В связи со сложностью процессов УВД при их исследовании использует- ся принцип декомпозиции. В соответствии с принципом декомпозиции лю- бая сложная система или процесс ее функционирования могут быть расчле- нены на более мелкие элементы или этапы и процессы с целью исследования их доступными на данном уровне развития способами. Понятно, что подоб- ное членение должно быть оправданным и подчиняться определенным пра- вилам или рекомендациям. Следует подчеркнуть особенную важность прин- ципа декомпозиции при исследовании процессов деятельности человека- оператора и взаимосвязи их с процессами других этапов функционирования системы ОВД. Например, при использовании принципа декомпозиции про- цессов деятельности человека-оператора удается исследовать одну из наибо- лее интересных и важных проблем оптимизации решения организационных задач УВД. Действительно, к процессам организации УВД, как известно, от- носятся процессы организации полетов ВС, деления воздушного простран- ства, назначения схем полетов определения рубежей приема-передачи, пунк- тов обязательных донесений и др. Решение совокупности задач, на которые разбивались эти процессы, производилось ранее лишь с учетом оптимизации движения ВС (по показателю быстродействия, энергетическому показателю относительной безопасности), обеспеченности полями действия РТС воз- душной навигации и УВД, характеристик бортового оборудования и иногда с учетом действий экипажа. Об учете характеристик деятельности человека- оператора, в данном конкретном случае оператора радиолокационного кон- троля – диспетчера УВД при решении таких задач обычно не заботились. Во всяком случае, влияние результата их решения на загруженность диспетчера не принималось во внимание. Такие характеристики деятельности диспетче- ра, как число ошибок, скорость восприятия информации, число пропусков в решении конкретного вида задач по УВД в определенной ситуации при опре- деленном уровне профессиональной подготовки и качестве плана движения, находятся в зависимости от качества решения задач организации УВД. Полу- чение такой зависимости возможно лишь при декомпозиции процессов орга- низации УВД, с одной стороны, и декомпозиции деятельности диспетчера, с другой. Полагая, что вероятностные характеристики ошибок диспетчера
или скорости восприятия информации при выполнении однозначно опреде- ленных операций, на которые декомпозируется его работа в строго оговорен- ных условиях, могут служить мерами качества определенных операций, на которые декомпозируются процессы организации УВД, можно выразить эти характеристики, например, через число точек пересечения воздушных трасс, число точек обязательных донесений, зон отсутствия или нарушения радио- локационного контроля и др. Принцип декомпозиции позволяет выделить в качестве самостоятельных ряд типовых задач, каждая из которых характери- зуется своими локальными целями и показателями, математическими моде- лями, методами решения и формализации. При использовании принципа де- композиции всегда возникает целая совокупность вопросов, зачастую нося- щих достаточно общий характер. Декомпозиция системы ОВД с целью ее ис- следования практически всегда предполагает не только разделение функцио- нирования системы на этапы, процессы, задачи и т.д. (вплоть до операций), т.е. членение сложной задачи на более мелкие, решение которых обозримо, но и агрегирование, т.е. объединение их вокруг типовых задач, выделенных по ряду общих признаков. Так происходит процесс классификации задач. О принципе декомпозиции можно говорить, как о средстве борьбы с избыточ- ностью, и его использование неизбежно при разработке алгоритма искус- ственного интеллекта: число типовых задач, процессов и моделей, вокруг ко- торых происходит агрегирование и концентрация при членении, находится в подсознании оператора. Таким образом, очень важно разработать классифи- кационные признаки при декомпозиции, а следовательно, и правило деком- позиции. Важно также решить вопрос о выборе и формализации границы членения задач. Важность и проблематичность данного вопроса иллюстри- руется современным состоянием общей теории управления, разделом кото- рой является и теория УВД. Действительно, при использовании принципа декомпозиции в общей теории управления известны и формализованы две группы задач: задачи программного управления, когда рассчитываются оп- тимальная траектория процесса в пространстве состояний, оптимальные ко- манды управления и параметры процесса (значения показателей его эффек- тивности); задачи стабилизации или управления с обратной связью, когда находятся те же характеристики, что и при регулировании процесса, по от- клонениям относительно программной его траектории, найденной из реше-
ния задачи программного управления. Реализация принципа декомпозиции возможна на различных уровнях исследования процессов УВД с помощью различных подходов. Так, если речь идет относительно одного из общих направлений исследований, характеризующего общий замысел моделирова- ния путем создания иконографических моделей, разработки диопозиционных моделей принятия решения или решений обратной задачи теории оптималь- ных процессов, то декомпозиция здесь происходит на концептуальном уровне.
Чаще всего принцип декомпозиции используется все же на уровне про- странственно-временных характеристик, описывающих цели и ограничения процесса. Здесь реализация его связана конкретно с выбором вида математи- ческих моделей процесса, т. е. с определением уровней и структуры иерар- хии задач, природы приоритетов, линеаризацией, дискретизацией и другими видами упрощений реально протекающих процессов.
