10.14489/vkit.2022.09.pp.014-024

DOI: 10.14489/vkit.2022.09.pp.014-024

Титков О. С., Бородай И. Ю., Мартынов С. А., Матюшенко В. Г., Сизов П. С., Матухнова Н. С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ОПЕРАТОРА-ПИЛОТА И РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПОДДЕРЖКИ ЕГО ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
(с. 14-24)

Аннотация. Рассмотрено использование естественного эксперимента на комплексе полунатурного моделирования КПМ-В в исследовании работоспособности оператора-пилота. Предложена шестиуровневая шкала оценки уровня работоспособности (УР), учитывающая влияние показателей вариабельности сердечного ритма, на основании фиксации ее показателей бортовой многоканальной системой мониторинга и контроля оператора-пилота. Для организации поддержки работоспособности (дееспособности) оператора в удаленном режиме со стороны руководителя полета (РП) в качестве квалифицированного эксперта на командном пункте (КП) использована специально разработанная бортовая система биологической обратной связи (БОС), формирующая потоковое видео в инфракрасном и видимом спектрах, передаваемое по широкополосному каналу на монитор РП на КП. На основании полученных оценок УР предложены конкретные мероприятия по удаленной поддержке оператора с оценкой их эффективности.

Ключевые слова: полунатурное моделирование; комплекс полунатурного моделирования; напряженность; работоспособность.

Titkov O. S., Borodai I. Yu., Martynov S. A., Matyushenko V. G., Sizov P. S., Matuhnova N. S.
EXPERIMANTAL RESEARCHES OF OPERATOR-PILOT PERFORMANCE AND DEVELOPMENT OF HIS ACTIONS SUPPORT
(pp. 14-24)

Abstract. Efficiency is an external manifestation of a person’s ability to perform purposeful activities of any kind, including professional activities. The main performance indicator is its level recorded by the on-board monitoring system in terms of heart rate variability (HRV) of the operator-pilot. A feature of the implemented approach in assessing the PL (performance level) indicator (in addition to obtaining a generalized integral indicator at the time of completion of the flight task) is that current indicators are used at different phases of the flight task, due to which the history of PL is tracked in the dynamics of changes in the working state with the identification of situations in which the support is required. Ensuring and maintaining the health (capacity) of the operator-pilot in the remote telepsychophysiological interactive interface mode “Pilot in the cockpit of the aircraft – flight director at the command point” showed the high efficiency of the proposed technology, tested at KPM-V. Such an interface was implemented on the basis of a broadband communication channel – information exchange as part of the KPM-V, and the flight director at the command point (CP) has the opportunity to prototype the situation and its development in order to develop more reliable expert recommendations to the operator-pilot. The interface, including the developed on-board biofeedback system, presents on its monitor of information signs of the external manifestation of the operator’s states in terms of the frequency and nature of respiratory movements. Changes in the structure of the wave respiratory packet spoke about the state of the operator and his performance. Comparison of these data in a single time with the HRV indicators made it possible to qualify the situation as the transition of the operator into a state of working stress, developing fatigue and overwork. The results of a semi-natural experiment with specific expert support (recommendations) of the operator-pilot performing low-altitude flight in difficult weather conditions with the search for objects of interest showed that suggesting a more advantageous maneuver for entering the zone of possible active actions from the CP made it possible to reduce the current level of performance at the time of support, not allow its predicted decrease by 20…30 % and increase the time for making a decision and its implementation by 10…13 s. At the same time, the reliability of the expert forecast of the operator’s PL according to the data of the analysis of the respiratory wave packet on the thermograms of the face was 70…90 %. The conducted cycle of research on the problem of the operator-pilot’s performance, its provision and support is not only of research interest, but can be used in the ergonomic examination of aviation equipment and the design of the crew’s work activities.

