Development service model of cockpit for flight simulator
Methodology development service-resource model of IT-service is considered "Support functions for pilotage cockpit" flight simulator. The structure for flight simulator as totality of the hardwarily-programmatic embedded systems of the real time is presented that is incorporated by the ram...
Збережено в:
Дата: | 2017 |
---|---|
Автор: | |
Формат: | Стаття |
Мова: | Ukrainian |
Опубліковано: |
Інститут програмних систем НАН України
2017
|
Теми: | |
Онлайн доступ: | https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/161 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Problems in programming |
Репозитарії
Problems in programmingid |
pp_isofts_kiev_ua-article-161 |
---|---|
record_format |
ojs |
resource_txt_mv |
ppisoftskievua/8c/7c44924c96348cacf0ff71fbe895ee8c.pdf |
spelling |
pp_isofts_kiev_ua-article-1612018-07-12T14:26:43Z Development service model of cockpit for flight simulator Построение сервисно-ресурсной модели пилотажной кабины авиационного тренажера Побудова сервісно-ресурсної моделі пілотажної кабіни авіаційного тренажера Kolisnichenko, R.A. flight simulator; IT-infrastructure; IT-infrastructure of flight simulator; IT-service; service model UDC 004.4:004.738.5(045) авиационный трена-жер, ІТ-инфраструктура, ІТ-инфраструктура авиационного тренажера; ІТ-сервис; сервисно-ресурсная модель УДК 004.4:004.738.5(045) авіаційний тренажер; ІТ-інфраструктура; ІТ-інфраструктура авіаційного тренажера; ІТ-сервіс; сервісно-ресурсна модель УДК: 004.4:004.738.5(045) Methodology development service-resource model of IT-service is considered "Support functions for pilotage cockpit" flight simulator. The structure for flight simulator as totality of the hardwarily-programmatic embedded systems of the real time is presented that is incorporated by the ramified communication net. This structure of flight simulator is worked out for application of principles construction IT-infrastructure, as a methodological going near modernisation, extending of exploitation the hardwarily-programmatic providing for the real flight simulators, and also for development of new flight simulators. Determination over of IT-service for pilotage cockpit is brought. Development of service-resource model for IT-service is executed "Support functions for pilot-age cockpit".This methodology allows effectively to use the information and telecommunication resources of flight simulator, perfect information-calculating processes, provide optimal cooperation ideological and technological separate subsystems of cabin of flight simulator, to promote reliability of all flight simulator and return from capital investments. Рассмотрена методика построения сервисно-ресурсной модели ІТ-сервиса "Поддержка функций пилотажной кабины" авиационного тренажера. Представлена структура авиационного тренажера как совокупность программно-аппаратных встроенных систем реального времени которые объединены разветвленной информационно-телекоммуникационной сетью. Приведено определение ІТ-сервисов пилотажной кабины и разработка сервисно-ресурсной модели ІТ-сервиса "Поддержка функций пилотажной кабины". Розглянуто методику побудови сервісно-ресурсної моделі ІТ-сервісу «Підтримка функцій пілотажної кабіни» авіаційного тренажера. Представлено структуру авіаційного тренажера як сукупність програмно-апаратних вбудованих систем реального часу які об’єднані розгалуженою інформаційно-телекомунікаційною мережею. Приведено визначення ІТ-сервісів пілотажної кабіни та розробку сервісно-ресурсної моделі ІТ-сервісу «Підтримка функцій пілотажної кабіни».Ключові слова: авіаційний тренажер, ІТ-інфраструктура, ІТ-інфраструктура авіаційного тренажера, ІТ-сервіс, сервісно-ресурсна модель. Інститут програмних систем НАН України 2017-06-16 Article Article application/pdf https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/161 PROBLEMS IN PROGRAMMING; No 4 (2015) ПРОБЛЕМЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ; No 4 (2015) ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ; No 4 (2015) 1727-4907 uk https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/161/155 Copyright (c) 2017 ПРОБЛЕМИ ПРОГРАМУВАННЯ |
institution |
Problems in programming |
baseUrl_str |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/oai |
datestamp_date |
2018-07-12T14:26:43Z |
collection |
OJS |
language |
Ukrainian |
topic |
flight simulator IT-infrastructure IT-infrastructure of flight simulator IT-service service model UDC 004.4:004.738.5(045) |
spellingShingle |
flight simulator IT-infrastructure IT-infrastructure of flight simulator IT-service service model UDC 004.4:004.738.5(045) Kolisnichenko, R.A. Development service model of cockpit for flight simulator |
topic_facet |
flight simulator IT-infrastructure IT-infrastructure of flight simulator IT-service service model UDC 004.4:004.738.5(045) авиационный трена-жер ІТ-инфраструктура ІТ-инфраструктура авиационного тренажера; ІТ-сервис; сервисно-ресурсная модель УДК 004.4:004.738.5(045) авіаційний тренажер ІТ-інфраструктура ІТ-інфраструктура авіаційного тренажера ІТ-сервіс сервісно-ресурсна модель УДК: 004.4:004.738.5(045) |
format |
Article |
author |
Kolisnichenko, R.A. |
author_facet |
Kolisnichenko, R.A. |
author_sort |
Kolisnichenko, R.A. |
title |
Development service model of cockpit for flight simulator |
title_short |
Development service model of cockpit for flight simulator |
title_full |
Development service model of cockpit for flight simulator |
title_fullStr |
Development service model of cockpit for flight simulator |
title_full_unstemmed |
Development service model of cockpit for flight simulator |
title_sort |
development service model of cockpit for flight simulator |
title_alt |
Построение сервисно-ресурсной модели пилотажной кабины авиационного тренажера Побудова сервісно-ресурсної моделі пілотажної кабіни авіаційного тренажера |
description |