Еще одним уровнем можно считать уровень отдельных задач. При иссле- довании основной задачи УВД часто используется декомпозиция и на от- дельные взаимосвязанные задачи: задачи измерений, оценки и прогноза со- стояния процесса, его идентификации; задачи оптимального принятия реше- ний, разделяющиеся, в свою очередь, на анализ состояний, учет ограничений, выработку команд; задачи выбора, выполнения решения и контроля.
При исследовании подобных задач обычно переходят к еще одному уров- ню декомпозиции, связанному с расчленением показателей эффективности, управлений и параметров математических моделей процесса. Важно заме- тить, что полученные на данном уровне результаты могут поставить под со- мнение правильность выбранного направления исследования на самых высо- ких уровнях применения принципа декомпозиции. Особое значение при ис- следовании процессов УВД на всех уровнях приобретает декомпозиция це- лей. Поскольку речь идет о процессах в полиэргатических системах УВД, то цели, формализованные в виде показателей эффективности, которым должны соответствовать оптимальные процессы УВД, формируются на основе анализа и декомпозиции функций ценности и функции полезности лиц, принимающих решения (ЛПР): диспетчеры при непосредственном УВД, руководители поле- тов при управлении работой диспетчерской смены, начальника СД при при- нятии решений по управлению работой службы движения и организации
УВД в районе аэродрома и т. д. Использование принципа декомпозиции показывает возможности, открывающиеся в исследовании процессов УВД. Применение принципа декомпозиции позволяет проводить исследования си- стемы ОВД на количественном уровне. Это дает возможность разделить весь период функционирования системы ОВД таким образом, чтобы получить от- дельные процессы, задачи, и так далее – вплоть до микроопераций; и все это производится именно с целью возможности упрощения количественного анализа (рис. 6). На этом пути уже возможно использование имеющихся ма- тематических моделей для установления основных функциональных зависи- мостей, анализа факторов и их взаимосвязей. Применение принципа деком- позиции позволяет получить некоторые важнейшие выводы и обоснованные рекомендации по оптимизации структурно-организационных решений в от- дельных зонах УВД и процессов предварительного планирования и обес- печения полетов, а также по внедрению технических средств УВД, повыша- ющих уровень автоматизации труда диспетчера, и по вопросам профессио- нальной подготовки диспетчеров. Именно поэтому в системе ОВД так важно использовать второй принцип общесистемного подхода – принцип агрегиро- вания. Он заключается в использовании возможности свертки полученных при декомпозиции конкретных результатов в конечное, возможно малое их число, удобное для восприятия ЛПР. Таким образом, речь идет об отображе- нии результатов исследований из области, удобной для их математического моделирования, в область, удобную для восприятия ЛПР. Применение прин- ципа агрегирования состоит в максимальной группировке параметров и всего множества частных показателей и представлении их в виде составных пока- зателей. Подобные составные показатели в социально-эконо-мических иссле- дованиях получили название обобщенных индикаторов и с их помощью мож- но характеризовать динамику развития процессов. В качестве примеров со- ставных показателей процессов на этапе организации УВД можно привести число потенциально конфликтных ситуаций, определяемое топологией схем движения, его интенсивностью и другими параметрами, среднее время заня- тости диспетчера, интегрально характеризующее параметры организации УВД, уровень профессионального мастерства диспетчера и качество фразео- логии радиообмена. Аналогичные составные показатели могут быть получе- ны для этапа планирования и обеспечения полетов, а также для этапа непо-
средственного УВД. Оперирование с ними помогает ЛПР разрабатывать обоснованный и гибкий план мероприятий по повышению эффективности функционирования системы УВД, чутко и своевременно реагировать на из- менение состояния эффективности системы. Принцип агрегирования, таким образом, оказывается центральным в системах организационного типа. Важ- но подчеркнуть, что сущность его состоит в выявлении ряда общих призна- ков (корреляции частных результатов) показателей и объединении на этой основе их в составные; это же относится и к группировке технических устройств, информационных потоков и т. п. Поскольку число указанных при- знаков большей частью не определено, то принцип агрегирования, так же как и принцип декомпозиции относят к эвристическим принципам, эффектив- ность использования которых определяется опытом, интуицией и удачностью выбора как числа разбиений в каждом конкретном случае декомпозиции, так и
числа признаков группировки при агрегировании.
Система ОВД
Подсистема
УПРАВЛЕНИЯ
Подсистема
ОРГАНИЗАЦИИ
Подсистема
ПЛАНИРОВА-
Подсистема
УВД
| ЭТАПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ | |||||||
| организа- | планирова- | УВД | |||||
РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ
ПРОЦЕССЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ
Рис. 6. Декомпозиция системы организации воздушного движения
Таким образом, принцип агрегирования – это процесс, обратный принци- пу декомпозиции. Полученные в результате исследования элементы, необхо- димые для получения конечного результата, собираются в единое целое, определяемое целью исследования и гипотезой.
Принцип формализации представляет собой процесс выбора из общего материала элементов, необходимых для анализа, влияющих на результат ис- следования и отсев элементов, не влияющих на конечный результат и не имеющих отношения к проблеме и цели исследования, что экономит время и средства, необходимые для исследования и делает конкретным результат.
Помимо принципов исследования применяют различные методы, напри- мер метод моделирования, где выбор модели зависит от цели исследования и знаний исследователя.
