Значения регулировщика в картинках: ПДД в картинках и с пояснениями

Содержание

ПДД в картинках и с пояснениями

Регулировщик дорожного движения встречается на наших дорогах нечасто. Поэтому правила ПДД о регулировщике со временем забывают,  и не могут понять, что  значат те или иные жесты регулировщика. Однако знать эти жесты необходимо, так как регулировщики появляются в местах, где происходят аварии, не работает светофор, и столкнуться с регулировщиком можно в любой момент.
Чтобы не вспоминать мучительно правила из ПДД и легко запомнить жесты и сигналы регулировщика, нужно выучить несколько правил запоминалок и стихи про регулировщика.
Чтобы вам легко было это сделать в нашей статье есть и картинки с пояснениями

 

Жесты регулировщика с картинками

Есть всего три положения регулировщика

1) Рука регулировщика вверх

Рука вверх — всем стоять. 
Такое положение регулировщика соответствует желтому сигналу светофора. То есть продолжить движение могут только те, кто уже оказался на перекрестке до смены сигнала.

Все остальные участники движения автомобили, трамваи, пешеходы должны стоять.
Это самый простой случай, с какого бы боку вы не подъехали, поднятая рука означает, что вам надо остановиться.


2) Обе руки  вытянуты в стороны или опущены

Второй вариант расположения рук регулировщика, это обе руки в стороны или обе руки опущены. Эти положения идентичны. Регулировщик не может долго стоять с вытянутыми руками. Поэтому он обычно вытягивает руки в стороны, давая сигнал к движению, а затем стоит с опущенными руками до момента, пока не решит сменить сигнал.


3) Правая рука с жезлом вытянута вперед, левая опущена 

Второй и третий вариант требует особого запоминания.

Для этого нужно запомнить четыре простых правила, которые помогут вам легко понять и запомнить сигналы регулировщика.

Первое правило

В рукав не попадаешь — сигнала ожидаешь

Движение начинают только те машины, на которые указывают рука регулировщика. Если руки (рука) опущены, мысленно представьте, что рука (руки) отведены в стороны. 
Машины, на которые не указывают руки регулировщика, стоят и ожидают следующего сигнала.
Это еще называется правилом рукава — если вы мысленно можете въехать в рукав регулировщика, то можете начинать движение. Стишок для  запоминания — в рукав не попадаешь — сигнала ожидаешь

Правило второе

Трамваи едут  из рукава в рукав

Трамваи тоже подчиняются  правилу 1- стоят, если на них не указывает рука регулировщика, и двигаются, если указывает. Главное отличие трамвая от автомобиля, что трамвай не только должен въехать в рукав, но и выехать из него.

То есть у трамвая только одна степень свободы — он может ехать только так как показывает рука регулировщика.

Руки в стороны — движение только прямо, руки показывают направление направо — трамвай может повернуть только направо, рука налево — трамвай повернет налево.

Это называется движение из рукава в рукав.

Правило третье 

Автомобиль из рукава в рукав + направо

Если автомобиль попадает в рукав, то он может двигаться как трамвай из рукава в рукав и еще направо. 
Для третьего варианта расположения рук регулировщика придуман отдельный стишок —

если палка смотрит в рот делай правый поворот. 
Однако, это всего лишь частный случай из рукава в рукав и направо. В данной ситуации из рукава в рукав и есть направо.

Правило четвертое

Если палка смотрит влево проезжай как королева

Если жезл регулировщика указывает налево, то автомобилю разрешено двигаться в любом направлении — прямо, вперед, налево и разворот.
Это расширенное вариант третьего правила, так как в данном случае из рукава в рукав — это налево и разворот (который разрешен там, где разрешен поворот налево, если нет запрещающих знаков) еще разрешен третьим правилом поворот направо, и дополнительно разрешен проезд прямо. 

Чтобы не перебирать в голове все эти разрешения запомните простую запоминалку про регулировщика —

если палка смотрит влево проезжай как королева.
 

Не забывайте о знаках 


На картинках показана дорога по одной полосе в каждую сторону, если же полос несколько, то не надо забывать, что поворачивать по сигналу регулировщика, также, как и по сигналу светофора можно только из предназначенных для этого полос.

Направо — из крайне правой, или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

налево — из крайней левой или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

Разворот разрешен ТОЛЬКО из крайней левой полосы и запрещен, если есть соответствующий  знак.

И еще момент, который поможет ориентироваться на дорогах с трамваями. При движении на перекрестке с регулировщиком, пути движения ваши и трамвая не пересекаются, за исключением того момента, когда вы делаете разворот. Во всех остальных случаях, трамвай либо движется параллельно с вами, либо стоит, когда вы двигаетесь.

Сигналы регулировщика для пешеходов


Пешеходам вы уступаете дорогу только при повороте направо . При повороте налево уступать не надо, так как если вам разрешен поворот налево, то пешеходам проход запрещен.

Движение  пешеходов на картинках  обозначено красными и зелеными  точками.  Пешеход может двигаться только по зеленым точкам.

Ему  разрешено движение, там, где  минимальное движение транспорта. 

При втором и третьем положении рук  разрешен переход  за спиной,  и при втором положении  также можно  двигаться перед грудью. 

 

 

 

Текст ПДД о регулировщике

6.10. Сигналы регулировщика имеют следующие значения: 

Руки вытянуты в стороны или опущены:

со стороны левого и правого бока разрешено движение трамваю прямо, безрельсовым транспортным средствам прямо и направо, пешеходам разрешено переходить проезжую часть; со стороны груди и спины движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено.

Правая рука вытянута вперед:

со стороны левого бока разрешено движение трамваю налево, безрельсовым транспортным средствам во всех направлениях; со стороны груди всем транспортным средствам разрешено движение только направо; со стороны правого бока и спины движение всех транспортных средств запрещено; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика.

Рука поднята вверх:

движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено во всех направлениях, кроме случаев, предусмотренных пунктом 6.14 Правил. Регулировщик может подавать жестами рук и другие сигналы, понятные водителям и пешеходам. Для лучшей видимости сигналов регулировщик может применять жезл или диск с красным сигналом (световозвращателем)

Значения регулировщика в картинках

Всем привет!
Надеюсь кому пригодится и поможет при сдаче экзамена пдд ну или просто для общего развития всем удачи на дорогах!

Жесты регулировщика имеют преимущество перед сигналами светофоров и требованиями дорожных знаков приоритета и являются обязательными для выполнения.
Некоторые водители позабыли, а некоторые и не знали значение жестов регулировщика, а ведь все очень просто, запомнив стихотворные строчки, вы не будете бояться человека с жезлом, регулирующего проезд перекрестка

Если палка смотрит в рот, делай правый поворот.

Если палка смотрит вправо, ехать не имеешь права.
Если палка смотрит влево, поезжай как королева.
Грудь и спина для водителя — стена.
Боком встал, руки в карманы — едем прямо и направо!
Поднял палку вверх не зря — дальше двигаться нельзя

и вот еще в дополнение

✔ Если палка смотрит вправо, ехать не имеешь права
если рука регулировщика вытянута вперед, то со стороны правого бока движение всех транспортных средств запрещено.

Регулировщик дорожного движения встречается на наших дорогах нечасто. Поэтому правила ПДД о регулировщике со временем забывают, и не могут понять, что значат те или иные жесты регулировщика. Однако знать эти жесты необходимо, так как регулировщики появляются в местах, где происходят аварии, не работает светофор, и столкнуться с регулировщиком можно в любой момент.

Чтобы не вспоминать мучительно правила из ПДД и легко запомнить жесты и сигналы регулировщика, нужно выучить несколько правил запоминалок и стихи про регулировщика.
Чтобы вам легко было это сделать в нашей статье есть и картинки с пояснениями

Жесты регулировщика с картинками

Есть всего три положения регулировщика

1) Рука регулировщика вверх

Рука вверх – всем стоять.
Такое положение регулировщика соответствует желтому сигналу светофора. То есть продолжить движение могут только те, кто уже оказался на перекрестке до смены сигнала. Все остальные участники движения автомобили, трамваи, пешеходы должны стоять.

Это самый простой случай, с какого бы боку вы не подъехали, поднятая рука означает, что вам надо остановиться.

2) Обе руки вытянуты в стороны или опущены

Второй вариант расположения рук регулировщика, это обе руки в стороны или обе руки опущены. Эти положения идентичны. Регулировщик не может долго стоять с вытянутыми руками. Поэтому он обычно вытягивает руки в стороны, давая сигнал к движению, а затем стоит с опущенными руками до момента, пока не решит сменить сигнал.

3) Правая рука с жезлом вытянута вперед, левая опущена

Второй и третий вариант требует особого запоминания.
Для этого нужно запомнить четыре простых правила, которые помогут вам легко понять и запомнить сигналы регулировщика.

Первое правило

В рукав не попадаешь – сигнала ожидаешь

Движение начинают только те машины, на которые указывают рука регулировщика. Если руки (рука) опущены, мысленно представьте, что рука (руки) отведены в стороны.
Машины, на которые не указывают руки регулировщика, стоят и ожидают следующего сигнала.
Это еще называется правилом рукава – если вы мысленно можете въехать в рукав регулировщика, то можете начинать движение. Стишок для запоминания – в рукав не попадаешь – сигнала ожидаешь

Правило второе

Трамваи едут из рукава в рукав

Трамваи тоже подчиняются правилу 1- стоят, если на них не указывает рука регулировщика, и двигаются, если указывает. Главное отличие трамвая от автомобиля, что трамвай не только должен въехать в рукав, но и выехать из него .

То есть у трамвая только одна степень свободы – он может ехать только так как показывает рука регулировщика.

Руки в стороны – движение только прямо, руки показывают направление направо – трамвай может повернуть только направо, рука налево – трамвай повернет налево.

Это называется движение из рукава в рукав.

Правило третье

Автомобиль из рукава в рукав + направо

Если автомобиль попадает в рукав, то он может двигаться как трамвай из рукава в рукав и еще направо.
Для третьего варианта расположения рук регулировщика придуман отдельный стишок –

если палка смотрит в рот делай правый поворот.
Однако, это всего лишь частный случай из рукава в рукав и направо. В данной ситуации из рукава в рукав и есть направо.

Правило четвертое

Если палка смотрит влево проезжай как королева

Если жезл регулировщика указывает налево, то автомобилю разрешено двигаться в любом направлении – прямо, вперед, налево и разворот.
Это расширенное вариант третьего правила, так как в данном случае из рукава в рукав – это налево и разворот (который разрешен там, где разрешен поворот налево, если нет запрещающих знаков) еще разрешен третьим правилом поворот направо, и дополнительно разрешен проезд прямо.
Чтобы не перебирать в голове все эти разрешения запомните простую запоминалку про регулировщика –

если палка смотрит влево проезжай как королева.

Не забывайте о знаках

На картинках показана дорога по одной полосе в каждую сторону, если же полос несколько, то не надо забывать, что поворачивать по сигналу регулировщика, также, как и по сигналу светофора можно только из предназначенных для этого полос.

Направо – из крайне правой, или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

налево – из крайней левой или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

Разворот разрешен ТОЛЬКО из крайней левой полосы и запрещен, если есть соответствующий знак.
И еще момент, который поможет ориентироваться на дорогах с трамваями. При движении на перекрестке с регулировщиком, пути движения ваши и трамвая не пересекаются, за исключением того момента, когда вы делаете разворот. Во всех остальных случаях, трамвай либо движется параллельно с вами, либо стоит, когда вы двигаетесь.

Сигналы регулировщика для пешеходов

Пешеходам вы уступаете дорогу только при повороте направо . При повороте налево уступать не надо, так как если вам разрешен поворот налево, то пешеходам проход запрещен.

Движение пешеходов на картинках обозначено красными и зелеными точками. Пешеход может двигаться только по зеленым точкам.

Ему разрешено движение, там, где минимальное движение транспорта.

При втором и третьем положении рук разрешен переход за спиной, и при втором положении также можно двигаться перед грудью.

Текст ПДД о регулировщике

6.10. Сигналы регулировщика имеют следующие значения:

Руки вытянуты в стороны или опущены:

со стороны левого и правого бока разрешено движение трамваю прямо, безрельсовым транспортным средствам прямо и направо, пешеходам разрешено переходить проезжую часть; со стороны груди и спины движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено.

Правая рука вытянута вперед:

со стороны левого бока разрешено движение трамваю налево, безрельсовым транспортным средствам во всех направлениях; со стороны груди всем транспортным средствам разрешено движение только направо; со стороны правого бока и спины движение всех транспортных средств запрещено; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика.

Рука поднята вверх:

движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено во всех направлениях, кроме случаев, предусмотренных пунктом 6.14 Правил. Регулировщик может подавать жестами рук и другие сигналы, понятные водителям и пешеходам. Для лучшей видимости сигналов регулировщик может применять жезл или диск с красным сигналом (световозвращателем)

Многие водители, как сдают экзамен в автошколе забывают о жестах регулировщика, а некоторые и вовсе не знают. Сигналы регулировщика жестами используются ГИБДД в местах, где произошла поломка светофора, образовался большой затор автомобилей.

Чтобы не попасть в такую ситуацию, нужно знать как легко запомнить все жесты и для этого были придуманы специальные методы быстрого запоминания. Для удобства все сигналы регулировщика ПДД в картинках с пояснениями.

Приоритет регулирования дорожного движения

Самым главным на дороге является сотрудник ГИБДД регулирующий движение жестами и является преимуществом перед сигналами светофор, а так же требованиями дорожных знаков и разметки.

Далее приоритетом на дороге является светофор, а после них только временные или постоянные знаки и разметка.

Виды жестов регулировщика: на что обращать внимание?

Все стандартные жесты регулировщика регламентируются правилом ПДД пункт 6.10. Для того чтобы их правильно понимать необходимо внимательно следить за положением рук инспектора, а также за его корпусом, жезлом. Согласно этому пункту, знаки могут подаваться, привычным для всех, полосатым черно-белым жезлом, специальной палкой со светоотражающим диском, а также руками, при отсутствии возможности и пользования дополнительными предметами.

Все жесты разделяют на три группы:

  1. Предупреждающие. Предупреждают автомобилиста о смене жеста.
  2. Разрешающие. Разрешают автомобилисту двигаться в определенном направлении.
  3. Запрещающие. Запрещают движение в любом направлении.

Их должен знать каждый автомобилист для избегания возникновения аварийных ситуаций, а также для предотвращения нарушения очередности проезда перекрестка.

Правила регулировщика ПДД пункт 6.10

Согласно закону сигналы регулировщика могут быть:

РУКИ ВЫТЯНУТЫ В СТОРОНЫ ИЛИ ОПУЩЕНЫ:

  • со стороны левого и правого бока разрешено движение трамваю прямо, безрельсовым транспортным средствам прямо и направо, пешеходам разрешено переходить проезжую часть;
  • со стороны груди и спины движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено.

ПРАВАЯ РУКА ВЫТЯНУТА ВПЕРЕД:

  • со стороны левого бока разрешено движение трамваю налево, безрельсовым транспортным средствам во всех направлениях;
  • со стороны груди всем транспортным средствам разрешено движение только направо;
  • со стороны правого бока и спины движение всех транспортных средств запрещено;
  • пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика.

РУКА ПОДНЯТА ВВЕРХ:

  • движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено во всех направлениях, кроме случаев, предусмотренных пунктом 6.14 Правил.
  • Регулировщик может подавать жестами рук и другие сигналы, понятные водителям и пешеходам.
  • Для лучшей видимости сигналов регулировщик может применять жезл или диск с красным сигналом (световозвращателем).

Более подробно с правилами регулировщика в картинках с пояснениями, описывающихся в ситуациях на дороге можете ознакомится ниже.

Предупреждающие жесты

К этой группе можно отнести один-единственный жест. В нем может различаться лишь положение корпуса регулировщика, однако, принципиального значения он не имеет.

Рука поднята вверх — всем автомобилям и пешеходам движение запрещено.

Инспектор может быть повернут в любую сторону одна его рука будет прижата к туловищу, а вторая поднята вверх. Данный сигнал свидетельствует о том, что в ближайшее время регулировщик будет показывать другой жест. Все автомобили, которые выехали на перекресток обязаны закончить маневр. Остальные участники дорожного движения обязаны, остановиться у стоп-линии вне зависимости от места своего положения.

Разрешающие жесты

Разрешающих жестов регулировщика всего три. В зависимости от положения тела и расположения рук можно ехать только в некоторых направлениях.

  1. У инспектора руки опущены или вытянуты в стороны. Автомобилистам разрешается ехать с левого и правого бока в прямом направлении или же направо. Одновременно с этим могут начать движения пешеходы за спиной регулировщика или перед его лицом, соответственно им нужно уступить дорогу. Запрещается поворачивать направо со второго и третьего ряда, так как это противоречит правилам дорожного движения, если не стоят особые знаки движения по полосам.
  1. Правая рука регулировщика вытянута перед собой. Если она смотрит влево, разрешается ехать в любом направлении: прямо, налево, направо, можно сделать разворот. Пешеходам разрешено переходить через дорогу только за спиной инспектора.
  1. Жезл регулировщика направлен на автомобилиста. Здесь разрешено движение строго направо. Дополнительно регулировщик может поднять левую руку, указав, тем самым, направление движения для автолюбителя.

Запрещающие жесты

Во всех описанных случаях ниже запрещается движение автомобиля в любом направлении.

  1. Положение регулировщика лицом к автомобилисту с разведенными в стороны руками или, опущенными к туловищу. То же самое правило действует, когда инспектор направлен спиной к водителю автомобиля.
  1. Правая рука регулировщика направлена вперед, сам же регулировщик может быть повернут к водителю спиной или правым боком. В этом случае также запрещено движение в любом направлении.

Совет! Из выше перечисленного запомните только одно из двух: разрешающие или запрещающие сигналы регулировщика. Тогда вам будет понятней когда можно двигаться, а когда останавливаться.

Как легко запомнить все жесты регулировщика

Запутаться в жестах довольно сложно, поэтому были придуманы различные способы более простого запоминания этих сигналов. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Визуальные картинки

Для тех, кто легко воспринимает информацию только визуально существует универсальная таблица, которая поможет сориентировать водители в короткие сроки, например, в представленной ниже таблице рассмотрены все популярные ситуации. Для начинающего водителя можно распечатать данную таблицу и хранить его машине. Но этот метод будет далеко не оптимальным, хотя и действенным. Например, можно повторять в любой момент информацию о жестах регулировщика находясь пробки или в ожидании пассажира.

Стихотворение

Любителей творчества и поэзии было придумано специально стихотворение, которое значительной степени упрощает процесс изучения жестов регулировщика. Вот один из таких стихов неизвестного автора, который в творческой манере предлагает запомнить информацию:

Существуют и другие подобные творения неизвестных авторов, однако, смысл их остается таким же.

Нестандартные действия

Помимо стандартных жестов, можно встретиться в некоторых ситуациях с различными жестами, которые не имеют ничего общего с описанными выше. Они встречаются достаточно редко и предназначены для нестандартных ситуаций. Регулировщик может при помощи жезла, рук, голосовых команд и свистка показывать направление движения.

Такие ситуации могут встречаться в случае проведения каких-либо важных мероприятий и оцеплении определенной территории. Или в случае крупные аварии, когда проезд полностью перекрывается. Регулировщик даже имеет право в этом случае отправить двигаться автомобиль под запрещающие знаки. Нестандартные жесты интуитивно понятны, при желании можно приостановиться у регулировщика и спросить о действиях, которые нужно совершить. Соответственно, из этого следует, что заучить их не получится.

Жесты регулировщика с пояснениями как легко запомнить – сигналы регулировщика в картинках и видео

Содержание статьи:

Добрый день, дорогие друзья. Не так часто на дорогах встретишь инспектора ГИБДД, который не сидит в кустах с радаром, а стоит на перекрестке и регулирует движение автомобилей. Поэтому многие подзабыли, что значит его махание руками с палкой и свит в свисток.

Давайте сегодня освежим свою память, как понимать жесты регулировщика и легко запомнить. Пояснения дам с картинками и видео, одно из них будет нудным, но «разжеваны» все сигналы до мельчайших нюансов.

Кто главнее на перекрестке

Сейчас определимся, кто имеет приоритет на дороге, регулировщик, светофор или дорожные знаки.

По правилам ПДД, если на перекрестке движением автотранспорта занимается регулировщик, то его сигналы имеет высший приоритет над светофором, дорожными знаками.

После инспектора на дороге главнее сигналы светофора. Они отменяют указания знаков. В силу дорожные знаки и указатели вступают в случае, если светофор сломан или отключен, на нем мигает желтый свет.

Виды сигналов регулировщика – за чем нужно следить водителю

Если движение на перекрестке регулирует инспектор ГИБДД, то в первую очередь нужно следить за положением его рук и тела. Для привлечения внимания водителей может быть использован свисток. Жесты он обязан подавать руками, если нет возможности воспользоваться другим предметом, «полосатым» жезлом, либо светоотражающим кругом на палке.

Все сигналы можно разделить на три группы:

  1. Запрещающие. Проезд в определенном направлении запрещен
  2. Разрешающие. Позволяют двигаться транспортным средствам и пешеходам в указанном направлении
  3. Предупреждающие. Это обычно звуковой сигнал свистком – привлекает внимание водителя и предупреждает его об изменении жеста

Так повелось, что регулировщиков не так часто встречаешь на перекрестках городов, поэтому значение его сигналов стирается из памяти водителей. Но их нужно знать, чтобы не попасть в ДТП или на штраф. Сейчас рассмотрим, что нам говорят правила дорожного движения.

Жесты регулировщика по правилам пункта 6.10

Давайте заглянем в умную книгу, я уверен, вы давно этого не делали, посмотрим, что говорится в этом пункте правил.

Руки опущены или вытянуты в стороны

Трамвай, не рельсовый транспорт имеет право двигаться прямо или поворачивать направо. Пешеходы переходят проезжую часть за спиной и перед грудью инспектора.

Движение со стороны спины и груди запрещено всем участникам дорожного движения

Рука поднята вверх

Всем транспортным средствам и пешеходом запрещено пересекать перекресток, всем стоять, приготовится к другому жесту. Равносильно желтому свету светофора. В случае если автомобиль не может остановиться по требованию сигналов регулировщика, не применив экстренного торможения, или он находится на перекрестке – он имеет право закончить манёвр, проехать перекресток.

Важно! Останавливаться по такому сигналу водитель обязан на СТОП-линии, как и при включенном светофоре или другом дорожном знаке.

Рука вытянута вперед

  • Запрещен проезд всем транспортным средствам с правой стороны инспектора и его спины
  • Разрешено движение трамваям на право со стороны его левого бока и автомобилям во всех направлениях
  • Со стороны груди разрешено ехать машинам только направо.
  • Пешеходам разрешено пересекать проезжую часть за спиной полицейского

Важно! Поворот направо осуществляется только с крайней правой полосы.

Согласитесь, сухая трактовка пункта 6.10 Правил дорожного движения не всем ясна для понимания. Давайте разберем сигналы человеческим языком.

Жесты регулировщика с пояснениями как легко запомнить

Рука поднята вверх

Это своего рода предупреждающий и одновременно запрещающий сигнал. Сообщает водителям, что сейчас будет показан другой жест, нужно остановиться и внимательно следить за ним.

Логика проста – если он поднял правую руку вверх, значит, будет другой сигнал. Пока его нет, нужно остановиться и дождаться его демонстрации, все стоят, ждут. Если автомобиль в этот момент оказался на перекрестке, то, как и с мигающим желтым светом светофора, он должен закончить манёвр, не останавливаться на пересечении направлений дорог.

Руки разведены в стороны или обе опущены вниз

С левой и правой стороны инспектора могут ехать прямо или направо. Движение разрешено «из рукава в рукав» регулировщика, параллельно его туловищу.

Логика такая – полицейский как водопроводный кран, если он повернулся к вам боком с вытянутыми в сторону руками, то он «открывает» поток движения машин вдоль спины и груди или поворачивать вправо. Если повернете влево, то упретесь в его руку – в этом направлении поворачивать нельзя.

Если вы стоите со стороны спины или груди, то этим сигналом, регулировщик, как бы перегораживает вам движение в любом направлении, не пускает вперед. Со спины – он вас не видит, значит, движение запрещено.

Пешеходам разрешается проходить проезжую часть вдоль туловище или направления рук регулировщика – за его спиной или перед грудью.

Важно! При совершении правого поворота водитель должен уступить дорогу пешеходу или заплатить штраф.

Правая рука вытянута вперед

Иногда инспектор протягивает левую руку в сторону, а может быть опущена вниз. Эти два жеста одинаковые.

Запрещается движение в спину регулировщику. Логика – он вас не видит, значит ехать нельзя.

Со стороны правой руки двигаться запрещено. Логика – рука с жезлом, как бы препятствует проехать, словно шлагбаум. Стоим на СТОП-линии.

С левого бока – разрешено движение в любом направлении и разворот на перекрестке, не наехав на полицейского. Левая рука вытянута в сторону или опущена, как открытый кран, разрешает движение вдоль направления левой руки и корпуса – прямо и направо. Правая рука вытянута вперед, значит можно совершить поворот налево или развернутся. При таком маневре, поворачивая влево, вы не упретесь в правую руку регулировщика, как при вытянутой в сторону, значит проезжать можно.

Автомобилям, смотрящим в грудь инспектора, разрешается ехать только направо. Налево поворот запрещен, будет препятствовать вытянутая вперед правая рука, как шлагбаум, и прямо, левая рука перегораживает проезд прямо.

