За счет чего достигается помехоустойчивость авиадиспетчеров
Способы повышения помехоустойчивости информационных систем
В настоящее время известно большое число способов повышения помехоустойчивости систем.
Простым и часто применяемым способом повышения помехоустойчивости передачи является увеличение отношения сигнал/помеха за счет увеличения мощности передатчика. Однако этот метод, несмотря на свою простоту может оказаться экономически невыгодным, так как связан с существенным ростом сложности и стоймости оборудования. Помимо того, увеличение мощности передачи сопровождается усилением мешающего действия данного канала на другие.
Важным способом повышения помехоустойчивости передачи непрерывных сигналов является рациональный выбор вида модуляции сигналов. Применяя виды модуляции, обеспечивающие значительное расширение полосы частот сигнала, можно добиться существенного повышения помехоустойчивости передачи.
Радикальным способом повышения помехоустойчивости передачи дискретных сигналов является использование специальных помехоустойчивых кодов. Такие коды позволяют обнаруживать и устранять искажения в кодовых комбинациях за счет введения в код дополнительных, избыточных символов. Кодирование сопровождается увеличением времени передачи или частоты передачи символов кода. Это приводит к расширению спектра сигнала.
Ниже рассматриваются основные положения теории помехоустойчивого кодирования.
Разновидности помехоустойчивых кодов.Высокие требования к достоверности передачи, обработки и хранения информации в современных телекоммуникационных системах диктуют необходимость такого кодирования информации, которое обеспечивало бы возможность обнаружения и исправления ошибки.
Кодирование должно осуществляться так, чтобы сигнал, соответствующий принятой последовательности символов, после воздействия на него предполагаемой в канале помехи оставался ближе к сигналу, соответствующему конкретной переданной последовательности символов, чем к сигналам, соответствующим другим возможным последовательностям. (Степень близости обычно определяется по числу разрядов, в которых последовательности отличаются друг от друга.)
Это достигается ценой введения при кодировании избыточности, которая позволяет так выбрать передаваемые последовательности символов, чтобы они удовлетворяли дополнительным условиям, проверка которых на приемной стороне дает возможность обнаружить и исправить ошибки.
Коды, обладающие таким свойством, называют помехоустойчивыми. Они используются как для исправления ошибок (корректирующие коды), так и для их обнаружения.
У подавляющего большинства существующих в настоящее время помехоустойчивых кодов указанные условия являются следствием их алгебраической структуры. В связи с этим их называют алгебраическими кодами. (В отличие, например, от кодов Вагнера, корректирующее действие которых базируется на оценке вероятности искажения каждого символа.)
Алгебраические коды можно подразделить на два больших класса: блоковые и непрерывные.
В случае блоковых кодов процедура кодирования заключается в сопоставлении каждой букве сообщения (или последовательности из k символов, соответствующей этой букве) блока из п символов. В операциях по преобразованию принимают участие только указанные k символов, и выходная последовательность не зависит от других символов в передаваемом сообщении.
Блоковый код называют равномерным, если п остается постоянным для всех букв сообщения.
Различают разделимые и неразделимые блоковые коды. При кодировании разделимыми кодами выходные последовательности состоят из символов, роль которых может быть отчетливо разграничена. Это информационные символы, совпадающие с символами последовательности, поступающей на вход кодера канала, и избыточные (проверочные) символы, вводимые в исходную последовательность кодером канала и служащие для обнаружения и исправления ошибок.
При кодировании неразделимыми кодами разделить символы выходной последовательности на информационные и проверочные невозможно.
Непрерывными (древовидными) называют такие коды, в которых введение избыточных символов в кодируемую последовательность информационных символов осуществляется непрерывно, без разделения ее на независимые блоки. Непрерывные коды также могут быть разделимыми и неразделимыми.
Наиболее простыми в отношении технической реализации кодами этого класса являются сверточные (рекуррентные) коды.
Принципы помехоустойчивого кодирования блоками конечной длины.Пусть некоторая последовательность элементарных символов, содержащая п разрядов, представляет кодовое слово. Если в любом из разрядов кодового слова возможное число различных элементарных символов составляет т, можно построить код, состоящий из т п слов. В том случае, когда все возможные кодовые слова используются для передачи сообщений от источника, код называется простым (примитивным) или кодом без избыточности. Такой код использовать для кодирования в канале с помехами нецелесообразно. Для придания коду корректирующих свойств в него необходимо ввести избыточность, т.е. использовать для передачи сообщений лишь часть М из числа т п кодовых слов. Количественно избыточность кода по аналогии с величиной избыточности источника сообщений может быть определена как χ = 1 — log M/(n log m); при этом величину 1 — х = log M/(n log m) = R называют относительной скоростью кода. Число т в теории кодирования называют основанием кода. Простейшими и в то же время наиболее широко используемыми на практике являются двоичные коды, у которых т = 2.
