На правах рукописи

ПРИЩЕПИН БОРИС ИВАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ

КВАЛИФИКАЦИИ ПЕРСОНАЛА ЕС ОрВД РФ

Специальность – 05.22.13. Навигация и управление воздушным движением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 2005 2

Работа выполнена в Федеральном государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «СанктПетербургский государственный университет гражданской авиации» на кафедре «Организация и управление в транспортных системах».

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ

Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор КРЫЖАНОВСКИЙ Георгий Алексеевич

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ

Доктор технических наук, профессор СУЛАЕВ Станислав Александрович Кандидат технических наук, старший научный сотрудник СУЛЕЙМАНОВ Равиль Нагуманович

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ГосНИИ «Аэронавигация»

Защита диссертации состоится « 23 » декабря 2005г. в 10.00. часов на заседании диссертационного совета Д223.012.01 СПб ГУ ГА по адресу:

196210, Санкт-Петербург, ул. Пилотов, С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке СПб ГУ ГА

Автореферат разослан « 23 » ноября 2005г.

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА

Доктор физико-математических наук, профессор С.А. ИСАЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы Современная ситуация в Единой системе организации воздушного движения (ЕС ОрВД) Российской Федерации определяет особое внимание к системе повышения квалификации (СПК) руководителей и специалистов. Реформа ЕС ОрВД, связанная с объединением гражданского (ГС) и военного (ВС) секторов в составе созданной в сентябре 2005г. Федеральной аэронавигационной службы (ФАНС) Российской Федерации, требует прежде всего нового качества деятельности персонала.

Модернизированная ЕС ОрВД ожидает для своего обслуживания руководителей и специалистов нового типа, способных быстро адаптироваться в сложной информационно-технологической среде, обученных принимать управленческие решения на основе теоретического анализа своей деятельности, умело управлять процессами в условиях неопределенности при решении слабоструктурированных управленческих задач.

Это потребует применения новых научных методов организации учебного процесса и стандартов повышения квалификации (ПК) персонала ЕС ОрВД.

СПК ЕС ОрВД имеет богатые традиции. Вместе с тем в настоящее время наступил период, когда тривиальные методы решения тех или иных учебнометодических проблем ПК оказываются малоэффективными. В условиях многообразия образовательных технологий особо важной является способность образовательных учреждений ПК адекватно реагировать на запросы практиков ЕС ОрВД и одновременно развивать свою роль в повышении уровня профессиональной квалификации персонала этой системы. При этом, согласно П.Г.

Щедровицкому, в основу работы по повышению квалификации может быть поставлено проектирование и исследование систем, когда СПК выходит из обслуживающей роли и становится системообразующим звеном.

Можно выделить основные противоречия между потребностями ЕС ОрВД в подготовке кадров и возможностями существующей СПК, присущие как практике ПК, так и теоретическим исследованиям (рис. 1).

Прежде всего, это различные школы и методики подготовки и переподготовки гражданского и военного персонала, при этом в СПК ЕС ОрВД еще недостаточно теоретических исследований и научно обоснованных моделей организации ПК специалистов и руководителей ОрВД.

В предполагаемых условиях функционирования ЕС ОрВД объективно возрастет роль человеческого фактора (особенно малоизученная цена ошибки руководителя) как при непосредственном обслуживании воздушного движения (ОВД), так и при управлении диспетчерскими сменами, пунктами и центрами ОВД и ЕС ОрВД в целом.

Существуют принципиальные различия в образовательных запросах руководителей ЕС ОрВД, выступающих заказчиками по отношению к СПК. Инновации в практике ОрВД часто опережают изменения в содержании программ базового высшего профессионального образования, что требует от учреждений ПК одновременно выполнения компенсаторных функций, возникает необходимость в уровневой дифференциации программ дополнительного профессионального образования (ДПО).

Проблемы совместной Различные школы и методики деятельности ВС и ГС ЕС ОрВД обучения специалистов ОрВД Роль человеческого Недостаточные исследования и фактора в новой системе ОрВД квалификация выпускников КПК в адаптации действующих и новых факторов системы ОрВД Развитие системы ОрВД и РТО полетов и ОВД весьма динамично эффективные руководители и Рынок образовательных услуг Отсутствуют критерии оценки Рис. 1. Основные противоречия между потребностями ЕС ОрВД Наконец, в контексте нашего исследования представляется важным также отметить отсутствие согласованных подходов к проектированию целей и содержания ПК, что не позволяет осуществлять объективную оценку образовательных результатов и регулировать вопросы управления качеством ДПО.