Methodology development service-resource model of IT-service is considered "Support functions for pilotage cockpit" flight simulator. The structure for flight simulator as totality of the hardwarily-programmatic embedded systems of the real time is presented that is incorporated by the ramified communication net. This structure of flight simulator is worked out for application of principles construction IT-infrastructure, as a methodological going near modernisation, extending of exploitation the hardwarily-programmatic providing for the real flight simulators, and also for development of new flight simulators. Determination over of IT-service for pilotage cockpit is brought. Development of service-resource model for IT-service is executed "Support functions for pilot-age cockpit".This methodology allows effectively to use the information and telecommunication resources of flight simulator, perfect information-calculating processes, provide optimal cooperation ideological and technological separate subsystems of cabin of flight simulator, to promote reliability of all flight simulator and return from capital investments. |
publisher |
Інститут програмних систем НАН України |
publishDate |
2017 |
url |
https://pp.isofts.kiev.ua/index.php/ojs1/article/view/161 |
work_keys_str_mv |
AT kolisnichenkora developmentservicemodelofcockpitforflightsimulator AT kolisnichenkora postroenieservisnoresursnojmodelipilotažnojkabinyaviacionnogotrenažera AT kolisnichenkora pobudovaservísnoresursnoímodelípílotažnoíkabíniavíacíjnogotrenažera |
first_indexed |
2025-07-17T09:43:53Z |
last_indexed |
2025-07-17T09:43:53Z |
_version_ |
1838409239017553920 |
fulltext |
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
© Р.А. Колісниченко, 2015
72 ISSN 1727-4907. Проблеми програмування. 2015. № 4
УДК: 004.4:004.738.5(045)
Р.А. Колісниченко
ПОБУДОВА СЕРВІСНО-РЕСУРСНОЇ МОДЕЛІ
ПІЛОТАЖНОЇ КАБІНИ АВІАЦІЙНОГО ТРЕНАЖЕРА
Розглянуто методику побудови сервісно-ресурсної моделі ІТ-сервісу «Підтримка функцій пілотажної
кабіни» авіаційного тренажера. Представлено структуру авіаційного тренажера як сукупність програм-
но-апаратних вбудованих систем реального часу які об’єднані розгалуженою інформаційно-
телекомунікаційною мережею. Приведено визначення ІТ-сервісів пілотажної кабіни та розробку серві-
сно-ресурсної моделі ІТ-сервісу «Підтримка функцій пілотажної кабіни».
Ключові слова: авіаційний тренажер, ІТ-інфраструктура, ІТ-інфраструктура авіаційного тренажера,
ІТ-сервіс, сервісно-ресурсна модель.
Вступ
Розвиток рівня технічного забезпе-
чення дозволив розширити межі викорис-
тання авіаційних тренажерів (АТ) для під-
готовки, періодичних перевірок, перена-
вчання пілотуванню на інших моделях
літаків, відпрацюванні льотних годин пі-
лотами на різних моделях літаків. Склад-
ність, вартість і умови експлуатації сучас-
них літаків також сприяли розширенню
сфер застосування прогресивних методів
моделювання літальних апаратів. АТ ма-
ють змогу забезпечувати більш поглибле-
ну підготовку, ніж на літаку, створити від-
повідні та безпечні умови для навчального
процесу пілотів. Точність відтворення по-
ведінки літака, що забезпечується сучас-
ними тренажерами, дозволяє дати адекват-
ну оцінку рівню підготовленості пілота і
гарантувати, що продемонстровані ним
уміння та навички будуть проявлені на
літаку. Важливими чинниками застосуван-
ня АТ для навчання пілотів є економія па-
льного і зменшення несприятливого впли-
ву на довкілля.
З удосконаленням бортових систем
літаків, АТ також стають дедалі складні-
шими. Для побудови сучасних АТ необ-
хідно розробляти нові методологічні під-
ходи, що дають змогу раціонально в стислі
терміни і з максимальним економічним
ефектом виконувати завдання з розробки
як апаратного, так і програмного забезпе-
чення (ПЗ) даного виду обладнання.
В статті приведена методологія ро-
зробки сервісно-ресурсної моделі (СРМ)
кабіни пілота АТ як частини процесу роз-
робки АТ методом ІТ-інфраструктурно-
орієнтованої програмно-апаратної архітек-
тури.
Постановка задачі
АТ є наземним авіаційним облад-
нанням [1]. Вони мають складну розподі-
лену програмно-апаратну архітектуру яка
складається з великої кількості предмет-
но-орієнтованих вбудованих систем реа-
льного часу. В АТ основною складовою
частиною системи є кабіна пілотажна
(КП), тому що в ній виконуються всі види
практичних робіт по навчанню та злаго-
дженню роботи екіпажу літака. Так як КП
забезпечує допольотне навчання та на-
вчання техніки пілотування, вона повинна
бути виконана в повній відповідності до
КП реального літака. Це означає що роз-
ташування, функціональна і геометрична
відповідність елементів обладнання має
точно копіювати їх штатне розміщення в
кабіні літака.
Для ефективної роботи КП необ-
хідно забезпечити узгоджену роботу ве-
ликої кількості різнорідних складових,
інтегрувати слабо зв’язані програмні оди-
ниці прикладного ПЗ, вирішити проблеми
переходу від управління окремими розрі-
зненими мережами, обчислювальними
ресурсами (ОР) і програмами до повного
комплексного, процесно-орієнтованого
управління інформаційно-телекомуніка-
ційною системою (ІТС) націлену на ре-
зультативне і ефективне використання ІТ
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
73
ресурсів та функціонального обладнання
(ФО) АТ.
Для належного функціонування
КП, яка формує і підтримує процеси дія-
льності АТ, необхідно створити відповід-
ну ІТ-інфраструктуру, що дає можливість
ефективно використовувати інформаційні,
телекомунікаційні і функціональні ресур-
си системи враховуючи зв’язки предмет-
ної області та ІТ-сервісів АТ з функціону-
ванням реального літака. При цьому всі
підсистеми мають бути об’єднані в систе-
му зі спільною метою і завданнями та
єдиним управлінням. За допомогою такої
централізованої системи управління
з’явиться можливість здійснювати не
тільки керування окремими пристроями,
обладнанням, програмами чи ресурсами
системи, а й виконувати інтегроване
управління всіма компонентами і ІТ-
інфраструктурою в цілому, підпорядко-
вуючись єдиній меті.
В структурній схемі АТ КП займає
ключове місце тому, що вона є найсклад-
нішою в розробці складовою частиною
тренажера як для апаратного так і про-
грамного забезпечення. Для побудови ІТ-
інфраструктури КП потрібно визначити
ІТ-сервіси, розробити та реалізувати
СРМ.
