Учет эргономического фактора при оценках безопасности воздушного движения

В аналитических моделях разработанных оценок уровня безопасности воздушного движения действия диспетчера учитывались предсказуемо [1], при этом полагалось, что разделение между воздушными судами точно соответствует норме эшелонирования. Как показали исследования, авиадиспетчер вынужден действовать в принужденном темпе, часто в условиях ограниченного времени. Такие особенности приводят к ошибкам в работе, несмотря на меры по улучшению информационного обеспечения, поэтому применительно к рассматриваемой задаче модель человека-оператора при управлении воздушным движением целесообразно представлять в теории вероятности. Качество профессиональной деятельности диспетчера будет определяться вероятностью возникновения ошибок, которые могут привести к нарушению эшелонирования.

Остановимся подробнее на определении вероятности потери управления воздушным судном (ВС) при ведении радиолокационного контроля.

Согласно [2, 3], существует зависимость вероятности ошибок оператора при изменении основного фактора «стресс» ‒ нагрузки управления (рис. 1). Эта зависимость построена с учетом, что вероятность ошибочных действий остается примерно постоянной до тех пор, пока уровень нагрузки не возрастет настолько, что наступает «стресс принятия решений» или катастрофическая потеря работоспособности.

Рис. 1

Переходя к анализу количественных характеристик показателей деятельности авиадиспетчеров, отметим, что прямых данных, позволяющих оценить надежность их работы, в настоящее время нет. Основываясь на мнении экспертов, можно считать, что в диапазоне значений коэффициента загрузки 0,4 < k₃ < 0,55, где , вероятность потери контроля над ВС можно оценить по формуле:

, (1)

Где m ‒ экспертная оценка числа ошибок по контролю за ситуацией в смену;

‒ часовая интенсивность движения в секторе;

T_раб – время работы диспетчера;

Т_см – время наблюдения диспетчера за воздушным судном;

k₃ – коэффициент загрузки диспетчера;

P_g – вероятность потери контроля над ВС.

Предположим, что вероятность безотказной работы технических средств обслуживания воздушного движения (ОВД), куда входит диспетчерское [4], будет равно Ровд, тогда с позиций оценки безопасности воздушного движения модель системы ОВД с авиадиспетчером можно представить в виде схемы «надёжности» из двух элементов. Для расчета вероятностей введем ряд допущений:

• отказы элементов системы могут происходить в любые случайные моменты времени;
• состояние системы в данный момент времени не зависит от состояния в предыдущий момент.

Рассмотрим методику расчета риска столкновения при полетах по параллельным участкам трасс или коридорам подхода с учетом вероятности потери радиолокационного контроля за боковыми отклонениями ВС в направлении смежной трассы.

В данном случае вероятности возможных состояний системы определяются по следующим соотношениям:

‒ вероятность ведения контроля за боковыми отклонениями одного ВС;

‒ вероятность ведения контроля за парой ВС на смежных трассах;

‒ вероятность отсутствия контроля со стороны системы ОВД.

P_рлк – вероятность ведения радиолокационного контроля;

P_g – вероятность потери контроля над ВС.

Общее уравнение оценки риска столкновения с учетом указанных состояний системы ОВД имеет следующий вид:

Где,

R₀ – ожидаемая частота столкновений при отказе системы ОВД;

R₁ ‒ ожидаемая частота столкновений, когда один из пары ВС контролируется системой ОВД;

R₂ ‒ ожидаемая частота столкновений при правильной работе системы ОВД;

При отказе системы ОВД риск столкновения будет определяться только навигационными ошибками самолетовождения, топологией рассматриваемого участка воздушного пространства и интенсивностью воздушного движения.

При определении погрешностей самолетовождения принято, что диспетчер должен корректировать курс всякий раз, когда метка самолета на индикаторе РЛС выйдет за границу трассы L_y. Плотности распределений погрешностей самолетовождения, соответствующие трем состояниям системы ОВД и используемые для расчетов R₀, R₁ и R₂, приводятся на рисунке 2.

Рис. 2. Плотности вероятности ошибок самолетовождения с учетом радиолокационного контроля

Рассмотрим теперь вопрос обеспечения горизонтальное эшелонирования в точках схождения трасс. Установлено, что из-за стремления диспетчера к осторожности при решении вопросов безопасности полетов, дистанции между ВС обычно больше норм эшелонирования. При этом на основе опыта он способен оценить погрешности своих прогнозов и технических средств ОВД. Дистанцию S_H, которую диспетчер старается обеспечить при расхождении воздушного судна, и которая с его точки зрения гарантирует отсутствие нарушений норм эшелонирования, можно представить в виде суммы:

, (2)

Где S_x – норма эшелонирования;

S_b – «буфферная» дистанция;

Можно показать, что если общая ошибка прогноза ситуации и механических средств распределения по нормальному закону со средним М и стандартным отклонением , то . Величину R можно определить из следующего соотношения:

, (3)

, (4)

Откуда получаем:

, (5)

Где

Таким образом, для нормы эшелонирования S_x, ошибок радиолокационного контроля и прогноз стандартного отклонения при известном коэффициенте загрузки диспетчера можно вычислить условные вероятности вмешательства диспетчера в зависимости от фактической дистанции расхождения ВС.

Расчеты, проведенные по указанной методике, показали, что число вмешательств диспетчера увеличивается примерно в два раза по сравнению с моделями, где принято, что диспетчер обеспечивает плановое разделение между ВС, точно соответствующее норме эшелонирования.