Одной из главных причин, обусловливающих трудности в преодолении названных противоречий, выступает, на наш взгляд, недостаточная разработанность методологических основ проектирования и моделирования СПК, учитывающих не только ее место в сфере ДПО, но также ее деятельность в ЕС ОрВД и свои внутренние механизмы развития.

Объектом исследования в диссертационной работе является система повышения квалификации ЕС ОрВД РФ.

Предмет исследования - содержание учебно-методического процесса СПК.

Цель исследования: моделирование системы повышения квалификации специалистов и руководителей в контексте новой парадигмы развития ЕС ОрВД РФ.

Для достижения поставленной цели в работе выполнены исследования в следующих направлениях:

Анализ деятельности и моделирование обучения специалиста в ЕС ОрВД для работы в конкретных условиях.

Определение места и роли системы повышения квалификации в ЕС ОрВД, математическое моделирование учебного процесса повышения квалификации.

Создание моделей разработки и планирования учебного курса повышения квалификации.

Разработка модели принятия специалистом ОрВД многокритериальных решений в области обслуживания воздушного движения.

Оценка эффективности применения обучающей компьютерной системы (ОКС) ОрВД и диспетчерского тренажера.

Анализ деятельности, методы и критерии оценки квалификации руководителя ЕС ОрВД.

Разработка математической модели тренажера для обучения руководителей процедурам принятия решений в виртуальной ЕС ОрВД.

Методы исследования. В работе была использована методология исследования процессов принятия решения, методы нечетких множеств, технической и биологической кибернетики, теория графов.

Решения задач базируются на экспериментальных данных и известных теоретических разработках в области теории управления в сложных динамических системах и математическом моделировании. Для получения гарантированных по совокупности выборки результатов применены теория планирования оптимальных экспериментов и методы решения задач с нечеткими критериями.

Достоверность и обоснованность полученных результатов подтверждается достаточной сходимостью полученных теоретических результатов с результатами апробации разработанных математических моделей учебнометодических систем при многократном проведении курсов повышения квалификации персонала ЕС ОрВД в СПб ГУ ГА, а также с результатами исследований других авторов.

Для представительности выборки в каждой из различных серий экспериментов группы испытуемых составляли от двадцати до сорока человек. Для проведения оценок привлекались 8 экспертов равной квалификации, в том числе и зарубежных, из области ОрВД и профессионального обучения.

Репрезентативность результатов обеспечивалась проведением экспериментов в различных образовательных учреждениях и в разных странах: СПБ ГУ ГА (Россия), Рижское летно-техническое училище гражданской авиации, Учебный Центр ANS (Латвия), Национальная Академия Украины (г. Кировоград), а также в ряде филиалов ФГУП «Госкорпорация по ОрВД».

На защиту выносятся Результаты системного анализа отечественных и зарубежных исследований в области влияния человеческого фактора на систему ОрВД, на основе которого разработана и впервые представлена математическая модель деятельности специалиста в ЕС ОрВД с учетом его обученности в определенных условиях (среде).

Современное взаимоотношение систем повышения квалификации и ОрВД, а также математическая модель системы повышения квалификации персонала ЕС ОрВД.

Модели разработки и планирования учебного курса повышения квалификации, а также управления учебным процессом повышения квалификации персонала ЕС ОрВД.

Модель принятия специалистом ОрВД многокритериальных решений в области обслуживания воздушного движения, апробированная в эксперименте по оценке эффективности ОКС и диспетчерского тренажера при обучении специалистов ОрВД.

Модель обучения руководителя ЕС ОрВД процедурам принятия решения на основе функции полезности.

Модель тренажера для формирования у руководителей ЕС ОрВД навыков и умений принятия решений в виртуальной системе ОрВД, Математическая модель и алгоритм оценки обученности руководителя ЕС ОрВД в процессе его тренировки на модельном тренажере виртуальной системы ОрВД на основе функции предельной полезности (marginal utility, MU).

Научная новизна результатов исследования Проведенный системный анализ места и роли повышения квалификации персонала ЕС ОрВД впервые определил необходимость участия системы повышения квалификации в развитии самой ЕС ОрВД.

Предложена методика оценки деятельности персонала в ЕС ОрВД на вербальном уровне с применением аппарата нечетких множеств, которая позволила объяснить экспериментальные данные автора и других исследователей.

