cahtНаучный вестник МГТУ ГАCivil Aviation High Technologies2079-06192542-0119Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)10.26467/2079-0619-2020-23-6-8-19caht-1762Research ArticleТРАНСПОРТTRANSPORTРазработка перспективных тренажеров, имеющих голосовую поддержку, с функцией автоматизации оценки навыков диспетчеров по управлению воздушным движениемDevelopment of advanced voice-supported simulators with the function of automated estimation of air traffic controllers skillsБорисовВ. Е.BorisovV. E.

заведующий кафедрой управления воздушным движением и навигации,

г. Ульяновск

Head of the Air Traffic Management and Navigation Chair, 

Ulyanovsk

ve_borisov@mail.ruБорсоевВ. А.BorsoevV. A.

доктор технических наук, заведующий кафедрой навигационного обеспечения полетов и аэронавигационной информации,

г. Москва

Doctor of Technical Siences, Head of the Navigation Support of Flights and Aeronautical Information Chair, 

Moscow

borsoev@aeronav.aeroБондаренкоА. А.BondarenkoA. A.

кандидат технических наук, декан факультета летной эксплуатации и управления воздушным движением,

г. Ульяновск

Candidate of Technical Sciences, Dean of the Faculty of Flight Operation and Air Traffic Management, 

Ulyanovsk 

baa69@yandex.ruУльяновский институт гражданской авиации им. Главного маршала авиации Б.П. БугаеваРоссияUlyanovsk Institute of Civil Aviation named after Air Chief Marshal B.P. BugaevRussian FederationИнститут аэронавигацииРоссияAir Navigation InstituteRussian Federation202031122020236819Copyright © Борисов В.Е., Борсоев В.А., Бондаренко А.А., 20202020Борисов В.Е., Борсоев В.А., Бондаренко А.А.Borisov V.E., Borsoev V.A., Bondarenko A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1762

По данным Всемирной организации здравоохранения число потенциальных патогенов во всем мире очень велико, что повышает вероятность возникновения новой пандемии. Воздействие новой коронавирусной инфекции (Covid-19) на все сферы деятельности человека, в том числе и на авиатранспортную отрасль, показало, что необходимо учитывать возможности ее функционирования в новых условиях. В процессе исследования была рассмотрена возможность использования автоматизированных модульных тренажерных систем для подготовки диспетчеров УВД в режиме удаленного доступа. В известных тренажерах не реализована обоснованная инструментальная процедура измерения полученных навыков по обслуживанию воздушного движения, и оценку их освоения осуществляет инструктор, реагирующий на основе своего опыта на действия обучаемого. Инструктору сложно контролировать развитие отдельных навыков и приходится полагаться на свой опыт. Для моделирования контура «диспетчер-пилот ВС» привлекаются псевдо-пилоты, вручную осуществляющие ввод параметров полета ВС и имитирующие радиообмен с экипажами. Известные тренажеры не позволяют проводить самостоятельные тренировки. В результате был сформирован облик и разработан перспективный тренажер с функцией автоматизации подготовки и голосовой поддержкой. Была проведена проверка эффективности предложенных решений по сравнению с традиционным подходом к тренажерной подготовке. В результате установлено, что после использования специального тренажера ошибки студентов уменьшились. Впоследствии тренажер был использован для практической подготовки студентов при организации дистанционного обучения в условиях пандемии (Covid-19). Проект показал свою жизнеспособность и возможность проведения удаленных тренировок диспетчеров УВД после соответствующей доработки перспективного тренажера.

According to the World Health Organization, the number of potential pathogens worldwide is very high, which increases the likelihood of a new pandemic. The impact of the new coronavirus infection (Covid-19) on all spheres of human activity, including the air transport industry, has shown that it is necessary to take into account the possibilities of its functioning under the new conditions. During the research, the possibility of using automated modular training systems for the air traffic controllers training in the remote access mode has been considered. The well-known simulators do not implement a justified instrumental procedure for measuring the acquired skills in air traffic services and the assessment of their development is carried out by the instructor, who reacts to the student’s actions on the basis of his experience. It is difficult for the instructor to control the development of a student’s individual skills and he has to rely on his own experience. To simulate the controller-pilot contour, pseudo-pilots are involved, manually changing the flight parameters of the aircraft and simulating R/T communication. The well-known simulators do not allow independent training. As a result, a conceptual design was formed and a promising simulator with the function of training automation and voice support was developed. The effectiveness of the proposed solutions was tested in comparison with the traditional approach to simulator training. Eventually it was found that after using a special simulator, students' mistakes decreased. Subsequently, the simulator was used for practical training of students providing the distance learning in circumstances of pandemics (Covid-19). The project showed its viability and the ability to conduct remote training of air traffic controllers, after appropriate refinement of the promising simulator.