Расстояние Хемминга между кодовыми блоками позволяет ввести еще один важный параметр в теории кодирования:
Определение.Наименьшее из расстояний Хемминга между любыми парами используемых кодовых слов называется кодовым расстоянием для кода К и обозначается через d(K).
Рассмотрим принципы помехоустойчивого кодирования на основе блочных равномерных кодов, полагая, что в системе связи принятие решения о переданном сообщении осуществляется по результатам распознавания каждого кодового слова из переданной последовательности. При использовании кода без избыточности (примитивного кода, для которого d(K) = 1) появление ошибки в любом из принятых слов останется незамеченным, поскольку трансформация символа хотя бы в одном разряде приводит к используемому кодовому слову. Возможность фиксации ошибки в кодовом слове появляется только в том случае, когда в процессе кодирования вводится определенная избыточность. Как уже отмечалось, в этом случае из возможного N = m n числа кодовых блоков для передачи сообщений от источника используются лишь часть М k,то при использовании кодирования энергия, приходящаяся на символ, уменьшается. Это приводит к тому, что в системе с избыточным кодированием вероятность ошибки на символ оказывается выше, чем в системе без кодирования. Если код обладает высокой корректирующей способностью, то благодаря наличию избыточных символов эти потери «отыгрываются» и обеспечивается дополнительный выигрыш, который принято называть энергетическим выигрышем кодирования (ЭВК). ЭВК является количественной мерой эффективности кодирования. Его значения оценивают, сопоставляя энергетические затраты на передачу одного бита при фиксированных вероятностях ошибочного приема либо символа, либо бита сообщения в системах с кодированием и без кодирования.
1. Какие критерии применяются для оценки помехоустойчивости систем передачи информации с непрерывными сигналами?
2. Какие критерии применяются для оценки помехоустойчивости систем передачи информации с дискретными сигналами?
3. Перечислите известные способы повышения помехоустойчивости передачи.
4. Какие коды называют помехоустойчивыми?
5. За счет чего помехоустойчивый код получает способность обнаруживать и исправлять ошибки?
6. Что подразумевают под кратностью ошибки?
7. Как определяется минимальное кодовое расстояние?
8. Запишите соотношения, связывающие минимальное кодовое расстояние с числом обнаруживаемых и исправляемых ошибок.
9. Назовите основные показатели качества корректирующего кода.
Методы повышения помехоустойчивости
В основах всех способов повышения помехоустойчивости информационных систем лежит использование определенных различий между полезным сигналом и помехой. Поэтому для борьбы с помехами необходимы априорные сведения о свойствах помехи и сигнала.
В настоящее время известно большое число способов повышения помехоустойчивости систем. Эти способы удобно разбить на две группы.
I группа – основана на выборе метода передачи сообщений.
II группа – связана с построением помехоустойчивых приемников.
Простым и применяемым способом повышения помехоустойчивости является увеличение отношения сигнал/помеха за счет увеличения мощности передатчика. Но этот метод может оказаться экономически не выгодным, так как связан с существенным ростом сложности и стоимости оборудования. Кроме того, увеличение мощности передачи сопровождается усилением мешающего действия данного канала на другие.
Важным способом повышения помехоустойчивости передачи непрерывных сигналов является рациональный выбор вида модуляции сигналов. Применяя виды модуляции, обеспечивающие значительное расширение полосы частот сигнала, можно добиться существенного повышения помехоустойчивости передачи.
Радикальным способом повышения помехоустойчивости передачи дискретных сигналов является использование специальных помехоустойчивых кодов. При этом имеется два пути повышения помехоустойчивости кодов:
1. Выбор таких способов передачи, которые обеспечивают меньшую вероятность искажения кода;
2. Увеличение корректирующих свойств кодовых комбинаций. Этот путь связан с использованием кодов, позволяющих обнаруживать и устранять искажения в кодовых комбинациях. Такой способ кодирования связан с введением в код дополнительных, избыточных символов, что сопровождается увеличением времени передачи или частоты передачи символов кода.
Повышение помехоустойчивости передачи может быть также достигнуто путем повторной передачи одного и того же сообщения. На приемной стороне сравниваются полученные сообщения и в качестве истинных принимаются те, которые имеют наибольшее число совпадений. Чтобы исключить неопределенность при обработке принятой информации и обеспечить отбор по критерию большинства, сообщение должно повторяться не менее трёх раз. Этот способ повышения помехоустойчивости связан с увеличением времени передачи.
Системы с повторением передачи дискретной информации делятся на системы с групповым суммированием, у которых сравнение производится по кодовым комбинациям, и на системы с посимвольным суммированием, у которых сравнение осуществляется по символам кодовых комбинаций. Посимвольная проверка является более эффективной, чем групповая.
