WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]

Аналитические и процедурные модели для информационной модели симуляции полета группы воздушных судов

Автореферат кандидатской диссертации

 

На правах рукописи

 

 

 


Тявкин Игорь Владимирович

 

 

АНАЛИТИЧЕСКИЕ И ПРОЦЕДУРНЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СИМУЛЯЦИИ ПОЛЕТА ГРУППЫ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

 

Специальность 05.25.05 – «Информационные системы и процессы»

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

 

 

 

 

 

Тамбов – 2012


Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «ТГТУ») на кафедре «Информационные системы и защита информации».

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор кафедры

«Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем» Тамбовского

государственного технического университета

Тютюнник Вячеслав Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

кафедры «Системы автоматического

и интеллектуального управления»

Московского авиационного института (Национальный исследовательский университет)

Зайцев Александр Владимирович

кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника тренажерного управления Научно-исследовательского испытательного центра подготовки космонавтов им. Ю.А. Гагарина

Саев Владимир Николаевич

Ведущая организация: Вычислительный центр им. А.А.Дородницына Российской академии наук, г. Москва

Защита диссертации состоится «29» июня 2012 г. в 15.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.05 в ФГБОУ ВПО «ТГТУ» по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», Большой актовый зал.

Отзыв  на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская 106, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», ученому секретарю диссертационного совета Д 212.260.05 З.М. Селивановой.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Автореферат разослан «28» мая 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор                                 З.М.Селиванова


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современная военная и гражданская авиационная техника оснащена высокотехнологичными электронными системами управления и контроля. Подготовка и переподготовка летного состава для исполнения этих функций требует больших затрат финансов и времени, которые резко снижаются при использовании симуляторов.

Термин «симуляция» неразрывно связан с терминами «виртуальная реальность» и «киберпространство» (введён У. Гибсоном в 1982 г.), означающими метафорическую абстракцию, используемую в философии и в информационных технологиях, и представляющими Ноосферу (Второй мир) как «внутри» компьютеров, так и «внутри» компьютерных сетей.

Используя системы виртуальной реальности, созданы аппаратно-программные комплексы, которые в точности передают специфику реального объекта. Информационные системы симуляции используются в таких сферах деятельности, где реальные эксперименты опасны для жизни людей, например, в лечебных и военных целях. Область терапевтического использования виртуальной реальности – лечение фобий путем демонстрации пациентам графических изображений объектов, вызывающих у них непреодолимый страх. Этот прием впервые использован в 1990-х гг. американцами Б.Рутбаум (B.O. Rothbaum) и Л.Ходжесом (L.F. Hodges) для лечения людей, боящихся высоты, воздушных полетов и публичных выступлений.

Применение систем симуляции в авиации сохраняет дорогостоящую летательную технику и, главное, жизни пилотов. Во всем мире для обучения курсантов широко применяются системы симуляции полетов на воздушных суднах гражданского и военного назначения. 14 апреля 1929 г. в США E.A. Link подал первую заявку на получение патента для авиационного тренажера. D.Banner и A.Kuhl создали первый аналоговый авиационный симулятор в 1955 г. в NASA США. В научных трудах Б.Т. Горощенко, А.А.Красовского, А.А.Лебедева, Н.М.Лысенко, И.В.Остославского, Р. Стенгела (R.Stengel), А.Бабистера (A.W.Babister) выведены дифференциальные уравнения, описывающие движение воздушного судна в трехмерной системе координат и использующиеся для построения соответствующих информационных систем.

Разработан ряд авиационных симуляторов («Tom Clancy’s High Altitude Warfare eXperimental Squadron», «Microsoft Flight Simulator», «Фланкер», «Lock On»), каждый из которых имеет в своем арсенале реалистичную графику и физическую модель поведения воздушного судна. Используя сетевой режим, пользователи объединяются в группы и выполняют фигуры пилотажа в виртуальном пространстве. Все существующие авиасимуляторы не позволяют моделировать полет группы воздушных судов на одном компьютере и его запись для последующей многократной демонстрации. Для выполнения группового пилотажа, используя авиасимулятор, нужно два и более человека, а также несколько компьютеров.