Впервые при анализе процессов повышения квалификации применена теория полезности, которая учитывает субъективные мнения, предпочтения и предрасположения руководителей и специалистов ЕС ОрВД при принятии решений.

Разработана и впервые предложена модель тренажера виртуальной системы ОрВД для обучения руководителей процедурам принятия решения, а также методика оценки обученности руководителя на этом тренажере.

В результате исследования разработан качественно новый научнометодический аппарат, представляющий собой целенаправленный комплекс моделей и методов, которые позволяют с позиции единой методологии обосновывать качественные и количественные требования к ПК специалистов и руководителей ЕС ОрВД.

Практическая полезность работы состоит в разработке научно- методического аппарата, представленного комплексом моделей и методов, применение которого обеспечит оптимизацию процессов ПК руководителей и специалистов ЕС ОрВД, совершенствование учебно-методической и тренажерной базы в образовательных учреждениях ПК.

Разработанные в диссертации модели обучения персонала ЕС ОрВД процедурам принятия решений позволят улучшить качество профессиональной подготовки руководителей и специалистов в учебных заведениях, а также успешную их адаптацию непосредственно на производстве.

Предложенные в работе модели формализации учебно-методических и профессиональных задач позволят лучше понять их логику руководителям ЕС ОрВД и образовательных учреждений ПК, а этим обеспечат принятие ими адекватных решений в своей профессиональной деятельности.

Результаты диссертационного исследования реализованы в ряде отраслевых НИОКР, в которых проводилось исследование вопросов повышения квалификации и влияния квалификационного фактора на эффективность функционирования ЕС ОрВД, отражены в учебных курсах и программам ПК и переподготовки Авиационного учебного центра управления воздушным движением, в котором в 1995-2005гг. прошли обучение более 5 тысяч руководителей и специалистов гражданской части ЕС ОрВД.

Апробация диссертационной работы в виде конкретных методик, требований и рекомендаций прошла в ряде нормативных документов, регламентирующих профессиональное обучение специалистов и руководителей ЕС ОрВД:

«Концепция совершенствования системы профессиональной подготовки персонала ОВД в соответствии с требованиями нормативно-правовых документов, стандартами и рекомендуемой практикой ИКАО», «Руководство по профессиональной подготовке персонала ОВД гражданской авиации» и «Инструкция по подготовке персонала ОВД к обслуживанию международных полетов», утвержденные Росавиацией Минтранса РФ.

Научные результаты работы докладывались и обсуждались на Всесоюзных конференциях по проблемам подготовки диспетчеров УВД (г. Рига, РЛТУ ГА, 1982г., г. Ленинград, ОЛАГА, 1985г.), на Российско-американском семинаре по проблемам безопасности полетов при УВД (г. Сан - Диего, США, 1997г.), на семинаре-практикуме ИКАО по стандартам и руководящим принципам профессиональной подготовки персонала ОрВД (г. Москва, МАК, 2004г.).

Модернизация комплексов летных и диспетчерских тренажеров тренажерного центра Академии ГА (СПб ГУ ГА), проведенная в 1988-1991гг. и в 2002гг., также осуществлена на базе научных и учебно-методических выводов, вытекающих из предлагаемой работы.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 научных статей и 2 статьи приняты к публикации.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Диссертация изложена на страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 20 рисунков. Список литературы включает 106 наименований.

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определены объект и предмет исследования, цель и направления решения поставленной проблемы, раскрыты научная новизна работы и практическая значимость результатов исследования.

В первой главе проведен системный анализ деятельности персонала в ЕС ОрВД и определено, какое влияние на эту систему оказывает человеческий фактор.

Показано, что деятельность центров ОВД, где в обслуживании воздушного движения участвует диспетчерская смена, распределенная по пунктам УВД подобно экипажу в кабине самолета, является высококвалифицированной командной работой, выполняемой группами специалистов ОрВД. На работу каждого специалиста влияют множество факторов, формирующих среду e, в которой функционирует каждый специалист ОрВД (рис 2).

Рис. 2. Факторы, влияющие на деятельность специалиста в системе ОрВД В работе сделано предположение, что учебно-методические условия x, в которых специалист ОрВД проходит обучение в течение времени t, в основном определяют безошибочность его профессиональной деятельности в реальных условиях e в течение времени t, после которого этот специалист должен вновь вернуться на обучение в условия x на время обучения t.