Суть методу побудови ІТ-
інфраструктурно-орієнтованої програмно-
апаратної архітектури АТ виражається в
послідовному виконанні трьох етапів [2]:
1) визначення ІТ-сервісів. Пер-
шою стадією етапу є визначення процесів
діяльності АТ. Далі, для кожного з проце-
сів діяльності виконується призначення
функціональних можливостей. Для забез-
печення даних функціональних можливо-
стей призначаються ІТ-сервіси;
2) розробка структури ІТ-сервісів
– СРМ. Виконується розробка вимог до
ІТ-сервісу. За аналогією з літальним апа-
ратом створюється структурна схема АТ.
Завершальною стадією другого етапу є
побудова СРМ;
3) реалізація СРМ. Виконується
покрокове перенесення складових СРМ на
програмно- апаратну платформу: ПЗ (ОС,
прикладне ПЗ), ОР (ПК, МК, та ін.), теле-
комунікація (мережа, концентратори, ко-
мунікатори, та ін.). Після цього прово-
диться робота по інтеграції програмно-
апаратної платформи з ФО.
Узагальнена програмно-апаратна
архітектура авіаційного
тренажера
Опираючись на роботи [3, 4] пред-
ставимо структуру АТ як сукупність про-
грамно-апаратних вбудованих систем ре-
ального часу які з’єднані між собою роз-
галуженою інформаційно-телекомуніка-
ційною мережею (ІТМ) (рис. 1).
Таке представлення на відміну від
приведених в [2, 4] дає змогу краще зрозу-
міти будову підсистем та їх зв’язків для
розробки ІТ-інфраструктури АТ. До апара-
тного забезпечення входять обчислювальні
ресурси (ОР), обладнання ІТМ, бортове
обладнання, система електроживлення та
ін. Якщо взяти до уваги розміщення вико-
навчих систем та функціональних вузлів
то, як правило, робоче місце інструктора
(РМІ) і КП локалізовані в різних місцях
приміщення навчального центру. КП роз-
міщена безпосередньо на рухомій платфо-
рмі (РП). До складу КП входять наступні
системи: система звукового супроводу
(СЗС), система візуалізації (СВ), приладо-
ва панель (ПП), навігаційна система (НС),
система збору даних (СЗД), система ра-
діозв’язку, система вентиляції та кондиці-
ювання. СВ є розподіленою системою, так
як її компоненти локалізовані в різних міс-
цях: екран (чи екрани) розміщені перед
пілотами за передніми оглядовими вікнами
КП що дає змогу отримати максимально
реалістичне зображення. ОР СВ розміщені
як правило за екранами або в серверній
кімнаті АТ. Обладнання інших систем зна-
ходяться в КП.
РМІ представляє собою автомати-
зоване робоче місце інструктора, на базі
персонального комп’ютера з відповідним
апаратно-програмним забезпеченням та
призначений для установки початкових
умов польоту, контролю якості пілоту-
вання, імітації взаємодії пілотів з диспет-
чером, управління імітацією відмов літа-
ка. Інструктор за допомогою РМІ має
змогу впливаючи на органи керування
вибирати льотне завдання; задавати об-
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
74
Рис. 1. Абстрагована програмно-апаратна архітектура сучасного авіаційного
тренажера
ставини польоту (погода, аварійні ситуації,
відмови обладнання літака, тощо); сприй-
маючи візуальну інформацію відслідкову-
вати параметри польоту.
До складу РМІ входять апаратно-
програмні елементи (обладнання, інтер-
фейс РМІ, ПЗ) та процеси (управління і
контролю навчання; інформаційний об-
мін). Інтерфейс РМІ [5] виконує функції
надання інструктору інформації про пере-
біг польоту та здійснення управління тре-
нажером – є користувацьким інтерфейсом
інструктора АТ. До його складу входить
безліч інтерфейсних елементів (елементи
для відображення інформації та для управ-
ління процесом навчання). Органи управ-
ління, які розташовані на РМІ, дозволяють
інструктору управляти усіма режимами
необхідних систем і переводити бортові
системи в особливі або аварійні режими
роботи.
До ПЗ АТ відносяться операційні
системи (ОС) та прикладне ПЗ що розроб-
лене для виконання відповідних математи-
чних обчислень та обробки інформації яка
надходить від органів управління, сенсорів
та ін. На приведеній на рис. 1 структурі АТ
явно не показані ОР та ОС щоб сконцент-
рувати увагу на основних аспектах необ-
хідних для побудови ІТ-інфраструктури.
Дана структурна схема складається з ПЗ
математичної моделі (ПЗММ) до якого
входять наступні частини:
рівняння руху (РР) – вони ви-
значають стан АТ, враховують усі вхідні
дані з органів управління літака, швидкість
і напрямок вітру, аеродинамічні умови і
стан двигуна, для обчислення змінних, які
представляють стан літака, що моделює
АТ, силу тяги, момент, відносне положен-
ня літака, висоту, курс і швидкість;
аеродинамічна модель (АМ) зі
своєю базою даних (БДАМ) застосовуєть-
ся для моделювання впливу на РР геомет-
ричних розмірів літака та стану навколиш-
нього середовища;
модель наземного руху (МНР)
використовується при моделюванні зльоту,
посадки та руху по аеродромі;
модель погоди (МП) визначає
вплив стану навколишнього середовища на
літак під час польоту;
модель управління навантажен-
ням (МУН) враховує вплив повітряного
потоку на зовнішні елементи управління
(рулі висоти, елерони, поворотні рулі) та
положення літака в просторі;
модель двигуна (МД) з базою
даних (БДД) описує режими роботи дви-
гуна літака.
До складу ПЗ вбудованих систем
(ПЗВС) входить наступне ПЗ:
системи візуалізації (СВ) з ба-
зою даних (БДСВ) для створення візуаль-
ІТ
М
– програмне забезпечення
– програмно-апаратне забезпечення
БДАМ АМ МНР МП МУН МД БДД
РР
СВ СЗД СЗС РП ПП НС РМІ
БДСВ БДСЗС БДНС
ПЗММ
ПЗВС
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
75
ної інформації про зовнішнє оточення лі-
така при виконанні пілотами польотного
завдання;
рухомої платформи (РП) –
створює імітацію гравітаційного впливу на
пілотів;
системи звукового супроводу
(СЗС) з базою даних (БДСЗС) забезпечує
звуковий супровід в КП під час пілоту-
вання;
приладової панелі (ПП) імітує
функціонування авіаційних приладів під
час виконання льотного завдання;
навігаційної системи (НС) з ба-
зою даних (БДНС) створює імітацію руху
літака в повітряному просторі – забезпечує
адекватну зміну географічних координат
літака під час руху;
системи збору даних (СЗД)
призначеної для збору даних з елементів
АТ (РП, ПП, НС, РМІ).