Таким образом, задача разработки моделей для информационной системы трехмерной симуляции полета группы воздушных судов, позволяющей создавать траектории полета и осуществлять их просмотр без затрат на топливо и другие ресурсы, является актуальной. Эта система позволит наглядно демонстрировать то, как может группа воздушных судов выполнять фигуры пилотажа при различных условиях без прямого участия пилотов в пилотировании воздушных судов, что позволит избежать ошибок в пилотировании группы воздушных судов и сохранить жизни пилотам.

Цель работы: улучшение эффективности принимаемых решений информационной системой симуляции полета группы воздушных судов с помощью разработанных аналитических и процедурных моделей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  • проанализировать современное состояние применения информационных технологий в системах симуляции;
  • разработать аналитические и процедурные модели подсистемы расчета траектории полета группы воздушных судов;
  • разработать концептуальную модель информационной системы, использующую аналитические и процедурные модели подсистемы расчета траектории полета группы воздушных судов, включающую специализированную поисковую подсистему для поиска сведений о критических и аварийных режимах полета воздушных судов в распределенных базах данных;
  • оценить эффективность функционирования принимаемых решений информационной системой симуляции полета группы воздушных судов в практике подготовки пилотов.

Объект исследования: информационные системы моделирования движения воздушных судов в трехмерном пространстве.

Предмет исследования: аналитические и процедурные модели для информационной системы симуляции полета группы воздушных судов.

Методы исследования. Для решения перечисленных задач в работе использованы методы: численного анализа, аналитического и процедурного моделирования, компьютерной графики, теории баз данных, математической статистики.

Научная новизна результатов исследования:

  • Разработана концептуальная модель информационной системы симуляции полета, отличающаяся разработанными подсистемами расчета траектории полета группы воздушных судов, поиска аварийных и критических режимов полета, реализованных в виде аналитических и процедурных моделей, а также расчетов прочности, возможных колебаний и деформации воздушных судов.
  • Разработаны аналитические и процедурные модели подсистемы расчета траекторий полета группы воздушных судов при выполнении различных фигур пилотажа с плавными переходами между участками траекторий и с исключением аварийных и критических режимов, хранящихся в базах данных информационной системы.
  • Разработаны процедурные модели подсистемы поиска аварийных и критических режимов полета, отличающиеся использованием массивов дескрипторов, списка логических операторов, функций уточнения запроса, весовых коэффициентов дескрипторов запроса пользователя или в процессе работы подсистемы расчета траекторий.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Выполненная диссертационная работа соответствует седьмому пункту «Прикладные автоматизированные информационные системы, ресурсы и технологии» паспорта специальности 05.25.05 – Информационные системы и процессы.

Практическая значимость работы заключается в возможности использовать полученные результаты при проектировании информационных систем симуляции, а также использовать разработанную информационную систему для создания программных средств поддержки принятия решения. Решена практическая задача моделирования полета группы воздушных судов. Полученные в ходе работы результаты использованы: в войсковой части 62632, гор. Липецка; при обучении студентов специальности «Прикладная информатика (в менеджменте)», разработке учебно-методических пособий, лабораторных работ и обучающих программных комплексов по дисциплинам «Математическое моделирование», «Имитационное моделирование», «Базы данных», «Информационные системы», «Интеллектуальные информационные системы» на кафедре прикладной информатики Тамбовского филиала Московского государственного университета культуры и искусств, что позволило повысить качество и эффективность учебного процесса.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены в научно-исследовательской работе (шифр «Кислица»), выполненной в войсковой части 62632 г. Липецка, что подтверждено актами внедрения. На разработанный программный продукт получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Результаты, выносимые на защиту:

  • Концептуальная модель информационной системы симуляции полета, отличающаяся разработанными подсистемами расчета траектории полета группы воздушных судов, поиска аварийных и критических режимов полета, реализованных в виде аналитических и процедурных моделей, а также расчетов прочности, возможных колебаний и деформации воздушных судов.
  • Аналитические и процедурные модели подсистемы расчета траекторий полета группы воздушных судов при выполнении различных фигур пилотажа с плавными переходами между участками траекторий и с исключением аварийных и критических режимов, хранящихся в базах данных информационной системы.
  • Процедурные модели подсистемы поиска аварийных и критических режимов полета, отличающиеся использованием массивов дескрипторов, списка логических операторов, функций уточнения запроса, весовых коэффициентов дескрипторов запроса пользователя или в процессе работы подсистемы расчета траекторий.
  • Экспериментальные результаты оценки улучшения эффективности принятия решений разработанной информационной системой в войсковой части 62632 г. Липецка и независимыми экспертами-летчиками.