Видео: сигналы и регулировщик – как запомнить легко, сложное простыми словами:

Народный фольклор для простого запоминания жестов регулировщика в картинках

– Если палка смотрит в рот – делай правый поворот,

– Если палка смотрит влево – двигайся как королева,

– Если палка смотрит вверх – стой на месте крепче всех,

– Если палка смотри вправо – двигаться не имеешь право,

– Если мент к тебе спиной – двигаться не смеешь, стой,
– Если он к тебе лицом – не дави его, постой.

Заключение

Такими не хитрыми способами можно легко запомнить все жесты регулировщика и не «теряться» при встрече с ним на перекрестке. Кроме выше описанных движений рук полицейского, могут применяться не стандартные указания жезлом, показывая направления движения, свистком или руками. Бывают такие ситуации, когда вас могут направить под запрещающие знаки, если это требует дорожная ситуация. В таких случаях, чтобы не «тупить», можно остановиться возле полицейского и уточнить, что он хотел передать своими жестами.

Для лучшего понимания, что он хочет от вас, предлагаю, обещанное, нудное видео. В нем «разжеваны» все сигналы инспектора дорожного движения, с применением логического мышления, ассоциаций, для просто запоминания требований сигналов полицейского.

 

Регулировщик пдд в картинках | Авто Брянск

Регулировщик дорожного движения встречается на наших дорогах нечасто. Поэтому правила ПДД о регулировщике со временем забывают, и не могут понять, что значат те или иные жесты регулировщика. Однако знать эти жесты необходимо, так как регулировщики появляются в местах, где происходят аварии, не работает светофор, и столкнуться с регулировщиком можно в любой момент.
Чтобы не вспоминать мучительно правила из ПДД и легко запомнить жесты и сигналы регулировщика, нужно выучить несколько правил запоминалок и стихи про регулировщика.
Чтобы вам легко было это сделать в нашей статье есть и картинки с пояснениями

Жесты регулировщика с картинками

Есть всего три положения регулировщика

1) Рука регулировщика вверх

Рука вверх — всем стоять.
Такое положение регулировщика соответствует желтому сигналу светофора. То есть продолжить движение могут только те, кто уже оказался на перекрестке до смены сигнала. Все остальные участники движения автомобили, трамваи, пешеходы должны стоять.
Это самый простой случай, с какого бы боку вы не подъехали, поднятая рука означает, что вам надо остановиться.

2) Обе руки вытянуты в стороны или опущены

Второй вариант расположения рук регулировщика, это обе руки в стороны или обе руки опущены. Эти положения идентичны. Регулировщик не может долго стоять с вытянутыми руками. Поэтому он обычно вытягивает руки в стороны, давая сигнал к движению, а затем стоит с опущенными руками до момента, пока не решит сменить сигнал.

3) Правая рука с жезлом вытянута вперед, левая опущена

Второй и третий вариант требует особого запоминания.
Для этого нужно запомнить четыре простых правила, которые помогут вам легко понять и запомнить сигналы регулировщика.

Первое правило

В рукав не попадаешь — сигнала ожидаешь

Движение начинают только те машины, на которые указывают рука регулировщика. Если руки (рука) опущены, мысленно представьте, что рука (руки) отведены в стороны.
Машины, на которые не указывают руки регулировщика, стоят и ожидают следующего сигнала.
Это еще называется правилом рукава — если вы мысленно можете въехать в рукав регулировщика, то можете начинать движение. Стишок для запоминания — в рукав не попадаешь — сигнала ожидаешь

Правило второе

Трамваи едут из рукава в рукав

Трамваи тоже подчиняются правилу 1- стоят, если на них не указывает рука регулировщика, и двигаются, если указывает. Главное отличие трамвая от автомобиля, что трамвай не только должен въехать в рукав, но и выехать из него .

То есть у трамвая только одна степень свободы — он может ехать только так как показывает рука регулировщика.

Руки в стороны — движение только прямо, руки показывают направление направо — трамвай может повернуть только направо, рука налево — трамвай повернет налево.

Это называется движение из рукава в рукав.

Правило третье

Автомобиль из рукава в рукав + направо

Если автомобиль попадает в рукав, то он может двигаться как трамвай из рукава в рукав и еще направо.
Для третьего варианта расположения рук регулировщика придуман отдельный стишок —

если палка смотрит в рот делай правый поворот.
Однако, это всего лишь частный случай из рукава в рукав и направо. В данной ситуации из рукава в рукав и есть направо.

Правило четвертое

Если палка смотрит влево проезжай как королева

Если жезл регулировщика указывает налево, то автомобилю разрешено двигаться в любом направлении — прямо, вперед, налево и разворот.
Это расширенное вариант третьего правила, так как в данном случае из рукава в рукав — это налево и разворот (который разрешен там, где разрешен поворот налево, если нет запрещающих знаков) еще разрешен третьим правилом поворот направо, и дополнительно разрешен проезд прямо.
Чтобы не перебирать в голове все эти разрешения запомните простую запоминалку про регулировщика —

если палка смотрит влево проезжай как королева.

Не забывайте о знаках

На картинках показана дорога по одной полосе в каждую сторону, если же полос несколько, то не надо забывать, что поворачивать по сигналу регулировщика, также, как и по сигналу светофора можно только из предназначенных для этого полос.

Направо — из крайне правой, или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

налево — из крайней левой или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

Разворот разрешен ТОЛЬКО из крайней левой полосы и запрещен, если есть соответствующий знак.
И еще момент, который поможет ориентироваться на дорогах с трамваями. При движении на перекрестке с регулировщиком, пути движения ваши и трамвая не пересекаются, за исключением того момента, когда вы делаете разворот. Во всех остальных случаях, трамвай либо движется параллельно с вами, либо стоит, когда вы двигаетесь.

Сигналы регулировщика для пешеходов

Пешеходам вы уступаете дорогу только при повороте направо . При повороте налево уступать не надо, так как если вам разрешен поворот налево, то пешеходам проход запрещен.

Движение пешеходов на картинках обозначено красными и зелеными точками. Пешеход может двигаться только по зеленым точкам.

Ему разрешено движение, там, где минимальное движение транспорта.

При втором и третьем положении рук разрешен переход за спиной, и при втором положении также можно двигаться перед грудью.

Текст ПДД о регулировщике

6.10. Сигналы регулировщика имеют следующие значения:

Руки вытянуты в стороны или опущены:

со стороны левого и правого бока разрешено движение трамваю прямо, безрельсовым транспортным средствам прямо и направо, пешеходам разрешено переходить проезжую часть; со стороны груди и спины движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено.

Правая рука вытянута вперед:

со стороны левого бока разрешено движение трамваю налево, безрельсовым транспортным средствам во всех направлениях; со стороны груди всем транспортным средствам разрешено движение только направо; со стороны правого бока и спины движение всех транспортных средств запрещено; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика.

Рука поднята вверх:

движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено во всех направлениях, кроме случаев, предусмотренных пунктом 6.14 Правил. Регулировщик может подавать жестами рук и другие сигналы, понятные водителям и пешеходам. Для лучшей видимости сигналов регулировщик может применять жезл или диск с красным сигналом (световозвращателем)

Всем привет!
Надеюсь кому пригодится и поможет при сдаче экзамена пдд ну или просто для общего развития всем удачи на дорогах!

Жесты регулировщика имеют преимущество перед сигналами светофоров и требованиями дорожных знаков приоритета и являются обязательными для выполнения.
Некоторые водители позабыли, а некоторые и не знали значение жестов регулировщика, а ведь все очень просто, запомнив стихотворные строчки, вы не будете бояться человека с жезлом, регулирующего проезд перекрестка

Если палка смотрит в рот, делай правый поворот.
Если палка смотрит вправо, ехать не имеешь права.
Если палка смотрит влево, поезжай как королева.
Грудь и спина для водителя — стена.
Боком встал, руки в карманы — едем прямо и направо!
Поднял палку вверх не зря — дальше двигаться нельзя

и вот еще в дополнение

✔ Если палка смотрит вправо, ехать не имеешь права
если рука регулировщика вытянута вперед, то со стороны правого бока движение всех транспортных средств запрещено.

Здравствуйте уважаемые посетители блога. Недавно мы с Вами узнали, что такое срок давности штрафа и можно ли не платить транспортный налог. Сегодня утром по дороге на работу, как всегда, попал в небольшую пробку. За то что пробка небольшая необходимо поблагодарить нашу доблестную полицию. Это ни в коем случае на сарказм, а действительно стоящие на нескольких перекрестках подряд регулировщики вносят весомый вклад в увеличение пропускной способности дороги. Практически каждый день вижу водителей, которые не понимая жестов регулировщика, стоят на месте при размещающем движение жесте и наоборот едут, когда им это запрещено. Сегодня хотел затронуть жесты регулировщика в картинках с пояснениями.

Злободневность вопроса

Жестам регулировщика на теоретических занятиях по подготовке водителей в автошколах уделяется внимания ровно столько же, сколько и сигналам светофора. В реальных дорожных условиях получаем, что сигналы светофора, по крайней мере с трехцветной световой сигнализацией (красный, желтый зеленый), знают все водители, а жесты регулировщика далеко не все.

Этому есть достаточно простое объяснение: на пути следования светофоры встречаются достаточно часто, а регулировщик организовывающий движение на перекрестке встречается крайне редко. Отсюда и результат:

  • изучив сигналы светофора мы их используем при движении ежедневно и забыть их попросту не получается;
  • изучив жесты регулировщика и не сталкиваясь с ними ежедневно при движении, мы их начинаем забывать.

С пешеходами — отдельная песня. Если “самый плохой“водитель знал жесты сотрудника ГИБДД, но забыл, то в большинстве своем пешеходы вовсе и не знали значение жестов.

Всего 3 жеста

Кто-то скажет, что регулировщик показывает невообразимые вещи, понять которые может только он сам, а водителям в них никогда не разобраться. Сейчас я развею этот миф. Согласно ПДД у регулировщика есть всего три жеста. И далее мы разберемся как понять их значения и куда можно, и можно ли двигаться водителю тех или иных транспортных средств и пешеходу

Рука поднята вверх

Данный жест самый простой для восприятия. Он говорит о том, что движение всех транспортных средств (рельсовых и безрельсовых), а также пешеходов запрещено. Движение могут продолжить лишь те, кого этот сигнал застал на перекрестке, они должны незамедлительно завершить маневр, то есть покинуть перекресток. Другими словами это запрещающий жест.

Руки вытянуты в стороны или опущены вниз

Вытянутые в стороны руки и руки опущенные вниз — это один о тот же жест. На дороге случается парадокс, а именно регулировщик опустил руки вниз и есть такие “водители”, трактующие этот жест по своему. Например, регулировщик “опустил руки” и не принимает участие в организации дорожного движения, то есть руководствуются светофором, а точнее его сигналами и дорожными знаками действующими на данном перекрестке.

Каково же значение жеста? Со стороны левого и правого бока движение автомобилей, а если в широком смысле слова, то безрельсовых транспортных средств разрешено прямо и направо. При повороте направо необходимо в обязательном порядке уступить дорогу пешеходам, причем не важно есть ли там пешеходный переход или его нет. Со стороны груди, ровно как и со спины движение строжайшим образом запрещено.

Трамваи со стороны левого, а также правого бока могут двигаться только в прямом направлении. Пешеходы соответственно переходят дорогу, так где это безопасно: впереди регулировщика и за его спиной.

Правая рука вытянута вперед, левая опущена вниз или вытянута в сторону

Положение левой руки здесь не имеет значения, так как все равно это один и тот же жест.

Безрельсовые транспортные средства со стороны левой руки могут двигаться во всех направлениях (прямо, направо, налево и в обратном направлении). Естественно при повороте направо и налево водитель должен уступить дорогу пешеходам, переходящим ту проезжую часть на которую он собирается повернуть. Движение со стороны груди допускается только в одном направлении — направо. Движение со стороны спины, ровно как и со стороны правого бока — запрещено.

Теперь разберемся как двигать в таком случае трамваю. Со стороны левого бока — только налево, со стороны груди — только направо.

Пешеходам безопасно будет переходить проезжую часть только под прикрытием спины регулировщика, а точнее за ней.

Как быстро и просто запомнить вышесказанное

Все вышеперечисленное, а это несколько десятков строк можно ужать до двух предложений. Такая трактовка жестов применялась еще в автошколах Советского Союза:

  1. Безрельсовые транспортные средства могут начинать движение только в том случае если на них указывает рука регулировщика и двигаться должны таким образом, чтобы не пересечь рук регулировщика;
  2. Трамваи двигаются “из рукава в рукав” регулировщика.

Еще раз напомню, что вытянутая в сторону и опущенная в низ рука это абсолютно то же самое.

Веселые стишки

Есть еще два прикольных, но поучительных стишка, помогающих быстро запомнить информацию. Ем уже очень много лет, а они и сейчас актуален.

На этом будем считать тему раскрытой полностью. Если у Вас уважаемые читатели возникнут вопросы, я буду рад на них ответить, оставляйте комментарии. Да, чуть не забыл, информация для тех, кому скоро сдавать экзамен по ПДД — это мои советы как выучить правила всего за несколько дней. До скорой встрече на страницах блога!

жесты постового на перекрестке + иллюстрации

Правила дорожного движения (ПДД) нужно соблюдать везде, в том числе на перекрестке. Это касается как пешеходов, так и автомобилистов, водителей общественного транспорта. Сотрудник ГИБДД упорядочивает действия участников движения. Сегодня мы расскажем, как выглядит регулировщик ПДД в картинках и с пояснениями.

Содержание статьи

Какие жесты бывают

Прежде чем получить водительское удостоверение, каждый из нас сдавал экзамен по ПДД. Изображения наглядно показывают всевозможные ситуации на дороге и варианты действий участников, а комментарии под ними разъясняют их. Однако регулировщик – явление редкое на отечественных дорогах, поэтому мы привыкли руководствоваться знаками и светофором. И постепенно забыли, на что нужно обращать внимание при наличии управляющего на дороге представителя дорожной инспекции.

Инспектор может подавать знаки, используя не только специальный полосатый жезл, светоотражающий диск, но и просто руку. Именно поэтому следует обратить внимание на все туловище регулировщика: руки, корпус. В экстренных случаях он может использовать свисток, чтобы немедленно привлечь внимание движущихся объектов. Основные виды жестов: предупреждающие, разрешающие, запрещающие. Их можно легко выучить не только по картинкам, но и забавным стишкам.

Видео «Сигналы регулировщика: урок по ПДД»

В этом видео эксперт расскажет о всех сигналах регулировщика.

Предупреждающий

Данный жест представлен в правилах изображением регулировщика с поднятой вверх рукой. При этом одна рука, в которой находится жезл, поднята высоко над головой, а другая вытянута по шву. Положение корпуса в этом случае значения не имеет (развернут спиной, лицом или боком), но инспектор должен стоять так, чтоб руки были хорошо видны. Жест означает, что за ним последует сигнал, изменяющий направление.

Маневр могут завершить только те, кто начал его ранее на перекрестке, все остальные обязаны остановиться. Их расположение относительно сотрудника ГИБДД значения не имеет. На картинке также изображена лампочка светофора, который соответствует данному жесту – желтый свет. Для транспортных средств (ТС) предпочтительным вариантом является остановка движения, так как возможна ситуация, что на желтый сигнал будет выезжать другое ТС.

«Если поднята рука – остановиться всем пора», «Жезл показывает вверх – всем участникам запрет».

Разрешающий

При разрешении движения возможно несколько положений регулировщика:

  1. По направлению спины регулировщика. По отношению к водителю инспектор стоит стороной – правая или левая в этом случае значения не имеет. Правую руку он может прижимать к груди, а левую опустить. Допустимо положение с двумя опущенными по бокам конечностями.
  2. В любом направлении. К водителю обращена левая сторона сотрудника ГИБДД, при этом правая рука с жезлом вытянута вперед.

На светофоре разрешение соответствует зеленому свету.

«Влево смотрит жезл прямой – можешь ехать, как герой», «При опущенных руках – за спиной твоя тропа».

При разрешающем жесте нужно свериться с сигналом светофора и знаков, которые могут нести дополнительную информацию.

Запрещающий

Самые важные сигналы, которые должны запомнить даже дети. На картинках с пояснениями изображено несколько возможных типичных ситуаций:

  1. Езда невозможна в любом направлении. К водителю обращены лицо или спина инспектора, при этом он развел или опустил руки либо левую опустил, а правая с жезлом поднята перед грудью.
  2. Езда запрещена. Сотрудник ГИБДД развернут правым боком, знаки жезла не принимаются во внимание.
  3. Запрещено двигаться в сторону спины, если инспектор стоит спиной к участникам на перекрестке.

Соответствующий сигнал светофора – красный свет.

«Если видишь спину ты – ехать больше не спеши», «Правой стороной встречают и движенье запрещают».

Пешеходам

Указания регулировщика относятся не только к тем, кто за рулем, но и к пешеходам, которые очень часто пренебрегают правилами безопасности и двигаются даже на красный свет светофора. Предупреждающий жест означает, что пешеход, начавший пересекать дорогу на перекрестке, обязан быстро закончить маневр. В остальных случаях начинать переход запрещено.

Запрещено двигаться при положении инспектора лицом или спиной к движущимся пешеходам.

Опущенные или разведенные по сторонам руки – разрешающий знак, по направлениям вдоль спины и груди инспектора. Вытянутая правая рука указывает на возможность передвижения только по направлению, параллельному расположению спины регулировщика.

Трамваям

Запомнить правила движения трамваев предельно просто – они всегда двигаются по прямой, из «рукава в рукав». Разрешает движение транспорту только указывающая на него жезл. При этом трамваю следует не только въехать в «рукав», но и выехать из него. Проезд в сторону возможен только при повороте руки. Для трамвая существует только одно возможное направление – по руке сотрудника ГИБДД. Руки подняты по сторонам – направление движения по прямой, руки указывают правую сторону – разрешен правый поворот, левую – левый поворот. Во время движения автомобили двигаются параллельно с трамваями, пересечение возможно только во время разворота.

При движении не стоит забывать и о знаках. Также следует учитывать количество полос на дороге и приоритеты ТС. Важно учесть и то, что при наличии на дороге регулировщика нужно следовать его прямым указаниям, даже если они противоречат цвету светофора, знакам или разметке. Инспектор не только устанавливает очередность проезда, но и может вмешаться в порядок проезда на перекрестке.

Обозначения регулировщика на дороге

Регулировщик дорожного движения встречается на наших дорогах нечасто. Поэтому правила ПДД о регулировщике со временем забывают, и не могут понять, что значат те или иные жесты регулировщика. Однако знать эти жесты необходимо, так как регулировщики появляются в местах, где происходят аварии, не работает светофор, и столкнуться с регулировщиком можно в любой момент.
Чтобы не вспоминать мучительно правила из ПДД и легко запомнить жесты и сигналы регулировщика, нужно выучить несколько правил запоминалок и стихи про регулировщика.
Чтобы вам легко было это сделать в нашей статье есть и картинки с пояснениями

Жесты регулировщика с картинками

Есть всего три положения регулировщика

1) Рука регулировщика вверх

Рука вверх – всем стоять.
Такое положение регулировщика соответствует желтому сигналу светофора. То есть продолжить движение могут только те, кто уже оказался на перекрестке до смены сигнала. Все остальные участники движения автомобили, трамваи, пешеходы должны стоять.
Это самый простой случай, с какого бы боку вы не подъехали, поднятая рука означает, что вам надо остановиться.

2) Обе руки вытянуты в стороны или опущены

Второй вариант расположения рук регулировщика, это обе руки в стороны или обе руки опущены. Эти положения идентичны. Регулировщик не может долго стоять с вытянутыми руками. Поэтому он обычно вытягивает руки в стороны, давая сигнал к движению, а затем стоит с опущенными руками до момента, пока не решит сменить сигнал.

3) Правая рука с жезлом вытянута вперед, левая опущена

Второй и третий вариант требует особого запоминания.
Для этого нужно запомнить четыре простых правила, которые помогут вам легко понять и запомнить сигналы регулировщика.

Первое правило

В рукав не попадаешь – сигнала ожидаешь

Движение начинают только те машины, на которые указывают рука регулировщика. Если руки (рука) опущены, мысленно представьте, что рука (руки) отведены в стороны.
Машины, на которые не указывают руки регулировщика, стоят и ожидают следующего сигнала.
Это еще называется правилом рукава – если вы мысленно можете въехать в рукав регулировщика, то можете начинать движение. Стишок для запоминания – в рукав не попадаешь – сигнала ожидаешь

Правило второе

Трамваи едут из рукава в рукав

Трамваи тоже подчиняются правилу 1- стоят, если на них не указывает рука регулировщика, и двигаются, если указывает. Главное отличие трамвая от автомобиля, что трамвай не только должен въехать в рукав, но и выехать из него .

То есть у трамвая только одна степень свободы – он может ехать только так как показывает рука регулировщика.

Руки в стороны – движение только прямо, руки показывают направление направо – трамвай может повернуть только направо, рука налево – трамвай повернет налево.

Это называется движение из рукава в рукав.

Правило третье

Автомобиль из рукава в рукав + направо

Если автомобиль попадает в рукав, то он может двигаться как трамвай из рукава в рукав и еще направо.
Для третьего варианта расположения рук регулировщика придуман отдельный стишок –

если палка смотрит в рот делай правый поворот.
Однако, это всего лишь частный случай из рукава в рукав и направо. В данной ситуации из рукава в рукав и есть направо.

Правило четвертое

Если палка смотрит влево проезжай как королева

Если жезл регулировщика указывает налево, то автомобилю разрешено двигаться в любом направлении – прямо, вперед, налево и разворот.
Это расширенное вариант третьего правила, так как в данном случае из рукава в рукав – это налево и разворот (который разрешен там, где разрешен поворот налево, если нет запрещающих знаков) еще разрешен третьим правилом поворот направо, и дополнительно разрешен проезд прямо.
Чтобы не перебирать в голове все эти разрешения запомните простую запоминалку про регулировщика –

если палка смотрит влево проезжай как королева.

Не забывайте о знаках

На картинках показана дорога по одной полосе в каждую сторону, если же полос несколько, то не надо забывать, что поворачивать по сигналу регулировщика, также, как и по сигналу светофора можно только из предназначенных для этого полос.

Направо – из крайне правой, или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

налево – из крайней левой или других, если есть соответствующие знаки движения по полосам.

Разворот разрешен ТОЛЬКО из крайней левой полосы и запрещен, если есть соответствующий знак.
И еще момент, который поможет ориентироваться на дорогах с трамваями. При движении на перекрестке с регулировщиком, пути движения ваши и трамвая не пересекаются, за исключением того момента, когда вы делаете разворот. Во всех остальных случаях, трамвай либо движется параллельно с вами, либо стоит, когда вы двигаетесь.

Сигналы регулировщика для пешеходов

Пешеходам вы уступаете дорогу только при повороте направо . При повороте налево уступать не надо, так как если вам разрешен поворот налево, то пешеходам проход запрещен.

Движение пешеходов на картинках обозначено красными и зелеными точками. Пешеход может двигаться только по зеленым точкам.

Ему разрешено движение, там, где минимальное движение транспорта.

При втором и третьем положении рук разрешен переход за спиной, и при втором положении также можно двигаться перед грудью.

Текст ПДД о регулировщике

6.10. Сигналы регулировщика имеют следующие значения:

Руки вытянуты в стороны или опущены:

со стороны левого и правого бока разрешено движение трамваю прямо, безрельсовым транспортным средствам прямо и направо, пешеходам разрешено переходить проезжую часть; со стороны груди и спины движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено.

Правая рука вытянута вперед:

со стороны левого бока разрешено движение трамваю налево, безрельсовым транспортным средствам во всех направлениях; со стороны груди всем транспортным средствам разрешено движение только направо; со стороны правого бока и спины движение всех транспортных средств запрещено; пешеходам разрешено переходить проезжую часть за спиной регулировщика.

Рука поднята вверх:

движение всех транспортных средств и пешеходов запрещено во всех направлениях, кроме случаев, предусмотренных пунктом 6.14 Правил. Регулировщик может подавать жестами рук и другие сигналы, понятные водителям и пешеходам. Для лучшей видимости сигналов регулировщик может применять жезл или диск с красным сигналом (световозвращателем)

В наше время регулировщики подобны уссурийским тиграм – встречаются они довольно редко, а при встрече мы пугаемся и стараемся избежать контакта с ними. А все потому, что мы не знаем сигналов регулировщика, которые на самом деле являются элементарными. Мы предлагаем вам раз и навсегда решить вопрос с этими сигналами и забыть о том, что когда-то один вид регулировщика, размахивающего жезлом, мог ввести вас в ступор.

Несмотря на то, что регулировщик дорожного движения давно переместился в категорию анахронизмов, каждый водитель просто обязан знать его сигналы, потому как случаются такие ситуации, когда с ералашем на перекрестке может справиться только живой человек. Даже суперсовременные системы светового контроля дорожного движения могут запросто выйти из строя, потому на смену электронике всегда готов выйти опытный автоинспектор, который при помощи волшебной полосатой палки умеет отдавать приказания многотонным автомобилям, послушно выполняющим все его требования.

Так как регулировщики выходят на перекрестки довольно редко, многие водители понятия не имеют, как себя вести при том или ином сигнале. И это несмотря на то, что в автошколах изучение сигналов регулировщика является обязательным.

Традиционный образ регулировщика — это человек в форме и с жезлом в руках, который иногда заменяется диском со светоотражателем или красным сигналом. Однако ни жезл, ни диск не являются обязательными условиями. Этот инструментарий используется лишь для того, чтобы увеличить видимость подаваемых сигналов. Это значит, что водитель ни в коем случае не имеет права игнорировать эти сигналы, подаваемые регулировщиком просто руками, то есть без использования подручных средств.