Разновидность систем, у которых повышение помехоустойчивости достигается за счет увеличения времени передачи, являются системы с обратной связью. При наличии искажений в передаваемых сообщениях информация, поступающая по обратному каналу, обеспечивает повторение передачи. Наличие обратного канала приводит к усложнению системы. Однако в отличие от систем с повторением передачи в системах с обратной связью повторение передачи будет иметь место лишь в случае обнаружения искажений в передаваемом сигнале, т.е. избыточность в целом оказывается меньшей.
Помехоустойчивый прием состоит в использовании избыточности, а также априорных сведений о сигналах и помехах для решения оптимальным способом задачи приема: обнаружения сигнала, различия сигналов или восстановления сообщений. В настоящее время для синтеза оптимальных приемников широко используется аппарат теории статистических решений.
Ошибки приемника уменьшаются с увеличением отношения сигнал/помеха на входе приемника. В связи с этим часто производят предварительную обработку принятого сигнала с целью увеличения отношений полезной составляющей к помехе. К таким методам предварительной обработки сигналов относится метод ШОУ (сочетание широкополосного усилителя, ограничителя и узкополосного усилителя), селекция сигналов по длительности, метод компенсации помехи, метод фильтрации, корреляционный метод, метод накопления и др.
Рассмотрим простые практические способы построения кодов, способных обнаруживать и исправлять ошибки. Ограничимся рассмотрением двоичных каналов и равномерных кодов.
Метод контроля четности. Это простой способ обнаружения некоторых из возможных ошибок. Будем использовать в качестве разрешенных половину возможных кодовых комбинаций, а именно те из них, которые имеют четное число единиц (или нулей). Однократная ошибка при передаче через канал неизбежно приведет к нарушению четности, что и будет обнаружено на выходе канала. Очевидно, что трехкратные, пятикратные и вообще ошибки нечетной кратности ведут к нарушению четности и обнаруживаются этим методом, в то время как двукратные, четырехкратные и вообще ошибки четной кратности – нет.
Практическая техника кодирования методом контроля четности следующая. Из последовательности символов, подлежащих передаче через канал, выбирается очередной блок из k-1символов, называемых информационными, и к нему добавляется k-й символ, называемый контрольным. Значение контрольного символа выбирается так, чтобы обеспечить четность получаемого кодового слова, т.е. чтобы сделать его разрешенным.
Метод контроля четности представляет значительную ценность и широко применяется в тех случаях, в которых вероятность появления более одной ошибки пренебрежимо мала (во многих случаях, если наверняка знать, что кодовое слово принято с ошибкой, имеется возможность запросить повторную передачу). В то же время избыточность кода увеличивается минимально и незначительно при больших k(в k/( k-1)раз).
Метод контрольных сумм. Рассмотренный выше метод контроля четности может быть применен многократно для различных комбинаций разрядов передаваемых кодовых слов – и это позволит не только обнаруживать, но и исправлять определенные ошибки.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение помехоустойчивости.
2. Что понимают под эффективностью системы?
3. Перечислите методы повышения помехоустйчивости.
4. Расскажите о методе контроля четности.
5. Что собой представляет метод контрольных сумм?
Влияние качества радиообмена диспетчера управления воздушным движением с экипажем воздушного судна на безопасность полетов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.13, кандидат технических наук Высоцкий, Владимир Зиновьевич
Оглавление диссертации кандидат технических наук Высоцкий, Владимир Зиновьевич
1.1.2.Взаимосвязь показателей первой и второй групп, характеризующих качество речевого радиообмена.
1.2.Показатели уровня безопасности полетов, определяемые качеством функционирования системы УВД.
1.3.Оценка влияния качества функционирования речевого канала радиообмена на показатели безопасности полетов.
1.4.Влияние качества речевого сообщения на показатели безопасности полетов.
1.5.Проблемы речевого радиообмена ВС с диспетчерами УВД.
2.2.Радиообмен как причина возникновения авиационных инцидентов и несчастных случаев.
2.3.Особенности, связанные с использованием английского языка при радиообмене.
2.4.0собенности обучения английскому авиационному языку операторов радиообмена.
2.5.Выводы ко второму разделу.
3.Перспективы осуществления речевого радиообмена в цифровой форме.
3.1.Концепция ИКАО СЫБ/АТМ о перспективах речевого радиообмена в цифровой форме.
3.3.Методы снижения шумов дискретизации в цифровых каналах речевого радиообмена.
3.4.Методы снижения шумов квантования в цифровых каналах речевого радиообмена.
3.5.Влияние помех в канале передачи цифровой информации на показатели работы квантователя.