Апробация работы. Основные результаты работы представлены и обсуждены на: IV международной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетия» (Барселона, Испания, 2012); VI международном симпозиуме «Вузы культуры и искусств в мировом образовательном пространстве: сохранение самобытности и межкультурные взаимодействия» (Брянск, 2012); Всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ студентов и аспирантов «Инновационные технологии в образовательном процессе» (Белгород, 2011); Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления развития науки и технологий» (Тула, 2008); Международной научной конференции «Интеграция науки и образования» (Краснодар, 2008); 7 международной научно-методической конференции «Информатика: проблемы, методология, технологии» (Воронеж, 2007); Международной научной конференции «Информационная культура общества и личности в XXI веке» (Краснодар, 2006); I, II и VI Всероссийских научных конференциях «Формирование специалиста в условиях региона: Новые подходы» (Тамбов, 2001, 2002, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 1 монография и 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Основная часть диссертации изложена на 155 страницах машинописного текста, содержит 50 рисунков и 28 таблиц. Список литературы включает 159 наименований. Приложения занимают объем 7 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во Введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулирована цель работы, поставлены задачи, решение которых позволяет достичь цели исследования.

В первой главе «Использование информационных технологий в системах симуляции» проанализированы системы виртуальной реальности, применяемые в информационных системах симуляции полета воздушных судов. Раскрыто понятие «симуляция» и проанализированы информационные системы симуляции деятельности человека. Особое внимание уделено информационным системам симуляции полета. Проанализировано современное состояние применения тренажеров и симуляторов в профессиональной подготовке пилотов воздушных судов. Проанализированы программные средства и графические интерфейсы, используемые для создания виртуальной реальности и информационных систем симуляции. На основе проведенного анализа сделан вывод об отсутствии моделей и информационных систем, позволяющих визуализировать полет группы воздушных судов, что позволило сформулировать цель исследования.

Во второй главе «Разработка аналитических моделей расчета траектории полета группы воздушных судов» движение воздушного судна в пространстве описано системой дифференциальных уравнений.

Для задания позиции ведомых воздушных судов в строях использована прямоугольная система координат, где параметрами строя являются: дистанция; интервал; принижение или превышение.

Расчет траектории выполним в два этапа: 1) расчет траектории полета ведущего воздушного судна; 2) расчет траекторий полета ведомых воздушных судов, с учетом их смещения относительно ведущего.

Выполнение фигур простого и сложного пилотажа воздушным судном осуществляется в соответствии с рядом параметров, которые можно записать аналитической моделью, имеющей вид кортежа:

Param = < V, H, q, g, y, x, z, nx >,                                                 (1)

где: V – скорость полета (скорость потока воздуха относительно воздушного судна); H – высота полета; q – угол между вектором скорости полета и горизонтальной плоскостью (угол наклона траектории полета к горизонту); g – угол крена воздушного судна (угол между плоскостью симметрии воздушного судна и вертикальной плоскостью, содержащей продольную ось воздушного судна); y – угол разворота воздушного судна в горизонтальной плоскости; x – позиция воздушного судна по оси Ox; z – позиция воздушного судна по оси Oz; nx – перегрузка по оси Ox.

Моделирование полета воздушного судна подразумевает задание начального условия в виде аналитической модели (1) и выбор системы дифференциальных уравнений. В результате решения систем дифференциальных уравнений движения воздушного судна на каждом шаге интегрирования получен массив параметров, который представлен аналитической моделью в виде кортежа:

Pointi= < Vi, qi, yi, Hi, gi, xi, zi, ti >,                                               (2)

где:ti – время, , w – количество шагов интегрирования.