Определена вероятность безошибочной деятельности специалиста ОрВД за время t в условиях e:

где P(x(t),e)-вероятность успешной (безошибочной) деятельности специалиста ОрВД в условиях e, а величина х(t) - время работоспособности специалиста ОрВД в условиях e, эквивалентное по расходу ресурса работоспособности специалиста ОрВД за время t в условиях x.

Сформулировано понятие ресурса работоспособности специалиста ОрВД, представленного двумя составляющими: выработанным в процессе функционирования ресурсом и восполненным в процессе обучения ресурсом:

где - выработанный ресурс работоспособности за время t в условиях e, а величина является восполненным ресурсом работоспособности, полученным специалистом ОрВД в процессе его обучения профессиональной деятельности в условиях x в течение времени t.

Анализ этих выражений позволяет сделать вывод, что надежность (вероятность безошибочных решений) специалиста ОрВД зависит от величины ресурса работоспособности. Она будет тем меньше, чем больше выработанный ресурс r, и тем больше, чем больше восполненный ресурс q. Одновременно рассмотренные условия обучения x и профессиональной деятельности e должны соответствовать друг другу для последующей безошибочной работы специалиста ОрВД.

В работе выделены три основных этапа методологической и теоретической работы в области повышения квалификации персонала ОрВД.

1. Определение границы деятельности самой системы ОрВД, выделение всех процессов деятельности и всех служб в нее входящих.

2. Выделение специфических характеристик деятельности по повышению квалификации в системе ОрВД в отличие от других типов образовательной деятельности (подготовка, переподготовка и т.п.), определение соответствующей деятельности в которой могут быть сформулированы принципы, методы, формы и содержание процессов повышения квалификации.

3. Определение области, которая связывает эти две сферы деятельности, создание модели квалификации как таковой, а также определение места и роли квалификации, квалификационных отношений и квалификационных характеристик в деятельности персонала ОрВД.

Для оценки взаимоотношений СПК и системы ОрВД в работе рассмотрены возможные организационные подходы (ПК-1, ПК-2, ПК-3 и ПК-4, рис. 3).

В результате выполненного анализа определено, что только система ПК- принимает на себя полноту ответственности за проектирование, исследование и развитие системы ОрВД (ОрВД-1®ОрВД-2), выходит из подчиненной и обслуживающей роли и начинает положительно воздействовать на всю систему ОрВД.

В работе проведен анализ системы ПК, где в качестве объекта управления выбран образовательный процесс слушателей КПК. Слушатель представлен в виде функции F(x,y,z), где x - уровень знаний слушателя; y - уровень его умений; z - уровень профессионально важных качеств (ПВК), и предложен элементарный контур системы ПК.

На основании анализа элементарного контура СПК и основных учебнометодических решений принимаемых в этой системе в работе предложены структурные формулы и на основании входящих в них логических элементов, понятий, суждений и умозаключений построен граф.

Перечень решаемых задач по всем компонентам СПК представлен в виде графа G(S,U), модель решения каждой задачи - матрицей смежности Rij. Также вводится n-мерный вектор времени Т=(t1,...,tn).

При этом каждой вершине Si приписывается время ti, необходимое для решения задачи Si, а каждой дуге Uij - весовой коэффициент связи Rij i-го решения с j-м решением.

Критерием оптимальности управления СПК выбран минимальный суммарный временной разрыв между логически связанными задачами с учетом дифференциации связей по степени их важности.

Для определения границ информационного пространства учебнометодических задач применена лингвистическая матрица вида A=[аij] (табл. 1).

Элементы аij матрицы А - это переменные, которые отображают связи между функциями и могут принимать лингвистические и числовые значения.

Лингвистическое значение элемента матрицы аij определяется из системной модели. Числовым значением лингвистической переменной является вес ребра графа, определенный на основе АВС-анализа.

В качестве примера на основании предложенной модели в работе проведена оценка продолжительности учебного курса ПК.

Предложенные в первой главе работы модели позволяют по-новому оценить место и роль СПК в ЕС ОрВД, организовать обучение персонала ОрВД в адекватных среде будущей деятельности e условиях x, подготовить необходимые предпосылки автоматизированной системы поддержки решений в СПК.

Вторая глава посвящена моделированию процессов разработки и планирования учебных курсов (УК) и учебного процесса ПК.

Модель разработки УК основана на алгоритме семантического покрытия, когда осуществляется поэтапное, многоуровневое сравнение математических моделей выбранной предметной области УК и имеющихся в распоряжении учебно-методических средств (УМС).