Для відповідного функціонування
ПЗММ та ПЗВС необхідні ОР зі встанов-
леними на них ОС. Зв’язковою ланкою між
конфігураційними елементами АТ слу-
жить ІТМ. Вона забезпечує зв’язок між
РМІ, або пультом інструктора (ПІ), СВ
польоту, КП до якої входять СЗС, СЗД,
НС, ПП. Завдяки інформаційному обміну
[5] забезпечується функціонування КП як
частини розподіленого інформаційно-
моделювального комплексу, що отримує і
відправляє інформацію через ІТМ, на РМІ,
РП, СВ та інші частини АТ. Ці складові в
залежності від конкретної моделі АТ ма-
ють в своєму складі різні за кількістю і
складністю кінцеві виконавчі підсистеми,
ПЗ та ФО.
РМІ призначене для установки по-
чаткових умов польоту, контролю якості
пілотування, імітації взаємодії пілотів з
диспетчером, управління імітацією відмов
літака. Може мати у своєму складі апара-
тно-функціональну (органи керування,
прилади індикації, ОР) і програмну (ОС,
ПЗ РМІ) частини. ІТМ використовується
для забезпечення безперервного обміну
даними між ОР АТ (персональні та про-
мислові комп’ютери, програмовані логіч-
ні контролери та ін.). РП створює імітацію
гравітаційного впливу на пілотів під час
виконання тренувальних польотів, скла-
дається з апаратної (рухома платформа,
ОР) і програмної (ПЗ РП) частини. РП
створює сприйняття пілотом відчуття ру-
ху що відповідає руху літака, еквівалент-
не тому, що створюється синергетичною
системою на основі РП для відтворення
наступних явищ:
1) тряски на землі при випуску
повітряних гальм (інтерцепторів) і реверсі
тяги;
2) поштовхів після відриву носо-
вої і основних стойок шасі;
3) тряски при випуску і прийман-
ні шасі;
4) тряски в повітрі при випуску
закрилків і інтерцепторів;
5) тряски при зриві потоку до до-
сягнення швидкості звалювання Vc (Vs)
при великих значеннях швидкості;
6) відчуттів, що відповідають ре-
альним, у момент торкання коліс основ-
них і носовій стойок шасі поверхні злітно-
посадкової смуги (ЗПС);
7) характерних видів тряски за-
лежно від умов польоту літака, які можуть
відчуватися в КП (наприклад, при високій
швидкості, при випущених шасі, закрил-
ках, розвороті носового колеса при рулю-
ванні).
КП призначена для ознайомлення
пілотів з пілотажною кабіною реального
літака, з роботою приладів, елементів
управління що розташовані в кабіні. До її
складу входять наступні системи: СЗД,
СЗС, ПП, НС. Дані системи складаються з
апаратної (органи керування, прилади ін-
дикації, імітатори функціональних вузлів і
комунікаційної апаратури, ОР) і програм-
ної (ПЗ КП) частин.
СЗС забезпечує звуковий супровід
в КП під час пілотування, складається з
апаратної (підсилювач потужності, аудіо
система, ОР) і програмної (ПЗ СЗС) скла-
дових частин. СЗС створює звуки в КП,
що мають значення для пілотів і виклика-
ні їх діями, відповідають тим, які чути на
літаку; звуки, що створюються атмосфер-
ними опадами, склоочисниками, і інші
шуми літака, що мають значення для пі-
лотів і сприймаються ними в звичайних
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
76
польотах, а також відтворюється звукова
картина руйнування літака у разі моделю-
вання приземлення з параметрами що ви-
ходять за допустимі межі. Реалістично
відтворюються амплітуда і частота звуків
і шумів в КП, включаючи звуки, що ство-
рюються двигунами і планером. Ці звуки
скоординовані з модельованими погодни-
ми умовами.
СВ в АТ використовується для
створення візуальної інформації про зов-
нішнє оточення літака при виконанні піло-
тами польотного завдання. До її складу
входять апаратна (проектор, відео екран
(екрани), ОР) і програмна (ПЗ СВ) части-
ни. Реакція СВ добре узгоджується з реак-
цією приладів в КП і з первинною реакці-
єю РП, що забезпечує інтегральне сенсор-
не сприйняття руху. Вказані системи реа-
гують на різкі дії пілота, в каналах танга-
жа, крену і рискання із запізнюванням, що
не перевищує 150 мілісекунд, але не рані-
ше, ніж в тих же умовах реагував би на
них сам літак.
Визначення ІТ-сервісів КП
АТ належить до наземного облад-
нання, за допомогою якого можливо еко-
номно проводити навчання, тренування
пілотів та екіпажів літаків для відпрацю-
вання маневрів під час зльоту, посадки та
польотів на відповідних моделях авіацій-
ної техніки. При цьому АТ дає пілотам
відчуття що максимально наближені до
реальних (звук, зображення, гравітацій-
ний вплив). Його встановлюють як стаці-
онарне обладнання в навчально-трену-
вальних центрах, навчальних закладах для
підготовки льотного складу екіпажів вій-
ськових та цивільних літальних апаратів,
а також в розважальних закладах. Тому,
основними процесами діяльності АТ є [2]:
здійснення льотної підготовки по отри-
манню пілотами професійних льотних
навичок; комплексного навчання техніці
пілотування, навігації, розпізнавання і
знаходження шляхів виходу з небезпеч-
них ситуацій, критичних режимів польо-
ту, надання можливості не підготовленим
користувачам відчути себе в ролі пілота,
то що. Учасниками процесів діяльності є
екіпаж літака (пілоти) які під час про-
ходження тренування перебувають в КП –
виконують польотні завдання, та інструк-
тор, який знаходиться на РМІ – видає за-
вдання, слідкує за його виконанням та
аналізує результати. Тобто, безпосередні-
ми користувачами ІТ-сервісів АТ є пілоти
та інструктор.