Далее сформирован массив «Array», который имеет вид:

Array = (Pointi, …, Pointw).                                                          (3)

Полученный массив Array включает исходные данные, которые представлены в табличном виде. Эти данные используем для вычисления позиций и направлений полета ведущего воздушного судна в трехмерном виртуальном пространстве и запишем аналитической моделью, имеющей вид кортежа:

,                           (4)

где: – трехмерный вектор, i-ая позиция воздушного судна в трехмерном пространстве;  – трехмерный вектор направления воздушного судна;  – четырехмерный вектор значений скорости полета и углов q, y и g.

Так как  трехмерный вектор с переменными X, Y и Z, то их можно получить из аналитической модели Pointi, взяв значения переменных xi, Hi и zi. В результате вектор позиции воздушного судна будет выглядеть так:

.                                                                             (5)

Вектор направления воздушного судна в трехмерном пространстве может быть направлен произвольно. В трехмерной компьютерной графике используются две системы координат: левосторонняя и правосторонняя. Возьмем за основу правостороннюю систему координат. Предположим, что вектор направлен вдоль оси Oz от наблюдателя, тогда  имеет вид:

,                                          (6)

где: Ry(y) – матрица вращения по оси Oy; Rz(g) – матрица вращения по оси Oz; Rx(q) – матрица вращения по оси Ox.

Вектор значений скорости полета и углов q, y и g формируется на каждом шаге интегрирования из значений кортежа (2) и имеет вид:

.                                                      (7)

На основе дифференциальных уравнений рассчитана траектория полета ведущего воздушного судна и записана аналитической моделью (4). Для каждого ведомого воздушного судна в группе зададим его смещение относительно ведущего в виде трехмерного вектора:

,                                                   (8)

где: Ij(z) – интервал; hj(y) – принижение или превышение; Dj(x) – дистанция; , J – количество ведомых воздушных судов в группе.

Зная позицию ведущего воздушного судна (3) и смещение ведомого воздушного судна (8), получены на каждом шаге интегрирования позиции ведомых воздушных судов в группе в трехмерном пространстве:

1) Повернем вектор смещения позиции ведомого воздушного судна (8), используя матрицы вращения Ry(y), Rz(g), Rx(q) с учетов значений углов q, y и g, взятых из кортежа (3):

,                                                   (9)

где:  – трехмерный вектор смещения j-го ведомого воздушного судна, относительно ведущего; , w – количество шагов интегрирования; , J – количество ведомых воздушных судов в группе.

2) Вычислим позиции ведомых воздушных судов относительно ведущего:

,                                                                        (10)

где:  – трехмерный вектор i-ой позиции ведущего воздушного судна;  – трехмерный вектор i-го смещения позиции j-го ведомого воздушного судна.

Таким образом, относительно ведущего по выражениям (9) и (10) получены позиции каждого ведомого воздушного судна в строю. Зная позиции ведомых воздушных судов в трехмерном пространстве, найдены управляющие воздействия на воздушные судна (значения скорости V и углов q и g) путем обратного решения задачи.

Перепишем аналитическую модель (4) с учетом полученных параметров ведомых воздушных судов:

,                              (11)

Векторы ведомых воздушных судов ,  и  вычисляются аналогично векторам ведущего воздушного судна (5), (6) и (7) с подстановкой значений для ведомого воздушного судна.

Таким образом, кортеж (11) хранит данные о траектории полета группы воздушных судов. В случае, когда перегрузка ведомых воздушных судов выходит за пределы, установленные в летных характеристиках воздушного судна, то при повторном расчете траектории полета ведущего воздушного судна это учитывается. Решением может быть: 1) уменьшение скорости V ведущего воздушного судна; 2) уменьшение угла тангажа q ведущего воздушного судна; 3) уменьшение угла крена g ведущего воздушного судна.

В третьей главе «Процедурные модели и их реализация в информационной системе симуляции полета группы воздушных судов» разработана концептуальная модель информационной системы (рис.1), включающая: «Подсистема расчета траектории полета группы воздушных судов» - создает и рассчитывает траектории полета группы воздушных судов; «Подсистема визуализации полета группы воздушных судов» - визуализирует полет группы воздушных судов по заданной траектории с возможностью отслеживания хода полета из любой точки в виртуальном пространстве компьютера; «Подсистема поиска аварийных и критических режимов полета» - выдает на запрос пользователя текстовую, графическую, звуковую и видеоинформацию.