Рассмотрена модель УК, имеющая N вершин-понятий и определенные отношения между ними. Отобрано k УМС, имеющих n(k) вершин-понятий и соответствующие типы отношений.

Дальнейший анализ проведен по следующему алгоритму:

1) выбирается вершина Vg(j)УК, например первая (j=1);

2) осуществляется поиск в отобранных УМС вершин, идентичных соответствующей вершине УК, т.е. Vm(i)=Vg(j);

3) если в каком-либо УМС находится соответствующая вершина, то происходит запоминание «покрытой» вершины УК и соответствующих вершин в УМС с указанием конкретного УМС;

4) если не находится покрытия вершины УК, то об этом делается необходимый вывод;

5) «перебираются» все вершины УК и вершины всех УМС. В результате формируются массивы соответствия, на основании которых в дальнейшем и построен учебный план (система учебных дисциплин);

6) вычисляется степень пригодности выбранных УМС для «покрытия» соответствующих разделов УК и делаются определенные выводы;

7) принимается решение о пригодности данного УМС для обучения конкретной предметной области УК. На входе этого блока – число «покрытых» и «непокрытых» вершин данного УМС.

Далее вычисляется реальный коэффициент пригодности выбранного УМС по формуле: Q=g/N, где g – число «покрытых» вершин УМС, а N – число эталонных вершин УК. Априорно экспертами устанавливается пороговое значение коэффициента пригодности, например, 80%.

Оценка же покрытия производится не в абсолютных величинах, а на вербальном уровне, т.е. на основе экспертных заключений.

В работе предложена модель планирования УК в учебном процессе ПК с целью Vp, которая состоит в подготовке учебно-методического комплекса, содержащего сведения об учебных дисциплинах, их разделах и темах, реализующих подцели УК и временного графика их изучения. Принятая при этом стратегия УК - S имеет цель Vs, которая определяет его образовательное предназначение.

Данная задача сформирована как задача о назначении и формально представлена в виде:

характеризует ценность ее результатов с точки зрения достижения общей цели УК;

§ при -тую дисциплину читает -й преподаватель (инструктор), Под -ой дисциплиной понимаем учебную задачу, которая формально может быть представлена как где (Ci) - множество выходных данных, (Ui) - множество целей решения, (Fi) - некоторый оператор, преобразующий (Ci) в (Ui);

§ n - число дисциплин УК;

§ m - число потенциально возможных преподавателей (инструкторов).

Дисциплины УК могут быть реализованы различными преподавателями и инструкторами, и для каждой дисциплины определен потенциально возможный преподаватель (инструктор).

Для каждого потенциально возможного -го исполнителя -ой дисциплины известны:

§объем учебных часов дисциплины,;

§требующиеся ресурсы, где w - число требующихся видов ресурсов;

§обобщенная мотивация преподавателя (инструктора) в качестве преподавания дисциплины.

Задача решена при ограничениях:

а) на производительность преподавателя (объем его учебной нагрузки на период изучения ri-той дисциплины) для каждого преподавателя (инструктора):

h = 1, 2,…,t - отрезки времени по расписанию, где производительность vjh (возможность выполнения некоторого объема учебной работы) для kj -го преподавателя (инструктора) сохраняется постоянной;

ресурс нагрузки, необходимый для преподавания -той дисциплины на h-м отрезке расписания -м преподавателем (инструктором);

б) на логическую последовательность изучения дисциплин:

в) на условие полного распределения всех дисциплин между наиболее подготовленными преподавателями (инструкторами):

Таким образом, в работе модель планирования УК ПК сведена к задаче математического программирования, для решения которой могут быть использованы известные методы, в том числе на базе ПЭВМ.

В работе рассмотрена задача управления СПК при ее дестабилизации D с целью перевода ее в нормальный режим функционирования.

Задача сформулирована в следующем виде:

где Ui (i = 1, …,m) – i-тое управляющее воздействие на систему;

§ i (i = 1,…,m) -режим функционирования системы;

§Rijk- количество k- го ресурса, используемое для устранения отклонения Dj i.

Тогда задача управления сводится к отысканию набора переменных Rjk, минимизирующего целевую функцию, удовлетворяющую ограничениям:

где Rk (k = 1,…,l) - количество k - го учебно-методического ресурса для ликвидации сбоя системы;

§ f(Rik) Ui (i=1,…,m);

§ Dj (j = 1,…,n)- сбой системы по j-му направлению.