3.6.Выводы к третьему разделу.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Навигация и управление воздушным движением», 05.22.13 шифр ВАК
Коммуникативные особенности англоязычного дискурса радиообмена гражданской авиации: с участием пилота международных авиалиний 2013 год, кандидат филологических наук Щетинина, Надежда Александровна
Разработка методов повышения уровня безопасности полётов воздушных судов путем улучшения качества функционирования систем информационного обеспечения УВД 2008 год, кандидат технических наук Униченко, Егор Григорьевич
Обучение курсантов авиационных вузов пониманию на слух радиотелефонной фразеологии 2007 год, кандидат педагогических наук Бондарева, Лилия Васильевна
Разработка методов повышения качества функционирования авиационных радиоканалов информационного обеспечения УВД 1997 год, Ходаковская, Тамара Аркадьевна
Англо-русские соответствия в языковой структуре радиообмена в режиме общения пилот-авиадиспетчер 2004 год, кандидат филологических наук Мальковская, Татьяна Александровна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние качества радиообмена диспетчера управления воздушным движением с экипажем воздушного судна на безопасность полетов»
Современные тенденции развития мировой гражданской авиации предполагает необходимость постоянного совершенствования системы управления воздушным движением (УВД) с целью увеличения пропускной способности элементов УВД при безусловном выполнении требований к уровню безопасности полетов.
Основным фактором, ограничивающим пропускную способность систем УВД, являются возможности диспетчера УВД, осуществляющего постоянный речевой радиообмен с экипажем воздушного судна (ВС) на всех этапах полета. Согласно документам ИКАО диспетчер УВД в обозримом будущем останется центральным звеном системы УВД, а речевой радиообмен между диспетчером УВД и экипажем ВС будет оставаться основным методом общения служб УВД с ВС. В этих условиях качество функционирования и надежность каналов авиационной командной связи, по которым передается речевая информация, достоверность и своевременность доведения которой до экипажей ВС и диспетчеров УВД в наибольшей степени влияет на достигаемый уровень безопасности полетов.
В этой связи проблема повышения качества речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем ВС существует постоянно, а поэтому является актуальной. Имеется достаточное количество всевозможной научно-технической литературы, посвященной указанной проблеме, тем не менее, остается еще много нерешенных задач в рамках самой проблемы. Это связано, прежде всего, с очень многими субъективными факторами, определяющими речевой радиообмен, которые с большим трудом подчиняются формализованному описанию и опираются, в основном, на экспериментальные и модельные исследования, которые также носят субъективный характер.
В исключительном большинстве работ, связанных с повышением качества речевого радиообмена, обычно рассматривается качество работы канала передачи информации, т.е. воздействие помех на полезный сигнал, состояние аппаратуры приема и передачи сообщений и т.д. Во всех этих ситуациях само речевое сообщение принимается как исходная данность, т.е. оно рассматривается как идеальное. В то же время формирование речевого сообщения есть очень субъективный процесс, зависящий от многих субъективных качеств человека (особенности речи, темп речи, физиологическое состояние и т.п.). Естественно, трудно предположить, что все работники гражданской авиации (ГА), принимающие участие в процессе УВД, говорят как дикторы Центрального телевидения. Отсюда следует, что необходимо уделять внимание самому процессу формирования речевого сообщения, рассматривая это сообщение как некий случайный процесс, а совсем не как некоторое идеальное построение.
Особо отметим, что возможный в будущем переход к передаче речевых сообщений в цифровой форме нисколько не упрощает поставленную задачу, а, возможно, и усложняет ее, т.к. дополнительно возникают искажения речевого сообщения из-за выполнения процедур квантования и дискретизации речи.
Сказанное выше позволяет сформулировать важную научную задачу проведения анализа влияния качества речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем ВС на безопасность полетов с разработкой рекомендаций по повышению качества функционирования речевого радиоканала.
Целью диссертационной работы является повышение качества речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем воздушного судна для обеспечения требуемого уровня безопасности полетов.
Поставленная цель достигается решением следующих основных задач:
• разработка методов оценки уровня безопасности полетов как функции качества речевого взаимодействия диспетчера УВД с экипажем ВС;
• анализ факторов, влияющих на качество речевого радиообмена;
• анализ фразеологических и лингвистических особенностей речевого радиообмена;
• анализ особенностей цифровой передачи речевых сообщений в системах УВД.
На защиту выносится совокупность научных положений и результатов, содержащих решение задачи повышения качества речевого радиообмена диспетчера УВД с экипажем ВС, а именно:
• методы оценки уровня безопасности полетов как функции качества речевого радиообмена в системах УВД;
• методы выявления факторов, влияющих на качество речевого радиообмена;
• методы анализа особенностей формирования речевого сообщения;
• методы учета влияния цифрового преобразования речевых сообщений в системах УВД на качество радиообмена.
-сформулированы факторы, влияющие на качество речевого радиообмена, и предложены методы для повышения этого качества;
-определены особенности формирования речевого сообщения и предложены меры по повышению качества формирования радиосообщения;
-предложены методы повышения качества цифровой передачи речевых сообщений в системах УВД.
Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты позволяют:
-количественно оценивать уровень безопасности полетов в зависимости от качества радиообмена;
-оценивать степень влияния различных факторов на качество радиообмена;
-использовать предложенные рекомендации по формированию речевого сообщения для повышения качества радиообмена;
-применять наиболее эффективные методы формирования цифровой передачи речевых сообщений в системах УВД.
Апробация результатов работы.
Результаты работы докладывались на Международной НТК «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества», на межкафедральных семинарах МГТУГА (2005-2006г.г.).
Внедрение результатов работы.
Результаты работы внедрены в ГосНИИ «Аэронавигация», НИР, проводимых в МГТУГА в 2005-20Обг.г., и в учебный процесс в МГТУГА.
По материалам диссертации опубликовано 8 работ автора.
Структура и объем диссертации.
Работа состоит из Введения, трех разделов. Заключения и списка цитируемой литературы, насчитывающей 78 наименований.
Общий объем диссертации составляет 138 стр., включает 19 рисунков и 3 таблицы.
Похожие диссертационные работы по специальности «Навигация и управление воздушным движением», 05.22.13 шифр ВАК
Методы определения потребности в связных ресурсах и их перераспределения при управлении воздушным движением переменной интенсивности 2011 год, кандидат технических наук Спирин, Алексей Сергеевич
Оценка эффективности работы члена экипажа воздушного судна на основе контент-анализа речевой деятельности 1998 год, кандидат технических наук Ленгаров, Юрий Олегович
Дидактические условия интенсификации процесса обучения авиадиспетчеров профессионально-ориентированному английскому языку 2001 год, кандидат педагогических наук Асташова, Галина Владимировна
Повышение эффективности телекоммуникационного обеспечения полетов в условиях априорной неопределенности электромагнитной обстановки для решения задач управления воздушным движением 2003 год, кандидат технических наук Платонов, Иван Даниилович
Заключение диссертации по теме «Навигация и управление воздушным движением», Высоцкий, Владимир Зиновьевич
З.б.Выводы к третьему разделу
В третьем разделе были получены следующие основные результаты:
2.Проанализированы особенности цифровой передачи речевого радиосигнала в системах авиационной воздушной связи.
3.Рсаамотрены методы уменьшения шумов дискретизации в цифровых каналах речевого радиообмена.
4.Проанализированы методы уменьшения шумов квантования в цифровых каналах речевого радиообмена.
5.Проведена оценка влияния помех в канале передачи цифровой информации на показатели работы квантователя.
Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы.
2.Спутниковая речевая связь будет ограничиваться теми регионами, где отсутствует единое радиополе диапазона ОВЧ, при этом она может использоваться для передачи не рутинных и чрезвычайных сообщений.
3.При оценке разборчивости речевого сообщения необходимо в цифровом канале передачи информации дополнительно учитывать,кроме факторов, присущих аналоговому радиоканалу, шумы дискретизации и шумы квантования.
4.При оценке влияния шумов квантования необходимо учитывать дополнительные шумы перегрузки, а при оценке влияния шумов дискретизации — шумы от смежных сигналов.
5.Шумы перегрузки можно уменьшить путем введения процедуры неравномерного квантования и обеспечить требования по защищенности от шумов, используя не более 256 уровней квантования, т.е. 8 разрядов квантования.
6.Для снижения уровня динамической составляющей шумов до требуемых значений целесообразно использовать в дискретизаторе фильтр Беттерворта 3-го порядка.
7.При увеличении динамического диапазона входных сигналов квантователя с целью уменьшения шумов квантования следует увеличивать показатель компрессии (в пределах не более 250), учитывая, что при изменении отношения С/ / 8и в пределах от 1 до 100 значение max вх qKe остается практически постоянным.
8.При наличии сбоев в передаче двоичных информационных символов, чтобы обеспечить требуемую вероятность ошибки квантователь должен иметь не менее 8 разрядов квантования, что совпадает с выводом, сформулированным в п.5.
Целью настоящей работы являлось повышение качества речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем воздушного судна для обеспечения требуемого уровня безопасности полетов. Для достижения поставленной цели последовательно решался ряд научных задач, а именно: связанных с нахождением функциональных зависимостей между показателями безопасности полетов и показателями качества речевого радиообмена между экипажем ВС и диспетчером УВД; связанных с анализом особенностей технологий речевого радиообмена с целью учета этих особенностей для повышения качества радиообмена; связанных с анализом перспектив осуществления речевого радиообмена в цифровой форме.