Особенность регулировщика заключается в том, что он имеет приоритет перед светофорами и дорожными знаками, отменяя их значение. Иными словами, все обязанности трудяг-светофоров перекладываются на хрупкие плечи регулировщика. И тут нужно акцентировать внимание на одном нюансе: сигналы регулировщика должны уметь правильно трактовать не только водители, но и пешеходы. Как известно, незнание правил и законов не освобождает от ответственности. Так что, товарищи пешеходы, а также «пешесиды» и «пешестои», пришло время к простой схеме светофора приобщить и элементарные знания сигналов, подаваемых регулировщиком.

Поднятая вверх рука: воображаемый красный свет

Если регулировщик поднимает руку верх, это значит, что ни пешеходы, ни транспорт не имеют права двигаться в каком либо направлении. Этот сигнал позволяет очистить перекресток от всех участников дорожного движения.

Это необходимо, например, для того, чтобы дать дорогу спецтранспорту, который следует через перекресток.

Разведенные в стороны или опущенные руки — красный!

Оба эти сигнала идентичны. Возникает вопрос – зачем так усложнять задачу, если можно было принять один сигнал? На самом деле все просто объясняется. Бывают ситуации, когда регулируется узкий перекресток или же едут крупногабаритные транспортные средства, а разведенные в стороны руки могут существенно усложнить движение автомобилей, но в первую очередь дальнейшее функционирование регулировщика.

Теперь поговорим собственно о значении этого сигнала. Сразу же мысленно представим себе, что руки регулировщика – это шлагбаумы, которые мы привыкли видеть на железнодорожных переездах. Если вы находитесь в положении перед грудью или спиной регулировщика, значит, дальнейшее движение вам запрещено. В том случае, если регулировщик стоит боком к вашему автомобилю, вы можете следовать прямо или направо.

А вот трамваи могут ехать только прямо, забыв на время о существовании такого направления, как «направо». Вообще трамваи должны руководствоваться одним простым правилом, которое можно сформулировать следующим образом – «в рукав – из рукава». Иными словами, вагоновожатый должен мысленно въезжать в рукав регулировщика, который находится ближе, и выезжать из того, который находится дальше.

Правая рука, вытянутая вперед

Если водитель повернулся к вам грудью и направил в вас свой полосатый указующий перст, тогда вы можете спокойно крутить руль вправо и давить на газ. Двигаться в других направлениях, кроме как направо, нельзя.

Те транспортные средства, которые оказались за спиной и справа от регулировщика, обязаны остановиться и ждать своей очереди.

Больше всего повезло водителям, которые расположены слева о регулировщика: им разрешено движение во всех направлениях. А трамваи, проезжающие туннелями рукавов, могут двигаться исключительно налево.

Участники дорожного движения, которые передвигаются на своих двух, могут переходить дорогу за спиной регулировщика.

Итак, давайте сформулируем общие правила, которые впоследствии помогут намного легче понять сигналы и жесты регулировщика и их значения.

  • человек с жезлом разрешает движение исключительно с двух сторон перекрестка;
  • вытянутые руки регулировщика всегда показывают на те направления, откуда разрешается движение;
  • спина регулировщика всегда приравнивается к красному сигналу светофора;
  • трамваи могут ехать только вдоль рук регулировщика, а автомобилям разрешено движение еще и направо.

Если вы до сих пор боитесь регулировщиков, тогда время избавляться от своей ничем не обоснованной фобии. И даже если регулировщик дорожного движения предстает перед вами в образе грозного дядьки, который размахивает руками и активно ругается матом, помните, что в первую очередь он является вашим помощником.

Данный проект был создан специально как учебное пособие в режиме«автошкола онлайн». Проект в первую очередь предназначен для тех, кто готовится к сдаче экзамена в ГИБДД

Водительские курсы на нашем проекте это новая методика изучения Правил дорожного движения.

Автор, щадя читателя, старался по возможности заменять текст информативными рисунками. Дабы изучение ПДД было более простым, удобным и наглядным.

Как и было сказано, в арсенале регулировщика всего три сигнала.

Сигнал 1 – правая рука поднята вверх.

В тех случаях, когда для наведения должного порядка на дороге требуется вмешательство регулировщика, он всегда начинает свою деятельность с этого первого сигнала – правая рука поднята вверх.

Такой сигнал означает:

На светофоры не смотреть!

На знаки приоритета не смотреть!

С этого момента я, регулировщик, буду определять очерёдность движения на перекрёстке!

При этом сигнале совершенно неважно, какой стороной к вам обращён регулировщик (грудью, спиной, боком) – абсолютно все (и водители, и пешеходы) сейчас должны прекратить движение.

Водители должны остановиться перед перекрестком у стоп-линии (а если стоп-линии нет, то у края пересекаемой проезжей части), пешеходы должны оставаться на тротуарах.

Неясно, правда, что делать тем, кого сигнал застал уже на перекрёстке, а также тем, кто не успевает остановиться у стоп-линии. Обратимся к Правилам:

Правила. Раздел 6. Пункт 6.14. Водителям, которые при поднятии регулировщиком руки вверх не могут остановиться, не прибегая к экстренному торможению, разрешается дальнейшее движение.

Пешеходы, которые при подаче сигнала находились на проезжей части, должны освободить её, а если это невозможно – остановиться на линии, разделяющей транспортные потоки противоположных направлений.

На экзамене в ГИБДД кому-то из вас может достаться такой вопрос: «Разрешается ли Вам продолжить движение, если регулировщик поднял руку вверх, после того, как вы въехали на перекрёсток?».

Не сомневайтесь – разрешается. Более того, в соответствие с Правилами регулировщик «может подавать и другие понятные водителям сигналы», например, сделает несколько быстрых вращательных движений своим жезлом, подгоняя тех, кто на перекрёстке – поскорее, мол, проезжайте кому куда нужно, не мешайте мне приступить к регулированию движения.

В билетах ГИБДД есть и такой вопрос: «Какое значение имеет сигнал свистком, подаваемый регулировщиком?».

В этом месте я всегда вспоминаю вопрос, который в старой доброй детской книжке задают Гекльберри Финну: «Если пятнадцать коров пасутся на косогоре, то, сколько из них смотрят в одну сторону?». Гек, кстати, ответил правильно – все пятнадцать.

Вот так и мы, водители и пешеходы. Сколько бы нас не было на перекрёстке, если только услышим свисток, все смотрим в одну сторону – на регулировщика.

Правила. Раздел 6. Пункт 6.12. Сигнал свистком подаётся для привлечения внимания участников дорожного движения.

Ну, хорошо. Регулировщик убедился в том, что все его видят – те, кто был на перекрёстке, уехали, остальные замерли у стоп-линий, пешеходы стоят на тротуарах.

Получается, что рука, поднятая вверх, означает то же, что и желтый сигнал светофора:

Всем стоять, ждите смены сигнала!

И что же дальше?

А дальше и начнется собственно регулирование. И для «собственно регулирования» у регулировщика осталось только два сигнала.

Сигнал 2 – руки разведены в стороны или опущены вниз.

Правила пожалели регулировщика и разрешили ему опустить руки, если они устанут. Но это один и тот же сигнал, и принцип здесь очень простой:

Запрещается движение на грудь и на спину регулировщика!

Движение разрешено тем, к кому регулировщик обращён боком.

Но не во всех направлениях, а только прямо или направо.

То есть двигаться можно мимо регулировщика или от регулировщика. Но нельзя на регулировщика!

Напоминаю – на светофоры (если они есть) и на знаки приоритета не смотрим. Сейчас очерёдность движения устанавливается только сигналами регулировщика!

Ничего не изменится, если регулировщик будет стоять к нам левым боком.

Точно так же и пешеходам запрещается движение на грудь и на спину регулировщика. А вот со стороны любого бока – пожалуйста.

И, конечно же, водители, поворачивающие направо, должны уступать дорогу пешеходам, переходящим проезжую часть на разрешающий сигнал регулировщика.

Сигнал 3 – правая рука вытянута вперёд.

Регулировщик поднял руку вверх, подождал, пока все остановятся, повернулся и вытянул руку вперёд.

Это третий и последний из всех возможных сигналов регулировщика.

При таком сигнале водителям разрешается вписываться в угол, образованный вытянутой рукой и грудью регулировщика. И поворачивая направо, вы как раз и вписываетесь в этот угол.

Подчёркиваю! – регулировщик именно разрешает поворот направо, но не обязывает поворачивать.

Если вы намерены двигаться прямо или налево, или хотите развернуться, тогда останавливайтесь и дожидайтесь соответствующего сигнала.

Регулировщик снова поднял руку вверх, подождал, пока все остановятся, повернулся и снова вытянул руку вперёд.

То есть опять третий сигнал, только регулировщик обращён к нам правым боком.

Сейчас, при всём своём желании, вы не можете вписаться в угол, образованный рукой и грудью регулировщика.

Профессиональные преподаватели в этом случае используют такой образ:

Регулировщик опустил перед нами шлагбаум. Так что движение нам запрещено.

Регулировщик снова поднял руку вверх, подождал, пока все остановятся, повернулся к нам спиной и опять вытянул руку вперёд.

Ну, на спину-то движение категорически запрещено при любом сигнале!

И должен сказать, что регулировщик всегда остро и даже болезненно реагирует на такое нарушение, так что на спину ни в коем разе!

Регулировщик снова поднял руку вверх, подождал, пока все остановятся, повернулся и… опустил руку.

А это мы уже проходили – движение разрешено прямо и направо.

Регулировщик снова поднял руку вверх, подождал, пока все остановятся и вытянул руку вперёд.

Получается, что сейчас к тому, что уже было разрешено (прямо и направо), добавился ещё и «угол», в который мы вполне можем вписываться, поворачивая налево или разворачиваясь.

Такой сигнал регулировщика разрешает движение во всех направлениях!

Предвижу вопрос: «Как должен двигаться водитель, поворачивая налево или разворачиваясь – перед регулировщиком или за регулировщиком»?

Отвечаю: «В Правилах по этому поводу ничего не сказано и, следовательно, можно и так, и так».

Зато в Правилах есть вот что:

Правила. Раздел 8. Пункт 8.6. Поворот должен осуществляться таким образом, чтобы при выезде с пересечения проезжих частей транспортное средство не оказалось на стороне встречного движения.

Если есть опасение, что, поворачивая налево, вы зацепите встречку (на глазах у регулировщика!), поворачивайте за ним, Правила не возражают.

Давно пора вспомнить о пешеходах, мы о них совсем забыли.

Про пешеходов к настоящему моменту мы знаем следующее: если регулировщик поднял руку вверх, пешеходы должны быстрее закончить переход (или вернуться назад), а те, кто ещё не приступил к переходу, должны оставаться на тротуарах.

При остальных сигналах необходимо придерживаться общего принципа: движение запрещено на грудь и на спину регулировщика.

Если руки опущены (или разведены в стороны), переходить можно вдоль груди или вдоль спины регулировщика.

А при таком сигнале переходить можно только за спиной регулировщика. Ну, на грудь и на спину всегда нельзя, но сейчас нельзя и вдоль груди – перед этими пешеходами регулировщик «опустил шлагбаум».

Наконец, надо же ещё разобраться с трамваем.

Про трамвай коллеги-преподаватели уже давно придумали такое правило:

Трамвай может ездить только «из рукава в рукав» регулировщика.

Оказывается, вы должны уметь думать ещё и за водителя трамвая. И вот как вас будут спрашивать об этом на экзамене.

Как Вам следует поступить при повороте направо?

1. Остановиться и дождаться другого сигнала регулировщика.

2. Проехать перекрёсток, уступив дорогу трамваю.

3. Проехать перекрёсток первым.

Комментарий к задаче

Учитель. В каком направлении вам сейчас разрешено движение?

Ученики. При таком сигнале регулировщика – в любом.

Учитель. А трамваю?

Ученики. А трамваю – из рукава в рукав регулировщика, получается только налево.

Учитель. Поскольку налево путей нет, трамвай будет стоять, а вам стоять не надо, можете смело двигаться во всех направлениях.

Как Вам следует поступить при движении в прямом направлении?

1. Проехать перекрёсток первым.

2. Уступить дорогу трамваю.

3. Дождаться другого сигнала регулировщика.

Комментарий к задаче

Учитель. В каком направлении вам сейчас разрешено движение?

Ученики. При таком сигнале регулировщика – прямо или направо.

Учитель. А трамваю?

Ученики. А трамваю – из рукава в рукав регулировщика, получается только прямо.

Учитель. Ну, и как разберёмся с трамваем?

Ученики. Поскольку трамвай хочет направо (включён правый поворотник) он будет стоять, а мы можем двигаться хоть прямо, хоть направо.

Как Вам следует поступить при повороте направо?

1. Проехать перекрёсток первым.

2. Уступить дорогу только трамваю А.

3. Уступить дорогу только трамваю Б.

4. Уступить дорогу обоим трамваям.

Комментарий к задаче

Учитель. В каком направлении вам сейчас разрешено движение?

Ученики. При таком сигнале регулировщика – только направо.

Учитель. А трамваю «А»?

Ученики. Трамваю «А» – из рукава в рукав регулировщика, тоже только направо.

Учитель. А трамваю «Б»?

Ученики. Трамваю «Б» – из рукава в рукав регулировщика, только налево.

Учитель. Обратите внимание! – поворачивая направо, вам придётся пересекать трамвайные пути! Как разберёмся с трамваями?

Ученики. Сейчас регулировщик разрешает движение всем, то есть у всех равное право на проезд. А при равном праве на проезд, трамвай имеет преимущество независимо от направления движения. Надо уступать дорогу обоим трамваям.

И ещё один важный момент.

На экзамене в ГИБДД кому-то из вас может достаться такой вопрос: «Чем Вы должны руководствоваться, если указания регулировщика противоречат сигналам светофора и значениям дорожных знаков?».

Ответ на тот вопрос содержится в пункте 6.15 Правил:

Правила. Раздел 6. пункт 6.15. Водители и пассажиры должны выполнять требования сигналов и распоряжения регулировщика, даже если они противоречат сигналам светофора, требованиям дорожных знаков или разметки.

Это положение Правил необходимо правильно понимать: Регулировщик может разрешать , но может и требовать!

Жесты регулировщика в картинках и с пояснениями

Здравствуйте уважаемые посетители блога. Недавно мы с Вами узнали, что такое срок давности штрафа и можно ли не платить транспортный налог. Сегодня утром по дороге на работу, как всегда, попал в небольшую пробку. За то что пробка небольшая необходимо поблагодарить нашу доблестную полицию. Это ни в коем случае на сарказм, а действительно стоящие на нескольких перекрестках подряд регулировщики вносят весомый вклад в увеличение пропускной способности дороги. Практически каждый день вижу водителей, которые не понимая жестов регулировщика, стоят на месте при размещающем движение жесте и наоборот едут, когда им это запрещено. Сегодня хотел затронуть жесты регулировщика в картинках с пояснениями.

   Злободневность вопроса

Жестам регулировщика на теоретических занятиях по подготовке водителей в автошколах уделяется внимания ровно столько же, сколько и сигналам светофора. В реальных дорожных условиях получаем, что сигналы светофора, по крайней мере с трехцветной световой сигнализацией (красный, желтый зеленый), знают все водители, а жесты регулировщика далеко не все.

Этому есть достаточно простое объяснение: на пути следования светофоры встречаются достаточно часто, а регулировщик организовывающий движение на перекрестке встречается крайне редко. Отсюда и результат:

  • изучив сигналы светофора мы их используем при движении ежедневно и забыть их попросту не получается;
  • изучив жесты регулировщика и не сталкиваясь с ними ежедневно при движении, мы их начинаем забывать.

С пешеходами — отдельная песня. Если “самый плохой“водитель знал жесты сотрудника ГИБДД, но забыл, то в большинстве своем пешеходы вовсе и не знали значение жестов.

   Всего 3 жеста

Кто-то скажет, что регулировщик показывает невообразимые вещи, понять которые может только он сам, а водителям в них никогда не разобраться. Сейчас я развею этот миф. Согласно ПДД у регулировщика есть всего три жеста. И далее мы разберемся как понять их значения и куда можно, и можно ли двигаться водителю тех или иных транспортных средств и пешеходу

   Рука поднята вверх

Данный жест самый простой для восприятия. Он говорит о том, что движение всех транспортных средств (рельсовых и безрельсовых), а также пешеходов запрещено. Движение могут продолжить лишь те, кого этот сигнал застал на перекрестке, они должны незамедлительно завершить маневр, то есть покинуть перекресток. Другими словами это запрещающий жест.

   Руки вытянуты в стороны или опущены вниз

Вытянутые в стороны руки и руки опущенные вниз — это один о тот же жест. На дороге случается парадокс, а именно регулировщик опустил руки вниз и есть такие “водители”, трактующие этот жест по своему. Например, регулировщик “опустил руки” и не принимает участие в организации дорожного движения, то есть руководствуются светофором, а точнее его сигналами и дорожными знаками действующими на данном перекрестке.

Каково же значение жеста? Со стороны левого и правого бока движение автомобилей, а если в широком смысле слова, то безрельсовых транспортных средств разрешено прямо и направо. При повороте направо необходимо в обязательном порядке уступить дорогу пешеходам, причем не важно есть ли там пешеходный переход или его нет. Со стороны груди, ровно как и со спины движение строжайшим образом запрещено.

Трамваи со стороны левого, а также правого бока могут двигаться только в прямом направлении. Пешеходы соответственно переходят дорогу, так где это безопасно: впереди регулировщика и за его спиной.

   Правая рука вытянута вперед, левая опущена вниз или вытянута в сторону

Положение левой руки здесь не имеет значения, так как все равно это один и тот же жест.

Безрельсовые транспортные средства со стороны левой руки могут двигаться во всех направлениях (прямо, направо, налево и в обратном направлении). Естественно при повороте направо и налево водитель должен уступить дорогу пешеходам, переходящим ту проезжую часть на которую он собирается повернуть. Движение со стороны груди допускается только в одном направлении — направо. Движение со стороны спины, ровно как и со стороны правого бока — запрещено.

Теперь разберемся как двигать в таком случае трамваю. Со стороны левого бока — только налево, со стороны груди — только направо.

Пешеходам безопасно будет переходить проезжую часть только под прикрытием спины регулировщика, а точнее за ней.

   Как быстро и просто запомнить вышесказанное

Все вышеперечисленное, а это несколько десятков строк можно ужать до двух предложений. Такая трактовка жестов применялась еще в автошколах Советского Союза:

  1. Безрельсовые транспортные средства могут начинать движение только в том случае если на них указывает рука регулировщика и двигаться должны таким образом, чтобы не пересечь рук регулировщика;
  2. Трамваи двигаются “из рукава в рукав” регулировщика.

Еще раз напомню, что вытянутая в сторону и опущенная в низ рука это абсолютно то же самое.

   Веселые стишки

Есть еще два прикольных, но поучительных стишка, помогающих быстро запомнить информацию. Ем уже очень много лет, а они и сейчас актуален.

На этом будем считать тему раскрытой полностью. Если у Вас уважаемые читатели возникнут вопросы, я буду рад на них ответить, оставляйте комментарии. Да, чуть не забыл, информация для тех, кому скоро сдавать экзамен по ПДД — это мои советы как выучить правила всего за несколько дней. До скорой встрече на страницах блога!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

 

 

Место для контестной рекламы


Автор:Admin

Видя глазами авиадиспетчера

Дона Брауна

Я чувствую, что вчера, возможно, завалил некоторых людей числами, поэтому сегодня я подумал, что я буду с вами полегче и поставлю несколько наглядных пособий. Первый элемент (видео) потребует некоторой настройки. Я постараюсь быть кратким.

Видео представляет собой временную последовательность работы хаба в аэропорту Мемфиса. Мемфис, конечно же, является домом для FedEx. Я считаю, что на видео показаны только самолеты FedEx, но, тем не менее, не путайте его с тем, что авиадиспетчеры видят на своих радарах.(Мы тоже до них доберемся.) На видео видно, как в суровую погоду к аэропорту Мемфиса приближаются многочисленные самолеты. Самолеты — это «муравьи», которые вы увидите «ползающими» по всему экрану.

Для тех, кто не смотрит изображения метеорологических радаров на регулярной основе, цвета отображают суровость погоды. Красный — это худшая часть штормов — турбулентность, ветер и дождь — желтый цвет представляет области немного меньшей интенсивности, а зеленый — дождь, но без опасной турбулентности.Нетехническое объяснение состоит в том, что красный может разорвать самолет на части, желтый может заставить вас чувствовать так, как будто он разорвет ваш самолет на части, а зеленый будет просто неудобным и мокрым.

Посмотрите внимательно, и вы увидите, что «муравьи» уворачиваются от красного, избегают желтого (когда возможно) и летят через зеленые и / или чистые области. Вы увидите, как самолеты пролетают через «дыры» в погоде. Местоположение аэропорта станет очевидным.

Конечно, я показываю это первое видео по нескольким причинам.Когда вы читаете следующую газетную статью о NextGen, и люди начинают рассказывать вам о самолетах, летящих «по прямой» и прокладывающих «полосы» в небе «ближе друг к другу» … Я хочу, чтобы вы вспомнили об этом видео. Представьте себе, что происходит со всеми этими «прямыми» маршрутами и «переулками», когда приближается череда подобных гроз.

Это следующее видео знакомо большинству представителей моего поколения. Это может показаться странным выбором, но я никогда не видел более точного изображения Центра. Событие — выдумка (нет, я никогда не видел события с участием НЛО), но «ощущение» настолько реально, насколько это возможно.Он не на 100% точен (предупреждение о конфликте не срабатывает по основным целям и не создает шума в центрах), но в большей степени он точен, что подходит для моих целей. Обратите внимание на взаимодействие между всеми людьми. Обратите внимание, что одновременно происходит пять разговоров. Я даже хочу, чтобы вы обратили внимание, когда парень, переходящий проход, передает контроллеру полоску — один из печально известных «бумажек» контроллеров, используемых для отслеживания самолетов. Обратите внимание, что вся диспетчерская знает, что что-то происходит с этим конкретным радаром.Все это очень реалистично. Если парень, сидящий перед прицелом и говорящий по радио, не авиадиспетчер, то он заслуживает Оскара.

Радарные прицелы, которые вы видели в этом видео, — это те, с которыми я работал в начале своей карьеры. Прицел на картинке ниже — это тот тип, с которым я работал в конце своей карьеры. (Кстати, красавчик-дьявол, сидящий перед ним, был моим ближайшим соседом много лет назад.) Последний снимок — это крупный план дисплея радара с отображаемой грозой.Вместо красного, желтого и зеленого в предыдущем видео у нас есть голубой, какой-то странный сине-зеленый и темно-синий. Голубой — самый светлый цвет — опасен. Темно-синий — это просто небольшой дождь. Знаю, знаю. Вам просто нужно принять это — как это сделали мы. Есть причины, но мне нужно написать книгу, чтобы объяснить.

Дон Браун 25 лет работал авиадиспетчером в Atlanta Center, самом загруженном центре управления воздушным движением в мире. В то время он также был представителем по безопасности на объектах в Национальной ассоциации авиадиспетчеров.

8 секретов авиадиспетчеров

По мере того, как в Соединенных Штатах начинается второй месяц государственной остановки, начавшейся 22 декабря 2018 г., нехватка федеральных служащих становится все более серьезной проблемой. Утром 25 января 2019 года FAA объявило, что из-за нехватки персонала для управления воздушным движением на восточном побережье они прекращают полеты в аэропорт Ла-Гуардия в Нью-Йорке. Это мощное напоминание о том, что, хотя пилоты и бортпроводники играют ключевую роль в обеспечении безопасности авиаперелетов, авиадиспетчеры — хотя и менее заметны — не менее важны для доставки вас из пункта А в пункт Б.

Федеральное управление гражданской авиации (FAA) нанимает более 14000 из них для управления движением самолетов на земле и в небе, будь то использование радара и других инструментов для направления самолетов при взлете, общения с пилотами о траекториях полета и погода или помощь пилотам в безопасной посадке самолетов. Взгляните на эти секреты авиадиспетчеров, чтобы узнать об их уникальном жаргоне, высоком уровне стресса на работе и случайных наблюдениях НЛО.

1.Многие из них не работают в аэропортах.

Когда вы представляете себе авиадиспетчера, вы, вероятно, представляете кого-то, работающего в высокой стеклянной башне аэропорта. Однако многие диспетчеры трудятся либо на терминале радиолокационного контроля захода на посадку (TRACON), либо в центре маршрутов, который может быть расположен далеко от аэропорта.

По словам авиадиспетчера Криса Соломона, который управляет самолетами для военных, у диспетчеров на каждом из трех типов объектов разные обязанности.«Типичные диспетчеры вышки проводят самолеты от ворот до взлетно-посадочной полосы, а затем взлетают на расстояние примерно пяти миль от аэропорта. Затем самолет переходит под контроль диспетчеров подхода [TRACON] », — сказал он сайту Art of Manliness.

Эти контроллеры TRACON обычно управляют самолетом во время его подъема и спуска из аэропорта. Когда самолет достигает высоты более 18 000 футов, контроллер центра маршрута берет на себя управление, используя радар для управления самолетом на крейсерской высоте, пока самолет не начнет снижаться.Затем бразды правления берет на себя диспетчер захода на посадку, а за ним — диспетчер вышки, который руководит посадкой самолета.

2. Возраст — главный фактор.

Некоторые авиадиспетчеры начинают свою карьеру в армии, а другие подают документы в Академию управления воздушным движением ФАУ. Но независимо от того, как они попадают в профессию, у них должно быть хорошее зрение, острый ум и способность быстро и четко мыслить под давлением. FAA требует, чтобы кандидаты были не моложе 30 лет при приеме на работу, а диспетчеры должны выйти на пенсию в возрасте 56 лет, прежде чем у большинства из них начнется умственное снижение, связанное с возрастом.

3. У них свой жаргон.

