Обоснование гипотезы о характере изменения нагрузки диспетчера в процессе УВД.

В качестве основного показателя, определяющего объективную нагрузку на диспетчера в процессе УВД, нами принимается в дальнейшем количество воздушных судов (ВС), одновременно находящихся у диспетчера на управлении (N). Хотя на сегодняшний день этот показатель можно считать традиционным, тем не менее вопрос о возможности его применения нередко встает как дискуссионный. Указанный парадокс объясняется тем обстоятельством, что авторы многочисленных методов и методик, использующих этот показатель для оценки пропускной способности секторов и зон УВД, как правило, не дают какого-либо теоретического обоснования целесообразности его применения. В лучшем случае эта целесообразность подтверждается экспериментальными методами.

На наш взгляд, обоснование целесообразности использования указанного показателя может быть сделано, исходя из самых общих концепций теории кибернетических систем, на базе понятия р а з н о о б р а з и я системы.

Разнообразие – одна из важнейших численных характеристик кибернетических систем. Обычно разнообразие измеряется логарифмом (как правило, по основанию 2) числа различных состояний системы и в этом случае совпадает с энтропией системы , являющейся количественной мерой неопределенности выделенной совокупности характеристик исследуемого объекта. Однако, если это оправдано постановкой задачи, разнообразие может измеряться и самим числом состояний системы W.

К сожалению, на сегодняшний день не разработано каких – либо универсальных методов оценки разнообразия производственных, организационных особенностей деятельности диспетчера как управляющего звена системы УВД.

Управление воздушным движением осуществляется диспетчером на основе анализа концептуальной модели управляемой системы и текущей информации о воздушных судах, находящихся в контролируемом воздушном пространстве.

Если отвлечься от многих деталей и посмотреть на ситуацию в самом общем виде, то потенциальное разнообразие управляемой системы, в качестве которого естественно принять о б щ е е к о л и ч е с т в о с в я з е й, которое может представиться для анализа диспетчеру, можно измерить комбинаторной формулой “множества всех возможных подмножеств”, образуемых из N элементов, где N – число ВС, находящихся одновременно на управлении:

Очевидно, что формула (1) соответствует случаю абсолютно неупорядоченного воздушного пространства, хаоса, полной дезорганизации. Соответствующая формула (1) ситуация предполагает, что возможно установление связей между воздушными судами (представляющих релевантную информацию для диспетчера в процессе управления) в любых сочетаниях. Другими словами, формула (1) полностью игнорирует внутреннюю структуру воздушного пространства, правила эшелонирования и т. д. Поэтому величина является п р е д е л ь н ы м показателем количества информационных ситуаций (в числе которых могут быть и ситуации, требующие управления) в процессе УВД, и может быть принята как объективная характеристика сложности УВД в абсолютно неупорядоченном воздушном пространстве.

Ясно, однако, что такая модель неадекватна реальной ситуации. Можно привести, по крайней мере, две причины этого.

П е р в а я п р и ч и н а. Всякая структуризация воздушного пространства накладывает запреты на возможности установления связей между воздушными судами. Другими словами, некоторые сочетания взаимосвязанных ВС могут оказаться невозможными или маловероятными.

В т о р а я п р и ч и н а. Сложность задач, решаемых диспетчером в процессе УВД, определяется не только количеством связей, но и их конфигурация и информационной насыщенностью. Действительно, ведь

, (2)

где - число сочетаний из N элементов по m.

Каждому члену из приведенной суммы соответствует определенная конфигурация и информационная насыщенность связей.

Так например, число - это количество связей между каждой возможной парой ВС. Вполне возможно, что какие то из этих связей между каждой возможной парой ВС. Вполне возможно, что какие-то из этих связей несут информацию о вероятной ПКС между ВС. В то же время, в числе связей между возможными тройками ВС может содержаться информация о конфликте, в котором участвуют уже не два, а три воздушных судна, т. е. информационная насыщенность этих связей значительно богаче.

Таким образом, для практического применения рассматриваемой комбинаторной модели она должна быть существенно усовершенствована. Это усовершенствование может быть выполнено, если, опираясь на концепцию, изложенную выше, в качестве рабочей гипотезы рассмотреть следующие два предложения.

П р е д л о ж е н и е 1. (количественная характеристика нагрузки):

объективная нагрузка диспетчера в процессе УВД эквивалентна потенциальному разнообразию управляемой системы, в качестве которого принимается потенциально-возможное количество связей между воздушными судами, находящимися на управлении.

П р е д л о ж е н и е 2. (качественная характеристика нагрузки):

объективная нагрузка диспетчера в процессе УВД пропорциональна информационной насыщенности связей между ВС, определяемой количеством образующих эти связи между воздушных судов.

Заметим, что второе предложение фактически постулирует существование качественно различных видов нагрузки диспетчера, что неоднократно отмечалось уже в опубликованных работах как экспериментально установленный факт.

Так, из принятой рабочей гипотезы следует, что должна существовать составляющая нагрузки , соответствующая члену в разложении (2). Очевидно, это так называемая “фоновая” нагрузка, не зависящая от числа ВС, находящихся на управлении. Далее, члену разложения (2) соответствует нагрузка по выполнению стандартных операций УВД, а члену - нагрузка , соответствующая занятости по устранению конфликтов между д в у м я ВС. Однако, в отличие от опубликованных работ, заканчивающих на этом качественную градацию составляющих нагрузки диспетчера, мы, в соответствии с принятой гипотезой, должны рассматривать также нагрузку типа , ,……, , характеризующую занятость диспетчера деятельностью по устранению конфликтов с участием трех, четырех и т.д. числа судов.