На основе предположения, что среди свойств, определяющих эффективность управления СПК, для каждого i –го свойства всегда можно подобрать хотя бы одно альтернативное i*-е свойство, взаимосвязь между которыми может быть представлена в виде где Viэт и Vi*эт - эталонные значения абсолютных показателей i-го и i* -го свойств, определена относительная оценка эффективности S:

где Vlэт - эталонное значение абсолютного показателя l-го свойства, определяемого по единому правилу для всех свойств;

§ Vli- значение абсолютного показателя l-го свойства i-го варианта;

§ ViR- значение i-го варианта, ближайшего к абсолютному показателю l-го свойства;

§ Si- относительный показатель l-го свойства i - го варианта.

Обобщенный критерий эффективности W, показывающий, как показатели функционирования этой системы управления характеризуют их состояние и свойства, представлен в виде:

где Ni - коэффициент весомости показателей i -го свойства;

§ Si - относительный показатель i –го свойства, соответствующий степени важности показателя Ni;

§ W- обобщенный критерий эффективности (средняя арифметическая из оценок отдельных свойств Si);

§ n - число свойств показателей функционирования системы управления;

§ i - индекс, кодирующий порядковый номер свойства в группе свойств.

Исходя из условия, что эффективность системы управления СПК как объекта оптимизации должна иметь единственный критерий, введен обобщенный показатель эффективности управления в виде традиционной матрицы W:

где Vil - некоторое число, характеризующее l-е свойство варианта решения Мi.

Варианты решений Мi (i = 1….n): М1 М2 … М n упорядочены в порядке убывания предпочтительности, если W1 > W2 > …> W, то наиболее предпочтителен вариант Мi, которому соответствует максимальный показатель эффективности Wi.

Таким образом, задача управления СПК заключается в отыскании рационального способа устранения дестабилизирующих воздействий на систему, при котором расходы располагаемых ресурсов минимальны.

Модели второй главы позволяют организаторам учебно-методического процесса СПК ставить и решать формализованные задачи планирования учебного процесса и управления системой по критериям, минимизирующим расход учебно-методических и организационных ресурсов.

В третьей главе рассмотрена математическая модель принятия специалистом ОрВД многокритериальных решений в области обслуживания воздушного движения.

Известно, что специалист ОрВД при выборе решения имеет конечное число альтернатив A={ai}, i=1,m. При этом очевидна неопределенность, определяемая внешними факторами и аэронавигационными ситуациями S={sj}, j=1,n.

При выборе при каждом состоянии Sj некоторой альтернативы ai, специалист ОрВД прогнозирует некоторые последствия выбора Rij из соответствующего множества R.

Задача формализации выбора многокритериального решения специалистом ОрВД поставлена и решена объединением множеств A, S и R некоторой функцией F, определением меры эффективности W и качественным подтверждением принимаемых решений.

Пусть имеется несколько технологических процедур Pt, позволяющих при любом состоянии системы ОрВД найти альтернативу A (решение) для получения заданных последствий R, т.е.:

В данном выражении t – это конкретный технологический метод, эффективность W которого также зависит от конкретной ситуации S:

Проанализировав диапазон vk возможных ситуаций, который будет тем больше, чем больше неопределённость и чем выше интенсивность возможных изменений в системе ОрВД, можно оценить наибольшую эффективность Ik и, соответственно, выбрать оптимальный метод T.

объекта aj лучше, чем состояние ai с аналогичной же вероятностной оценкой.

Проведя достаточно полное парное сравнение, можно определить функцию полезности для каждой альтернативы из A:

где H-1 (pij) – обратная функция распределения непрерывной случайной величины, симметричной относительно 0.

Метод парных сравнений основан на попарном сравнении объектов ранжирования по заданному основанию. В качестве примера в работе поставлена и решена задача выбора аэронавигационного решения из восьми возможных пятью обучаемыми руководителями ОрВД.

Деятельность руководителя ОрВД заключается в постоянном выборе аэронавигационных, организационно-методических, экономических и других решений из множества альтернатив, каждая из которых представляет для руководителя некоторую полезность.

Для выбора правильного решения необходимо, чтобы руководитель ОрВД в процессе достижения своих целей управления, на множестве исходных состояний системы ОрВД сформировал библиотеку типичных ситуаций системы.