Keywords: Semi-natural modeling; Semi-natural modeling complex; Tension; Performance.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

О. С. Титков, И. Ю. Бородай, С. А. Мартынов, В. Г. Матюшенко, П. С. Сизов (ФАУ «Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем», Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
Н. С. Матухнова (Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

O. S. Titkov, I. Yu. Borodai, S. A. Martynov, V. G. Matyushenko, P. S. Sizov (State Research Institute of Aviation Systems, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
N. S. Matuhnova (Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Руководство по экономическому обеспечению гражданской авиации. М.: ГосНИИ ГА, 1980.
2. Использование моделирующего комплекса КПМ-В для проведения исследований напряженности человека-оператора / С. А. Мартынов, В. Г. Матюшенко, П. С. Сизов и др. // Труды ГосНИИАС. Вопросы Авионики. 2021. № 1(52). С. 39 – 48.
3. Титков О. С. Роль диагностирования и восстановление работоспособности экипажа ЛА в повышении безопасности полетов и эффективности авиационного комплекса // Труды ГосНИИАС. Вопросы Авионики. 1999. № 1(4).
4. Евдокименков В. Н., Красильщиков М. Н., Себряков Г. Г. Контроль и интеллектуальная поддержка действий летчика при выполнении таковых полетных режимов на основе индивидуального адаптивного подхода // Мехатроника, автоматизация, управление. 2014. № 8. С. 16 – 22.
5. Моделирование системы интеллектуальной поддержки экипажа / А. В. Бабиченко, А. Б. Сухомлинов, Е. С. Земляный и др. // Авиакосмическое приборостроение. 2018. С. 35 – 43.
6. Сагайдачный А. А., Скрипаль Ан. В., Усанов Д. А. Тепловизионная биомедицинская диагностика: учеб. пособие. Саратов: Саратовский государственный университет имени Н. Г. Чернышевского, 2019. 100 с.
7. Глазкова В. А. Метод управления состоянием оператора в условиях осложненной деятельности // Методика и техника психофизиологических исследований операторской деятельности. М.: Наука, 1984.
8. ICAO. Doc. 9995. Manual of Evidence-Based Training. 1st ed. 2013.
9. Разработка технологии применения групп БЛА совместно с наземным/воздушным командным пунктом в задачах беспилотной авиации / А. В. Зайцев, В. Н. Коровин и др. // Отчет ФАУ «ГосНИИАС» № 128(16238), 2012.
10. В. Н. Евдокименков, Р. В. Ким, М. Н. Красильщиков, Г. Г. Себряков. Интеллектуальная поддержка экипажа на основе доверенной модели замкнутой эргатической системы «самолет–летчик». М.: Физматлит, 2019. 187 c.

Eng

1. Guidelines for the economic support of civil aviation. (1980). Moscow: GosNII GA. [in Russian language]
2. Martynov S. A., Matyushenko V. G., Sizov P. S. et al. (2021). Using the modeling complex KPM-V to study the tension of a human operator. Trudy GosNIIAS. Voprosy Avioniki, 52(1), pp. 39 – 48. [in Russian language]
3. Titkov O. S. (1999). The role of diagnosing and restoring the efficiency of the aircraft crew in improving flight safety and the efficiency of the aviation complex. Trudy GosNIIAS. Voprosy Avioniki, 4(1). [in Russian language]
4. Evdokimenkov V. N., Krasil'shchikov M. N., Sebryakov G. G. (2014). Control and intelligent support of the pilot's actions when performing such flight modes based on an individual adaptive approach. Mekhatronika, avtomatizatsiya, upravlenie, (8), pp. 16 – 22. [in Russian language]
5. Babichenko A. V., Suhomlinov A. B., Zemlyaniy E. S. et al. (2018). Crew intelligent support system modeling. Aviakosmicheskoe priborostroenie, pp. 35 – 43. [in Russian language]
6. Sagaydachniy A. A., Skripal' An. V., Usanov D. A. (2019). Thermal imaging biomedical diagnostics: textbook. Saratov: Saratovskiy gosudarstvenniy universitet imeni N. G. Chernyshevskogo. [in Russian language]
7. Glazkova V. A. (1984). The method of managing the operator's state in conditions of complicated activity. Methods and techniques of psychophysiological research of operator activity. Moscow: Nauka. [in Russian language]
8. Manual of Evidence-Based Training. 1st ed. (2013). ICAO document No. 9995.
9. Zaytsev A. V., Korovin V. N. et al. (2012). Development of technology for the use of UAV groups in conjunction with a ground / air command post in unmanned aviation tasks. Report of FAA "GosNIIAS" No. 128(16238). [in Russian language]
10. Evdokimenkov V. N., Kim R. V., Krasil'shchikov M. N., Sebryakov G. G. (2019). Intelligent crew support based on a trusted model of a closed ergatic system "aircraft-pilot". Moscow: Fizmatlit. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/vkit.2022.09.pp.014-024

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/vkit.2022.09.pp.014-024

and fill out the form