ІТ-сервіс (IT-service) [6] – це сукуп-
ність ІТ-послуг по наданню користувачам
деякого переліку технічних і організацій-
них рішень, які забезпечують підтримку
однієї або декількох процесів діяльності
(бізнес-функцій чи бізнес-процесів) спо-
живачів і сприймається ними як єдине ці-
ле. Набір ІТ-сервісів, необхідних різним
користувачам – індивідуальний і великою
мірою залежить від галузі, розмірів органі-
зації, рівня автоматизації, кваліфікації пер-
соналу, стратегії розвитку і т. ін.
Для визначення ІТ-сервісів потріб-
но виділити основні процеси діяльності
(бізнес-процеси). Далі кожному з процесів
діяльності визначаються функціональні
можливості (функції діяльності чи бізнес-
функції). Щоб розділити процеси діяльно-
сті на функціональні можливості необхід-
но виконати послідовне визначення пере-
ліку всіх можливих функцій, з яких він
складається. Призначення ІТ-сервісів ви-
конується для визначених функціональних
можливостей, що дасть змогу побудувати
ІТ-інфраструктуру КП.
Будь-який процес діяльності Pa за-
безпечується завдяки наявності відповід-
них функціональних можливостей iFp ,
ni ,,1 , де n – кількість функціональ-
них можливостей відповідної ІТ-
інфраструктури таким чином що
n
i
iFpPa
1
. (1)
Кожна функціональна можливість
може використовувати різну кількість
ІТ-сервісів із набору ІТ-сервісів АТ:
IT 1с , IT 2с , …, IT nс , де n – кількість ІТ-
сервісів відповідної ІТ-інфраструктури.
Функціональні можливості можуть
використовувати як однакові ІТ-сервіси із
переліку необхідних, так і різні ІТ-сервіси.
Виходячи з характеристик ІТ-сервісу ви-
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
77
конується вибір та адаптація стандартних
або розробка нових конфігураційних еле-
ментів npuс , де n – кількість ІТ-сервісів,
p – кількість конфігураційних елементів
які зводяться в матрицю конфігураційних
елементів:
(2)
В матриці конфігураційних елемен-
тів (2) кожна стрічка описує набір конфі-
гураційних елементів відповідного ІТ-
сервісу.
Пілоти перебуваючи в КП АТ по-
винні мати змогу наочного ознайомлення з
КП реального літака, з роботою всіх при-
ладів, а також отримання навичок викори-
стання елементів управління і обладнання
розташованого в кабіні. Використання АТ
дає можливість пілотам відпрацьовувати
льотне завдання (пілотами здійснюється
фізичний вплив на органи керування); від-
слідковувати параметри польоту (візуальна
інформація з приладової панелі); сприйма-
ти зміну зовнішнього оточення під час пі-
лотування (візуальна інформація про на-
вколишнє середовище літака при виконан-
ні польотного завдання) та звуковий су-
провід під час пілотування (імітація звуко-
вого фону в кабіні АТ для забезпечення
слухової інформації про режими роботи
силової установки при зльоті, посадці і
польоті літака); відчувати імітацію реаль-
ного гравітаційного впливу при управлінні
літаком. Після ретельного аналізу вище-
сказаного розробляється перелік основних
процесів діяльності та функціональних
можливостей які повинна виконувати КП
АТ, табл. 1.
Таблиця 1. Основні процеси діяльності та функціональні можливості КП АТ
№ Процес діяльності Функціональні можливості
1 Допольотне навчання Ознайомлення екіпажу з КП, роботою всіх приладів, еле-
ментів управління і обладнанням що розміщене в кабіні
літака
Навчання всім заданим операціям, перевіркам і контролям
на борту літака, що виконуються перед польотом
Виконання навчання в управлінні силовими установками,
системами літака, електронним і спеціальним обладнан-
ням, їх перевірки
2 Навчання техніки
пілотування
Тренування підйому в повітря повітряного судна в норма-
льних та екстремальних умовах
Тренування у виконанні керованих заходів на посадку по
приладах і посадочних маневрів залежно від специфічних
умов аеродрому
Навчання пілотування в нормальних і складних умовах
(ознайомлення з аеродинамічними параметрами і характе-
ристиками літака)
Тренування польотів по маршруту із використанням ра-
діотехнічних засобів і засобів зв’язку
Тренування дій екіпажу літака при виникненні у польоті
різних відмов і непередбачених ситуацій
uc11, uc12, …, uc1p
uc21, uc22, …, uc2p
…
ucn1, ucn2, …, ucnp
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
78
Для визначених функціональних
можливостей призначаються ІТ-сервіси як
технічні або професійні ІТ можливості, які
дозволяють забезпечити повноцінне вико-
нання визначених функціональних можли-
востей або підтримувати ці функціональні
можливості. В даному випадку це будуть
наступні ІТ-сервіси що забезпечуються
прикладними системами КП:
підтримка функцій пілотажної
кабіни;
забезпечення функціонування
імітатора шуму;
візуалізація польоту;
управління рухомою платфор-
мою.
Розробка сервісно-ресурсної
моделі ІТ-сервісу «Підтримка
функцій пілотажної кабіни»
Структура ІТ-сервісу чітко опису-
ється СРМ [7]. СРМ визначає взає-
мозв’язки ІТ-сервісів і всіх апаратних та
програмних ресурсів (елементів конфігу-
рації), що забезпечують функціонування
кожного окремого ІТ-сервісу. Практична
цінність актуальної СРМ полягає у тому,
що з її допомогою можна визначити міру
впливу статусу (наприклад, доступності)
будь-якого окремого елементу конфігура-
ції на стан ІТ- і бізнес-сервісів. Розробка
СРМ надання ІТ-сервісів, припускає [7]:
виділення основних типів ІТ-сервісів; си-
стематизацію ресурсів по кожному ІТ-
сервісу, задіяних в його наданні і підтри-
мці; розробку метрик і показників якості
ІТ-процесів і сервісів.