Рис. 1. Концептуальная модель информационной системы

Информационный массив разделен на четыре части и для каждой части спроектирована база данных, а именно:

1) «Aircraft_Database» (воздушные судна) – информация о воздушных суднах (рис.2). База данных состоит из таблиц: «Aircraft» - воздушные судна; «Power_System» - силовые установки; «Constructor» - разработчик; «Type_aircraft» - типы воздушных судов; «Geometrical_data» - основные геометрические данные; «Audio_Video_Graphics_3D» - аудио, видео, графика и файлы трехмерных моделей; «Type_files» - типы файлов; «Basic_data» - основные данные воздушного судна; «Arming_aircraft» - вооружение воздушного судна; «Type_arming» - типы вооружения; «ArmConstructor» - конструкторы; «Arming» - вооружение.

2) «Aerobatics_Database» (фигуры пилотажа) - информация о параметрах выполнения фигур пилотажа (рис.3). База данных состоит из таблиц: «Aerobatics» - фигуры пилотажа; «Category_aerobatics» - категории фигур пилотажа; «Parameters_figures» - параметры фигур; «System_of_aircrafts» - параметры строев воздушных судов; «Flight_trajectories» - траектории полета воздушных судов.

3) «AirCrash_Database» (критические и аварийные режимы полета воздушных судов) - информация о критических и аварийных режимах полета воздушных судов, приведших к катастрофам (рис.4). База данных состоит из таблиц: «Crash» - происшествия с причинами возникновения критических и аварийных режимов полета; «Country» - названия стран; «Data_on_victims» - сведения о пострадавших; «Data_on_crew» - сведения об экипаже.

4) «Territories_Database» (территории, подстилающие поверхности) –информация о параметрах территорий (рис.5). База данных состоит из таблиц: «Territory» - параметры территории; «Scheme_of_cameras» - схемы расположения камер; «Graphics_3D» - графические изображения и файлы трехмерных моделей.

Рис. 2. UML диаграмма связей базы данных «Aircraft_Database»

Подсистема расчета траектории полета группы воздушных судов состоит из блоков: «Добавление территории» - добавление и изменение файла 3D-модели подстилающей поверхности; «Добавление воздушного судна» - добавление, удаление файла 3D-модели воздушного судна; «Создание строя» - создание нового или редактирование существующего строя группы воздушных судов; «Создание траектории полета» - создание и расчет траектории полета группы воздушных судов.

Рис.3. UML диаграмма связей базы данных «Aerobatics_Database»

    

Рис. 4. UML диаграмма связей                                     Рис. 5. UML диаграмма связей

базы данных «AirCrash_Database»                                            базы данных «Territories_Database»

Разработаны классы блока расчета траектории полета (рис. 6) и объединены в библиотеку «Aerodynamics» с соответствующими названиями:

1) «Positions» - позиции воздушного судна в пространстве.

2) «Figures» – расчеты траекторий фигур пилотажа.

3) «Trajectory» – траектории полета.

4) «InitialValues» – начальные значения, необходимые для выполнения расчетов траектории полета по заданной фигуре пилотажа.

5) «Variable» – данные о полете воздушного судна на каждом шаге интегрирования.

6) «AircraftProperty» – класс параметров  воздушного судна.

7) «MathFly» – выполнение математических расчетов траекторий полета и фигур пилотажа.

Рис. 6. UML диаграмма классов расчета траекторий

Разработаны процедурные модели: «Добавление территории», описывающая этапы добавления пользователем новых 3D-файлов и описания территорий в директории с сохранением в «системе файлом» подсистемы «Хранилище данных»; «Добавление воздушного судна», описывающая этапы добавления пользователем новых 3D-файлов и описания воздушных судов в директории с сохранением в «Системе файлов» подсистемы «Хранилище данных»; «Создание строя», описывающая этапы создания строя воздушных судов, позволяющая создать, как одну из основных форм строя (пеленг, фронт, колонна, клин и ромб), так и любую другую форму, необходимую для решения поставленной задачи (рис. 7); «Создание траектории полета», описывающая этапы создания и расчета траектории полета группы воздушных судов с использованием аналитических моделей неустановившегося криволинейного движения воздушного судна в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также пространственного движение центра масс воздушного судна, аналитических моделей расчета возможного деформирования, устойчивости и колебаний воздушного судна (рис. 8-9). Разработана концептуальная модель блока «Расчет траектории полета».