В первом разделе были рассмотрены особенности авиационной воздушной связи с точки зрения организации речевого радиообмена и было показано, что качество функционирования каналов речевого радиообмена определяется состояние каналообразущей аппаратуры, состоянием канала передачи радиосообщения и, что немаловажно, качеством самого радиосообщения. При этом было показано, что задача повышения качества речевого радиообмена должна решаться комплексно, т.е. с учетом ненадежности аппаратуры, с учетом неидеальности работы канала передачи информации и с учетом неидеальности самого речевого сообщения.
В качестве показателей безопасности полетов, определяемых работой системы УВД, было предложено выбрать 2 показателя: вероятность опасного сближения, напрямую связанную с вероятностью столкновений ВС между собой и с вероятностью столкновений ВС с Землей, что определено нормативами ИКАО, а также коэффициент загрузки диспетчера УВД. Взаимосвязь этих показателей с качеством речевого радиообмена достаточно очевидна интуитивно, однако требует аналитического обоснования. Для такого аналитического обоснования в работе было предложено качество работы канала речевого радиообмена определять интегральной характеристикой в виде вероятностей переспросов или в виде коэффициента оперативной готовности, функционально связанных между собой. Соответствующие аналитические зависимости были получены. Они позволяют при известной длительности сеанса связи и наличии ограничений на значения одного из показателей надежности оборудования предъявить требования к другим показателям.
Показано, что при общей загрузке диспетчера УВД равной ^3=0,55, загрузка диспетчера по радиообмену составляет К3рр = 0,33.
При этом зависимость суммарного времени речевого радиообмена от интенсивности воздушного движения может быть аппроксимирована линейной функцией, с соответствующим коэффициентом пропорциональности, определяемым конкретной зоной ответственности службы УВД.
Получены аналитические зависимости, связывающие нормативные значения опасного сближения ВС с интенсивностью воздушного движения. При этом показано, что коэффициент загрузки диспетчера при заданных значениях вероятности переспросов линейно зависит от интенсивности радиообменов. Изучение вопросов, связанных с разборчивость речи при радиообмене, показало, что существует определенное пороговое значение отношения сигнал/шум +помеха, выше которого разборчивостью речи практически не улучшается, и, в частности, для слоговой разборчивости этот порог составляет 45 дБ.
Были рассмотрены причины неправильного восприятия речевой информации, поступающей по радиоканалу и проанализированы различные аспекты переговоров между экипажем ВС и диспетчером УВД с точки зрения выявления проблем и недостатков существующего речевого радиообмена. Удалось выявить, что при формировании радиосообщения, особенно при возникновении особых случаев в полете, могут возникать ошибки, связанные с особенностями построения самого радиосообщения. Это приводит к тому, что возникает вероятность неправильного восприятия речевой информации и соответственно возникает вероятность потери времени из-за переспросов и необходимости подтверждений переданной информации.
Определены три отличительные роли языка при возникновении инцидентов:
-при использовании фразеологических оборотов (терминология);
-при использовании упрощенного (простого) языка;
-при использовании двух и более языков в одной и той же среде.
Снижение качества радиообмена может быть связано с возникновением стрессов у диспетчера УВД, что должно быть учтено при оценке коэффициента загрузки диспетчера.
Отмечено, что применение требований ИКАО по владению английским языком не может в полном объеме устранить все источники ошибочного понимания во время радиопереговоров, поэтому основной задачей следует считать ту, что участники радиообмена должны владеть языком переговоров на уровне, достаточном для достижения уверенного понимания.
Обращено внимание, что радиотелефонный английский язык включает в себя, но не ограничивается этим, фразеологию ИКАО и может в отдельных случаях включать в себя «общий» английский язык, т.к. фразеология ИКАО не может ( в принципе) предусмотреть все возможные ситуации, возникающие в полете.
Анализ материалов ИКАО по реализации концепции СИБ/АТМ показывает, что речевой радиообмен по аналоговым линиям связи будет сохраняться еще достаточно длительное время, в то же время будет происходить наращивание объемов передачи речевой информации по цифровым радиолиниям. При этом спутниковая речевая связь будет ограничиваться теми регионами, где отсутствует единое радиополе диапазона ОВЧ, при этом она может использоваться для передачи не рутинных и чрезвычайных сообщений.
В то же время передача речевых сообщений по цифровому радиоканалу вызывает дополнительные проблемы, связанные с возникновением шумов дискретизации и квантования. В работе показано, что шумы квантования могут быть уменьшены путем процедуры неравномерного квантования с использованием 8-ми разрядов квантования.
Для снижения уровня динамической составляющей шумов дискретизации до требуемых значений целесообразно использовать в дискретизаторе фильтр Беттерворта 3-го порядка, при этом также целесообразно использовать квантователь на 8 разрядов.
Таким образом, предлагаемые в работе методы и средства позволяют достичь сформулированную цель и обеспечить повышение качества речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем ВС как в аналоговом, так и в цифровом радиоканалах для поддержания необходимого уровня безопасности полетов.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Высоцкий, Владимир Зиновьевич, 2006 год
1. Наставление по связи в ГА РФ. НСГА-99.-М.: Воздушный транспорт, 1999г.