Сервісно-ресурсна модель (СРМ) –
це модель, що описує сервіси і викорис-
товувані ними ресурси, а також їх власти-
вості та відношення, типові для надання
певної ІТ-послуги. Ця модель призначена
для відстеження взаємозв’язків сервісів і
ресурсів, що їх забезпечують.
Формування на основі методології
ITIL (IT Infrastructure Library – бібліотека
інфраструктури інформаційних техноло-
гій) СРМ, що визначає взаємозв’язок і
вплив ІТ-інфраструктури АТ на функціо-
нальні можливості, дозволяє представити
логічну модель ІТ-сервісу, що описує
склад і взаємозв’язки конфігураційних
одиниць (елементів ІТ-інфраструктури),
які спільно забезпечують надання сервісу
на відповідному рівні. За допомогою СРМ
можна створювати моделі для спрощеного
представлення об’єктів реального світу, їх
архітектури (структури), поведінки і вза-
ємодії з навколишнім світом.
КП АТ використовується в процесі
навчання для ознайомлення пілотів та
екіпажів з пілотажною кабіною реального
літака, з роботою всіх приладів, елементів
управління, систем і з обладнанням яке
розташоване в кабіні та навчання пілоту-
вання. Нижня частина КП кріпиться до
рами рухомої платформи. Спереду
обов’язково розміщується екран на якому
відповідним чином відтворюється зобра-
ження візуальної обстановки під час піло-
тування. Для імітації шуму двигунів та
інших систем під час роботи літального
апарата в середині кабіни розміщені ди-
наміки (акустичні системи).
КП АТ є точна копія кабіни моде-
льованого літака, яка виконана в реально-
му масштабі. Напрям переміщення орга-
нів управління і перемикачів повинен бу-
ти такий же, як на літаку. Для моделю-
вання відтворюється увесь простір кабіни,
розташований попереду поперечного пе-
рерізу фюзеляжу, що проходить через
заднє положення крісел пілотів. Інформа-
ційно-управляючі панелі, робота з якими
передбачена порядком дій екіпажу в кабі-
ні і/або призводить до спрацьовування
видимих екіпажем сигналізаторів, розмі-
щені і функціонують точно так, як і на
літаку. В КП установлені: елементи
управління (штурвал, педалі, гальма, руч-
ки, пульти, панелі, тощо) і контролю
(приладова дошка (панель), сигнальні
табло); прилади відповідної моделі літака;
системи освітлення, життєзабезпечення,
радіозв’язку; крісла пілотів.
При побудові АТ необхідно щоб
ПЗ та обладнання КП, що розробляється,
відповідало наступним характеристикам:
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
79
реакція на зміну керуючого си-
гналу зі зміною параметрів математичної
моделі поведінки реального літака має
бути не більше ніж 5 мс;
вплив змін аеродинамічних ха-
рактеристик при різних значеннях лобо-
вого опору і тяги, що зустрічаються в но-
рмальному польоті має відповідати умо-
вам реального польоту: впливу змін прос-
торового положення літака, тяги, лобово-
го опору, висоти, температури, польотної
маси, положення центру тяжіння і конфі-
гурації;
покази усіх приладів, що бе-
руть участь в моделюванні відповідного
літака, мають автоматично реагувати на
рухи управління членів льотного екіпажу
або на зовнішні впливи, що діють на мо-
дельований літак, наприклад, турбулент-
ність або сила вітру;
обладнання зв’язку і навігації,
а також системи попереджувальної і ава-
рійної сигналізації повинні відповідати
встановленим на літаку і функціонувати в
межах допусків, передбачених для борто-
вого обладнання;
системи КП повинні моделю-
вати роботу використаних на літаку сис-
тем як на землі, так і у польоті. Вони по-
винні зберігати працездатність при вико-
ристанні тренажера для виконання відпо-
відних експлуатаційних процедур в нор-
мальних умовах, особливих і аварійних
польотних ситуаціях;
керуючі зусилля і переміщення
важелів управління повинні відповідати
модельованому літаку. При однакових
режимах польоту зусилля органів управ-
ління літаком мають бути такими ж, як на
літаку. Вільний рух важелів управління
відповідає спостережуваному на літаку в
межах допуску;
програмування керованості і
аеродинамічних характеристик при русі
по землі повинно враховувати:
1. Вплив землі (наприклад, на по-
чатку і в процесі вирівнювання, у момент
приземлення). Для відтворення потрібні
дані про вплив землі на підйомну силу,
лобовий опір, продольний момент, поло-
ження балансування керма і тяги.
2. Реакцію на дотик землі, тобто
реакцію літака на зіткнення із ЗПС при
приземленні, що включає затискання сто-
йок, тертя пневматиків, бічні сили і інші
відповідні дані, такі як маса і швидкість,
необхідні для визначення режиму польоту
і конфігурації.
3. Характеристики керованості на
землі. Вхідні дії керування, для париру-
вання бічного вітру, гальмування і ревер-
су тяги, а також процес зменшення швид-
кості і радіус розвороту.
Для забезпечення роботи КП на
початковому етапі розробки будується її
узагальнена архітектура – структурна
схема, за основу береться структурна
схема КП відповідного літака. Розроблену
структурну схему, що відповідає приве-
деним вище характеристикам показано на
рис. 2. Персональний комп’ютер імітацій-
них моделей польоту (ПКІМП) виконує
математичне моделювання для імітації
динаміки польоту, роботи силових уста-
новок, навігаційних систем тощо. Відпо-
відно до стану імітаційної моделі ПКІМП
передає сигнали управління через ІТМ на
персональний комп’ютер приладової до-
шки (ПКПД) для індикації режимів
польоту: висота, швидкість, рівень паль-
ного в баках, тощо. ПКПД за допомогою
розробленого ПЗ та апаратної складової –
пристрою узгодження з об’єктом (ПУО),
формує сигнали керування для приладів
на ПД, які відпрацьовуючи їх встановлю-
ють відповідне значення на табло.
Імітацією роботи системи управ-
ління, сигналізації, та допоміжних систем
(СУДС) управляє ПКСУДС, приймаючи
команди керування від ПКІМП через ІТМ.