Пилоты и авиадиспетчеры по всему миру должны говорить по-английски для общения (это требуется Международной организацией гражданской авиации), но у них также есть свой собственный язык, связанный с полетами. Эта фонетическая буквенно-цифровая система, которая заменяет буквы (от A до Z) и цифры (от нуля до девяти) на кодовые слова, сводит к минимуму путаницу и недопонимание между диспетчерами воздушного движения и пилотами.

Например, диспетчеры говорят «браво» вместо буквы «В», «Чарли» вместо буквы «С» и «найнер» вместо цифры «девять».(Теории, объясняющие происхождение кодового слова «niner», различаются, но энтузиасты самолетов предполагают, что дополнительный слог отличает его от немецкого слова «нет» или от произношения числа «пять».) Диспетчеры воздушного движения. также имеют свой сленг и, например, используют фразу «души на борту» для обозначения количества людей в самолете.

Фонетическая система подробно описана в руководстве [PDF] к Приказу FAA 7110.65 вместе с другими ключевыми кодовыми словами, фразами и процедурами.Контроллеры называют руководство своей «библией», изучают его во время обучения и регулярно просматривают, чтобы быть в курсе любых обновлений и дополнений.

4. Пилоты с сильным акцентом могут их расстроить.

Хотя английский является официальным языком авиации, не все пилоты говорят на нем хорошо. Авиадиспетчер Брэндон Миллер, который работает в отделении радиолокационного управления заходом на посадку в Потомакском терминале (TRACON) в северной Вирджинии, говорит Mental Floss, что может быть сложно общаться с иностранными пилотами.«Тем не менее, мы занимаемся коммуникациями», — говорит он, объясняя, что обучение решению потенциальных коммуникативных проблем является частью их обучения. При разговоре с пилотом с сильным акцентом диспетчеры могут говорить медленнее, произносить слова более драматично и стараться максимально избегать изменения маршрутов.

Стивен, авиадиспетчер Федерального авиационного агентства США, разделяет точку зрения Миллера. «В основном мы просто ссоримся между собой, говорим что-то очень медленно и делаем все, что в наших силах», имея дело с пилотами с сильным акцентом, — написал он на Reddit.

5. Они чередуют стресс и скуку.

Поскольку они несут ответственность за тысячи жизней 24 часа в сутки, 365 дней в году, большинство авиадиспетчеров испытывают высокий уровень стресса, связанного с работой. «Мы часто пропускаем дни рождения, работаем в праздничные и выходные дни и часто используем альтернативные циклы сна», — объясняет Миллер. Очень важно сохранять концентрацию, особенно во время загруженного движения и плохой погоды, поэтому большинство авиадиспетчеров делают перерыв каждый час или два, в зависимости от правил на их предприятии.

По словам Миллера, разнообразие задач в его рабочий день делает его работу сложной. В любой момент времени он может руководить одним или другими VIP-персонами ВВС (из нашей страны или из-за рубежа), направлять коммерческие пассажирские самолеты в различные аэропорты в Вашингтоне, округ Колумбия, помогать полицейским или фельдшерским вертолетам, сопровождать военные истребители. и военно-транспортные самолеты, или поиск подозрительных самолетов в зоне особых правил полетов Вашингтона, округ Колумбия.

С другой стороны, кладбищенские смены и периоды с меньшим трафиком могут быть утомительными и утомительными.«Часы и часы скуки в сочетании с моментами полного ужаса, как мы любим говорить», — сказал Стивен Reddit. «Но если вам нравится вызов и вы хотите быть там, где происходит действие, это отличная работа!»

6. Вероятно, они перегружены работой.

В статье 2011 года для журнала The Daily Beast Боб Ричардс, проработавший авиадиспетчером в международном аэропорту О’Хара в Чикаго более двух десятилетий, описал свою работу как «захватывающую, приносящую удовлетворение и совершенно утомительную». Ричардс отметил, что четверо его коллег умерли от внезапной сердечной смерти, двое умерли от рака поджелудочной железы, а многие другие страдали от желудочно-кишечных заболеваний, связанных со стрессом.Сам Ричардс, когда ему было за 40, страдал фибрилляцией предсердий, которая в конечном итоге переросла в застойную сердечную недостаточность.

Секретное исследование, проведенное НАСА в 2011 году, показало, что почти пятая часть диспетчеров допускала серьезные ошибки, отчасти из-за хронической усталости, вызванной недосыпанием и загруженным графиком смены. Чтобы бороться с усталостью и обращаться к диспетчерам, которые якобы спали на работе, FAA выпустило ряд новых правил, увеличивающих обязательное время между сменами диспетчеров.

7. Наблюдения НЛО определенно случаются.

В течение своей карьеры большинство авиадиспетчеров лично заметили (или имеют сотрудника, который заметил) какой-то неопознанный летающий объект. НЛО чаще наблюдают ночью, когда авиадиспетчеры могут видеть необъяснимый мигающий свет, который, похоже, исходит не от самолета. Но странные наблюдения не обязательно являются инопланетными формами жизни — радар настолько чувствителен, что может улавливать такие объекты, как облака, стаю птиц или даже большой грузовик на земле.

8. Роботы не заменят их.

Хотя авиадиспетчеры полагаются на радары и другие технологии для выполнения своей работы, им не грозит опасность того, что технологии их заменят в ближайшее время. Когда на кону так много жизней, авиадиспетчерская служба, вероятно, всегда будет требовать от людей обеспечения правильного функционирования автоматизированных систем и отсутствия сбоев в работе технологий. А диспетчеры получают удовольствие от использования своих знаний и навыков, чтобы помочь пассажирам безопасно добраться из пункта А в пункт Б.«Я и мои коллеги испытываем огромную гордость, зная, что безопасность управления воздушным движением — последнее, о чем думают пассажиры, когда они пристегиваются в самолете», — говорит Миллер.

Более ранняя версия этой истории была опубликована в 2017 году.

«Я полностью потерял картинку. Я такая «О, черт возьми». — Мать Джонс

Фото: Министерство обороны

Боритесь с дезинформацией.Получите ежедневный обзор важных фактов. Подпишитесь на бесплатную рассылку новостей Mother Jones .

На прошлой неделе компьютерный сбой в центре управления воздушным движением Хьюстона привел к задержке десятков рейсов на срок до часа. Хотя он не поставил ни одного самолета под угрозу, этот эпизод стал еще одним неприятным неприятным моментом для авиадиспетчеров страны. За последние полтора месяца пять авиадиспетчеров спали на дежурстве, иногда пропускали звонки пилотов.В конце прошлого месяца из-за ошибки диспетчера самолет первой леди Мишель Обамы пролетел слишком близко к военному грузовому самолету.

После этих инцидентов один чиновник Федерального управления гражданской авиации подал в отставку, и агентство начало требовать, чтобы более одного диспетчера работали поздно ночью. Профсоюз диспетчеров давно выступает за изменение. Но FAA также стремилось переложить большую часть вины на самих диспетчеров. «За последние несколько недель мы стали свидетелями примеров непрофессионального поведения со стороны нескольких лиц, которые справедливо заставили путешественников усомниться в нашей способности обеспечить их безопасность», — сказал глава FAA Рэнди Бэббит.«Это поведение необходимо немедленно прекратить». Правительство также отклонило рекомендацию независимых экспертов по безопасности о разрешении диспетчерам ненадолго вздремнуть на работе. «Мы не собираемся платить диспетчерам за то, чтобы они вздремнули», — усмехнулся министр транспорта Рэй Лахуд.

Авиадиспетчеры отвечают, что их недостаточно, чтобы справиться с растущим объемом воздушного движения — проблема, которая, по их словам, будет усугубляться новыми правилами укомплектования персоналом. В настоящее время на дежурстве находится около 15 700 диспетчеров, но текучесть кадров высока: 7600 диспетчеров уволились или умерли в период с 2005 по 2010 год.(Обязательный возраст выхода на пенсию для диспетчеров — 56 лет). В прошлом году более четверти диспетчеров прошли стажировку.

Ветеран авиадиспетчера Стивен Уоллес согласен с тем, что люди — ключ к сохранению безопасности в небе. «Даже с лучшим компьютером в мире человеческий опыт будет видеть за пределами того, что может видеть компьютер», — говорит он. Тем не менее, как он видел за свои 20 лет работы, выгорание приходит с территорией, особенно потому, что ожидается, что диспетчеры будут управлять большим количеством смен и большим количеством самолетов.Уоллес работает в Центре управления воздушным движением Майами во Флориде, где один из его коллег был отстранен от работы в прошлом месяце после того, как его застали спящим. Он предложил Mother Jones изнутри взглянуть на сложность попытки сохранить небо в безопасности.

Стивен Уоллес: С ноября по май все снежные птицы спускаются во Флориду. В некоторые дни это будет обычным явлением, затем погода меняется, и внезапно каждый самолет в мире хочет пройти через одну крохотную дырочку в облаках.Вы так сильно капаете потом, что пачкает вашу рубашку.

Однажды после Рождества наша компьютерная система завалила слишком большим количеством рейсов, что иногда случается. Из-за этого мне было труднее отслеживать некоторые из 30 самолетов, которые у меня были, по частоте — почти вдвое больше, чем мы могли бы управлять в тяжелый день 15 лет назад. И я так быстро говорил! Это как играть в пинг-понг с 10 людьми. Когда я кому-то выдавал разрешение, четверо из них пытались его прочитать.

«Одному парню было 38 лет. Он пошел домой после действительно долгого дня, налил себе выпить, сел в свое кресло и умер.”

Я сказал им, чтобы кто-нибудь помог мне отслеживать все эти самолеты. А потом, когда я сел в кресле, чтобы изменить положение, я полностью потерял картинку. Я думаю, Вот дерьмо . Я разгадывал пять кусочков головоломки и не мог вспомнить, куда они шли. Парень из дублера спас меня. Но за шесть лет, прошедших с тех пор, как мы столкнулись с серьезной нехваткой персонала, такая поддержка не всегда была доступна.

Мой отец был авиадиспетчером.Знаменитая забастовка авиастроителей, к которой он присоединился в 1981 году, была связана не с оплатой, а с укомплектованием штатов, расписанием и, прежде всего, с улучшением оборудования — с обеспечением безопасности людей, которые летают. По мере того, как эти технологические изменения происходят медленно, появляются новые виды производительности. Но даже новое оборудование не может нас полностью заменить.

Одна из наших компьютерных систем, инструмент оценки запросов пользователей, берет информацию из плана полета и проецирует ее. Там написано: Хорошо, эти самолеты через некоторое время будут конфликтовать друг с другом. Младшие диспетчеры с меньшим опытом полагаются на него, но я смотрю на экран радара или набор полосок и говорю: Вы должны что-то сделать с этим . И они идут, Почему? —Поверьте мне, через минуту это будет проблемой. И действительно, через пять минут возникла проблема. Даже с лучшим компьютером в мире человеческий опыт будет видеть за пределами того, что может видеть компьютер. И это ваш обоюдоострый меч.

Ветер, высота, погода: все эти вещи имеют эффект, и когда вы складываете их все в кучу, вы действительно начинаете вникать в сложность того, что мы делаем.Вы принимаете тысячу решений в день. Любой из них может стоить вам не только работы, но и жизней или денег. Даже такие простые вещи, как: Я устал, мне не хочется сегодня держать этих парней так напряженно, как следовало бы, мне нужно немного отстраниться, потому что я плохо себя чувствую и не чувствую хочу ошибиться. Если вы растянете линию самолетов от пяти миль по следу до восьми миль по следу, вы, возможно, только что обойдетесь авиакомпании в тысячу долларов. И кто-то смотрит через ваше плечо и говорит: Эй, зачем ты это делаешь?

Теперь, когда все говорят о проблемах, связанных с усталостью, все больше средств управления увеличивают вдвое.Ну откуда взялся этот второй человек? У них не хватает ребят, поэтому сейчас не хватает другой смены, чтобы заполнить полуночную смену. Для некоторых людей это еще больше усугубило неустойчивую ситуацию.

Мой обычный распорядок дня — две ночные смены, полуденная смена, скажем, с 9 утра до 5 вечера, дневная смена на следующий день с 6 утра до 14 часов, а затем кружиться в ту же ночь и приходить и работать в полуночную смену. с 22:00 до 6 часов утра. Итак, как вы подходите для тренировки чьей-либо команды по софтболу или PTA, когда вы работаете по сменам? Вы пытаетесь втиснуть его, как это сделал бы любой другой, и делаете все, что в ваших силах.Что-то страдает по пути. Иногда это ваша домашняя жизнь или ваши отношения с женой, а иногда это работа под рукой. Я подумал, что к настоящему времени у меня будет возможность отдохнуть на неделю на Рождество или провести субботу со своим трехлетним ребенком. Этого не произошло.

Я не могу рассказать вам обо всех самоубийствах и несчастных случаях, когда я работаю. За год мы потеряли более десятой части наших контроллеров из-за перегорания. Одному парню было 38 лет. Он пошел домой после действительно долгого дня, налил себе выпить, сел в свое кресло и умер.

Стресс вредит вашему телу. Когда мой папа ушел на пенсию, ему было за пятьдесят, он выглядел так, как будто ему было 90. Мне всего 45, и когда я навещаю старых друзей, они уходят, Вы издали выглядите, как будто вы физически здоровы, но когда я вижу вас вблизи… И меня это беспокоит, потому что я люблю свою работу, и я заработал это обязательство, которое я собираюсь выполнить до выхода на пенсию, я надеюсь. Но какой ценой?

Два года назад была ситуация с уставшим и перегруженным самолетами диспетчером.Меня попросили войти и быть этой дополнительной парой глаз. В тот момент, когда я подключил гарнитуру, человек, которому я приходил, чтобы помочь, упал. Они полностью потеряли его и совершили серию серьезных ошибок с одним неудачным разрешением. Одно предложение. И это реальность.

Отредактировано для большей ясности.

Фотография на первой странице: Национальная ассоциация авиадиспетчеров

Влияние ошибок в системах визуализации на уровень угрозы безопасности воздушного движения

Управление воздушным движением осуществляется авиадиспетчерами при помощи сложных технических систем, обеспечивающих визуализацию дорожной обстановки.На практике иногда возникают ошибки систем визуализации. Целью данной статьи является определение влияния ошибок разного типа на безопасность воздушного движения. Оценка уровня угрозы зависит от субъективных факторов и не может быть выражена точно. Поэтому была использована теория нечетких рассуждений. На основе разработанной нечеткой модели получен инструмент моделирования влияния различных факторов на оценку безопасности дорожного движения. Полученные результаты показывают, что наиболее важными определяющими факторами безопасности являются время, когда авиадиспетчер не осведомлен о поломке, и общее время, в течение которого он / она не имеет полной информации о дорожной ситуации.Было обнаружено, что ключевую роль для правильной работы системы визуализации воздушного движения и восстановления полной ситуационной осведомленности играют системы самодиагностики, которые могут восстановить правильное функционирование системы, даже если диспетчер не знает о возникновении ошибки. Их роль в обеспечении безопасности может быть даже больше, чем обычно используется избыточность.

1. Введение

Воздушным движением в контролируемом воздушном пространстве управляют авиадиспетчеры.Воздушное пространство разделено на меньшие объемы, называемые секторами, в каждом из которых есть диспетчер радаров, отвечающий за безопасность самолетов. Эта задача решается путем выдачи разрешений на полет с определенными параметрами (например, высотой, воздушной скоростью и курсом). Они выбираются таким образом, чтобы траектория полета не пересекалась с траекториями других воздушных судов и частями воздушного пространства, где полет не разрешен.

Одним из наиболее важных факторов, определяющих возможность выдачи соответствующих разрешений, является точная информация о дорожной обстановке.Существует несколько источников полетных данных, таких как радары наблюдения, система автоматического зависимого наблюдения (ADS-B), планы полета и другие. Учитывая текущую интенсивность движения в европейском воздушном пространстве, невозможно обработать эту информацию достаточно эффективно, чтобы создать картину дорожной ситуации исключительно в уме диспетчера [1]. Поэтому диспетчеры поддерживаются различными системами управления воздушным движением (УВД) разного уровня сложности. Их ключевой подсистемой является система визуализации дорожной обстановки (TSVS), которая отвечает за схематическое представление положений самолетов относительно друг друга, различных структур воздушного пространства и наземных объектов.

Системы УВД создаются с учетом их роли в обеспечении безопасности воздушного движения. Поэтому используются различные системы защиты, есть аппаратное и функциональное резервирование, используются передовые алгоритмы поддержки принятия решений. Тем не менее, программные ошибки и аппаратные сбои все же иногда возникают. Они могут проявляться по-разному, но одним из самых серьезных последствий являются ошибки в работе систем визуализации.

Ошибка в системе визуализации приводит к частичной потере ситуационной осведомленности контроллера [2].В зависимости от интенсивности движения, сложности ситуации и типа ошибки могут возникнуть различные риски для безопасности воздушного движения. В этой статье анализируются различные типы ошибок систем визуализации, количественно оценивается их влияние на безопасность воздушного движения, и, наконец, проводятся некоторые тематические исследования, исследуется уязвимость и ищутся возможности для снижения риска.

1.1. Обзор литературы

Существует множество исследований, посвященных изучению различных типов факторов, влияющих на безопасность воздушного движения, а также их оценке.Wong et al. [3] представили анализ влияния метеорологических факторов на вероятность авиационного происшествия. Ремави и др. [4] проанализировали системы управления безопасностью полетов (СУБП) и их влияние на возможность опасного поведения в авиации. Общая модель оценки безопасности полетов была предложена Шюр [5]. В свою очередь, Левесон [6] предложил системный подход к анализу безопасности. Обзор литературы о связи между сложностью задачи и надежностью оператора можно найти в [7].Многие авторы предлагают количественный подход к анализу и оценке безопасности как всей авиатранспортной системы, так и ее элементов [8–17]. Нетясов и Янич [18] представили интересный обзор методов анализа рисков и безопасности в гражданской авиации.

В типичных системах УВД информация о трехмерном (3D) ландшафте отображается в двухмерном представлении. Mertz et al. [19] предложил расширить доступные средства связи системы диспетчер-УВД.В современных реализациях многие из предложенных решений уже реализованы. Багасси и др. [20] представили инновационную концепцию, основанную на отображении четырехмерной (4D = 3D пространство + время) визуализации. Этот вопрос особенно важен, учитывая необходимость пространственно-временного анализа контроллером [21]. Использование нескольких различных передовых систем поддержки контроллеров вынуждает применять специальные решения в системах визуализации. Callantine et al. [22] изучали вариации интерфейса терминала между контроллером и рабочей станцией на предмет взаимодействия между тремя новыми возможностями, вводимыми FAA: определение последовательности и разнесение терминалов (TSAS), автоматическое оповещение о сближении терминала (ATPA) и повторная категоризация разделения турбулентности в следе (RECAT).Новая рабочая среда, содержащая особую информацию, была предложена Rohacs et al. [23].

Анализу восприятия информации диспетчерами от систем УВД посвящено много работ. Особые требования к системам визуализации и работе диспетчеров предъявляются недавно введенной концепцией виртуальной башни, где один авиадиспетчер обслуживает более одного аэродрома [24]. Функциональные проблемы систем УВД с точки зрения авиадиспетчера проанализированы в [25].Альстром [26] провел анализ результатов неправильного построения систем визуализации, особенно отображения избыточной информации, о вероятности создания угрозы безопасности воздушного движения. Аналогичный анализ, но сделанный с использованием других методов, был представлен Giraudet et al. [27]. Кесселер и Кнапен [28] подчеркнули необходимость учитывать взаимодействие между контроллерами, системами УВД и функциями, предлагаемыми отдельными системами, и предложили использовать новый подход, ориентированный на человека, который контрастирует с традиционным подходом, ориентированным на технологии, который в основном основан на по возможностям применяемой технологии.

Во многих работах предлагается использовать методы и инструменты нечеткой логики в области управления воздушным движением. В одной из наиболее интересных статей [29] описана экспертная система, созданная для помощи в оценке рисков при взлете и посадке. Проблему планирования рабочего времени летных экипажей взяли на себя Теодорович и Лучич [30]. Нечеткие наборы также использовались для анализа дорожно-транспортных происшествий при аэродромном движении [31]. Психологические аспекты поведения пилотов проанализировали Wanyan et al. [32].Исследования Лу и Хуанга [33], Скорупски и Учронски [34, 35] включают попытку оценки безопасности аэропорта, в которой частично учитывался человеческий фактор. Другие примеры использования нечетких методов в организации воздушного движения можно найти в [36, 37]. Другие технологические отрасли также используют нечеткие методы при оценке риска повреждения ключевых элементов [38], а также влияния человеческого фактора на надежность систем [39].

1.2. Концепция исследования

Обзор литературы указывает на необходимость анализа ошибок систем визуализации, которые встречаются в практике авиадиспетчеров.Этот анализ станет основой для оценки риска, вызванного различными типами ошибок. Эта оценка имеет значительную степень субъективности и не поддается однозначной количественной оценке. Однако есть практические знания, которые можно получить от авиадиспетчеров. В таких ситуациях применяются методы, которые хорошо справляются с неопределенной и неточной информацией, выраженной на естественном языке. В нашей статье системы нечеткой логики, точнее системы нечетких рассуждений, используются для разработки экспертной консультативной системы, которая классифицирует различные типы ошибок по классам опасности.

Также важно искать типы ошибок, которые имеют наибольшее влияние на безопасность. Учитываются несколько различных факторов, например, способность быстро идентифицировать ошибку или доступность резервных ресурсов. Для этой цели используются имитационные исследования, чтобы определить чувствительность оценок опасности к отдельным факторам. Такой подход позволяет выявить те ошибки, которые требуют наибольшего внимания.

Остальная часть статьи организована следующим образом. В разделе 2 излагается сущность систем управления воздушным движением, особо выделяются ошибки систем визуализации, встречающиеся в практике работы авиадиспетчеров.Раздел 3 представляет собой краткое введение в теорию нечетких множеств и нечетких систем рассуждений. В разделе 4 описана нечеткая модель для оценки опасности, вызванной ошибками TSVS. Также обсуждается форма лингвистических переменных и база знаний, представленная в виде правил нечеткого вывода. В разделе 5 показаны результаты нескольких экспериментов по моделированию с использованием компьютерного инструмента, созданного в среде SciLab. Раздел 6 содержит резюме и выводы.

2. Системы управления воздушным движением

Системы управления воздушным движением (УВД) представляют собой сложные компьютерные системы.Их основная задача — помогать авиадиспетчерам в обеспечении безопасного и эффективного потока воздушного движения, но их диапазон приложений гораздо шире: они также поддерживают управление воздушным пространством (ASM) или управление потоком воздушного движения и пропускной способностью. Вот почему их часто называют системами управления воздушным движением (ОрВД).

Конструкция и функциональные возможности систем ОрВД значительно различаются в зависимости от потребностей и условий эксплуатации в различных службах воздушного пространства. Во многих случаях такие системы создаются в соответствии со спецификациями конкретного поставщика аэронавигационного обслуживания (ANSP).Следовательно, невозможно описать конструкцию и работу систем ОрВД таким образом, чтобы описание подходило для каждой из них. Однако можно обсудить общие принципы для большинства типичных современных систем банкоматов.

У большинства поставщиков аэронавигационного обслуживания система ОрВД используется множеством людей на разных рабочих местах одновременно. Обычно такие системы строятся по архитектуре клиент-сервер. Рабочие станции — это клиентские приложения, а обработка данных происходит на серверах.Одни и те же данные доступны одновременно на всех рабочих станциях. Пользовательский интерфейс на рабочих станциях зависит от типа услуг, предоставляемых должностью. Например, рабочее место диспетчера РЛС, основной частью которого является отображение дорожной обстановки, отличается от рабочего места диспетчера вышки или рабочего места оператора ASM.

2.1. Общая структура систем УВД

Основная часть системы ОрВД обычно представляет собой кластер серверов, обрабатывающих данные из нескольких источников, таких как (i) радиолокационные системы наблюдения; (ii) система автоматического зависимого наблюдения-вещания (ADS-B), где воздушные суда определяют свое местоположение на основе бортовых навигационных систем, а затем транслируют их, чтобы их можно было отслеживать; (iii) системы обработки полетных данных (FDP), которые представляют собой базы данных всех запланированных и выполненных полетов.

Данные, поступающие из этих источников, обрабатываются таким образом, чтобы выполнять функции, ожидаемые различными получателями. Можно перечислить следующие основные модули обработки данных: (i) Модуль обработки данных наблюдения: он собирает данные от различных систем наблюдения, таких как радары, ADS-B или системы мультилатерации. (Ii) Tracker: его задача — отслеживать объекты на основе данные наблюдения; положения летательных аппаратов, полученные из разных источников, могут незначительно отличаться, поэтому слияние данных необходимо для создания так называемого трека, отображающего положение объекта.(iii) Модуль обработки полетных данных: он отвечает за получение сообщений, содержащих информацию о планируемых операциях, от сети авиационной фиксированной электросвязи (AFTN), координационных сообщений онлайн-обмена данными (OLDI) и обработки текущих планов полета на основе данных, полученных от операторов системы и (iv) Модули поддержки принятия решений: на основе текущих полетных данных и данных наблюдения они выполняют вспомогательные функции для помощи авиадиспетчерам в их повседневных задачах и, при необходимости, генерируют предупреждения о потере эшелонирования, недоступном вторжении в воздушное пространство, столкновениях траектории самолета или опасно малая высота полета.

2.2. Технология работы диспетчеров воздушного движения

Действия, выполняемые диспетчерами радаров, различаются и зависят от многих факторов, таких как тип и распределение потоков движения, объем движения или доступность воздушного пространства. Тем не менее, некоторые элементарные действия появляются в их работе независимо от этих факторов, которые можно выделить. Как правило, авиадиспетчер (1) выдает разрешения и инструкции летным экипажам, в основном используя радиосвязь; (2) координирует движение с другими подразделениями обслуживания воздушного движения, в основном используя телефонную связь.