3. Анисимов В.А. и др. Авиационная радиосвязь. М.: Транспорт, 1980г.
4. Крыжановский Г.А., Черняков М.В. Оптимизация авиационных систем передачи информации-М.: Транспорт, 1986г.
5. Дарымов Ю.П. и др. Автоматизация процессов УВД. М.: Транспорт, 1981г.
7. Унгурян С.Г. и др. Анализ и моделирование систем УВД. М.: Транспорт, 1980г.
8. Дарымов Ю.П. и др. Диспетчер УВД: автоматизация речевого взаимодействия.-М.: Транспорт, 1985г.
9. Исследование и экспериментальное обоснование нормативов загруженности диспетчеров и пропускной способности секторов УВД. Отчёт по НИР. Науч. руководитель В.И. Мокшанов- М.: НЭЦАУВД, 1981г.
10. Методика определения минимумов эшелонирования, применяемых при разделении параллельных линий пути в структурах маршрутов воздушного движения. Циркуляр ИКАО 120-189/2 Монреаль, ИКАО, 1976г.
11. ГОСТ 16600-72 Передачи речи по трактам радиотелефонной связи: требования к разборчивости речи и методы артикуляционных измерений. М.: Изд. стандартов, 1972г.
12. Немировский М.С. Помехоустойчивость радиосвязи- М.: Энергия, 1966г.
13. З.Виноградов Е.М. и др. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств.-М.: Судостроение, 1986г.
14. Быков Ю.С. Теория разборчивости речи и повышения эффективности радиотелефонной связи.- М.: Госэнергоиздат, 1959г.
16. Подел Р. Исследование относительной загрузки канала связи » Земля-борт-Земля» в УВД. М.: ВИНИТИ, пер. П50401, 1967г.
17. Кизько В.Р. и др. Исследование канала радиосвязи » воздух-воздух» на воздушных трассах УВД. В кн. Воздушная навигация и УВД. Труды ОЛАГА, 1976г.
18. Криницин В.В. и др. Влияние автоматизации процессов УВД на характеристики радиообмена «Земля-борт-Земля»- В кн.: Вопросы повышения эффективности методов и средств навигации и УВД. Межвуз. сб. науч. трудов Л.: ОЛАГА, 1982г.
19. Анодина Т.Г. Метод оценки сложности УВД и загрузки диспетчера- В кн. УВД. Материалы 2-ой Всесоюзной конференции по УВД —М.: Транспорт, 1983г.
20. Авиационная радиосвязь. Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации. Том 1 — Монреаль, ИКАО 1972г.
22. Демидов Ю.М. Методология оценки пропускной способности зоны УВД при воздействии непреднамеренных помех. М.: НЭЦ АУВД, 1987г.
23. Надточий В.И. и др. Влияние точности соблюдения интервалов безопасности на пропускную способность трасс- В кн.: Вопросы повышения эффективности методов навигации и УВД. Сб. науч. трудов,-Л. :ОЛАГА, 1982г.
24. Владимиров В.Н. и др. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и систем М.: Радио и связь, 1985г.
27. Давыдов П.С. и др. Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования. Справочник. М.: Транспорт, 1990г.
28. Давыдов П.С. Техническая диагностика радиоэлектронных устройств и систем. М.: Радио и связь, 1988г.
29. Концепция и системы С№/АТМ в ГА. Под ред. Г.А. Крыжановского М.: ИКЦ » Академкнига», 2003г.
30. Кузьмин Б.И. Концепция ИКАО СЫЗ/АТМ. М.-СПб: ОАО «НИИЭИР», 1999г.
31. Кузьмин Б.И. Международная авиационная телекоммуникационная сеть АТК
СПб.: ООО «Агентство «РДК-принт», 2000г.
32. Кузьмин Б.И. Авиационная электросвязь в условиях реализации Концепции ИКАО CNS/ATM в Российской Федерации. СПб.: «Агентство ВиТ-принт», 2003г.
33. Кузнецов A.A. и др. Эксплуатация средств УВД- М.: Транспорт, 1983г.
34. Гаранин М.В. и др. Системы и сети передачи информации М.: Радио и связь, 2001г.
35. Величкин А.И. Передача аналоговых сообщений по цифровым каналам связи М.: Радио и связь, 1983г.
37. Беллами Дж. Цифровая телефония. М.: Мир, 1986г.
38. Вокодерная телефония. Методы и проблемы. Под. ред. A.A. Пирогова-М.: Связь, 1974г.
40. Рабинер Л. и др. Цифровая обработка речевых сигналов. М.: Радио и связь, 1981г.
41. Сапожков М.А. и др. Вокодерная связь М.: Радио и связь, 1983г.
