ ВВС "ВВА" имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина
В статье рассматривается обобщенный алгоритм функционирования системы «виртуального мира» оператора управляемого рассредоточенного объекта в ходе учений, исходные данные для начала работы системы, кроме того, учитывается – будет ли оператор работать один или в составе группы. Синтезированный алгоритм функционирования системы «виртуального мира» описывает все этапы работы оператора в ходе учений, является гибким и адаптивным к начальному уровню его квалификации. Применение системы «виртуального мира», реализующего на практике метод построения «виртуального мира», позволяет оператору работать в обстановке взаимодействия с «зависимыми» системами, на любой должности за ограниченное время при наличии широкого спектра возможных ситуаций. Кроме того, в системе «виртуального мира» возможно моделирование «человеческого фактора», т.е. ошибок других операторов. Это обстоятельство особенно важно в современных условиях, когда уровень квалификации операторов довольно трудно поддерживать на высоком уровне.
оператор
система
рассредоточенные объекты
обучение
алгоритм
1. Воробьев Н.Н. Теория игр / Н.Н. Воробьев. – М.: Знание, 1976. – 270 с.
2. Грибкова В.А. Управление адаптивным диалогом в автоматизированных обучающих системах: метод. указания / В.А. Грибкова, Л.В. Зайцева, Л.П. Новицкий. – Рига: РПИ, 1988. – 52 с.
3. Зайцев В.С. Системный анализ операторской деятельности / В.С. Зайцев. – М.: Радио и связь, 1990. – 120 с.
4. Малышев В.А. Метод активной ситуации как основа автоматизированного освоения военно-технических систем / В.А. Малышев // Материалы Межвузовской научно-практической конференции «Военная электроника: опыт использования и проблемы, подготовка специалистов», 26 нояб. 2003. – Воронеж: ВИРЭ, 2003. – С. 35–37.
5. Попов Э. В. Общение с ЭВМ на естественном языке / Э.В.Попов. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 360 с.
Обобщенный алгоритм функционирования системы «виртуального мира» описывает полностью процесс функционирования системы «виртуального мира» в соответствии с методом построения «виртуального мира» оператора управляемого рассредоточенного объекта в ходе учений.

Исходными данными для начала работы системы «виртуального мира» являются:

  • тип управляемого рассредоточенного объекта (состав, связи, иерархия и т.п.);
  • начальные условия (укомплектованность техникой и операторами, наличие инструментальных средств обеспечения деятельности операторов, квалификация операторов, условия внешней среды, начальная ситуация);
  • частная цель функционирования управляемого рассредоточенного объекта (УРО) в ходе учений;
  • параметры создания нештатных ситуаций (время, количество, сложность, условия);
  • условия смены общей обстановки;
  • условия окончания процесса обучения (время, достижение цели, создание аварийной ситуации и т.п.).

Кроме того, необходимо учитывать - будет ли оператор работать один или в составе группы. Групповая работа в ходе учений потребует учета действий всех членов группы при моделировании общей обстановки. В случае если кто-то из членов группы прекращает процесс работы, система «виртуального мира» должна заменить его без внесения отрицательных воздействий на остальных членов группы [4].

Рис.1. Алгоритм функционирования СВМ

Схема алгоритма функционирования системы «виртуального мира» представлена на рисунке 1. Синтезированный алгоритм функционирования системы «виртуального мира» (СВМ) описывает все этапы работы оператора в ходе учений. Совокупность этапов можно представить тройкой

ЕУРО=<ЕТ, ЕШС, ЕНС>,

где ЕУРО - необходимый объем работы оператора в ходе учений; ЕТ - необходимый объем теоретического материала, необходимого для работы оператора; ЕШС - необходимый объем освоения оператором работы в составе УРО при условии функционирования УРО в штатных ситуациях; ЕНС - необходимый объем освоения оператором работы в составе УРО при условии функционирования УРО в нештатных ситуациях.

Первым этапом является теоретическое освоение УРО, в ходе которого оператор усваивает принципы работы, взаимодействие с подсистемами УРО.

Итогом данного этапа является формирование модели оператора и передачи ее в СВМ на основе тестирования. Данная модель является главным элементом при формировании практических задач.

Этап практической работы оператора в ходе учений состоит из двух частей: работы в штатных и нештатных ситуациях. Причем этап не является замкнутым. При несоответствии оператора уровню поставленной задачи он может быть возвращен к изучению теоретического материала.

Таким образом, алгоритм функционирования СВМ включает в себя все этапы обучения оператора в ходе учений, является гибким и адаптивным к начальному уровню его квалификации [5]. Для его реализации необходимо эффективное взаимодействие систем различного назначения в рамках единой автоматизированной системы управления учениями (АСУУ), представленной на рисунке 2.