Эти действия не имеют прямого отношения к использованию TSVS. Однако для обеспечения безопасности и эффективности воздушного движения диспетчеру необходима информация из различных источников. Важнейшим источником информации о дорожном движении для диспетчера РЛС является система визуализации. Он позволяет визуально определять положение самолета относительно различных структур воздушного пространства (например, запрещенных зон, где полеты запрещены законом, или временно обособленных и зарезервированных зон для военных нужд), средств навигации и других наземных объектов, точек навигации и других воздушных судов.Как правило, требуется предварительная идентификация самолета. Для этого используется информация, передаваемая транспондером самолета в режиме A, режиме S или SPI (специальная индикация местоположения). Эти данные получает взаимодействующий вторичный радар. Если ни один из них не может быть использован для идентификации самолета, диспетчер сравнивает положение, сообщенное экипажем, с положением символа самолета на дисплее или детально проверяет изменения положения этого символа, чтобы сравнить его с маневрами самолета.

Чтобы гарантировать, что расстояние между воздушным судном или между воздушным судном и структурой воздушного пространства является подходящим, используется инструмент измерения расстояния, реализованный в системе УВД. Этот инструмент также позволяет определять магнитное направление между двумя точками, что применимо при векторизации (т. Е. Дает команду экипажу летать определенным курсом) и точно определять положение самолета по отношению к средствам навигации, другим наземным объектам или навигационным точкам.

Эшелонирование между воздушными судами [40] должно обеспечиваться постоянно; поэтому прогнозирование местоположения самолета в будущем является важным элементом работы диспетчера.Для этого используется функция отображения маршрутов согласно текущим планам полета и так называемым векторам (прогнозируемые траектории самолета в заданное время при неизменных параметрах полета). Векторы и функции визуализации маршрута часто используются вместе с упомянутым выше инструментом измерения расстояний. Более совершенные системы обеспечивают прогнозируемое минимальное расстояние по горизонтали между двумя самолетами или самолетом и выбранной точкой напрямую, а иногда даже могут показать прогнозируемые положения самолетов в тот момент, когда ожидаемое расстояние между ними является наименьшим.

Еще одно действие контроллера, взаимодействующего с TSVS, — это считывание прогнозируемого времени, необходимого воздушному судну для прибытия в определенную точку. Это один из элементов планирования последовательности посадки или порядка прохождения точки слияния маршрутов самолетов.

Основная часть работы диспетчера РЛС также заключается в отслеживании маневров самолета, чтобы убедиться, что они соответствуют ожиданиям (включая разрешения) и не ставят под угрозу безопасность.

Кардинальная часть работы — проверка данных, отображаемых системой, таких как эшелон полета самолета, его скорость (как наземная, так и воздушная), курс, высота, выбранная экипажем в FMS (Flight Management). System) и код транспондера режима A.Эти данные необходимы для принятия правильных решений.

Современные системы визуализации также генерируют разного рода предупреждения. Например, STCA (Short-Term Conflict Alert) работает, анализируя фактическое движение самолета, предупреждая диспетчера о возможности нарушения минимумов эшелонирования за короткое время и информируя, когда такое нарушение происходит. При появлении такого предупреждения диспетчер должен быстро оценить ситуацию, определить, существует ли угроза и, при необходимости, принять немедленные меры для обеспечения безопасности воздушного судна.Другая функция оповещения, MTCD (Medium-Term Conflict Detection), работает на основе данных текущего плана полета и данных о характеристиках самолета. Предупреждения производятся с более длительной временной перспективой, чем STCA, и служат руководством для планирования дорожной ситуации. Другие сообщения, генерируемые системами визуализации, представляют собой предупреждения о приближении воздушного судна или нарушении структуры воздушного пространства или о сохранении опасно низкой высоты в определенной зоне.

2.3. Роль системы визуализации

Элементарные действия, выполняемые контроллером, которые представлены в разделе 2.2, ясно показывают, что система визуализации является фундаментальным компонентом системы управления воздушным движением. В нем сосредоточена вся информация о местонахождении и маневрах самолета. Качество визуализации зависит как от качества и производительности используемого оборудования, так и от используемых алгоритмов обработки. Оба аспекта влияют на время, необходимое для расчета местоположения самолета и представления его на дисплее, а также на точность его местоположения. Цель состоит в том, чтобы минимизировать задержку в результате обработки данных и минимизировать ошибку позиционирования.

С функциональной точки зрения наиболее важной ролью TSVS является помощь диспетчеру в создании образа текущей и будущей дорожной ситуации. Поскольку это основа для принятия решений, система визуализации является важным инструментом контроллера. Его роль дополнительно усиливается за счет интеграции TSVS с некоторыми исполнительными функциями. Например, передаче управления соседнему сектору может предшествовать использование системы визуализации для согласования эшелона полета на границе сектора, информирования диспетчера следующего сектора о передаче связи или информирования предыдущего диспетчера об установлении связи. на новой частоте.

2.4. Ошибки в системах УВД

Опыт использования TSVS показывает, что некоторые ошибки могут возникать. В этом разделе содержится их классификация. Все описанные ошибки наблюдались во время оперативной работы на постах УВД при подходах (APP) и диспетчерских пунктах (ACC) (один из соавторов статьи является действующим авиадиспетчером).

Общие ошибки визуализации в системах УВД обсуждаются ниже.

2.4.1. Неправильная индикация местоположения ЛА

Эта ошибка заключается в отображении символа местоположения ЛА на некотором расстоянии от его фактического местоположения.Наиболее вероятная причина — сбой в работе алгоритма трекера из-за внутренней ошибки или ошибочного ввода. Значимость этой ошибки определяется количеством неправильно расположенных символов и типом искажения. Наиболее опасная ситуация возникает, когда отображаемые символы разнесены, а на самом деле самолеты расположены близко друг к другу. В случае значительных расхождений ошибку относительно легко обнаружить, но это создает стресс и большую рабочую нагрузку, чтобы прояснить ситуацию.Часто требуется дополнительная координация с другими контроллерами и усиление радиосвязи. Кроме того, эта ситуация опасна еще и тем, что отвлекается от наблюдения за другим движением.

В качестве средства исправления используется переключение на резервный трекер. Эффективность этого действия зависит от источника ошибки. Если это внутренняя ошибка в алгоритме трекера, то такое действие должно обеспечить правильную индикацию положения. Однако, если причиной ошибки являются неверные входные данные, то при использовании резервного трекера также ожидаются неправильные показания.

2.4.2. Неправильная привязка плана полета к треку

Этот тип ошибки может проявляться как полное или частичное отсутствие данных плана полета, которые должны быть доступны при отображении символа местоположения самолета. Другой вариант этой ошибки — невозможность обновить текущий план полета. Эта функция стандартно интегрирована с системой визуализации. Например, разрешение на изменение эшелона, выданное диспетчером, должно быть записано в текущем плане полета с помощью так называемого присвоения разрешенного эшелона.Невыполнение такого обновления приводит к ситуации, когда информация в плане полета не соответствует действительности.

Угроза безопасности зависит от количества воздушных судов, затронутых ошибкой, периода, в течение которого существует проблема, и количества неверных параметров плана полета. В качестве средства исправления можно использовать описание символа самолета вручную, а также традиционные бумажные полоски прогресса полета. Они предоставляют постоянно обновляемые наборы полетной информации. Диспетчер заполняет их всеми выданными инструкциями и разрешениями, и их расположение отражает местоположение воздушного судна в зоне ответственности.Это позволяет обнаруживать потенциальные конфликты. Конечно, это также создает дополнительную нагрузку и отвлекает внимание от другого трафика. Кроме того, в таких случаях не работают многие системы поддержки, например MTCD.

Эта категория также включает неправильное присвоение плану полета процедур, таких как ограничения уровня, SID (стандартный вылет по приборам) и STAR (стандартный маршрут прибытия в терминал). Эту ошибку легко исправить, назначив ее вручную, но это создает дополнительную нагрузку.Более того, существует риск того, что ручная корректировка плана полета будет произведена после того, как другой диспетчер выдаст инструкции для процедуры. Тогда данные текущего плана полета отличаются от намерений экипажа.

2.4.3. Исчезновение символа местоположения воздушного судна

Уровень угрозы, вызванный этой ошибкой, зависит от времени, когда символ не отображается. При прямом и горизонтальном полете временное исчезновение символа одиночного самолета представляет собой относительно небольшую проблему.Однако, когда выполняются более сложные маневры или когда исчезновение продолжается, угроза, создаваемая такой неудачей, намного выше. Еще один фактор, влияющий на уровень помех, — это фаза полета, когда возникает ошибка. Наведение самолета на конечный этап захода на посадку невозможно, когда его символ исчезает с дисплея. Кроме того, исчезновение символов самолета не позволяет диспетчеру контролировать маневры самолета, что в некоторых случаях (например, непреднамеренное отклонение от маршрута или эшелона полета) может существенно повысить риск безопасности.

2.4.4. Отложенное обновление местоположения самолета

Очевидно, что от момента измерения местоположения самолета до момента его отображения в TSVS проходит некоторое время. Это время состоит из времени передачи данных, времени обработки и аппаратной задержки. Пока задержка приблизительно постоянна, ошибка может быть скомпенсирована. Проблема возникает, когда это значение является переменным. В такой ситуации движение самолета может отображаться нереально. Например, мы можем заметить, что самолет делает разворот с небольшим радиусом, который позже корректируется разворотом в противоположном направлении.В это время самолет совершает нормальный разворот (без корректировок), но с чуть большим радиусом.

Ошибка такого рода легко обнаружить и не представляет серьезной проблемы, если изображение постоянно видно и отклонения невелики. Однако проблема возникает, когда экипаж выполняет неправильный маневр или пересекает линию конечного этапа захода на посадку. Если это обычная ошибка, диспетчер убежден, что это ложное изображение, и любые необходимые корректирующие решения могут быть отложены.Обычно в системах УВД нет способа исправить эту проблему с помощью функций, доступных контроллеру.

2.4.5. Неисправности систем предупреждения о конфликтах

Как уже упоминалось, системы УВД оснащены функциями краткосрочного и среднесрочного обнаружения конфликтов (STCA и MTCD). Все недостатки и ошибки вышеупомянутых алгоритмов позиционирования, такие как задержка информации и неверные входные данные, могут косвенно привести к сбоям в работе систем предупреждения о конфликтах.Наиболее серьезным из них является отсутствие необходимого действия STCA или MTCD или его слишком поздняя активация. Однако ошибки такого типа встречаются крайне редко. Гораздо более распространены так называемые ложные срабатывания. Ложные тревоги также могут быть вызваны ошибками в алгоритмах STCA и MTCD. Какой бы ни была причина, ложные срабатывания сигнализации могут представлять опасность.

Похоже, что не представляет угрозы привлечь внимание диспетчера к дорожной ситуации, даже если не нарушены минимумы эшелонирования. Однако все наоборот, особенно в условиях интенсивного и сложного движения.Такая ситуация отвлекает на несколько секунд от остального трафика, а это может быть опасно. Проблема усугубляется тем, что предупреждение STCA означает возможность реальной угрозы воздушному судну в очень короткое время, поэтому привлечение внимания диспетчера практически безоговорочно. Кроме того, часто общее предупреждающее сообщение (иногда связанное со звуковым предупреждением) появляется до того, как система указывает соответствующий самолет. В случае ложной тревоги контроллер полностью концентрируется на незначительной ситуации в течение нескольких секунд, что является опасным событием.Кроме того, каждая такая ситуация означает значительную стрессовую нагрузку на контроллер. В качестве лекарства можно просто отключить STCA, что устранит ложные предупреждения, но также удалит истинные, что, очевидно, также является опасной ситуацией.

2.4.6. Полная потеря изображения

Ошибка этого типа может быть вызвана перезапуском рабочей станции в результате внутренней системной ошибки, серьезного технического сбоя или даже террористической деятельности. По сути, эту ошибку можно разделить на два вида: изображение полностью исчезает или просто перестает обновляться.Последняя ситуация, очевидно, лучше с точки зрения безопасности, поскольку она позволяет диспетчеру использовать исторические данные для построения картины дорожной ситуации в течение некоторого времени. В зависимости от количества и типа систем защиты (дополнительные источники питания, дополнительные линии передачи данных) период потери изображения может отличаться. Однако в любом случае это приводит к временной неработоспособности поста авиадиспетчера, что является очень опасным явлением. Отсутствие изображения на нескольких рабочих станциях еще более критично, поскольку нет возможности использовать изображение на рабочем месте поблизости.

3. Системы нечеткого мышления

Проблема, обсуждаемая в этой статье, отличается двумя основными характеристиками. С одной стороны, мы рассматриваем социотехническую систему, в которой решающую роль играет человеческий фактор. Результат — сильный субъективизм мнений. Это связано с тем, что контроллеры не в равной степени уязвимы для ошибок, возникающих из-за неправильной индикации в TSVS.

С другой стороны, проблема характерна высокой неоднозначностью и отсутствием точности. Речь идет об ошибках в системе визуализации, которые непредсказуемы.Мы не только не можем предсказать время их появления, но и не можем точно определить их тип. Это вызвано тем, что ошибки могут возникать по многим причинам. Очевидно, что проектировщики систем ОрВД осознают важность системы визуализации для безопасности движения. Таким образом, можно предположить, что все общие и очевидные ошибки были устранены на этапе предпроизводственных испытаний. Как следствие, мы можем ожидать ошибок по сложным причинам, что затрудняет их точный анализ.

В таких ситуациях литература рекомендует использовать инструменты и методы, подходящие для проблем эпистемической неопределенности, то есть те, в которых полное знание явления недоступно. В таких случаях требуется использование экспертных заключений. Поскольку нам приходится иметь дело с мнениями экспертов, это известный факт, что очень часто они формулируются описательно и неточно. Следовательно, мы должны рассматривать проблему принятия решений в контексте неопределенности, связанной с принятием решений [41].Все это помещает проблему принятия решений в область, описываемую, например, теорией нечетких множеств или грубых множеств [42].

Среди возможных подходов мы выбрали использование нечеткой логики, в частности, систем нечетких рассуждений. Заде [43] создал основу для современных приложений нечеткой логики.

Нечеткое множество будет обозначать набор, в котором функция принадлежности этого набора является набором соображений.

Лингвистическая переменная — это переменная, значениями которой являются слова или предложения на естественном или искусственном языке.Эти слова или предложения будут называться лингвистическими значениями лингвистической переменной.

Наши модели чаще всего предполагают, что функции принадлежности значений лингвистических переменных имеют трапециевидную форму и что стандартная функция принадлежности с параметрами () выглядит следующим образом: В рамках процесса рассуждений мы будем использовать фаззификацию входных значений блок, блок рассуждений с использованием некоторых нечетких правил и блок дефаззификации. Наборы правил будут создаваться с учетом мнений экспертов, в частности авиадиспетчеров.Такой набор может содержать как классические нечеткие импликации, так и нечеткие импликации. Во втором случае мы будем использовать так называемый композиционный метод рассуждения, введенный Заде [44], который использует обобщенное правило нечетких рассуждений modus ponens. Это приводит к следующей схеме рассуждений [45], где,,, и — нечеткие отношения: где обозначает импликацию, обозначает предпосылку и обозначает заключение, а «» — композиция max-min, определенная на множествах,, и, результат которого для нечетких отношений и является нечетким отношением с функцией принадлежности: В формуле (4) и впоследствии использовались следующие обозначения: Отношения и часто строятся на основе оператора AND.Мы будем использовать импликации в виде нечетких условных предложений (правил), то есть условное предложение равно некоторому нечеткому отношению; мы будем использовать правило max-min, которое было выбрано из многочисленных определений таких нечетких отношений, найденных в литературе: которое выражается в форме следующей функции принадлежности: Если мы запишем схему рассуждений (3) в форме нечеткой системы рассуждений мы придем к следующему виду: где.

Результат рассуждения указывается в соответствии с композиционным правилом вывода, где нечеткое отношение определяется формулами (7) — (8).В таких случаях функция принадлежности результата имеет окончательную форму. Нечеткая система рассуждений, описанная в разделе 4, использует вышеупомянутый метод рассуждения вывода, указанный в формулах (9) — (11).

В системах нечеткого вывода для определения значений лингвистических переменных были выбраны перечисленные ниже параметры: (i) -норма типа алгебраической суммы: (ii) -норма типа алгебраического произведения: (iii) значение минимального типа : (iv) Правила агрегирования максимального типа: (v) Дефаззификация типа средневзвешенного.

4. Система нечетких рассуждений для оценки уровня угрозы, вызванной ошибками в системах визуализации

Оценка степени угрозы безопасности воздушного движения, вызванной ошибками в системе визуализации, невозможна в строго количественном смысле. В основном это связано с отсутствием адекватного показателя уровня безопасности дорожной обстановки. Его зависимость от многих факторов, в основном субъективных, исключает нахождение функциональных взаимосвязей. Однако такая оценка важна для правильного управления имеющимся оборудованием и человеческими ресурсами, а также для принятия решения о модернизации оборудования или дополнительном обучении.

В этом разделе описывается система нечетких рассуждений и ее компьютерная реализация, позволяющая адекватно оценить угрозу воздушному движению, вызванную ошибками в системе визуализации. В первую очередь вводятся факторы, влияющие на оценку угроз, а также их представление с помощью лингвистических переменных, которые являются входными данными для системы нечеткого вывода. База знаний играет в этой системе решающую роль. Эти данные были получены от экспертов в предметной области, в данном случае от авиадиспетчеров, работающих на Польское агентство аэронавигационного обслуживания, включая экспертов по управлению безопасностью полетов и исследователей инцидентов на добровольной основе; был проведен ряд консультаций для повышения достоверности.Компьютерное приложение, созданное в среде SciLab, позволяет оценивать конкретные аварийные ситуации.

4.1. Факторы, влияющие на оценку уровня угрозы

Уровень угрозы безопасности воздушного движения зависит от многих факторов. Некоторые из них не могут быть выражены в физических величинах, поэтому их трудно четко и точно оценить. Ниже обсуждаются наиболее важные из этих факторов.

4.1.1. Степень потери ситуационной осведомленности

Понятие «потеря ситуационной осведомленности» обычно описывает все ситуации, когда важный участник воздушного движения (диспетчер, пилот) не полностью осведомлен о текущей дорожной ситуации.Ошибки визуализации создают риски для безопасности полетов только в том случае, если они приводят к потере ситуационной осведомленности авиадиспетчера. Очевидно, что уровень угрозы зависит от степени потери ситуационной осведомленности, то есть от того, насколько изображение дорожной ситуации, созданное в сознании диспетчера, отличается от реальности. Например, если диспетчер получает информацию о местоположении воздушного судна, которое фактически находится на небольшом расстоянии от этого местоположения, риск относительно невелик, особенно когда эта разница расстояний меньше минимального расстояния в данном воздушном пространстве.Однако, когда диспетчер из-за ошибки системы визуализации не знает полностью о существовании нескольких самолетов в своей зоне ответственности, тогда угроза очень высока.

4.1.2. Осведомленность об ошибках в ситуационном изображении

Проблема потери ситуационной осведомленности неразрывно связана с проблемой уверенности диспетчера в правильности созданной им в уме картины дорожной ситуации. В некоторых случаях он может быть убежден или даже уверен, что изображение правильное, а на самом деле это далеко не так.Это наиболее опасный случай, потому что контроллер продолжит работу на неверном изображении без каких-либо действий по проверке. С другой стороны, мы имеем дело с ситуацией, когда контроллер прекрасно осведомлен о почти полной потере правильного изображения. Затем он / она предпримет шаги для восстановления хотя бы частичной ситуационной осведомленности, например спросит летные экипажи об их местонахождении или эшелонах полета.

Важно отметить, что знание о наличии неисправности может появиться через некоторое время, которое зависит от очевидности этой ошибки.Например, в случае полной потери визуализации диспетчер сразу же узнает о проблеме, в то время как небольшое отклонение показанного положения самолета от его фактического местоположения может оставаться незамеченным в течение длительного времени. Однако со временем контроллер, вероятно, заметит, что система визуализации не работает должным образом. Период с момента возникновения ошибки до того, как диспетчер узнает о ней, зависит не только от типа ошибки, но и от уровня подготовки и опыта диспетчера, а также от повседневных условий, поэтому человеческий фактор играет здесь значительную роль.Степень угрозы безопасности зависит от этого времени, поэтому она будет использоваться в качестве критерия оценки этого фактора.

4.1.3. Время потери ситуационной осведомленности

Еще одним фактором, влияющим на степень угрозы, является временной интервал, в течение которого контроллер из-за системной ошибки не имеет полной ситуационной осведомленности. Это может быть от нескольких секунд до десятков минут. Чем больше время, тем больше угроза безопасности. В случае серьезной системной неисправности, которую невозможно быстро устранить, предпринимаются действия, чтобы перекрыть поток воздушного движения в сектор.Для этого фактора мы будем использовать оценку, основанную на ожидаемом времени потери ситуационной осведомленности.

4.1.4. Доступность резервных ресурсов

Когда контроллеру известно об ошибке, особенно если ошибка сохраняется в течение длительного периода, он / она попытается использовать другие доступные ресурсы, чтобы быть в курсе ситуации. Простой и эффективный способ — использовать (i) изображение на другой рабочей станции (в случае отказа, затрагивающего только часть системы УВД), (ii) резервную систему, (iii) другой источник данных о местоположении воздушных судов ( е.g., данные от другого радара или системы ADS-B вместо того, чтобы радар генерировал неверные данные или не предоставлял данные вообще).

Важным средством правовой защиты является использование традиционных полос прохождения полета, которые можно использовать, когда изображение движения отсутствует.

Такие ресурсы резервного копирования доступны не во всех ситуациях. Резервная система УВД доступна не во всех органах УВД, сектор управления воздушным движением может быть покрыт только одним радаром (т. Е. Нет возможности его изменить), либо линия передачи может быть отключена.Хотя возможно и разумно использовать полосы прогресса полета в случае проблем с системой обработки планов полета, нет возможности распечатать их в случае потери питания.

Доступность резервных ресурсов в контексте угрозы безопасности трафика следует рассматривать двояко. Во-первых, необходимо определить, доступны ли вообще ресурсы резервного копирования, а во-вторых, оценить их качество. В случае наличия образа на другой рабочей станции, находящейся на небольшом расстоянии от неисправной, угроза относительно невелика.С другой стороны, если есть необходимость использовать резервную систему, часто менее функциональную и без данных о планах полета, риск выше. Более того, еще хуже, когда единственное лекарство — это полоски прогресса полета без какой-либо визуализации. Оценка влияния использования резервных ресурсов на степень угрозы безопасности будет учитывать оба аспекта.

4.1.5. Человеческий фактор

Жизненно важным, возможно, даже самым важным фактором, влияющим на оценку угрозы безопасности в случае отказа системы визуализации, является человеческий фактор.Одна из ключевых составляющих его оценки — уровень подготовки контролера. Несмотря на определенные стандарты и требования, которым должны соответствовать все диспетчеры, различия между людьми могут повлиять на их способность справляться с чрезвычайной ситуацией.

Примером такой разницы является способность обеспечивать процедурный контроль, который осуществляется без использования систем наблюдения, а только с помощью полос прохождения полета и отчетов о местоположении летных экипажей. Сегодняшние диспетчеры, обученные в радиолокационных установках, обычно не обладают этим навыком; это не требуется.Однако многие из более старых опытных диспетчеров ранее работали в процедурных подразделениях, и поэтому им будет легче обеспечить безопасность воздушного движения без поддержки системы визуализации.

Кроме того, на уровень угрозы влияет опыт контролера, который можно выразить как количеством лет работы, так и количеством отработанных часов на должности. Во-первых, более опытный диспетчер быстрее обнаружит, что обрабатывает системную ошибку. Во-вторых, их действия, вероятно, будут больше соответствовать ситуации.

С другой стороны, способности человека к восприятию падают с возрастом, поэтому пожилой человек менее способен воспринимать и запоминать, и это может отрицательно сказаться на действиях в конкретной ситуации. После потери изображения будет труднее вспомнить позывные, местоположение и высоту всех самолетов в секторе.

Еще одним не менее важным компонентом человеческого фактора, влияющим на уровень угрозы, является психофизическое состояние диспетчера.Хорошо отдохнувший и находящийся в хорошем состоянии диспетчер имеет более короткое время отклика и большую устойчивость к стрессу, чем тот, кто устал после полного рабочего дня, который будет менее эффективен в ситуации отказа системы визуализации.

4.2. Общая структура системы нечеткого вывода об уровне угрозы

Анализ факторов, влияющих на оценку угрозы безопасности дорожной ситуации в результате ошибок в системе визуализации, показывает, что существует два аспекта этой оценки.

С одной стороны, на это влияет актуальность (размер) неровностей. Это чисто технический аспект, и его источник кроется в характере ошибки и месте ее появления. Это тесно связано с возможностью быстро восстановить нормальную работу системы или использовать альтернативное решение. Это зависит от осведомленности о возможности ошибки на уровне управления авиадиспетчерской службой и от предусмотренных защитных мер.

С другой стороны, есть группа психологических факторов.В целом, их можно определить как способность распознавать наличие ошибки системы визуализации и возникающий в результате дефицит информации, необходимой для безопасного управления воздушным движением. Индивидуальные возможности конкретного контролера сильно обуславливают их, исходя из их личностных качеств и психофизического состояния.

Схема нечеткой модели для оценки уровня угрозы, вызванной ошибкой в ​​системе визуализации, представлена ​​на рисунке 1. Выходная переменная уровень угрозы () зависит от пяти входных переменных.Это потеря ситуационной осведомленности (), время отсутствия информации об ошибке (), время потери ситуационной осведомленности (), качество средств защиты () и человеческий фактор (). Последняя из этих входных переменных является выходом локальной системы нечетких рассуждений с четырьмя входными переменными: опыт (), возраст (), обучение () и психофизическое состояние ().