42. Фомин А.Ф. Помехоустойчивость систем передачи непрерывных сообщений.-М.: Сов. Радио, 1975г.
43. Ситняковский И.В. и др. Цифровые системы передачи абонентских линий. М.: Радио и связь, 1987г.
44. Назаров М.В. и др. Методы цифровой обработки и передачи цифровых сигналов. М.: Радио и связь, 1985г.
47. Вемян Г.В. Передача речи по сетям электросвязи. М.: Радио и связь, 1985г.
48. Джайант Н.С. Цифровая кодировка речевых сигналов. ТИИЭР, т. 62, №5, 1974г.
49. Покровский Н.Б. Расчёт и измерение разборчивости речи. М.: Связьиздат, 1962г.
50. Логвин А.И., Соломенцев В.В. Спутниковые системы навигации и УВД. М.: РИО МГТУ ГА, 2005г.
51. Логвин А.И., Орлов O.E. Спутниковые системы навигации и связи. М.: РИО МГТУ ГА, 2003г.
52. Величкин А.И. и др. Средства связи и системы передачи данных ВВС. М.: Издание ВВИА им. Проф. Жуковского, 1985г.
53. Высоцкий В.З., Гоцуцов С.Ю., Логвин А.И. Методы организации информационного взаимодействия в аэронавигационной системе.
54. Научный вестник МГТУ ГА Серия Радиофизика и радиотехника, №98, с. 143-147, 2006г.
55. Высоцкий В.З., Логвин А.И. Выбор показателей уровня безопасности полётов, определяемых качеством работы системы УВД. Тезисы докладов МНТК «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества». М. 2006г., с. 154.
56. Высоцкий В.З., Логвин А.И. Влияние качества речевого радиообмена в системах УВД на безопасность полётов. Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация ВТ и ремонт АТ. Безопасность полётов. №99, 2006г., с. 151-154.
57. Высоцкий В.З. Коэффициент загрузки диспетчера УВД, как показатель безопасности полётов. Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация ВТ и ремонт АТ. Безопасность полётов. №99, 2006г., с. 148-150.
58. Гольденберг Л.М. и др. Цифровая обработка сигналов. Справочник. М.: Радио и связь, 1985г.
60. Цифровая обработка сигналов и её применение. Под. ред. Л.П. Ярославского. М.: Наука, 1981г.
61. Гольденберг Л.М. Цифровая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1990г.
62. Цифровые радиоприёмные системы. Справочник. Под. ред. М.И. Жодзимского. М.: Радио и связь, 1990г.
63. Побережский Е.С. Цифровые радиоприемные устройства. М.: Радио и связь, 1987г.
64. Фант Г. Акустическая теория речеобразования. М.: Наука, 1964г.
65. Технология работы диспетчеров УВД. М.: Воздушный транспорт, 2000г.
66. Правила и фразеология при выполнении полётов и УВД. М.: Воздушный транспорт, 2000г.
67. Положение о системе непрерывной языковой подготовки диспетчеров УВД ФГУП «Госкорпорация по ОрВД. Приказ ФГУП «Госкорпорация по ОрВД №23 от 10.02.2005г.
68. Высоцкий В.З., Логвин А.И. К вопросу о нормах лётной годности радиосвязного оборудования. Научный вестник МГТУ ГА, серия
69. Аэромеханика и прочность, поддержание лётной годности. №103, 2006г., с. 50-53.
70. Ворсано Д. Кодирование речи в цифровой телефонии. Сети и системы связи, 1999г.
71. ГОСТ Р 50480-95 Передача речи по трактам связи. Методы оценки качества, разборчивости и узнаваемости.
72. ГОСТ Р 51061-97 Системы низкоскоростной передачи речи по цифровым каналам. Параметры качества речи и методы измерений.
73. Фланаган Дж. Л. Анализ, синтез и восприятие речи. М.: Связь, 1986г.
74. Фельдкеллер Р. Цвикер Э. Ухо как приёмник информации. М.: Связь, 1965г.
75. Дос. 9835, АК/453,1САО, 2004г.
76. Материалы 11-ой аэронавигационной конференции. ИКАО, А№-Соп£ 1 Ь^йФ 2063/11/03, 2003г.
77. Спилкер Дж. Цифровая спутниковая связь. М.: Связь, 1979г.
78. Высоцкий В.З. О некоторых особенностях, касающихся изложения учебного материала иностранным студентам на русском языке. Научный вестник МГТУ ГА, серия Международная деятельность высшей школы. №102, 2006г., с. 137-140
79. Высоцкий В.З. О некоторых особенностях, касающихся речевой информации при радиообмене. Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация ВТ и ремонт АТ. Безопасность полётов, №99, 2006г. с. 94-97.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.
Digital Science & Education LP, 85 Great Portland Street, First Floor, London, United Kingdom, W1W 7LT