Основными подсистемами автоматизированной системы управления учениями являются: управляющая система высшего уровня (УСВУ), которая состоит из руководства учениями (РУ) и средств управления в составе АРМ; подсистема освоения теоретического материала и входного тестирования; система «виртуального мира».

Рассмотрим состав и основные функции составных частей системы.

База моделей УРО (БМ УРО) содержит как законченные модели конкретных УРО, а также отдельные элементы для динамического моделирования подобных объектов. База моделей штатных ситуаций (БМШС) содержит перечень и алгоритмы функционирования объектов в штатных ситуациях, а база моделей нештатных ситуаций (БМНС) - алгоритмы функционирования объектов в нештатных ситуациях и набор неисправностей для моделирования случайной ситуации.

Рис.2. Взаимодействие систем различного назначения в рамках единой АСУУ

Общая обстановка моделируется в программном модуле моделирования общей обстановки (ПММОО). Модель создается на основе команд и информации от УСВУ и (или) на базе заранее выработанного плана учений. Для моделирования частной ситуации используется программный модуль моделирования частной ситуации (ПММЧС). Вся необходимая для обучаемых информация отображается в системах отображения информации АРМ, число которых равно количеству операторов, участвующих в учениях.

Тестирование операторов производится с помощью программного модуля тестирования (ПМТ). Отображение информации о действиях операторов в удобный для анализа вид производится в программном модуле обработки информации (ПМОИ).

Основная «интеллектуальная» работа в АСУУ производится в трех подсистемах. Первая из них - система теоретического материала (СТМ), основной функцией которой является предъявление операторам необходимого материала из своей базы знаний (БЗСТМ).

Вторая система - система анализа деятельности (САД). На нее возложены функции построения модели оператора и анализа его текущей деятельности на основе сравнения динамики модели с реальными действиями оператора. САД функционирует совместно со своей базой знаний (БЗСАД).

Третья система - система изменения переменных (СИП). Она является основной при моделировании динамики «виртуального мира» оператора и предназначена для изменения управляемых и неуправляемых переменных в зависимости от алгоритма функционирования модели УРО и результатов деятельности операторов. СИП работает на основе информации, получаемой от САД (изменяет управляемые переменные) и информации своей базы знаний (БЗСИП), которая связана через ПММОО с БЗ УРО, БМШС, БМНС и УСВУ (изменяет неуправляемые переменные).

Принятая за основу система решения проблем [3] структурно и функцио­нально включена в СВМ. Ее функции реализуются следующими компонентами комплекса:

  • фон проблемы - это УРО;
  • объект проблемы - ПУ УРО, включая органы управления и инструментальные средства, с помощью которых оператор может изменять состояние УРО;
  • информационная подсистема - программные модули тестирования и обработки информации;
  • подсистема принятия решения - в первую очередь, это система изменения переменных и, в частности, система анализа деятельности, а также система теоретического материала [2];
  • подсистема памяти и логики - в СВМ ее функции выполняют базы моделей и знаний (функция памяти), а также система анализа деятельности и программный модуль тестирования (функция логики);
  • подсистема диагностики и управления - функцию диагностики выполняют программный модуль тестирования и система анализа деятельности, а функцию управления - системы изменения переменных и теоретического материала;
  • подсистема эвристики реализована в системе анализа деятельности.

В свою очередь, подсистемы, программные модули и базы представляют собой компоненты следующих инструментальных составных частей системы: диалоговой системы, системы поддержки принятия решения и экспертной системы, составляющих физическую основу СВМ [1].

Таким образом, применение СВМ, реализующего на практике метод построения «виртуального мира» оператора, позволяет ему работать в обстановке взаимодействия УРО с «зависимыми» системами, на любой должности за ограниченное время при наличии широкого спектра возможных ситуаций. Особо стоит отметить, что работа может производиться как индивидуально, так и в составе группы, что позволяет отрабатывать не только индивидуальные умения и навыки, но и взаимодействие в коллективе, как при нормальной работе, так и в нештатных ситуациях. Кроме того, в СВМ возможно моделирование «человеческого фактора», т.е. ошибок других операторов. Это обстоятельство особенно важно в современных условиях, когда уровень квалификации операторов довольно трудно поддерживать на высоком уровне.

Рецензенты:

Душкин А.В., д.т.н., доцент кафедры управления и информационно-технического обеспечения ФКОУ ВПО Воронежский институт ФСИН России, г. Воронеж;

Работкина О.Е., д.т.н., доцент, профессор кафедры гражданской защиты ФГБОУ ВПО Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж.


Библиографическая ссылка

Кузнецов Д.Н. ОБОБЩЕННЫЙ АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ «ВИРТУАЛЬНОГО МИРА» В ХОДЕ УЧЕНИЙ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2-2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=22621 (дата обращения: 25.02.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074