Для каждой известной ему из библиотеки ситуации этот руководитель выбирает свои индивидуальные управляющие воздействия, руководствуясь своими субъективными предпочтениями.

По мере накопления управленческой квалификации, каждый руководитель формирует в своей библиотеке только ему присущие навыки эффективного решения управленческих проблем. Наличие и качество такой библиотеки позволяет руководителю своевременно и эффективно реагировать на быстро меняющееся состояние системы ОрВД.

При формировании такой библиотеки в общем случае можно говорить о характеристике состояния системы ОрВД как о векторе, компонентами которого являются не строго определенные значения параметров системы, а некоторые их подмножества, области.

Если библиотека руководителя подсказывает ему управленческие решения, при которых фазовая траектория системы ОрВД стремится к точке с фазовыми координатами цели, то такие решения можно считать целеориентированной, а если фазовая траектория системы ОрВД проходит через фазовые координаты цели, то можно говорить о том, решение достигло поставленной цели.

В процессе функционирования система ОрВД меняет состояния. Смена состояний, или смена фазовых координат, происходящие в определенной последовательности, образуют фазовую траекторию изменения состояний системы во времени. На этом принципе в работе предложен модельный тренажер виртуальной системы ОрВД, на котором возможно обучение руководителей ОрВД процедурам принятия решений (рис. 5).

Рис. 5 Информационная модель тренажера виртуальной системы ОрВД В работе обученность руководителя на тренажере предложено оценивать на базе аппарата предельной полезности (marginal utility, MU):

где хi – количество i-х решений;

§ Ui – полезность данного количества i-х решений;

§ хi – приращение количества решений;

§ Ui – приращение полезности;

Руководитель последовательно принимает решения для достижения конкретной цели управления. Сначала он принять первое, затем второе и т.д., возможно делегируя решение задач на более низкий уровень.

В работе применено понятие «равновесие руководителя в среде принятия управленческих решений». Это равновесие было получено в предположении, что функция MU существует и может быть выражена в явном виде:

где МUi – предельная (добавочная) полезность принятого решения;

§ Рi – цена этого решения, например, в стоимости инвестиционного проекта либо в пропускной способности пункта УВД, участка воздушной трассы и т.п.;

§ l – предельная полезность оставшихся решений.

После каждого решения MU1 уменьшается по закону убывающей предельной полезности, а цена P1 не изменяется, следовательно, l уменьшается. Решения принимаются последовательно до тех пор, пока не возникнет равновесие возможностей руководителя и необходимостью принятия очередного решения.

Определен управленческий смысл величины l – это предельная полезность решений, которые еще можно принять для улучшения какого-либо параметра системы ОрВД.

На примере проведенного в работе анализа определена последовательность действий при управленческо - математическом моделировании:

§анализируется управленческая ситуация – задача руководителя ОрВД любого ранга;

§разрабатывается математическая модель – функция полезности и ограничения при выборе управленческого решения;

§выполняется чисто математический анализ – находится экстремум.

Применяя функцию Лагранжа, находим MRS k – предельную норму замещения k-го решения l-м.:

где k, l – номера решения в библиотеке руководителя ОрВД;

§ xk, xl – решения в библиотеке, равнополезные для руководителя.

На примере решения оптимизационной задачи – поиска решения наибольшей полезности при ограничении по объему библиотеки решений В выведена формула предельной нормы замещения k-го решения l-м:

где - MRS k – предельная норма замещения k-го решения l-м;

§ P - цены k-го и l-го решения, например, в стоимости инвестиционного проекта либо в пропускной способности пункта УВД, участка воздушной Результаты исследований, изложенные в четвертой главе, позволили предложить в работе информационные и математические модели организации обучения руководителей ОрВД процедурам принятия решения в среде виртуальной системы ОрВД на базе модельного тренажера принятия решений и оценивать обученность этих руководителей на основе математического аппарата предельной полезности.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе:

1. Выполнен анализ исследований отечественных и зарубежных ученых в области деятельности персонала в ЕС ОрВД, а также путей повышения качества их дополнительного профессионального образования.

2. На базе существующих исследований влияния человеческого фактора (ЧФ) на работу экипажа воздушного судна предложены новые подходы к исследованиям влияния ЧФ на эффективность системы ОрВД.

3. Предложена модель оценки работоспособности специалиста ОрВД с учетом процесса его адаптации к будущей профессиональной деятельности в форме его обучения в определенных условиях. Сформулировано понятие ресурса работоспособности специалиста ОрВД, представленного двумя составляющими: выработанным в процессе функционирования ресурсом и восполненным в процессе обучения ресурсом.

