Автоматизированная система поддержки принятия решений в аварийных ситуациях
Любая человеческая деятельность на технических средствах подвержена риску возникновения неисправностей и/или отказа оборудования, что приводит к нештатной ситуации. Для такой сложной и дорогостоящей сферы деятельности, как космические полёты, актуальность купирования и минимизации потерь от возникновения нештатных ситуаций имеет особое значение.
Нештатная ситуация (незапланированная и нежелательная) - это ситуация определяется как совокупность обстоятельств, обусловленных действием возмущающих факторов, и представляющая угрозу выполнению задач полета, жизнеспособности космического аппарата или безопасности экипажа.
В зависимости от реальной возможности выхода из нештатной ситуации они подразделяются на два вида:
ликвидируемые или расчетные;
нерасчетные, выход из которых невозможен или осуществляется с низкой вероятностью.
Нештатные ситуации в зависимости от тяжести последствий, к которым они могут привести, принято разделять на катастрофические, критические и некритические. Катастрофические и критические НС объединяют в категорию аварийных ситуаций.
Для минимизации ущерба от возникновения подобных ситуаций необходимо прогнозировать их возникновение и развитие во времени.
Обнаружение, парирование нештатных и аварийных ситуаций, а также ликвидация их последствий является одной из самых важных задач организации управления космическими полетами. Наиболее важной задачей является прекращение развития НС, исключающее ее переход в критическую фазу, т.е. в состояние, которое приводит к негативным последствиям, в частности, к необратимым нарушениям функционирования КА, нарушению безопасности экипажа, срыву программы полета. Основные задачи по ликвидации нештатной ситуации возлагаются на экипаж (соответственно МКС или пилотируемого транспортного корабля) и оперативную смену ГОГУ.
имитация пожара на борту виртуальной МКС
На фото - схема МКС, которая используется при работе АСППР АС при парировании разгерметизации МКС
имитация пожара на борту виртуальной МКС
На фото - имитация аварийной ситуации «пожар» на борту виртуальной МКС
По степени подготовленности ГОГУ, экипажа и бортовой автоматики космического аппарата к управлению полетом при возникновении нештатных ситуаций из них выделяются рассмотренные. Они отражаются в наземной и бортовой документации с указанием рекомендуемых действий по их устранению. Предусматриваются специальные средства программного обеспечения ЦУП и бортового комплекса автоматического управления.
Для информационной поддержки процесса обнаружения и ликвидации нештатных ситуаций в ООО «ЦТиПП» разработана и внедрена в ЦУП в 2012 году первая очередь автоматизированной системы поддержки принятия решений в аварийных ситуациях (АСППР АС).
Рассматривая процесс обнаружения и ликвидации нештатной ситуации как своеобразный технологический процесс, следует выделить следующие его основные этапы:
1. Обнаружение аномалии в поведении объекта управления.
2. Выявление факта возникновения нештатной ситуации.
3. Идентификация нештатной ситуации, возникшей в ходе полета.
4. Подготовка и принятие решения и плана действий.
5. Реализация принятых решений.
6. Уточнение плана и программы продолжения полета.
7. Устранение причин НС и ликвидация её негативных последствий.
8. Выполнение профилактических мероприятий для снижения вероятности повторного возникновения ликвидированной НС.
Задачей системы информационной поддержки является автоматизация процесса формирования, хранения, обработки и отображения информации на всех этапах процесса обнаружения и ликвидации возникающих нештатных ситуаций.
Автоматизация указанных процессов обеспечивает:
максимальное сокращение времени выявления причин и характера возникших отклонений и соотнесения их рекомендованному порядку действий;
возможно более полный учет, анализ и оперативное представление специалистам и экипажу всей необходимой заранее подготовленной информации, а также получаемой из имеющихся источников информации о НС (ТМИ, параметры движения, данные, извлекаемые из телевизионной информации и т.п.);
слаженное взаимодействие всех участвующих в ликвидации НС, обеспечение одинакового видения ими ситуации и принимаемых решений.
Для того, чтобы обеспечить решение указанных задач, в составе системы информационной поддержки созданы компоненты, которые повышают эффективность реализации всех основных фаз процесса обнаружения, парирования НС и ликвидации ее последствий.
В информационной системе по каждой из рассмотренных нештатных ситуаций размещено описание, включающее:
форму проявления НС с пояснением физического смысла происходящих при этом явлений;
состав параметров, характеризующих данную НС и их значения в случае возникновения НС;
возможные причины возникновения и методику определения причины (алгоритм установления; тесты, выполняемые на борту и на наземных аналогах КА);
вероятная динамика развития данной НС;
расчетные значения основных временных параметров;
методика определения располагаемого времени от момента завершения идентификации до момента наступления критической фазы;
программа действий по ликвидации НС;
программа действий по обеспечению безопасности экипажа и сохранению КА (если не успеваем ликвидировать НС до достижения ее критической фазы);
ресурсы, необходимые для выхода из НС (электрическая энергия, топливо);
рекомендации по уточнению дальнейшего плана полета.
Внедрённая на первом этапе АСППР АС охватывает три типа НС: разгерметизацию МКС, возникновение пожара и выброс токсических веществ.
Автоматизированная система поддержки принятия решений в аварийных ситуациях