Перетворення (узгодження) сигналів ке-
рування від ПК до підсистем виконує
пристрій узгодження з об’єктом (ПУО). В
СУЗД входять наступні підсистеми:
вентиляції і кондиціювання
(СВК) – моделює роботу системи вентиля-
ції та кондиціювання в кабіні літака;
елементи управління (ЕУ) –
відслідковує стан ЕУ в КП (штурвали, пе-
далі, гальма, ручки управління та ін.);
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
80
ПКСУДC – ПК системи управління,
сигналізації, та допоміжних систем;
ПКПД – ПК приладової дошки;
ПД – приладова дошка;
ЕУ – елементи управління;
ПУ – пульти управління;
СТ – сигнальні табло;
ІУП – інформаційно-управляючі панелі;
ОПК – освітлення пілотажної кабіни;
СВК – система вентиляції і кондиціювання;
СРЗ – система радіозв’язку.
Рис. 2. Структурна схема систем КП які забезпечують ІТ-сервіс
«Підтримка функцій пілотажної кабіни»
пульти управління (ПУ) – відс-
лідковують стани перемикачів та кнопок
на ПУ;
система радіозв’язку (СРЗ) –
моделює роботу радіотехнічних засобів
літака;
сигнальні табло (СТ) – видають
інформацію про аварійні, попереджуваль-
ні сигнали і сигнали повідомлення стану
літака;
інформаційно-управляючі па-
нелі (ІУП) – інформують про стан відпо-
відних систем літака та управляють цими
системами;
освітлення пілотажної кабіни
(ОПК) – виконує функції освітлення КП.
Відповідно до структурної схеми,
будується СРМ ІТ-сервісу «Підтримка
функцій пілотажної кабіни». Для візуалі-
зації структури СРМ доцільно використа-
ти її подання шляхом графічного відо-
браження рівнів моделі в напрямку з вер-
ху в низ, тобто, від назви ІТ-сервісу до
елементів ІТ-інфраструктури, визначаючи
при цьому конфігураційні одиниці і всі
типи зв’язків між рівнями та, при необ-
хідності, на кожному рівні (рис. 3). Таке
подання СРМ дозволить адекватно вико-
нати реалізацію ІТ-сервісу через елементи
ІТ-інфраструктури та ФО.
На рис. 3 показані наступні рівні
СРМ:
І рівень – назва ІТ-сервісу для яко-
го розроблена СРМ;
ІІ рівень – ПЗ, на даному рівні ви-
значається прикладне ПЗ та ОС ІТ-
сервісу;
ІІІ рівень – ОР, визначаються необ-
хідні ОР для забезпечення функціонуван-
ня ІТ-сервісу;
ІV рівень – телекомунікація;
V рівень – обладнання, визнача-
ються конфігураційні одиниці (елементи)
ФО.
Реалізація СРМ ІТ-сервісу «Підт-
римка функцій пілотажної кабіни» – це
процес послідовного перенесення розроб-
леної моделі на програмно-апаратну пла-
тформу (ПЗ, ОР, телекомунікація) та інте-
грація програмно-апаратної платформи з
ФО. При виборі ОР, обладнання ІТМ та
ФО необхідно враховувати вимоги до ІТ-
сервісу подані раніше. ОС має бути вста-
новлена на ОР як операційне середовище і
дозволяти оптимально використовувати
ПЗ користувача наявні ресурси СУДС, ПД
та імітаційних моделей польоту. Прикла-
дне ПЗ СУДС, ПД та імітаційних моделей
польоту, при неможливості використати
стандартне, необхідно розробляти індиві-
дуально для кожної моделі АТ, максима-
льно використовуючи досвід та напрацю-
вання розробників ПЗ для АТ, наприклад
[8–15]. Отримана ієрархічна структура
елементів ІТ-інфраструктури КП АТ зве-
дена в табл. 2.
ІТМ ПКІМП
ПКСУДС
ПКПД
ЕУ
ПУ
СРЗ
СВК
СТ
ІУП
ОПК
ПД
ПУО
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
81
ПЗСУДC – ПЗ системи управління, сигналізації, та допоміжних систем;
ПЗІМП – ПЗ імітаційних моделей польоту;
ПЗПД – ПЗ приладової дошки.
Рис. 3. Сервісно-ресурсна модель ІТ-сервісу «Підтримка функцій пілотажної кабіни»
Таблиця 2. Ієрархічна структура конфігураційних елементів ІТ-сервісу
«Підтримка функцій пілотажної кабіни»
ІТ-сервіс
Рівні
СРМ
Підтримка функцій пілотажної кабіни
ПЗ ПЗСУДС, ПЗІМП, ПЗПД, ОС
ОР ПК, ПрК
Телекомунікація Локальна мережа, мережевий концентратор, сервер
ФО ПД, ЕУ, ПУ, СТ, ІУП, ОПК, СВК, СРЗ
Висновки
В даній роботі виконано побудову
сервісно-ресурсної моделі ІТ-сервісу «Пі-
дтримка функцій пілотажної кабіни» АТ.
Приведено і описано узагальнену оптимі-
зовану для розробки ІТ-інфраструктури
архітектуру сучасного АТ. Запропоновано
визначення основних процесів діяльності
АТ, в яких приймає участь КП, розкла-
дення їх на функціональні можливості з
подальшим призначенням ІТ-сервісів.
Застосування методики побудови
ІТ-інфраструктурно-орієнтованої програ-
мно-апаратної архітектури АТ [2], в якій
АТ розглядається як цілісна система з
ІТ-сервіс
Програмне забезпечення
Обчислювальні ресурси
Обладнання
Телекомунікація
Підтримка функцій
пілотажної кабіни
ПЗІМП ПЗПД
ОС ОС
ПК ПК
ІТМ
ПД
ПЗСУДC
ОС
ПК
ПУ ОПК ІУП СТ СРЗ СВК ЕУ
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
82
відповідною їй ІТ-інфраструктурою, до-
зволяє ефективно використовувати інфо-
рмаційні і телекомунікаційні ресурси сис-
теми, удосконалити інформаційно-
обчислювальні процеси, забезпечити оп-
тимальну взаємодію ідеологічно і техно-
логічно розрізнених підсистем КП АТ,
підвищити надійність всього АТ та відда-
чу від капіталовкладень.