Форма функций принадлежности значений лингвистических переменных, основа для их определения и базы знаний обеих моделей нечетких рассуждений будут представлены в следующих разделах.

4.3. Входные лингвистические переменные системы нечетких рассуждений

Набор влияющих факторов, обсуждаемых в разделе 4.1, общая схема нечеткой модели уровня угрозы и форма нечетких множеств, описывающих конкретные лингвистические переменные, были установлены после консультации с экспертами в предметной области: диспетчеры воздушного движения. Эксперты сделали свои оценки независимо, без обсуждения друг с другом, чтобы избежать взаимного влияния на их мнения. Различия между суждениями послужили основой для определения формы конкретной лингвистической переменной.В целом экспертов спрашивали о четкой совокупности ценностей. Для значений, найденных всеми экспертами принадлежащими данному набору, была принята степень принадлежности, равная 1 (ядро нечеткого множества). Для значений, найденных принадлежащими набору хотя бы некоторыми экспертами, мы приняли степень принадлежности больше 0 (поддержка нечеткого множества). В некоторых случаях, например, при определении лингвистической переменной потери ситуационной осведомленности были использованы некоторые объективные эталонные значения, определенные международными правилами [40].

4.3.1. Потеря ситуационной осведомленности

Степень расхождения картины дорожной обстановки в сознании диспетчера относительно реальности можно оценить на основе разницы между фактическим положением воздушного судна и положением, указанным (неверно) системой визуализации. Мы сравниваем эту разницу с минимумом эшелонирования, то есть минимальным расстоянием между воздушными судами в вертикальной или горизонтальной плоскости, которое является обязательным в данном воздушном пространстве [40].На основании экспертных знаний было сделано предположение, что лингвистическая переменная потеря ситуационной осведомленности примет одно из шести значений, определяемых в общем виде следующим образом: (i) Незначительное : когда ошибка позиционирования (визуализации) касается только одно воздушное судно, и оно составляет не более половины минимума вертикального или радиолокационного (горизонтального) эшелонирования. (ii) Малая : когда ошибка определения местоположения касается только одного воздушного судна и она превышает половину минимума эшелонирования, но не превышает этого значения. минимум, а в случае ошибки определения местоположения более одного воздушного судна — не более половины минимального эшелонирования для каждого из них.(iii) Значительная : когда ошибка позиционирования одного воздушного судна превышает минимум эшелонирования. (iv) Серьезная : когда более одного воздушного судна находятся в местоположении, удаленном более чем на минимум эшелонирования от местоположения этого воздушного судна. отображается системой визуализации диспетчера, или диспетчер не знает о наличии одного самолета в зоне его / ее ответственности. (v) Большой : когда есть существенные ошибки в определении местоположения многих самолетов или если диспетчер не осведомлены о наличии более одного воздушного судна в зоне ответственности.(vi) Всего : полная потеря изображения воздушной обстановки.

Такое описание значений лингвистической переменной потеря ситуационной осведомленности из-за общности требует привлечения эксперта в каждом случае для определения принадлежности ситуации к одной из категорий. Это особенно сложно в случае сложных ситуаций или при сравнении различных типов ошибок. Дополнительная проблема заключается в том, что требуемое расстояние в горизонтальной плоскости намного больше, чем в вертикальной плоскости.Поэтому для определения значения лингвистической переменной мы предлагаем использовать интегрированный индикатор следующего вида: где — интегрированный индикатор, определяющий степень потери ситуационной осведомленности, — количество самолетов, визуализируемые положения которых не соответствуют их фактические местоположения, и представляют собой величину отклонения отображаемого местоположения от фактического местоположения воздушного судна в горизонтальной и вертикальной плоскости, соответственно, и и представляют собой обязательный минимум эшелонирования в рассматриваемом воздушном пространстве в горизонтальной и вертикальной плоскости, соответственно.

На основе индикатора были приняты трапециевидные функции принадлежности значений лингвистической переменной потеря ситуационной осведомленности , которые показаны в логарифмической шкале на рисунке 2.


4.3.2. Время без информации об ошибке

Уровень угрозы безопасности зависит от того, знает ли контроллер о возникновении ошибки или, более конкретно, как долго он / она не знает. Соответственно, мы использовали лингвистическую переменную time без знания ошибки , которая может принимать пять значений: очень короткое, короткое, среднее, длинное, и очень длинное .Трапециевидные функции принадлежности значений этой лингвистической переменной были приняты на основе экспертных знаний, и их логарифмическая форма показана на рисунке 3.


4.3.3. Время потери ситуационной осведомленности

В зависимости от типа ошибки период нарушения ситуационной осведомленности контроллера различается. В случае кратковременного исчезновения траектории отдельного самолета, ситуационная осведомленность диспетчера обычно поддерживается постоянно.В случае серьезной неисправности системы время потери ситуационной осведомленности может быть долгим и не обязательно совпадать со временем, когда система работает некорректно. Например, в случае полной потери визуализации ситуационная осведомленность может сохраняться на начальном этапе, особенно когда дорожная ситуация не сложная.

Более того, когда доступна система резервного копирования, можно восстановить ситуационную осведомленность контроллера намного раньше, прежде чем основная система возобновит правильную работу.

Лингвистическая переменная время потери ситуационной осведомленности может принимать пять значений: очень короткое , короткое , среднее , длинное и очень длинное . Трапецеидальные функции принадлежности значений этой лингвистической переменной были приняты на основе экспертных знаний, и их логарифмическая форма показана на рисунке 4.


4.3.4. Качество средств правовой защиты

Диспетчер, которому известно о неисправной работе TSVS, будет стремиться использовать другие доступные средства для обеспечения безопасности воздушного движения.Как уже упоминалось, возможность их использования в каждой ситуации будет рассматриваться в рамках двух категорий: доступность и качество доступных средств правовой защиты. Конечно, при отсутствии резервных ресурсов нет смысла оценивать их качество, а это означает, что только одна лингвистическая переменная, , качество средств защиты , может использоваться для оценки этого фактора. Он будет принимать четыре значения: (i) Нет : нет доступных или возможных для использования средств защиты. (Ii) Low : доступны средства низкого качества, такие как полосы прогресса полета или другая текстовая информация о выбранных параметрах полета. самолета, без визуализации.(iii) Среднее значение : изображения доступны, но нет корреляции между данными из системы наблюдения и данными из планов полета. (iv) Высокий : визуализация радиолокационных данных, коррелированных с данными плана полета, доступна, хотя функциональность не обязательно совпадает с основной системой.

4.3.5. Человеческий фактор

Для оценки влияния человеческого фактора на степень угрозы безопасности в случае отказа ТСВС мы будем использовать интегрированный показатель, объединяющий информацию о профессиональном опыте, возрасте, уровне подготовки и психофизическое состояние контролера.Лингвистическая переменная человеческий фактор , которая описывает способность справляться с отказом системы визуализации в целом, примет пять значений: очень низкое , низкое , среднее , высокое и очень высокое . Он будет определяться результатом локальной нечеткой системы рассуждений с четырьмя входами: опыт , возраст , обучение и психофизическое состояние .

Лингвистическая переменная опыт примет три значения — низкое , среднее и высокое — и будет определяться количеством лет работы на посту управления радаром.Форма функций принадлежности показана на рисунке 5.


Лингвистическая переменная age примет три значения: молодой , средний и старый . Форма принятых функций принадлежности показана на рисунке 6.


Лингвистическая переменная training примет одно из трех значений — плохо , среднее и хорошее — и будет определяться уровнем контролера. обучения процессуальному контролю.Как хорошее обучение , мы определим ситуацию, когда диспетчер был обучен процедурному управлению в единице управления воздушным движением, в которой он / она в настоящее время работает. Среднее обучение происходит, когда контролер имеет знания и навыки процедурного управления, но в другом подразделении. Плохое обучение — это ситуация, в которой контроллер никогда не имел лицензии на управление процедурами. В смысле нечеткой логики отдельные значения будут нечеткими синглетонами, определяемыми назначением контроллера соответствующей группе.

Лингвистическая переменная психофизическое состояние примет одно из трех значений: плохое , среднее и хорошее . Для формы good мы рассмотрим случай, когда контроллер не чувствует дискомфорта, отдыхает и нет проблем, которые отвлекали бы его внимание от работы. Среднее значение Состояние определяется как случай, когда контроллер немного утомлен, после немного более короткого, чем нормальный ночной отдых, или испытывает незначительные недомогания, такие как легкая головная боль. Плохое состояние , в свою очередь, возникает, когда контролер утомлен или подавлен, чувствует боль средней интенсивности или находится под влиянием ситуации, которая отрицательно влияет на его / ее эмоциональное состояние. Значения лингвистической переменной психофизического состояния также будут нечеткими одиночными числами, и выбор подходящего значения будет основываться на самооценке исследуемого контроллера.

4.4. Выходные переменные систем нечеткого мышления

Предполагалось, что обе локальные модели человеческого фактора и уровня угрозы будут моделями Такаги-Сугено-Канга с одноэлементными выходными значениями.Значения переменной человеческого фактора обсуждаются в разделе 4.3, поскольку она также является входной переменной для модели уровня угрозы . В свою очередь, эта переменная примет пять значений: очень низкое , низкое , среднее , высокое и очень высокое . Форма значений этой лингвистической переменной показана на рисунке 7. Функция принадлежности лингвистической переменной человеческий фактор была определена таким же образом.В результате на выходе системы нечетких рассуждений мы оцениваем уровень угрозы безопасности, вызванной ошибкой системы визуализации, как действительное число из интервала [].


4.5. База знаний о системе нечетких рассуждений

Как уже указывалось, знания в системах вывода, описывающих сложные социотехнические системы, до некоторой степени субъективны, и поэтому их невозможно точно определить количественно. Поэтому были применены правила нечеткого вывода, основанные на экспертных знаниях.Один из авторов документа является действующим авиадиспетчером, но для большей достоверности базы знаний правила были проверены другими полевыми экспертами. Процедура получения этих данных аналогична описанной в разделе 4.3. Существующие несоответствия между правилами были устранены с помощью метода, описанного Скорупски [13].

В системе нечетких рассуждений человеческий фактор определено 81 правило нечеткого вывода, некоторые из которых показаны в таблице 1.


Номер правила Опыт Возраст Психологический фактор

8 Среднее Старое Плохое Плохое Очень низкое

04

Очень низкое

04

Очень низкое

04

Хорошее Плохое Низкое
49 Низкое Среднее Хорошее

Хорошее

Хорошее

905 90 579
Среднее Среднее Плохое Хорошее Хорошее
78 Высокое

905 9669 Хорошее 905 9669

905
Очень хорошо

В системе нечетких рассуждений уровня угрозы было определено 49 правил, некоторые из которых показаны в таблице 2.

Легкая

Номер правила Потеря ситуационной осведомленности () Время без ошибки потеря осведомленности () Качество средств защиты () Человеческий фактор () Уровень угрозы ()

14

79 Всего ≠ Очень короткий
Нет Любой Очень высокий
9 Большой Любой Высокий
27 Значительное 900 03 Очень короткий Средний Нет Очень высокий Средний
30 Значительный 4 Значительный 4 Значительный 4 9000 Среднее значение Высокое
40 Маленькое Любое Среднее Любое Очень низкое Очень высокое Любая Очень короткая Любая Любая Очень низкая

4.6. Компьютерная реализация системы

Нечеткая модель для оценки угрозы безопасности воздушного движения, вызванной ошибками системы визуализации, была реализована в среде SciLab 5.4 с пакетом Fuzzy Logic Toolbox. Это программное обеспечение позволяет как определять, так и редактировать нечеткие системы рассуждений, а также проводить имитационные эксперименты, включая анализ чувствительности. В последнем случае можно отслеживать результаты для всего диапазона значений выбранных входных переменных.Также возможно выполнение дополнительных вычислений, что позволяет интегрировать подготовку входных данных с основной системой нечеткого вывода. Это, например, позволяет получить значение входной лингвистической переменной потеря ситуационной осведомленности , что очень удобно.

5. Имитационные эксперименты

Разработанная модель вместе с ее компьютерной реализацией позволяет оценить влияние ошибок в TSVS на безопасность движения. Были проведены имитационные эксперименты для проверки возможности использования этого программного инструмента для оценки угроз, а также для выбора наиболее важных компонентов системы, которые влияют на безопасность управления воздушным движением.Некоторые из этих экспериментов описаны в этом разделе. Эксперименты заключались в вычислении уровня угрозы для распространенных ошибок в системах визуализации и последующем анализе чувствительности выходных данных к изменениям входных параметров. Описанные аварийные ситуации являются гипотетическими (в действительности они не возникали), но очень похожие ситуации, различающиеся по размеру и типу движения, находящегося под контролем во время сбоя, могут встречаться в повседневной практике авиадиспетчеров. Для всех экспериментов в базовой версии предполагалось, что обнаруживший ошибку контроллер характеризуется средними значениями параметров, связанных с их индивидуальными характеристиками (возраст, опыт, подготовка и психофизическое состояние).Результат оценки переменной человеческого фактора для таких параметров показан в таблице 3.

9659 Среднее 9 905

Параметр Значение Человеческий фактор
Человеческий фактор
Опыт (лет) 4 3,0
Возраст (лет) 40
Обучение Среднее
Психофизическое состояние
5.1. Сценарий S1: незначительный отказ

В качестве первого случая анализируется относительно незначительный отказ системы визуализации с ограниченной дальностью удара из-за небольшого количества затронутых самолетов.

Анализируемый сценарий (S1) можно описать следующим образом. Из-за аномалии в подсистеме слежения один из треков, представляющих самолет, останавливается и не меняет своего положения. Из-за интенсивного движения в воздушном пространстве авиадиспетчер не замечает ошибку, и через одну минуту система автоматически переключается на резервный трекер.Учитывая летно-технические характеристики воздушного судна, пострадавшего от отказа системы визуализации, можно оценить, что максимальное отклонение показанного положения радара по отношению к фактическому местонахождению воздушного судна составило 7 м. Миль, что равно минимальному радиолокационному эшелонированию в этом воздушном пространстве. Самолет выполнял горизонтальный полет. Средств правовой защиты не было.

Входные параметры системы нечеткого вывода и результаты эксперимента для Сценария S1 приведены в таблице 4.

905 909 905 (индикатор)

Параметр Значение Уровень угрозы

2,7
Время отсутствия информации об ошибке (с) 60
Время потери ситуационной осведомленности (с) 60
Качество исправлений Нет

04


Для анализируемого сценария результат, полученный из системы нечеткого вывода, помещает аварийную ситуацию в зону угрозы low с небольшим сдвигом в сторону среднего рейтинга (рисунок 7).Ситуация, в которой диспетчер, глядя на дисплей визуализации трафика, информируется о положении самолета, которое отличается от его реального положения, может привести к неправильным решениям или к непринятию действий для разрешения потенциального конфликта, особенно если Контроллер не знает об ошибке в то время, когда она существует. В качестве смягчающего фактора можно указать, что неисправность касается только одного воздушного судна и, в частности, она длится настолько быстро, что отклонение не превышает минимума радиолокационного эшелонирования.

5.2. Сценарий S2: серьезная неисправность

В этом эксперименте был проанализирован случай серьезной аварии с участием большого количества самолетов, но ограниченной по времени.

Сценарий S2 можно описать следующим образом. Из-за сбоя питания контроллер полностью теряет показания TSVS и монитор гаснет. На данный момент в секторе управления находится 10 самолетов. Имеется резервный дисплей с той же функциональностью, что и основная система, расположенный поблизости, поэтому через одну минуту авиадиспетчер начинает с ним работать.На этом аварийная ситуация заканчивается. Характеристики контроллера такие же, как в сценарии S1.

Входные параметры системы нечетких рассуждений и результаты эксперимента для Сценария S2 приведены в таблице 5.

0 Качество средств защиты

Параметр Уровень угрозы Значение

Человеческий фактор 3,0 2.3
Потеря ситуационной осведомленности (индикатор) 27,2
Время без знания ошибки (с) 0
Время потери ситуационной осведомленности (с) 60
Нет

Для анализируемого сценария результат, полученный с помощью системы нечетких рассуждений, помещает ситуацию в область с высоким уровнем угрозы с небольшим сдвигом в сторону средний рейтинг .Полное исчезновение визуализации дорожной ситуации — очень опасная ситуация, особенно при отсутствии корректирующих мер. Важным смягчающим фактором является то, что такой отказ трудно не заметить, поэтому контроллер немедленно узнает о нем и предпринимает действия, ограничивающие время отказа.

5.3. Сценарий S3: комплексный отказ

В третьем эксперименте был проанализирован более сложный случай. Самая главная его особенность в том, что одновременно происходит несколько опасных событий.

Сценарий S3 можно описать следующим образом. Из-за ошибки при обработке радиолокационных данных один из самолетов, попавших в зону ответственности диспетчера, не отображался на TSVS в течение двух минут. Диспетчер предыдущего сектора, через который самолет уже пролетал, работает с той же системой УВД, поэтому экипаж не получил указаний установить радиосвязь на новой частоте. Рассматриваемый самолет поднимается с вертикальной скоростью 2000 футов / мин.Нет эффективных средств правовой защиты. Примерно через 60 секунд диспетчер обнаруживает отсутствие на дисплее трека самолета, но нет никаких указаний на то, где он может находиться в это время. Через две минуты после сбоя TSVS соответствующий трек появляется снова. Характеристики контроллера такие же, как в сценарии S1.

Входные параметры системы нечеткого вывода и результаты эксперимента для сценария S3 приведены в таблице 6.


Уровень угрозы Значение

Человеческий фактор 3.0 1.0
Потеря ситуационной осведомленности (индикатор) 54,6
Время без знания ошибки (с) 60
Время потери ситуационной осведомленности (с)80 120
Качество средств защиты Нет

Для этого сценария результат, полученный с помощью системы нечетких рассуждений, помещает чрезвычайную ситуацию в зону с очень высокой угрозой.Такая оценка оправдана, потому что здесь мы имеем дело с совокупностью серьезных факторов. Во-первых, неисправность длится две минуты, что в случае горизонтального полета приводит к тому, что позиция будет примерно вдвое больше минимума радиолокационного эшелонирования, за исключением исходной, что в отсутствие реакции диспетчера само по себе может привести к столкновению. Во-вторых, самолет поднимается. Опять же, за две минуты минимальное расстояние эшелонирования превышено в несколько раз, и есть вероятность столкновения с самолетом, летящим на соседних эшелонах полета.В качестве третьего существенного фактора, усугубляющего опасность, можно упомянуть довольно длительное время без осознания своей неудачи.

5.4. Анализ чувствительности в сценарии S1

Как упоминалось в разделе 5.1, сценарий S1 характеризуется относительно небольшим ухудшением безопасности. Основная причина этого в том, что TSVS быстро переключается на резервный трекер. На этом этапе мы рассмотрим аналогичную ситуацию, но предположим, что переключение на резервный трекер не происходит, и трек не перемещается в течение нескольких минут.Обозначим это как Сценарий S1a. Мы предполагаем, что примерно через 90 секунд контроллер замечает ошибку и, используя доступную систему УВД предыдущего поколения, продолжает работу примерно через две минуты. В это время разница между отображаемым и фактическим местоположением самолета составляет 15 морских миль.

Входные параметры системы нечеткого вывода и результаты эксперимента для сценария S1a приведены в таблице 7.

Качество средств защиты

Параметр Угроза Значение уровень

Человеческий фактор 3.0 2,0
Потеря ситуационной осведомленности 8,5
Время отсутствия информации об ошибке (-ях) 90
Время потери ситуационной осведомленности (-ий) 120
Нет

Как мы видим, увеличение продолжительности сбоя приводит к тому, что уровень угрозы попадает в область высокого рейтинга .Это ясно показывает, насколько опасными могут быть эти ошибки и насколько важно реализовать в TSVS эффективные средства самодиагностики, которые отвечают за обнаружение, например, ошибки трекера и переключение на резервное копирование. Отсутствие такого механизма приведет к еще большему увеличению продолжительности ошибки, что в этом случае может привести к столкновению, в котором авиадиспетчер окажется беспомощным.

5.5. Возможность снижения угрозы в сценарии S3

Теперь мы рассмотрим возможность снижения угрозы для сложной ошибки, описанной в сценарии S3.С этой целью мы предлагаем ввести в систему банкомата функцию самодиагностики, которая будет указывать на исчезновение пути таким образом, который диспетчер не сможет пропустить. Таким образом, мы позволим контроллеру предыдущего сектора обнаружить ошибку и сообщить об этом контроллеру следующего сектора, а также дать команду летному экипажу переключиться на новую частоту. Таким образом, он / она может узнать об ошибке, определить положение самолета, высоту и маневры и, в конечном итоге, использовать резервную систему УВД, установленную в том же помещении, через одну минуту.Мы обозначим это как Сценарий S3a.

Входные параметры системы нечеткого вывода и результаты эксперимента для сценария S3a приведены в таблице 8.


Параметр Угроза Значение уровень

Человеческий фактор 3,0 2,5
Потеря ситуационной осведомленности 7.4
Время отсутствия информации об ошибке (с) 0
Время потери ситуационной осведомленности (с) 60
Качество исправлений Нет

Как видно, в случае анализируемого типа ошибки в TSVS новая функция самодиагностики вызывает смещение оценки угрозы с 1.0 (очень высокая) на 2.5 (от среднего до высокого ). Мы по-прежнему справляемся с опасной ситуацией, но это простое улучшение функциональности значительно снижает угрозу. Стоит отметить, что такая функция иногда может выдавать ложные предупреждения и отвлекать диспетчера, когда самолет покидает зону действия системы наблюдения.

5.6. Валидация результатов

Для проверки правильности полученных результатов использовалось мнение четырех независимых экспертов, авиадиспетчеров.Группа ранее не занималась созданием базы знаний и не оказывала влияния на вид функций принадлежности лингвистических переменных. Экспертов попросили оценить уровень угрозы во всех сценариях, проанализированных в имитационных экспериментах. Для оценки угрозы безопасности можно было использовать пять членов: очень высокая , высокая , средняя , низкая и очень низкая , которые совпадают с возможными лингвистическими значениями выходной переменной модели. (Рисунок 7).Также была одобрена промежуточная оценка, например «между средним и высоким ». Классификация выполнена для тех же условий, что и в экспериментах (т. Е. Без учета объема и сложности трафика). Эксперты также оценили уровень угрозы безопасности не исходя из собственных навыков и опыта, а исходя из предположения, что на должности работает контролер средней квалификации, согласно таблице 3. Результаты этих анализов представлены в таблице 9.

905 905 905 905 905 905 Высокий

Сценарий S1 S2 S3 S1a S3a S1a S3a Высокий Высокий Средний
Эксперт 2 Средний Низкий 9664

Высокий

09

Expert 3 Среднее Низкое Высокий / Очень высокий Высокий Средний
Expert 4 Низкий / Средний

6 Высокий / Очень высокий

6 Высокий / Очень высокий

/ Очень высокий Высокий
Общий балл 3.4 (низкий / средний) 2,8 (средний / высокий) 1,5 (высокий / очень высокий) 1,9 (> высокий ) 3,0 (средний)
Модель 3,8 (низкий / средний) 2,3 (средний / высокий) 1,0 (очень высокий) 2,0 (высокий) 2,5 (средний / высокий)

«Общая оценка» показывает упрощенное усреднение оценок экспертов с использованием значений, как на Рисунке 7.Сравнение результатов модели с оценками экспертов показывает очевидную конвергенцию. Каждый случай оценивался с использованием одних и тех же описательных терминов, различающихся не более чем на половину балла.

Стоит отметить полную совместимость по порядку сценариев по уровню угрозы. И результаты модели, и экспертная оценка упорядочивают сценарии от наиболее к наименее опасным следующим образом:

6. Резюме и выводы

Модули визуализации дорожной обстановки являются важными элементами систем управления воздушным движением.Они составляют основу для повышения ситуационной осведомленности авиадиспетчеров. В то же время они сосредотачиваются на всех аппаратных сбоях и ошибках программного обеспечения, которые, несмотря на использование технологий с очень высоким уровнем надежности, могут произойти на практике.

Независимо от причины неисправности системы, они могут привести к нескольким типичным ситуациям, которые были отнесены к категории в Разделе 2.4. Суть этого документа заключалась в анализе уровня угрозы воздушному движению в результате ошибок каждой категории с учетом таких факторов, как опыт диспетчера.Учитывая важность человеческого фактора и субъективный характер взаимосвязи между детерминантами, влияющими на оценку степени угрозы, для достижения цели статьи была использована теория нечетких множеств, а именно нечеткие системы рассуждений. Создана модель, которая позже была реализована в среде SciLab. Эти решения основаны на экспертных знаниях, полученных от авиадиспетчеров. Поскольку объективных критериев не существует, единственная практическая возможность проверить полученные результаты, а затем и предлагаемый метод, — это получить независимое мнение экспертов в предметной области, что и было сделано.Результаты имитационных экспериментов обсуждались с несколькими диспетчерами радаров и были оценены как соответствующие реальной оценке угроз безопасности в данных ситуациях.