Подсистема визуализации полета группы воздушных судов отвечает только за формирование трехмерных образов на дисплее. Разделение на подсистему расчета траектории полета группы воздушных судов и подсистему визуализации полета группы воздушных судов обусловлено тем, что время на запуск программы и визуализацию полета должно быть минимально (несколько секунд). Пользователь один раз строит траекторию полета, потом в любое время визуализирует полет группы воздушных судов по этой траектории.

Рис. 7. Процедурная модель блока «Создание строя»

Подсистема поиска предоставляет пользователю полный доступ к ресурсам информационной системы: текстовая, графическая, аудио- и видеоинформация, виртуальный обзор трехмерных моделей авиации. Пользователь формирует свой запрос в виде строки дескрипторов, и информационно-поисковая система выводит на экран информацию, имеющуюся в базах данных и отвечающих запросу пользователя. Разработаны процедурные модели «Поиск в найденной информации» и «Поиск в базах данных», описывающие выполнение поиска в три этапа: «Ввод поискового запроса», «Поиск информации» и «Формирование таблицы отчета».

Разработанные аналитические и процедурные модели реализованы в информационной системе, написанной на языке программирования C#, с использованием XNA Game studio 3.1. Интерфейс разработанной информационной системы включает разделы: «Визуализация полета» – запуск подсистемы визуализации полета группы воздушных судов (рис. 10); «Поиск аварийных и критических режимов полета» – запуск подсистемы поиска информации в базах данных информационной системы; «База данных» – добавление, редактирование и удаление записей из баз данных информационной системы; «Расчет траектории полета» – запуск подсистемы расчета траекторий полета группы воздушных судов; «Настройки» – параметры экрана (разрешение и полноэкранный режим); «Помощь» – информация по работе в информационной системе; «О программе» – информация об информационной системе; «Выход» – завершение работе с информационной системой.

Рис. 8. Концептуальная модель расчета траектории полета

Рис. 9. Процедурная модель блока «Создание траектории полета»,

подпрограмма «Расчет траектории»

Рис. 10. Визуализация полета группы воздушных судов

В качестве иллюстрации работы подсистемы поиска выполнены несколько запросов по поиску графических изображений, аудио-, видеофайлов и полнотекстовых документов (рис.11) о крушении воздушного судна.

Для оценки функциональной эффективности принятия решений разработанной информационной системой проводился эксперимент с участием семи экспертов-летчиков, которые оценивали информационную систему по 14 показателям. Рассчитанная функциональная эффективность составила 0,87, что на 0,37 превышает аналогичную величину для известных симуляторов.

В заключении сформулированы основные результаты работы:

  • построена концептуальная модель информационной системы симуляции полета, отличающаяся разработанными подсистемами расчета траектории полета группы воздушных судов, поиска аварийных и критических режимов полета, реализованных в виде аналитических и процедурных моделей, а также расчетов прочности, возможных колебаний и деформации воздушных судов, позволяющая улучшить эффективность принятия решений на 0,41 и довести до уровня 0,87;
  • разработаны аналитические и процедурные модели подсистемы расчета траекторий полета группы воздушных судов при выполнении различных фигур пилотажа, позволяющие обеспечить плавные переходы между участками траекторий и исключить аварийные и критические режимы с учетом сравнения текущих и хранящихся в базах данных информационной системы;
  • разработаны процедурные модели подсистемы поиска аварийных и критических режимов полета, отличающиеся использованием массивов дескрипторов, списка логических операторов, функций уточнения запроса, весовых коэффициентов дескрипторов запроса пользователя и обеспечивающие возможность сравнения текущих режимов полета группы воздушных судов с хранящимися в базах данных аварийными и критическими режимами, что позволяет исключить возможные катастрофы;
  • разработанная информационная система симуляции полета группы воздушных судов внедрена в войсковой части 62632 г. Липецка, и произведенная оценка её применения экспертами-летчиками засвидетельствовала повышение функциональной эффективности на 35%, что подтверждено актом внедрения;
  • решена задача улучшения эффективности принимаемых решений информационной системой симуляции полета группы воздушных судов с помощью разработанных аналитических и процедурных моделей.