1. Андриевский Ю.А., Воскресенский Ю.Е.,
Доброленский Ю.П. и др. Авиационное
оборудование. Под ред. Ю.П. Доброленс-
кого. – М.: Воениздат, 1989. – 248 c.
2. Колісниченко Р.А. Побудова сервісно-
ресурсної моделі ІТ-сервісів авіаційного
тренажера // Управляющие системы и ма-
шины. – 2014. – № 5. – С. 29–41.
3. David Allerton. Principles of Flight
Simulation // Chichester: Wiley, 2009. –
501 p.
4. Колісниченко Р.А. Апаратно-програмна
архітектура успадкованого авіаційного
тренажера // Інженерія програмного забез-
печення. – 2013. – № 3–4. – С. 7–16.
5. Луцький М.Г., Сидоров М.О., Рябокінь Ю.М.
Підтримка придатності та продовження
експлуатації програмного забезпечення
авіаційної техніки // Проблеми програму-
вання. – 2010. – № 2–3. – С. 229–236.
6. Бойченко А.В. Управление информацион-
ными сервисами: хрестоматия. – М.: МЭ-
СИ, 2008. – 214 с.
7. ITIL Service Strategy, – Norwich, UK: TSO,
2011. – 359, 453 p.
8. Рябокінь Ю.М. Формування повторно ви-
користовуємих рішень при створенні про-
грамного забезпечення пульта інструктора
авіаційного тренажеру методом доменного
аналізу // Науковий журнал «Інженерія
програмного забезпечення». – К.: – 2010. –
№ 2. – С. 46–55.
9. Сидоров Н.А., Недоводеев В.Т., Хоменко
В.А., Сердюк И.П. Реинженерия программ-
ного обеспечения информационно-
моделирующих тренажерных комплексов
// Управляющие системы и машины. – К.: –
2008. – № 4. – С. 68–74.
10. Stefan B., Oliver H., Matthias H. Airbus
Cabin Software // IEEE Software,
January/February 2013, IEEE Computer
Society.
11. Huaxing W., Fengju K., Wei H., Yi L.
Modeling and Simulation of Pilot Behavior
Interfaced with Avionics System // System
Simulation and Scientific Computing. – 2012.
– P. 390–398.
12. Ippolito C.A., Pritchett A.R. Software
architecture for а reconfigurable flight
simulator // AIAA Modeling and Simulation
Technologies Conference. Denver, Colom. –
2000.
13. Shupeng Z., Jingfeng H., Jun J., Junwei H.
DDS Based High Fidelity Flight Simulator //
Information Engineering, ICIE '09. WASE
International Conference. – 2009. – Vol. 1. –
P. 548–551.
14. Design of a flight simulator software
architecture. Göran Ancker, Jan Wallenberg //
School of Mathematics and Systems
Engineering, Växjö University. – 2002. –
91 p.
15. Robert C., Freemon B.W., King K.C.,
William T. DARTS: A Domain Architecture
for Reuse in Training Systems // Proceedings
of the 15th lnterservice Industry Training
Systems and Education Conference. – 1993.
1. Andrievskiy U.A., Voskresenskiy U.E., Do-
brolenskiy U.P. and etc. Avionic equipment.
Edited by U.P. Dobrolenskogo. – M.: Voeniz-
dat, 1989. –248 p.
2. Kolisnichenko R.A. Creation service model
IT-services of aviation trainer // USiM. –
2014. – N 5. – P. 29–41.
3. David Allerton. Principles of Flight
Simulation // Chichester: Wiley, 2009. –
501 p.
4. Kolisnichenko R.A. Hardwarily-programmatic
architecture of the legacy aviation trainer //
Engineering Software. – 2013. – N 3–4. –
P. 7–16.
5. Luckiy M.G., Sidorov M.O., Ryabokin U.M.
Support of usefulness and continuation for
exploitation software aerotechics // Problems
in programming – 2010. – N 2–3. –
P. 229–236.
6. Boychenko A.V. Management by information
services: reading book. – М.: МESI, 2008. –
214 p.
7. ITIL Service Strategy, – Norwich, UK: TSO,
2011. – 359, 453 p.
8. Ryabokin U.M. Forming reusing decisions at
creation software of console for instructor to
the aviation trainer by the method of domain
analysis // Scientific journal «Engineering
Software». – К.: – 2010. – N 2. – P. 46–55.
Прикладні засоби програмування та програмне забезпечення
83
9. Sidorov N.A., Nedovodeev V.T., Homenko
V.A., Serduk I.P. Software reengineering of
the aviation simulator trainer complexes //
USiM. – К.: – 2008. – N 4. – P. 68–74.
10. Stefan B., Oliver H., Matthias H. Airbus
Cabin Software // IEEE Software,
January/February 2013, IEEE Computer
Society.
11. Huaxing W., Fengju K., Wei H., Yi L.
Modeling and Simulation of Pilot Behavior
Interfaced with Avionics System // System
Simulation and Scientific Computing. – 2012.
– P. 390–398.
12. Ippolito C.A., Pritchett A.R. Software
architecture for а reconfigurable flight
simulator // AIAA Modeling and Simulation
Technologies Conference. Denver, Colom. –
2000.
13. Shupeng Z., Jingfeng H., Jun J., Junwei H.
DDS Based High Fidelity Flight Simulator //
Information Engineering, ICIE '09. WASE
International Conference. – 2009. – Vol. 1. –
P. 548–551.
14. Design of a flight simulator software
architecture. Göran Ancker, Jan Wallenberg //
School of Mathematics and Systems
Engineering, Växjö University. – 2002. –
91 p.
15. Robert C., Freemon B.W., King K.C.,
William T. DARTS: A Domain Architecture
for Reuse in Training Systems // Proceedings
of the 15th lnterservice Industry Training
Systems and Education Conference. – 1993.
Одержано 25.05.2015
Про автора:
Колісниченко Руслан Анатолійович,
аспірант Національного
авіаційного університету.
Кількість наукових публікацій в
українських виданнях – 2.
ORCID orcid.org/0000-0002-1665-5429.
Місце роботи автора:
Уманська філія Європейського
університету,
м. Умань, вул. Шевченка, 15-а.
Тел.: 068 392 2491.
E-mail: kolisnichenko_r@mail.ru
http://orcid.org/0000-0002-1665-5429
|