Эксперименты показали, что одним из наиболее важных факторов, влияющих на оценку угроз, является время, в течение которого диспетчер не имеет полной информации о дорожной ситуации. Время зависит, среди прочего, от осознания того, что мы обрабатываем ненормальное изображение TSVS. Это, в свою очередь, зависит, среди прочего, от типа ошибки.Результаты экспериментов, проведенных с использованием созданного компьютерного инструмента, подтверждают эти наблюдения. Кроме того, они позволяют проводить количественную оценку. Стоит отметить, что результаты указывают на решающую роль диагностических модулей, встроенных в системы УВД. Ожидание, пока контроллер заметит ошибку в TSVS и предпримет какие-либо корректирующие действия, может значительно увеличить время, затрачиваемое без полного знания дорожной ситуации. Таким образом, можно дать общие рекомендации по расширению и дальнейшему развитию таких систем, а также функций оповещения, чтобы предупредить диспетчера о том, что он / она имеет дело с возможно неправильным изображением дорожной ситуации, и уведомить технических специалистов о неисправности.Таким образом, первые могут использовать другие доступные источники для немедленного восстановления и поддержания своей ситуационной осведомленности, а вторые могут начать поиск причины сбоя и восстановление надлежащей работы системы. Функции самодиагностики могут быть даже более важными, чем резервирование, которое обычно используется для повышения надежности системы. В случае резервирования дублирование одной и той же ошибки может произойти на всех устройствах резервного копирования, особенно если устройства резервного копирования аналогичны основным.Напротив, системы самодиагностики могут восстановить работу системы даже без уведомления контроллера о неисправности. Более того, контролеры должны быть осведомлены о возможных ошибках TSVS во время обучения. Моделирование таких событий также может быть включено в их периодическое обучение. Дальнейший формальный и количественный анализ возможных способов предотвращения ошибок TSVS и противодействия их последствиям должен стать предметом дальнейших исследований, особенно в отношении тех ошибок, которые больше всего влияют на безопасность воздушного транспорта.

Мы проанализировали уровень угрозы, который могут представлять различные категории ошибок в TSVS. Исследование охватывает как технический аспект, так и угрозу, связанную с использованием этих систем авиадиспетчером. В следующем исследовании мы планируем связать эти результаты с конкретной дорожной ситуацией, особенно с объемом и сложностью трафика. Это позволит провести более детальную количественную оценку влияния ошибок в TSVS на безопасность воздушного движения. Мы также планируем развивать исследования, применяя теорию приблизительных наборов для формального определения тех факторов, которые имеют наибольшее влияние на оценку угроз.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации этой статьи.

Управление воздушным движением — обзор

5.7.3.1 Общие сведения

Система УВД устанавливается в определенной зоне (воздушном пространстве) для обеспечения безопасного, эффективного и результативного воздушного движения. Это означает, что самолет, как пользователь системы, должен обслуживаться без взаимных конфликтов и окружающей местности (безопасность).Кроме того, им необходимо обеспечить полет через воздушное пространство между аэропортами отправления и назначения по оптимальным по топливу / времени траекториям полета (траекториям) (эффективность) и без значительных задержек, вызванных самой системой УВД (регулярность).

Для соответствия этим эксплуатационным характеристикам большое контролируемое воздушное пространство разделено на более мелкие части — зоны аэропорта, зоны аэродромов, а также низко- и высокогорные зоны полета по маршруту. Затем они делятся на более мелкие части, называемые «секторами УВД», каждый сектор назначается одному или нескольким диспетчерам УВД, отвечающим за мониторинг и управление воздушным движением в нем.

Зоны аэропортов установлены вокруг аэропортов для обеспечения эффективной посадки, наземного движения и взлета воздушных судов. Воздушное пространство аэровокзала образуется вокруг крупных аэропортов с интенсивным движением. Он распространяется вокруг них на расстояние около 40–50 морских миль, с вертикальной границей на FL (эшелон полета) 100 (10 000 футов) (каждый FL определяется 1000 фут; 1 фут = 0,305 м) (ИКАО, 1978). Самолеты пролетают через эту зону по заданным траекториям (траекториям) прибытия и вылета, определяемым либо средствами радионавигации, либо радиолокационным наведением воздушного судна УВД.Они разделены правилами горизонтального эшелонирования УВД.

Зона малой высоты устанавливается вокруг и вышеупомянутого воздушного пространства аэровокзала и распространяется по горизонтали на большее пространство. По вертикали они покрывают диапазон высот от FL100 до FL245 среднего уровня моря (Horonjeff and McKelvey, 1983). В этом воздушном пространстве находятся траектории набора высоты и снижения самолета к крейсерским ЭЛ и от них. Они продолжают траектории вылета и захода на посадку в воздушном пространстве аэродрома.Поскольку воздушные суда постоянно меняют высоту, находясь в этой зоне, они разделяются правилами УВД на основе горизонтального расстояния или времени эшелонирования.

Высотная зона находится выше эшелона FL245. Самолет использует эту зону для крейсерского полета по воздушным трассам на определенных ЭП, где они разделены по вертикали на 1000 футов, до ЭП 290 (29000 футов) и 2000 выше ЭП 290. Это означает, что ближайшие потоки воздушного транспорта движутся в том же направлении вдоль ЭП. одинаковые воздушные пути / маршруты разделены по вертикали на 2000 футов, если они находятся на эшелонах полета до ЭП 290, и на 4000 футов, если они находятся на эшелонах полета выше ЭП 290.Кроме того, воздушные суда на одних и тех же эшелонах полета данной воздушной трассы или ее части разделены по горизонтали в соответствии с правилами УВД, основанными на продольном или временном эшелонировании (ICAO, 1978; Janić, 2000).

Основными эксплуатационными характеристиками указанных выше частей воздушного пространства являются их «предельная» и «практическая» пропускная способность. К ним относятся пропускная способность воздушного пространства и пропускная способность диспетчера (ов) УВД, имеющего юрисдикцию над этим воздушным пространством, последнее подробно описано в главе 6.

Воздушное движение — обзор

2.3.1 Как реализовать HF в организации, критичной для безопасности — предыстория и изобретение HF-инструмента в ОрВД

Организация ОрВД, критичная к безопасности, впервые имела эксперта на целый день, работающего с поведенческие научные основы в 2000 году, когда была начата роль HRD-эксперта. Первая задача заключалась в том, чтобы облегчить сотрудничество и снизить напряженность в ситуации после забастовки среди персонала аэропорта, то есть проблемы благополучия, сотрудничества, управления и лидерства, путем анализа рабочего процесса ОрВД (Teperi and Leppänen, 2011a).Было сфокусировано на расширении открытых дискуссий между различными слоями организации, между оперативным персоналом, администрацией, менеджментом и (сильным) профсоюзом. Такая работа с персоналом не была очевидной или типичной в то время для государственной организации, управления гражданской авиации.

В начале 2000-х годов аэронавигационные службы Финляндии знали о КВ в соответствии с международными правилами и требованиями, но не применяли их систематически, несмотря на обширную работу по отбору, проводимую внешними экспертами, психологами финских ВВС.Таким образом, организации ОрВД требовался эксперт по ВЧ не только для облегчения сотрудничества, но и для настройки процедур ВЧ. Полноценная работа HF-эксперта в отделе безопасности и качества была начата в 2003 году.

Для начала организации нужно было выучить аббревиатуру «HF», а первые вопросы инженеров к HF-специалисту были: «Вы наш новый эксперт по громкой связи ?» или «Вы наш новый эксперт в области высоких частот ?» Работа должна была быть начата с самого начала, чтобы сказать, что HF — это что-то о людях в повышении безопасности .Для перевода нового термина «ВЧ» потребуется некая модель.

Во-первых, модель должна была основываться на теориях и иметь многоуровневую структуру, чтобы быть системной. Основы когнитивной психологии, когнитивной инженерии, благополучия на работе, групповой динамики, а также результаты организационного управления и принятия решений, сотрудничества с партнерскими организациями, взглядов на сложные системы, а также психологии труда и организационной психологии были использованы для формирования основных содержание HF Tool (Тепери, 2012).

Во-вторых, результаты классических авиационных случаев, авиационных происшествий и инцидентов использовались для включения в модель контекстно-зависимых функций и знакомых терминов для пользователей в модели. В него также вошли вопросы, связанные с международными и национальными авиационными требованиями.

В-третьих, инструмент нужно было визуализировать, чтобы он был представлен сразу. Критическая HF должна была быть вербализирована прямо в модель, чтобы распознать «HF», без необходимости для оперативного персонала изучать научный материал (детали HF не были доступны, например.g., с фигурами SHEL, HFCAS или Swiss Cheese Model; подробно описан в Teperi et al., 2015).

В-четвертых, удалось избежать использования термина «человеческая ошибка». Модель была нацелена на то, чтобы быть позитивной, обнадеживающей и невиновной — в противном случае внедрение любой структуры или инструмента HF для организации привело бы к неверному направлению, и дальнейшая работа с проблемами HF была бы даже вредной.

В-пятых, модель должна быть достаточно практичной, чтобы ее приняли пользователи и включили в системы организации; изучение модели или заполнение формы на ее основе не должно занимать слишком много времени у операторов.

Более того, новое мышление и модель организации не должны поддерживать или вскрывать противоречия между организационными уровнями, в то время как предыдущая забастовка имела некоторые пагубные последствия для взаимного доверия, общественного имиджа организации и рабочей атмосферы.

Таким образом, в 2002 году организация ATM начала использовать HF Tool, в котором HF представлены на четырех уровнях (совпадая с более ранними теориями HF), нарисованными в виде пузырей, в которых подробные элементы HF вербализованы и сделаны видимыми.Посередине всего этого находится комбинация воздействий всех этих факторов, позволяющая справиться со сложностью и динамичностью системы (подробности более подробно описаны, например, в Norros, 2004) (рис. 2.3).

Рисунок 2.3. HF Tool, оригинальная версия для банкоматов. ATM , Управление воздушным движением; HF , человеческий фактор.

Источник : По материалам Teperi, A.-M., 2012. Повышение уровня владения человеческим фактором в критически важных для безопасности организациях ОрВД. В кн .: Когнитивная наука (докторская диссертация). Институт поведенческих наук факультета поведенческих наук Хельсинкского университета; также в Тепери А.-М., Леппянен, А., Норрос, Л., 2015. Применение HF Tool в организации управления воздушным движением. Saf. Sci. 73, 23–33.

Цель заключалась в том, чтобы предложить «ментальную модель» или «зеркало» для персонала, чтобы отразить связанные с безопасностью действия человека на всех соответствующих уровнях системы. Инструмент HF может служить в качестве метода прогнозирования, чтобы знать и распознавать различные элементы, связанные с человеком, которые могут способствовать или навредить действиям по обеспечению безопасности. Подробные вопросы описывают человеческую вариативность и могут быть связаны друг с другом на четырех уровнях и между ними.При использовании были сосредоточены как успехи, так и недостатки в отношении каждого детального элемента.

Инструмент HF Tool использовался в качестве основы для базового обучения и повышения квалификации по HF с 2003 года, а авиационные власти проверили и приняли использованные учебные материалы. Расследование инцидентов с помощью HF Tool началось в 2006 году. HF Tool включает организационные факторы в качестве очевидной части безопасности, согласовывая неявное мышление в области безопасности полетов в авиации (например, Kirwan and Straeter, 2002), и не было необходимости использовать какие-либо дополнительные термины или сокращения для описывая их (это другое дело в атомной энергетике, где используются человеческие и организационные факторы (HOF), чтобы напоминать об организационных факторах).

С 2008 года HF Tool был включен в систему отчетности о происшествиях и инцидентах, в которой авиадиспетчеры и их руководители использовали модель для распознавания как положительных, так и отрицательных факторов, способствующих каждому инциденту. Они должны были определить, какие факторы способствовали успеху в каждом конкретном случае, и факторы, которые мешали им добиться успеха в каждом конкретном случае. Инструмент HF Tool был внедрен в систему управления безопасностью полетов организации ОрВД (Teperi et al., 2015) и до сих пор используется организацией ОрВД.

Подводя итог этой части главы, можно сделать вывод, что организация ОрВД имела — не только требования безопасности — но и явную потребность в изменении, и желание, чтобы новое мышление в области ВЧ стало решением, и было принято решение обеспечить ресурсы на 10 лет работы в сфере высоких частот.

Глубокая сверточная нейронная сеть для оценки сложности эксплуатации воздушного пространства

Сектор — это основная единица воздушного пространства, работа которой управляется диспетчерами воздушного движения. Сложность эксплуатации сектора играет важную роль в системе управления воздушным движением, такой как реконфигурация воздушного пространства, управление потоками воздушного движения и выделение ресурсов диспетчера воздушного движения.Поэтому точная оценка сложности работы сектора (SOC) имеет решающее значение. Учитывая, что существует множество факторов, которые могут влиять на SOC, исследователи недавно предложили несколько методов машинного обучения для оценки SOC путем выявления взаимосвязи между факторами и сложностью. Однако существующие исследования полагаются на вручную разработанные факторы, которые сложны в вычислительном отношении, требуются специализированные знания и могут ограничивать эффективность оценки модели. Чтобы преодолеть эти проблемы, в данной статье впервые предлагается структура сквозного обучения SOC, основанная на глубокой сверточной нейронной сети (CNN) специально для среды, свободной от вручную созданных факторов.Новое представление данных, то есть изображение сценария многоканального движения (MTSI), предлагается для представления общего сценария воздушного движения. MTSI создается путем разделения воздушного пространства на двухмерную сеточную карту и заполнение навигационной информацией. Мотивированная приложениями сети глубокого обучения, конкретная модель CNN вводится для автоматического извлечения высокоуровневых характеристик трафика из MTSI и изучения шаблона SOC. Таким образом, входные данные модели определяются путем объединения нескольких каналов изображения, состоящих из информации о воздушном движении, которые используются для описания сценария движения.Результатом модели являются уровни SOC для целевого сектора. Результаты экспериментов с использованием реального набора данных из сектора воздушного пространства Гуанчжоу в Китае показывают, что наша модель может эффективно извлекать информацию о сложности движения из MTSI и обеспечивать многообещающую производительность по сравнению с традиционными методами машинного обучения. На практике нашу работу можно гибко и удобно применять для оценки SOC без дополнительного расчета вручную созданных факторов.

1. Введение

Воздушное пространство является носителем системы воздушного движения, и авиадиспетчеры (УВД) несут ответственность за ее безопасную и эффективную работу.Для безопасного регулирования воздушного движения воздушное пространство разделено на несколько меньших секторов, которые отвечают за УВД. Поскольку авиатранспортная отрасль быстро развивается, растущий объем полетов и ограниченное воздушное пространство увеличивают рабочую нагрузку на УВД. Согласно исследованиям, высокая загруженность диспетчеров УВД с большей вероятностью приведет к ошибкам в работе [1]. Таким образом, оценка и мониторинг рабочей нагрузки УВД — важная предпосылка для безопасного и эффективного управления воздушным движением. Между тем, намереваясь правильно разделить секторы воздушного пространства и эффективно управлять потоком воздушного движения, чтобы рабочая нагрузка УВД по управлению движением могла оставаться ниже максимального предела, необходимо определить авторитетный индикатор, который может точно и объективно отражать рабочую нагрузку по управлению сектором [2] .

Согласно предыдущим исследованиям, было показано, что сложность воздушного движения (также известная как сложность воздушного пространства или сложность управления воздушным движением), которая используется для измерения сложности и усилий, необходимых для безопасного и упорядоченного управления воздушным движением, может играть важную роль в управлении воздушным движением. загруженность сектора управления трафиком [3]. В течение нескольких лет многие исследователи изучали взаимосвязь между сложностью воздушного движения и рабочей нагрузкой [4–6]. Преобладает мнение, что рабочая нагрузка УВД является субъективным фактором и во многом определяется сложностью воздушного движения, что является объективным фактором [7].Хотя сложность воздушного движения и рабочая нагрузка не полностью эквивалентны, разумно оценивать рабочую нагрузку по сложности воздушного движения. Причина кроется в субъективном факторе, который настолько неопределенен и сложен, что нам необходимо количественно оценить рабочую нагрузку независимым от ATCo способом [8]. Обратите внимание, что мы ссылаемся на концепцию «сложности работы сектора (SOC)» из [2], чтобы представить сложность воздушного движения в секторе. SOC является более конкретным, потому что он определяет зону «сектора», а не точку, воздушную трассу или другие элементы воздушного пространства, и он также может отличать исследования сложности схемы движения от нашего исследования «эксплуатационной сложности» [2].

Подводя итог, можно сказать, что SOC определяет рабочую нагрузку по управлению воздушным движением, которая имеет важное значение при эксплуатации воздушного движения, что обуславливает его исключительную роль в управлении воздушным движением, например, реконфигурация воздушного пространства, управление потоками воздушного движения и распределение ресурсов УВД. Поэтому точная оценка SOC является актуальной темой как в исследованиях, так и в практических приложениях [9–11].

На протяжении десятилетий многие исследователи количественно оценивают сложность воздушного движения, изучая внутренний механизм сложности воздушного движения и моделируя с разных точек зрения [12–14].Другая часть исследования полагает, что сложность воздушного движения формируется из-за влияния большого количества значимых факторов, поэтому мы можем описать и охарактеризовать сложность воздушного движения, всесторонне рассматривая эти факторы и изучая их взаимосвязь [2, 15–17]. Однако из-за множества нелинейных факторов, влияющих на сложность воздушного движения и сложной внутренней взаимосвязи схем данных воздушного движения, чрезвычайно сложно точно описать сложность с помощью строгого моделирования, основанного на определенной точке зрения, а также существуют трудности при построении модели полный набор факторов сложности.Кроме того, существующие методы в основном полагаются на субъективный опыт или знания предметной области при выборе факторов, связанных со сложностью, которые могут вызвать проблемы с расчетами при реализации реальных приложений управления воздушным движением (ОрВД) или при изменении сектора воздушного пространства.

Столкнувшись с этими проблемами, данный документ направлен на предложение новой структуры сквозного обучения SOC, которая может напрямую извлекать эффективные функции, связанные со сложностью, из данных воздушного движения и изучать шаблон SOC, который может быть независимым от субъективных функций, созданных вручную и сделать более точную и общую оценку SOC.

Мотивированные превосходной производительностью метода глубокого обучения при моделировании и извлечении сложных нелинейных характеристик, мы предложили подход на основе глубокой сверточной нейронной сети (CNN-) для оценки SOC в заданном секторе воздушного пространства. Прежде всего, поскольку CNN в основном работает с данными на основе типа изображения, мы абстрагируем сценарий воздушного движения до многоканальных изображений, которые используются в качестве входных данных CNN. Затем CNN может автоматически извлекать высокоуровневые функции, связанные с SOC, под руководством меток сложности с помощью методов обработки свертки и объединения ядра свертки.В этом случае извлеченные объекты вводятся в полностью связанный слой для изучения взаимосвязи между извлеченными объектами и SOC. Наконец, алгоритм обратного распространения ошибки используется для непрерывной регулировки веса изучения функций и уровня полного соединения, чтобы изучить шаблон SOC и достичь оценки SOC. Эксперименты показывают, что наша модель CNN на основе изображений может автоматически извлекать эффективные функции и получать лучшую производительность оценки SOC, чем традиционные методы машинного обучения.

Вклады в этот документ можно резюмировать следующим образом: (i) Предлагается новое представление данных, т. Е. Многоканальное изображение сценария воздушного движения (MTSI), для описания сценария воздушного движения, и доказана эффективность каждого канала. ( ii) Характеристики сложности работы сектора в сценарии воздушного движения автоматически извлекаются с использованием CNN с высокой точностью оценки SOC. (iii) Для улучшения модели используются несколько методов обучения модели, такие как увеличение данных ротации, сбалансированная выборка по категориям и сглаживание меток. представление.(iv) Предлагаемый метод реализует структуру сквозного обучения SOC, основанную на глубоком обучении, что позволяет достичь более высокой производительности оценки SOC без утомительных ручных функций.

Остальная часть статьи организована следующим образом. Раздел 2 показывает связанные работы. В разделе 3 приводится описание данных и предлагается двухэтапная процедура, которая включает преобразование воздушного движения в изображения и модель CNN для оценки сложности работы сектора. В разделе 4 мы представляем экспериментальные конфигурации и проводим четыре группы экспериментов.Результаты анализируются и обсуждаются. Наконец, в разделе 5 делаются выводы относительно направления будущих исследований. Для удобства чтения в таблице 1 приведены сокращения, используемые в этой статье.

na Байес

Акроним Определение

Acc Точность
AdaBoost Адаптивное усиление
ATCO / ATM Авиадиспетчеры / управление воздушным движением Каппа Коэна
CNN Сверточная нейронная сеть
DL / ML Глубокое / машинное обучение
FP / FN Ложно-положительный / ложноотрицательный
KNN K 9000 4 — ближайший сосед
LLR Логистическая линейная регрессия
MAE Средняя средняя ошибка
MLP Многослойное восприятие
5 Сценарий многослойного трафика 9057 Анализ главных компонентов
RF Случайный лес
RTPE / RTT Время выполнения на эпоху / тест на время выполнения
SOC / SOCNN Оценка CNN с использованием сложности операций сектора / SOC
SVM Машина опорных векторов
TP / TN Истинно положительный / истинно отрицательный

2.Связанные работы

В этом разделе рассматриваются предыдущие работы по оценке сложности воздушного движения, которые являются более общими, чем оценка SOC и основная разработка сверточной нейронной сети.

В существующей литературе выделяются два основных типа методов исследования, которые доминируют в исследованиях при оценке сложности воздушного движения: методы на основе единой модели и методы на основе факторных систем. Эти две группы связанных работ сгруппированы в таблице 2, чтобы суммировать их основные аспекты и выделить их ограничения по сравнению с настоящим исследованием.Первый метод в основном направлен на изучение внутреннего механизма формирования сложности воздушного движения, предполагая построить модель для количественной оценки сложности с одной конкретной точки зрения. Например, Ли и др. определили сложность воздушного движения как степень сложности для УВД разрешить потенциальные конфликты полетов, когда новое воздушное судно входит в целевое воздушное пространство, и предложили метод ввода-вывода для оценки сложности воздушного движения [12]. Prandini et al. считали, что вероятность конфликтов полетов внутри сектора может отражать степень сложности, поэтому они характеризовали сложность с помощью оценки риска конфликта [13].Более того, показатель Ляпунова был введен в области сложности воздушного движения Делахай и Пуэчморелем, которые предложили концепцию беспорядка траектории для измерения внутренней сложности воздушного движения [14, 18]. Все три вышеуказанных метода (т.е. сложность разрешения конфликта, вероятность конфликта и показатель Ляпунова) отражают сложность воздушного движения с разных точек зрения. Однако, поскольку сложность воздушного движения содержит большой объем информации и встроена в сложные взаимосвязи, обычно недостаточно точно оценить сложность воздушного движения с помощью одного показателя или модели [19].

Для устранения недостатков 35 с одной точки зрения методы, основанные на моделях, была предложена дополнительная категория подхода к оценке сложности путем объединения нескольких факторов, связанных со сложностью, для характеристики сложности воздушного движения.Самым известным из них является метод динамической плотности, который вычисляет сложность как сумму различных факторов сложности с разными весами [15], тогда как эти линейные методы не могут точно оценить сложность воздушного движения, поскольку эти связанные факторы обычно взаимодействуют нелинейным образом. Впоследствии были приняты методы машинного обучения, поскольку они могут решить нелинейную проблему. В 2006 году Джанацца предложил рассматривать оценку сложности воздушного движения как задачу классификации уровня сложности и использовал нейронную сеть обратного распространения (BPNN), чтобы зафиксировать нелинейную взаимосвязь [16].Более поздние исследования унаследовали идею проблем классификации и попытались извлечь более сложную внутреннюю структуру из данных о воздушном движении. Алгоритм адаптивного ускоренного обучения [17], полууправляемое обучение [20] и трансферное обучение [2] были применены и принесли плодотворные результаты в области обучения на малых выборках для оценки сложности воздушного движения. Вышеупомянутые методы машинного обучения достигли отличных результатов в оценке сложности воздушного движения, но остаются две проблемы: (1) этот тип алгоритма сильно зависит от выбора вручную созданного набора функций и качества набора функций. определяет производительность окончательной оценки сложности.Тем не менее, чрезвычайно сложно идентифицировать неповрежденный набор функций, который полностью характеризует сложность воздушного движения, из-за внутренней сложности схемы сценария воздушного движения. (2) Различные секторы имеют разные характеристики воздушного движения и структуру воздушного пространства, и характеристики, влияющие на сложность работы различных секторов, также будут различаться. Например, сложность некоторых секторов в основном обусловлена ​​соблюдением интервалов полетов, тогда как другие секторы в основном сосредоточены на сложности предотвращения конфликтов при движении.Различные секторы могут иметь несовместимые наборы функций, что также приводит к неопределенности в оценке сложности воздушного движения. Следовательно, эффективность оценки сложности воздушного движения для методов машинного обучения может быть ограничена из-за неполных и неопределенных функций, созданных вручную.

По сравнению с традиционными методами машинного обучения, глубокое обучение может захватывать нелинейные и сложные особенности из многомерных данных и обеспечивать успешное внедрение в различных приложениях, таких как диагностика заболеваний и классификация мобильного трафика [21–23].Между тем, у него также есть важная характеристика обучения признакам; то есть функции могут быть автоматически извлечены из исходных данных. Следовательно, в процессе обучения модели мы можем напрямую использовать функции, извлеченные методом глубокого обучения, без участия ручных функций. В области глубокого обучения CNN является эффективным и действенным алгоритмом обработки изображений, который широко применяется при классификации изображений, обнаружении объектов и т. Д. [24–26]. Юки и др. представили глубокую нейронную сеть для автоматического извлечения функций из изображений траектории [27].Рекуррентная сверточная модель для крупномасштабного визуального обучения была разработана Донахью и др. [28]. Baccouche et al. предложили последовательные модели 3D-CNN для распознавания действий человека [29]. В области задачи классификации текстов Lai et al. применил рекуррентную архитектуру для сбора контекстной информации [30]. Результаты показывают, что сверточная нейронная сеть подходит для различных типов сложных сцен и может автоматически изучать функции из необработанных данных с лучшей производительностью.