4. Определены место и роль повышения квалификации в ЕС ОрВД. Предложены концепция сферы повышения квалификации и подход, при котором система повышения квалификации принимает на себя всю полноту ответственности за проектирование, исследование и развитие ЕС ОрВД.

5. Предложены математические модели разработки и планирования учебного курса повышения квалификации, а также управления учебным процессом повышения квалификации персонала ЕС ОрВД при его дестабилизации.

6. Разработана модель повышения квалификации персонала ОрВД, в основу которой положена модель полного усвоения учебного материала (МПУ) предполагающая, что способности обучаемого коррелируются с его темпом обучения.

7. Определены требования к математическому аппарату формирования учебных планов, включающие возможность описания на вербальном уровне моделей учебных программ, а также различных этапов и задач учебного процесса ПК.

8. Разработана модель принятия специалистом ОрВД многокритериальных решений в области обслуживания воздушного движения. Эта модель апробирована экспериментально на диспетчерском тренажере и на обучающей компьютерной системе. Получен вывод, что наибольший эффект обучение с помощью ОКС ОрВД дает тогда, когда обучаемый вовлекается в активную когнитивную деятельность по осмыслению и закреплению учебного материала, применению знаний в типовых и нетиповых ситуациях например, ОКС ОрВД по учебному курсу Reduce Vertical Separation Minimum.

9. Результаты апробации моделей, полученных автором в области содержания и сочетания теоретического и практического обучения, позволяют сделать вывод, что для наиболее эффективного формирования навыков оперативной деятельности целесообразно комплексное использование тренажеров и обучающих компьютерных систем, а это дает возможность внести существенные позитивные изменения в учебные курсы подготовки специалистов и руководителей ОрВД.

10.Представлены теоретические положения по исследованию деятельности руководителя по принятию решений в задачах и ситуациях ОрВД на вербальном уровне. Проведен анализ трех основных языков моделирования задачи принятия решения: критериального, бинарных отношений и функций выбора в слабо структурированных ситуациях, основанных на моделировании знаний экспертов.

11.Впервые деятельность руководителя в ЕС ОрВД представлена как последовательное решение слабоструктурированных задач, реализация которых базируется на аппарате функции полезности, нечеткой логики и методе парных сравнений Луи Терстоуна.

12.Разработаны информационные и математические модели обучения руководителей ОрВД процедурам принятия решения в среде виртуальной системы ОрВД на базе модельного тренажера и оценки обученности этих руководителей на основе аппарата предельной полезности, которые позволяют организовать процесс формирования у руководителя ЕС ОрВД навыков и умений принятия решений в рамках повышения квалификации.

Основные положения и полученные научные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Галимуллин Г. Х., Прищепин Б.И. Диспетчер УВД: эффективность обучения // Гражданская авиация. 2005. № 3. С 12-13.

Прищепин Б.И. RVSM уже на границе Российской Федерации // Новости аэронавигации. 2002. № 6. С. 22-23.

Прищепин Б.И. Четыре дороги на распутье. Повышение квалификации в системе ОрВД: возможные организационные подходы // Новости аэронавигации. 2004. № 6. С 30-31.

Прищепин Б.И. На пике ответственности. Человеческий фактор в системе ОрВД // Новости аэронавигации. 2005. № 1. С. 8-11.

Прищепин Б.И. Возможные подходы к формированию системы дистанционного обучения персонала ОВД // Проблемы эксплуатации и совершенствования авиационной техники и систем ВТ. Сборник трудов. СПб: АГА.

1999. Т.4. С. 182-190.

Крыжановский Г.А., Прищепин Б.И. Модельный тренажер для обучения руководителей ОрВД // Проблемы эксплуатации и совершенствования транспортных систем. Межвузовский тематический сборник научных трудов.

СПб ГУ ГА. 2006. (0,37 п.л., принята к публикации).

Прищепин Б.И. Управление учебным процессом в условиях неопределенности // Проблемы эксплуатации и совершенствования транспортных систем. Межвузовский тематический сборник научных трудов. СПб ГУ ГА.

2006. (0,35 п.л., принята к публикации).

Тех. ред. Балясникова Е.А.

Усл. печ. л. 1.3. Зак. 624. Тир. 70. С Тип. СПб ГУ ГА