управление воздушным движениемтренажерная подготовкаголосовая системаавтоматизацияair traffic controlsimulator trainingvoice systemautomationReferencesUpdegrove J.A., Jafer S. Optimization of air traffic control training at the Federal Aviation Administration Academy [Электронный ресурс] // Aerospace. 2017. Vol. 4, iss. 4. 50. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace4040050 (дата обращения 20.08.2020).Updegrove, J.A. and Jafer, S. (2017). Optimization of air traffic control training at the Federal Aviation Administration Academy. Aerospace, vol. 4, issue 4, 50. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace4040050 (accessed 20.08.2020).Борисов В.Е., Карнаухов В.А. Методы формализации тренажерной подготовки диспетчеров управления воздушным движением // «Перспективы развития науки и образования»: материалы международной научно-практической конференции. Тамбов, 30 декабря 2017 г. С. 16–19.Borisov, V.E. and Karnaukhov, V.A. (2017). Metody formalizatsii trenazhernoy podgotovki dispetcherov upravleniya vozdushnym dvizheniyem [Methods for formalizing ATC simulator training]. «Perspektivy razvitiya nauki i obrazovaniya»: materialy mezhdunarodnoy nauchnoprakticheskoy konferentsii [Materials of the international scientific and practical conference «Perspectives of the science and education development»], pp. 16–19. (in Russian)Arminena I., Koskela I., Palukka H. Multimodal production of second pair parts in air traffic control training // Journal of Pragmatics. 2014. Vol. 65. Pp. 46–62. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pragma.2014.01.004Arminena, I., Koskela, I. and Palukka, H. (2014). Multimodal production of second pair parts in air traffic control training. Journal of Pragmatics, vol. 65, pp. 46–62. DOI: https://doi.org/10.1016/j.pragma.2014.01.004Крыжановский Г.А., Цепляев Ю.Ф. К задаче управления процессами профессиональной подготовки авиадиспетчеров для автоматизированных систем управления воздушным движением // Автоматика и телемеханика. 1994. № 6. С. 140–153.Kryzhanovsky, G.A. and Tseplyaev, Yu.F. (1994). On professional training of dispatchers for computerized systems of air traffic control. Avtomatika i telemehanika, no. 6, pp. 140–153. (in Russian)Крыжановский Г.А., Купин В.В. Развитие подходов к построению адаптивных автоматизированных систем управления воздушным движением. Часть I. Модели проблемно предметной области и деятельности оператора // Вестник Санкт-Петербургского ГУГА. 2016. № 2 (11). С. 38–51.Kryzhanovsky, G.A. and Kupin, V.V. (2016). Development of approaches to creating the adaptive automated systems for air traffic control. Part I. The problem domain and operator’s activity models. Vestnik Sankt-Peterburgskogo GUGA, no. 2 (11), pp. 38–51. (in Russian)Лебедев А.М., Юганова Н.А. Представление критерия качества функцией, аргументами которой являются контролируемые параметры // Научный Вестник МГТУ ГА. 2009. № 149. С. 176–178.Lebedev, A.M. and Yuganova, N.A. (2009). The representation of the performance criterion as a function with the controllable parametric variables as the function argument. Nauchnyy Vestnik MGTU GA, no. 149, pp. 176–178. (in Russian)Борисов В.Е., Борсоев В.А., Губерман И.Б. Методика построения программноаппаратного комплекса для подготовки офицеров боевого управления // Организация воздушного движения и безопасность полетов. 2019. № 8. С. 25–27.Borisov, V.E., Borsoev, V.A. and Guberman, I.B. (2019). Metodika postroyeniya programmno-apparatnogo kompleksa dlya podgotovki ofitserov boyevogo upravleniya [Methods of building a hardware and software complex for combat control training officers]. Air traffic management and flight safety, no. 8, pp. 25–27. (in Russian)Иванов А.Ю., Панкова О.В., Плясовских А.П. Использование искусственного интеллекта в тренажёрных системах обучения руководству полётами на авиационных полигонах // Вестник воздушно-космической обороны. 2014. № 4 (4). С. 108–112.Ivanov, A.Yu., Pankova, O.V. and Plyasovskikh, A.P. (2014). Use of artificial intelligence in training systems of flighting management on air firing ground. Vestnik vozdushnokosmicheskoy oborony, no. 4 (4), pp. 108–112. (in Russian)Лапшин Э.В., Кемалов Б.К., Куатов Б.Ж. Проектирование авиационных тренажеров с распараллеливанием вычислительных процессов // Надежность и качество сложных систем. 