Рис. 11. Результат выполнения поиска текстовой, аудио, видео

и графической информации


СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Тявкин, И.В. Информационная система симуляции полета / И.В.Тявкин, В.М.Тютюнник // Перспективы науки – 2012. – №5(32). – С. 182-185.

2. Тявкин, И.В. Информационный массив параметров фигур пилотажа / И.В. Тявкин // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – №1. – С.42-43.

3. Тявкин, И.В. База данных для хранения параметров выполнения фигур пилотажа / И.В.Тявкин // Современные наукоемкие технологии. – 2010. – №11. – С.32-33.

4. Тявкин, И.В. Математическая модель информационного поиска и оценка эффективности поисковой системы / И.В.Тявкин, В.М.Тютюнник // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та. – 2008. – Т.14, №3. – С. 478-480.

Монография

5. Тявкин, И.В. Симуляторы и тренажёры в виртуальной реальности: моногр. / И.В.Тявкин; под ред. д.т.н., проф. В.М.Тютюнника. – Тамбов; М.; СПб.; Баку; Вена; Гамбург: Изд-во МИНЦ, 2011. – 68 с.

В других изданиях

6. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2012613570 Российская Федерация. Программа: Информационная система моделирования полета группы летательных аппаратов / И.В.Тявкин, В.М.Тютюнник, С.В.Петренко; правообладатели И.В.Тявкин, В.М.Тютюнник, С.В.Петренко; заявление 24.02.12; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 16.04.12.

7. Тявкин, И.В. Информационная система моделирования полета группы летательных аппаратов / И.В.Тявкин // Технологии электронного обучения в образовательном процессе (нояб. 2011 г.): сб. науч. тр.: Т.1. – Белгород, 2011. – С.47-51.

8. Тявкин, И.В. Модель информационной системы симуляции полета группы летательных аппаратов / И.В.Тявкин // Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии: докл. IX Всерос. науч.-техн. конф. – Тула: Изд-во «Инновационные технологии», 2011. – С.71-74.

9. Тявкин, И.В. Информационное моделирование виртуального пространства с реальными объектами / И.В.Тявкин, В.М.Тютюнник, В.Н.Точка // Формирование специалиста в условиях региона: Новые подходы: материалы VI Всерос. межвузов. науч. конф., г. Тамбов, 11-12 апр. 2006 г. – Тамбов; М.; СПб.; Баку; Вена: Изд-во МИНЦ, 2006. – С.139-141.

10. Тявкин, И.В. Нечеткие запросы к реляционным базам данных / И.В.Тявкин, С.В.Данилкин, С.А.Неезжалая, А.В.Сыроид // Информационные системы и процессы: сб. науч. тр. / под ред. проф. В.М.Тютюнника. – Тамбов; М.; СПб.; Баку; Вена: Изд-во МИНЦ, 2005. – Вып.3. – С.134-136.

11. Тявкин, И.В. Использование программы 3DR в создании виртуального мира / И.В.Тявкин, О.Г.Иванова // Формирование специалиста культуры и искусств в условиях региона: Новые подходы: материалы II Всерос. науч. конф., г. Тамбов, 11-12 апр. 2002 г. – Тамбов: Изд-во МИНЦ, 2002. – С.90-91.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подписано в печать 24.05.2012. Объем 1,0 печ.л. Формат 60х84/16.

Зак. № 35. Тираж 100 экз. Бесплатно.

Типография издательства МИНЦ «Нобелистика»

392680, г. Тамбов, ул. Монтажников, 3. Тел.: (4752) 504-600.

 
Авторефераты по темам  >>  Разные специальности - [часть 1]  [часть 2]



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.