О современных критериях оценки эффективности действующих систем безопасности на воздушном транспорте

В настоящее время все больше возрастает необходимость разработки современных критериев для оценки работы сложных систем безопасности на воздушном транспорте.

К таким сложным системам относится  техническая эксплуатации систем  и средств обеспечения транспортной безопасности, например, досмотровой техники ( далее ДТ) в гражданской авиации ( далее ГА).

При этом  большее распространение получают методы, основанные на применении марковских и полумарковских моделей, которые ранее использовались для анализа, оценки эффективности и управления эксплуатацией воздушных судов.

Преимущество этих методов, по сравнению с  другими, например сетевого планирования, состоит в том, что в данном случае появляется возможность управлять исследуемым процессом, влияя на характеристики его состояний.

На основании анализа методов нам представляется возможным разработать математическую модель процесса использования ДТ на основе марковских случайных процессов, которая обеспечит возможность оптимального синтеза программы эксплуатации ДТ исходя из заданных требований к эффективности использования ДТ в ГА.

В первую очередь представляют интерес теоретические результаты по укрупнению состояний марковских  процессов, основанных на следующих положениях:

1. множество обобщенных состояний может быть выделено на основе анализа алгоритма функционирования системы и качественных показателей функционирования, т.е. можно считать заданным разбиение пространства состояний системы на подмножества – обобщенные состояния;
2. элементы функционируют независимо друг от друга с интенсивностями λi; следовательно, вероятность любого состояния системы в момент времени t равна произведению соответствующих вероятностей состояний элементов;
3. «вес» каждого состояния, входящего в данное обобщенное состояние, выбирается пропорционально его условной вероятности;
4. интенсивность перехода из одного обобщенного состояния в другое равна интенсивности λi элемента;           
5. применение алгоритма укрупнения состояний позволяет значительно снизить разномерность алгебраической системы и трудоемкость ее решения.

Исследования показали целесообразность рассмотрения 2-х модификаций модели процесса использования ДТ, различаемых по типу исходной информации о процессе:

1. известна последовательность смены состояний каждого наблюдаемого объекта;
2. известно распределение наблюдаемых объектов по состояниям S1… Sr в результате последовательности наблюдений за процессом использования ДТ в течение времени Т с интервалами ΔТ.

При решении задачи оценивания параметров указанных модификаций марковской модели процесса использования ДТ можно взять за основу методы оценивания параметров марковских моделей.

Для анализа и идентификации процесса использования ДТ целесообразно использовать статистические методы: временные ряды, факторный и регрессионный анализы, методы аппроксимации и прогнозной экстраполяции.

Решение задач оперативного управления использованием ДТ связано с разработкой моделей, основанных на методах теории статистических решений, теории расписаний, последовательного анализа и имитационного моделирования.

Решение задач управления процессом использования и эксплуатации ДТ требует построения совокупности математических моделей, базирующихся в методологическом плане на методах системного анализа, теории эффективности, исследования операций и теории надежности.

Предлагаемые модели относятся к ряду математических дисциплин: теории вероятностей, математической статистике, теории статистических решений, теории случайных процессов, математическому программированию теории расписаний, теории распознавания образов и анализу сетей.

В результате моделирования нескольких вариантов сформированных исходных данных получены следующие значения {πi} табл. 1

Таблица 1

                               Значения {πi}

Расчетные значения показателей эффективности использования досмотровой техники представлены в табл. 2

Таблица 2

Показатели эффективности использования досмотровой техники

Полученные результаты моделирования позволили проанализировать динамику изменения эффективности использования ДТ от времени их пребывания в неработоспособном состоянии и с учетом характеристик их надежности (параметра потока возникновения неработоспособного состояния).

Прослеживается уменьшение Ки при увеличении времени пребывания в неработоспособном состоянии.

Наименее чувствительны показатели Кви и Кп к увеличению времени пребывания в неработоспособном состоянии.

Для повышения эффективности использования досмотровой техники необходимо повышать ее безотказность и уменьшать параметр возникновения неработоспособного состояния.

Для уменьшения показателя Кп следует сокращать время пребывания в состояниях восстановления, что может быть достигнуто внедрением новых технологий обслуживания и эксплуатации.

Показатель использования ДТ К0 рассчитывается как среднестатистический коэффициент.  Расчет К0 представлен в табл. 3.

Таблица 3

                               Расчет показателя К0

Полученные результаты расчета критерия К0 свидетельствуют о достаточно высоком уровне обнаружения лиц с запрещенными предметами  с  использованием разработанных систем  авиационной безопасности.

Внедрение современных критериев оценки эксплуатации досмотровой техники  на объектах воздушного транспорта позволит повысить уровень обеспечения авиационной безопасности, что будет способствовать предотвращению актов террора и незаконного вмешательства в деятельность ГА.

Материал подготовлен:

Бочкарев А.Н. – профессор  МГТУ ГА

Бочкарев И.А. – эксперт по авиационной безопасности