2016. № 4 (16). С. 128–141. DOI: 10.21685/2307-4205-2016-4-18Lapshin, E.V., Kemalov, B.K. and Kuatov, B.Zh. (2016). Proyektirovaniye aviatsionnykh trenazherov s rasparallelivaniyem vychislitelnykh protsessov [Designing flight simulators with parallel computing processes]. Reliability & Quality of Complex Systems, no. 4 (16), pp. 128–141. DOI: 10.21685/2307-4205-2016-4-18. (in Russian)Arico P. A passive brain-computer interface application for the mental workload assessment on professional air traffic controllers during realistic air traffic control tasks / P. Arico, G. Borghini, G.Di. Flumeri, A. Colosimo, S. Pozzi, F. Babiloni // Progress in Brain Research. 2016. Vol. 228. Pp. 295–328. DOI: 10.1016/bs.pbr.2016.04.021Arico, P., Borghini, G., Flumeri, G.Di., Colosimo, A., Pozzi, S. and Babiloni, F. (2016). A passive brain-computer interface application for the mental workload assessment on professional air traffic controllers during realistic air traffic control tasks. Progress in Brain Research, vol. 228, pp. 295–328. DOI: 10.1016/bs.pbr.2016.04.021Reva O. Ergonomic assessment of instructors capability to conduct personality-oriented training for air traffic control (ATC) personnel / O. Reva, S. Borsuk, V. Shulgin, S. Nedbay // Advances in Intelligent Systems and Computing. 2020. Vol. 964. Pp. 783–793. DOI: 10.1007/978-3-030-20503-4_70Reva, O., Borsuk, S., Shulgin, V. and Nedbay, S. (2020). Ergonomic assessment of instructors capability to conduct personality-oriented training for air traffic control (ATC) personnel. Advances in Intelligent Systems and Computing, vol. 964, pp. 783–793. DOI: 10.1007/978-3-030- 20503-4_70Коваленко Г.В. Совершенствование профессиональной подготовки летного и диспетчерского составов / Г.В. Коваленко, Г.А. Крыжановский, Н.Н. Сухих, Ю.Е. Хорошавцев. М.: Транспорт, 1996. 319 с.Kovalenko, G.V., Kryzhanovsky, G.A., Sukhikh, N.N. and Khoroshavtsev, Yu.E. (1996). Sovershenstvovaniye professionalnoy podgotovki letnogo i dispetcherskogo sostavov [Improvement of flight crew and ATC professional training]. Moscow: Transport, 319 p. (in Russian)Лапшин Э.В. Исследование информационных процессов, протекающих в тренажерах // Надежность и качество сложных систем. 2013. № 2 (2). С. 87–93.Lapshin, E.V. (2013). Issledovaniye informatsionnykh protsessov, protekayushchikh v trenazherakh [The research of information processes occurring in simulators]. Reliability & Quality of Complex Systems, no. 2 (2), pp. 87–93. (in Russian)Горенков А.Н. Современные тренажерные и моделирующие комплексы в системе профессиональной подготовки специалистов УВД // Транспортное дело России. 2016. № 4. С. 70–73.Gorenkov, A.N. (2016). Modern simulator and modeling complex in the system of professional training atc. Transport Business of Russia, no. 4, pp. 70–73. (in Russian)Иванов А.Ю., Астапов К.А., Плясовских А.П. Некоторые вопросы построения систем голосового управления в тренажерных комплексах управления воздушным движением гражданской авиации // Научный Вестник МГТУ ГА. 2013. № 198. С. 129–135.Ivanov, A.Yu., Astapov, K.A. and Plyasovskikh, A.P. (2013). Some questions of making voice command systems with apply in air traffic control training complexes. Nauchnyy Vestnik MGTU GA, no. 198, pp. 129–135. (in Russian)Rustamov S. Speech recognition in flight simulator / S. Rustamov, E. Gasimov, R. Hasanov, S. Jahangirli, D. Usikov, E. Mustafayev // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering «Aegean International Textile and Advanced Engineering Conference», 2018. Vol. 459. ID 012005. 5 p. DOI: 10.1088/1757-899X/459/1/012005Rustamov, S., Gasimov, E., Hasanov, R., Jahangirli, S., Usikov, D. and Mustafayev, E. (2018). Speech recognition in flight simulator. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. «Aegean International Textile and Advanced Engineering Conference», ID 012005, 5 p. DOI: 10.1088/1757-899X/459/1/012005Купин В.В. Количественные характеристики мотивационной готовности активного элемента при управлении воздушным движением // Вестник Санкт-Петербургского ГУГА. 2017. № 4 (17). С. 38–51.Kupin, V.V. (2017). Kolichestvennyye kharakteristiki motivatsionnoy gotovnosti aktivnogo elementa pri upravlenii vozdushnym dvizheniyem [Quantitative characteristics of the motivational readiness of an active element in air traffic control]. Vestnik Sankt-Peterburgskogo GUGA, no. 4 (17), pp. 38–51. (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.