Таким образом, абстрагирование проблемы оценки сложности воздушного движения как проблемы классификации уровня сложности позволило добиться значительных результатов с помощью методов машинного обучения, но столкнулось с тем фактом, что производительность зависит от созданных вручную функций, а существующий набор функций является субъективным. , неопределенный и не обязательно полный. Метод глубокого обучения обладает отличной способностью анализировать внутреннюю сложность шаблонов и может автоматически извлекать функции из необработанных данных.Поэтому мы применяем технику глубокого обучения к проблеме оценки сложности воздушного движения, которая может освободиться от ограничений, связанных с ручными функциями.

3. Материалы и методы

Поскольку существующие факторы, связанные с SOC, могут не быть исчерпывающими, мы должны изучить другие способы получения достаточных дополнительных знаний для повышения эффективности оценки SOC. SOC создается органами УВД, и они управляют операциями воздушного движения на основе экрана радара, который отображает ситуацию воздушного движения в виде видео, т.е.е., непрерывные мультифреймы изображений. Таким образом, мы могли преобразовать информацию о сценарии воздушного движения в изображения, а затем использовать метод глубокого обучения для извлечения полезной информации. Рассматривая метод на основе изображений, мы предлагаем структуру сквозного обучения для оценки сложности работы сектора (SOC) с использованием стратегии обучения глубокой сверточной нейронной сети (CNN) и называем эту структуру SOCNN (SOC + CNN). На рисунке 1 показана полная схема предлагаемой SOCNN, которая состоит из трех процедур ((1) предварительная обработка данных; (2) генерация MTSI; (3) обучение CNN).Следует отметить, что в этой статье мы будем использовать MSTI в качестве входных данных для модели, чтобы заменить традиционные функции, созданные вручную. В результате CNN может автоматически извлекать знания из MSTI для достижения процесса изучения функций и использовать изученные функции для оценки SOC, что является новой функцией предлагаемой нами SOCNN.


3.1. Описание данных

Данные о воздушном движении в основном делятся на статические данные о воздушном пространстве и динамические данные о полетах. Статические данные состоят из данных широты и долготы, которые используются для разделения структуры воздушного пространства и установки воздушных маршрутов и точек позиционирования.Динамические данные получаются с помощью радиолокационного оборудования или передающего оборудования ADS-B, охватывающего основную информацию о воздушном движении. Динамические данные содержат большое количество информации об эксплуатации воздушного судна, включая идентификационный номер воздушного судна, широту, долготу, скорость, высоту и курс. Динамические полетные данные, используемые в этом документе, поступают с радара, которые собираются каждые 4-5 секунд, включая информацию о местоположении и статусе полета.

В традиционном процессе оценки сложности на основе методов машинного обучения статические данные используются для фильтрации динамических данных полета в целевом секторе, а затем отфильтрованные динамические данные полета используются для вычисления характеристик, связанных со сложностью, чтобы реализовать оценку сложности.Для нашего метода глубокого обучения на основе MTSI статические данные в основном используются для построения сетки воздушного пространства, а затем динамические данные полета заполняются в сетке воздушного пространства с использованием определенного метода для создания изображений сценария движения, а затем используются сгенерированные изображения для извлечения характеристик. выполнить задачу оценки сложности.

Метка сложности, используемая в нашем эксперименте, получена путем сбора данных в полевых условиях. Мы пригласили несколько диспетчеров с аналогичным опытом и возрастом в качестве экспертов по управлению воздушным движением, чтобы оценить сложность различных сценариев движения.Диапазон сложности в этой статье задан как пять уровней, а сценарий трафика с одноминутным периодом времени является образцом для оценки. Чтобы избежать когнитивных различий между разными людьми, мы приняли метод сбора нескольких наборов этикеток на одной и той же выборке, чтобы уменьшить человеческую ошибку.

3.2. Преобразование воздушного движения в изображения

Как описано ранее, SOC является неопределенным и со временем меняется. На него могут влиять другие факторы, помимо количества самолетов в секторе, такие как параметры движения самолета, относительные тенденции между различными самолетами и точка входа в сектор самолетов.Между тем, мы должны не только использовать информацию о местном статусе отдельного самолета, но и смотреть на будущее развитие ситуации с воздушным движением с глобальной точки зрения. Поэтому мы предлагаем новое представление данных, называемое многоканальным изображением сценария воздушного движения (MTSI), для представления общего сценария воздушного движения и интерактивного влияния воздушных судов в секторе.

Изображение формируется двумерной матрицей, поэтому нам нужно сначала нанести сетку на целевой сектор в качестве основы для последующих изображений.Чтобы обеспечить регулярность изображения и удобство последующих операций с изображениями, мы используем ограниченный квадрат границы сектора в качестве диапазона изображения и разделяем целевой сектор на карты сетки с подходящим масштабом. Промежуток времени для нашей выборки одиночной сцены воздушного движения составляет 1 минуту. Учитывая, что фактические данные радара обновляются каждые 4-5 секунд, а средняя скорость полета самолета составляет 15 км в минуту, есть только одна информация о траектории полета каждые 1–1,25 км. Чтобы обеспечить наличие реальных данных о трафике в каждой сетке, другими словами, чтобы предотвратить явление пересечения сетки, соответствующая ширина сетки должна быть установлена ​​в диапазоне 1.25–15 км. Исходя из вышеперечисленных факторов, для максимально точного отображения траектории полета самолета и удобства расчета, мы установили ширину сетки равной 2 км. Между различными сетками существует взаимосвязь пространственного положения, поэтому мы можем сопоставить положение самолета в воздушном пространстве с соответствующим положением сетки, в котором соответствующая сетка заполнена информацией о статусе полета самолета, такой как скорость, высота и Заголовок. Однако, поскольку сетка может быть заполнена только одним значением и не может одновременно содержать большой объем информации, мы используем несколько двумерных матриц для хранения входной информации о трафике, соответственно.Эти разные двумерные матрицы можно понимать как многоканальные изображения, которые мы называем многоканальным изображением сценария воздушного движения (MTSI). Эти разные каналы MTSI выражают информацию о дорожном движении одной и той же сцены дорожного движения с разных точек зрения. Когда эти каналы объединяются и накладываются друг на друга одновременно, можно восстановить реальный сценарий трафика.

Поскольку сценарий трафика в нашей задаче — это период времени, а не момент, сложность трафика также не является краткосрочным и мгновенным показателем.Чтобы отразить реальную ситуацию с самолетом в определенный период времени, мы решили последовательно отображать все данные трафика, полученные в этот период, на изображение. Другими словами, путем сопоставления данных о состоянии боя в секторе с соответствующей позицией двумерной матрицы сетки, изображение покажет историческую траекторию различных самолетов, а сетка соответствующей траектории будет заполнена различной информацией о статусе полета. . Здесь мы решили использовать информацию о скорости и высоте движения для генерации двух видов изображений, которые называются высотным каналом и каналом скорости, как показано на рисунке 2.

Кроме того, чтобы отразить оперативную ситуацию и информацию о конфликте полетов воздушного движения в секторе, мы также строим изображение нереальной траектории (прогнозируемой траектории). Прогнозируемая траектория самолета генерируется с использованием информации о скорости, курсе, широте и долготе и одновременно отображается в канале осведомленности о конфликте полета. Поскольку предсказанная траектория не является полностью точной из-за влияния других факторов, мы думаем, что влияние предсказанной траектории станет меньше с увеличением предсказанного времени.Чтобы различать величину влияния прогнозируемой траектории на разных временных отрезках, мы выполнили процедуру ослабления прогнозируемой траектории. В частности, сетка начальной точки предсказанной траектории заполняется максимальным значением пикселя, а затем сетка заполняется в направлении предсказанной траектории. Всякий раз, когда заполняется новая сетка, значение пикселя будет уменьшаться до определенной степени, пока значение пикселя не уменьшится до нуля или не будет достигнут прогнозируемый предел продолжительности, чтобы добиться ослабляющего эффекта прогнозируемой траектории (см. Рисунок 3 ( а)).

Исходя из фактической ситуации с фактическим управлением воздушным движением, прогнозируемое время траектории устанавливается равным 3 минутам, а прогнозируемая траектория будет занимать приблизительно 20–30 сеток в соответствии с настройкой ширины сетки в предыдущей части. Чтобы отразить постепенное ослабление влияния прогнозируемой траектории, начальная точка траектории должна быть установлена ​​с соответствующим начальным значением, а затем постепенно уменьшаться. В конце прогнозируемой траектории значение сетки должно быть близко к 0.Мы устанавливаем начальное значение на 10000 и скорость снижения на 100. При прохождении прогнозируемой траектории скорость снижения является динамической, то есть каждое снижение, и скорость снижения увеличивается на 40, чтобы отразить реальную ситуацию быстрое ослабление реального влияния траектории. В соответствии с приведенными выше настройками последнее прогнозируемое значение сетки траектории будет приближаться к 0.

Кроме того, поскольку конфликт пересечения самолетов может быть важным фактором, влияющим на SOC, для описания информации мы выполнили обработку улучшения пикселей в сетке. пересечения конфликтных точек прогнозируемой траектории (см. рисунок 3 (б)).Шаги следующие: (1) сначала определение местоположения прогнозируемой сетки конфликтов траектории, (2) извлечение информации о высоте сетки конфликтов пересечений соответствующего летательного аппарата из канала высоты и (3) определение значения улучшения пикселей сетки для Точка конфликта пересечения в соответствии с этой точкой обозначает значение пикселя пересечения самолетов в канале прогнозируемой траектории и представляет собой разность высот между самолетами и самолетами в сетке пересечений.

Следовательно, несколько отдельных каналов кодируются как многоканальное изображение, значения пикселей которого представлены различными данными воздушного движения.Следует отметить, что в нашей окончательной модели используются три изображения канала, а именно: высота, скорость и канал осведомленности о конфликте полета. Однако можно создать больше каналов для предоставления исчерпывающей информации о воздушном движении в будущих исследованиях.

3.3. CNN для оценки сложности работы сектора
3.3.1. Базовый принцип CNN

Сверточная нейронная сеть (CNN), которая предлагается для извлечения высокоуровневых признаков пространственных зависимостей, в основном используется в области распознавания изображений.Он относится к типу сети, а не к определенной сети, которая содержит множество различных структур. Различные сетевые структуры часто ведут себя по-разному. Типичная CNN состоит из трех частей: сверточного уровня, уровня пула и уровня полного соединения. Сверточный слой отвечает за поиск пространственных корреляций между соседними сетками и извлечение локальных характеристик в MTSI. Слой объединения используется для поиска отличительных признаков и значительного уменьшения величины параметра.Уровень полного соединения — это часть традиционной нейронной сети, которая выводит желаемый результат.

Чтобы извлечь различные функции для моделирования пространственных корреляций, большое количество различных ядер свертки будет спроектировано для совместной работы. Веса между взаимозависимыми смежными сетками распределяются так, что информация, полученная из одной локальной области, может быть применена к другим частям изображения, что делает распространение с прямой связью и обратное обучение более эффективным [31].Вышеупомянутое распределение веса и локальное восприятие позволяют CNN изучать больше основных функций на мелком уровне и поддерживать инвариантность вращения, искажения и масштабирования для пространственного моделирования:

Уравнения (2) и (3), которые представляют операцию свертки слой и слой объединения, соответственно, составляют операцию прямой связи. представляет карту объектов слоя. Количество карт объектов на верхнем слое обозначается значком. Сверточное ядро, используемое для извлечения признаков изображения, и соответствующий член смещения представлен как.Оператор обозначает операцию свертки. — нелинейная функция активации, такая как сигмовидная, tanh и ReLU (выпрямленная линейная единица). После завершения операции свертки он входит в процесс выборки. Слой выборки реализует понижающую дискретизацию всех входных карт объектов, чтобы удовлетворить требованиям инвариантного масштаба объектов. В отличие от операции сверточного слоя, слой понижающей дискретизации не изменяет количество карт признаков, а только их размер, как показано в уравнении (3).указывает пространственное поле операции объединения. — это функция понижающей дискретизации на уровне объединения, которая обычно определяется как средняя, ​​медианная или максимальная операция. Когда вся модель сетевой структуры завершает операцию свертки и объединения, все карты характеристик преобразуются в переход промежуточных значений и, наконец, расширяются в одномерный вектор, который используется в качестве входных данных для следующей нейронной сети, и, наконец, получены результаты классификации.

3.3.2. Сетевая архитектура SOCNN и обучение модели

Как описано ранее, чтобы соответствовать требованиям формата входных данных CNN, мы конвертируем данные воздушного движения в MTSI, который может включать в себя самые основные элементы навигации (например, высоту, скорость и направление) и возможности осведомленности о конфликтах. Учитывая, что метод глубокого обучения впервые вводится в оценку SOC, мы проектируем краткую глубокую сверточную нейронную сеть, которая показана на рисунке 4. Она используется для изучения и прогнозирования сложности работы определенного сектора воздушного пространства в соответствии с предпосылкой данной навигации. Информация.Входные данные представляют собой многоканальные входные изображения (MTSI), преобразованные из данных воздушного движения, и процесс преобразования может быть отнесен к разделу 3.2. Выходные данные метки представляют собой уровень сложности работы сектора, предоставляемый УВД на основе оценки сценария воздушного движения в реальном времени.


Модель состоит из нескольких сверточных слоев, слоев пула и полносвязных слоев. Опираясь на идею VGG [32], мы применяем небольшие ядра свертки () и используем ряд последовательных сверточных слоев для замены большого ядра свертки, потому что многослойные нелинейные слои могут увеличить глубину сети, чтобы гарантировать изучение более сложных шаблонов. , и стоимость вычислений также ниже.Количество ядер свертки в каждом сверточном слое составляет (32, 32, 64, 64, 128, 128), а максимальный размер пула — (). В процессе свертки используется «ЖЕСТКИЙ» режим. Скорость обучения составляет 0,001, а размер пакета — 50. Принята функция активации ReLU. Целью обучения модели глубокого обучения является итеративная оптимизация параметров сетевой модели и изучение распределения данных из образцов обучающего набора. Как правило, направление оптимизации определяется целевой функцией, которая состоит из элемента ошибки ( J ) и элемента регуляризации ( R ):

В уравнении (4) X и Y равны вход и выход модели.Функция потерь и элемент регуляризации представлены как J и R , соответственно. обозначает параметры глубокой нейронной сети и определяет вес элемента регуляризации. Перекрестная энтропия используется в качестве функции потерь в этой статье и подтверждается тем, что и являются наземной меткой истинности и прогнозируемым выходом обучающей выборки. Слой отсева используется, чтобы эффективно уменьшить вероятность переобучения. Оптимизатор Adam применяется для повышения производительности алгоритма градиентного спуска.

Фактический набор данных SOC имеет проблемы ограниченного размера выборки, дисбаланса данных и шума на этикетках. Учитывая вышеупомянутые проблемы, мы приняли несколько методов для устранения этих дефектов в процессе обучения модели. Что касается проблемы ограниченного размера выборки, увеличение данных является чрезвычайно важным шагом в глубоком обучении, и мы используем случайное вращение изображений, чтобы увеличить разнообразие наших выборок MTSI. Учитывая проблему несбалансированности данных, мы применяем технологию выборки выравнивания категорий и выравниваем выборку при создании каждой минипакеты, чтобы гарантировать, что процесс обучения не будет смещен в сторону категорий с большим количеством выборок.Чтобы модель не переучивала зашумленные образцы, мы выполняем обработку сглаживания меток для входных данных, что помогает повысить надежность процесса обучения.

Вычислительную сложность предлагаемой нами сетевой архитектуры можно рассматривать как накопление вычислительной сложности всех сверточных слоев и представлять как O (). Среди них — количество слоев нейронной сети; представляет -й сверточный слой сети; — это длина стороны выходной карты характеристик ядра свертки, которая в основном определяется размером входной матрицы, размером ядра свертки, заполнением и шагом; K — длина стороны каждого ядра свертки; и и, соответственно, представляют количество ядер свертки -го сверточного слоя и количество выходных каналов -го слоя.

4. Эксперименты и обсуждения
4.1. Экспериментальные конфигурации

В этом разделе, чтобы проверить эффективность предлагаемого нами метода оценки сложности, основанного на глубокой сверточной нейронной сети, проводится несколько экспериментов на реальных данных об эксплуатации воздушного движения. Целевое воздушное пространство, как показано в желтой части рисунка 5, расположено на основном воздушном маршруте из Гуанчжоу в Ухань в Китае. С 1 декабря по 15 декабря 2019 года.Каждая выборка соответствует сгенерированному MTSI, полученному на основе одноминутных данных о воздушном движении, и соответствующему уровню сложности (пять уровней), предоставленному экспертами по ОрВД. В следующих экспериментах весь набор данных случайным образом перемешивается и делится на две части. 80% выборок — обучающая выборка, остальные — тестовая. Мы также разработали несколько сравнительных экспериментов, основанных на алгоритмах машинного обучения, в которых использованные нами вручную функции были последовательно признаны соответствующими сложности воздушного движения, и их определения можно найти в [2].


Для оценки характеристик различных моделей оценки сложности мы используем несколько критериев, включая отзыв, точность, F 1 балл, точность, MAE и каппа Коэна (CK). Для определения критериев будут использоваться следующие сокращения: количество истинных положительных результатов, TP; количество ложных срабатываний, FP; количество истинно негативов, тн; и количество ложных негативов, FN. Точность (Accuracy) — один из наиболее часто используемых показателей для оценки общей производительности задач классификации и представляет собой процентное соотношение правильно спрогнозированных выборок к общему количеству выборок.Обратите внимание, что глобальный критерий Acc не может точно измерить эффективность оценки сложности, поскольку распределение категорий пространства выборки несбалансировано. Поэтому вводится показатель отзыва, точности и оценки F 1. Под напоминанием можно понимать процент истинных выборок, которые правильно идентифицированы моделями, а точность фокусируется на оценке доли предсказанных истинных выборок, которые действительно верны. Оценка F 1 представляет собой среднее гармоническое значение отзыва и точности.Каппа Коэна (CK) также может оценивать общую эффективность классификации по последовательности. Средняя средняя ошибка (MAE) является метрикой для регрессии и применяется к оценке SOC, поскольку существует порядковая взаимосвязь между различными уровнями сложности. Определение всех вышеперечисленных показателей показано следующим образом: где обозначает прогнозируемое значение, представляет собой основную истину и является размером тестовых выборок. Основная конфигурация обучающего сервера представлена ​​следующим образом: 40 процессоров Intel Xeon E5-2640, 128 ГБ памяти, 2 графических процессора NVIDIA Tesla M60 и операционная система Windows Server 2012 R2.Язык программирования всех кодов — Python, а модель глубокого обучения построена на основе TensorFlow (2.2.0).

4.2. Сравнение производительности между методами оценки сложности

Первый эксперимент направлен на сравнение производительности нашей модели SOCNN, обучения на основе MTSI, с несколькими методами машинного обучения, основанными на функциях, созданных вручную. Эти контрастные методы машинного обучения включают в себя гауссовский наивный байесовский (GNB), k -ближайший сосед (KNN), логистическую линейную регрессию (LLR), опорную векторную машину (SVM), многослойное восприятие (MLP) и алгоритмы ансамблевого обучения, такие как случайный лес (RF) и адаптивное усиление (AdaBoost).Их параметры корректировались методом поиска по сетке. Чтобы более тщательно измерить способность модели к обобщению и избежать специфики, вызванной фиксированным разделением небольших наборов данных, мы провели (стратифицированную) пятикратную перекрестную проверку и предоставили среднее и стандартное отклонение каждого показателя эффективности на пять разных складок. Учитывая ограниченное пространство и лаконичность представления результатов, мы выбрали три наиболее важных показателя (т.e., точность, F 1 балл и MAE) для изучения характеристик различных методов, которые показаны в таблице 3.


Категория Сопутствующие исследования Бумага

Одинарная модель Устранение потенциальных конфликтов [12]
Вероятность конфликтов полета Prandini et al. [13]
Показатель Ляпунова траектории Делахайе и Пуэчморель [14, 18]

Факторная система Метод динамической плотности 905its [линейный] и Magyardex 9057
PCA + BPNN Gianazza [16]
Генетический алгоритм + AdaBoost Xiao et al.[17]
Полуавтоматическое и активное обучение Zhu et al. [20]
Передаточное обучение Cao et al. [2]

Факторы, основанные на изображениях Глубокая сверточная нейронная сеть Эта статья

(± 0,0163) 905

Методы Точность MAE F 1 балл

ML (требуемые функции) GNB 58,28% (± 1,86%) 0,4422 (± 0,0228) 47,56%
КНН 72.09% (± 1,59%) 0,2891 (± 0,0260) 62,60% (± 4,42%)
LLR 68,26% (± 1,10%) 0,3212 (± 0,0118) 46,31% (± 2,72%)
SVM 71,96% (± 1,01%) 0,2874 (± 0,0113) 52,22% (± 4,14%)
MLP 71,98% (± 1,665%) 59,46% (± 8,19%)
RF 69,49% (± 0,93%) 0.3129 (± 0,0008) 59,88% (± 4,06%)
AdaBoost 73,84% (± 0,91%) 0,2705 (± 0,0080) 64,16% (± 9,64%)
DL (MTSI) Shadow-CNN 61,63% (± 1,05%) 0,4132 (± 0,0129) 51,23% (± 5,42%)
SOCNN 90 76 (± 1,04%) 0,2499 (± 0,0080) 70.23% (± 4,61%)

Из приведенных выше результатов у нас есть следующее наблюдение: (i) По сравнению с этими методами машинного обучения, SOCNN дает лучший результат по трем показателям. критерии, то есть Acc, F, 1 балл и MAE. Основное различие между SOCNN и методами машинного обучения заключается в используемых функциях. Среди них SOCNN автоматически извлекает функции из MTSI через нейронную сеть с глубокой сверткой, в то время как методы машинного обучения используют функции, созданные вручную.Даже если используются отличные алгоритмы, такие как ансамблевое обучение, наш метод SOCNN все равно остается разрывом в производительности. Результат демонстрирует, что существующих созданных вручную функций может быть недостаточно для описания сложности воздушного движения, а метод глубокого обучения может извлекать эффективную информацию из построенных MTSI. (Ii) В дополнение к SOCNN мы также использовали результаты однослойного свертка и объединение CNN (неглубокая CNN) в качестве сравнения. Результат у него самый худший, за исключением GNB.Это показывает, что CNN может изучать паттерн SOC, но неглубокая сеть не может хорошо изучить высокоуровневые знания. Следовательно, для лучшего изучения знаний следует построить более сложную сеть CNN. (Iii) Среди алгоритмов машинного обучения AdaBoost добился отличных результатов, что показывает эффективность метода ансамблевого обучения. Кроме того, SVM и MLP работают лучше, чем LLR, потому что данные воздушного движения имеют нелинейность и внутреннюю сложность структуры, которые не могут быть изучены с помощью общих линейных моделей.Наконец, из-за проблемы с дисбалансом производительность моделей не может быть измерена только Acc. Например, Acc SVM и MLP не сильно различаются, но оценка SVM F 1 значительно хуже, что указывает на то, что SVM более склонен к категории большинства и плохо работает в категориях меньшинства.

Для дальнейшего изучения эффективности оценки различных методов мы сгруппировали шесть показателей производительности по наборам обучающих и тестовых данных и представили их в виде радарных диаграмм (см. Рисунок 6).Крайний и самый большой круг будет идеальной оценкой по всем показателям.

Из радиолокационной диаграммы легко анализировать явление переобучения моделей, в которых оценки обучающего набора высокие, а тестового набора — низкие. Форма этих неправильных многоугольников также может отражать качество различных алгоритмов. Чем больше полигональная площадь тестового набора, тем лучше его производительность.

На радарной диаграмме обучающего набора (см. Рисунок 6 (a)) SOCNN, RF, AdaBoost и MLP все достигли отличных результатов.Метрики оценки, такие как Acc, отзыв, точность и оценка F 1, достигли более 80%, а точность RF и SOCNN в обучающем наборе почти близка к 100%, что отражает сильные стороны этих двух алгоритмов. возможности обучения для существующих образцов. Однако точность обучающего набора не гарантирует, что модель будет иметь такую ​​же производительность на незнакомых образцах.

Из радарной диаграммы тестового набора (см. Рисунок 6 (b)) видно, что производительность RF, AdaBoost и MLP на тестовом наборе значительно упала.Только SOCNN поддерживает относительно высокий уровень, при котором Acc и точность близки к 80%. Это указывает на то, что серьезное явление переобучения произошло в методах RF, MLP и AdaBoost. Также ясно, что многоугольная фигура SOCNN полностью окружает все оценочные показатели других методов, указывая на то, что производительность SOCNN на тестовой выборке лучше, чем у всех других. AdaBoost лучше всех работает в методах категории машинного обучения. GNB и мелкий CNN имеют худшую производительность.

Согласно приведенным выше экспериментальным результатам, мы видим, что наш метод превосходит традиционные методы машинного обучения по нескольким показателям производительности в нашем наборе данных. В аналогичных исследованиях [2, 19, 20] точность оценки сложности существующих исследований обычно находится на уровне 70–80%. Видно, что точность (76,06%) нашей экспериментальной оценки сопоставима с точностью существующих исследований. Следует отметить, что с точки зрения используемого набора данных наш уровень сложности собран на 5 уровнях, в то время как существующее исследование имеет 3 уровня, что, несомненно, усложняет задачу оценки сложности.Поэтому мы считаем, что наша экспериментальная оценка имеет смысл с точки зрения показателей эффективности оценки по сравнению с существующими аналогичными исследованиями. На практике система управления воздушным движением представляет собой систему с человеком в контуре. Результаты оценки сложности обычно используются для оказания УВД помощи в принятии решений и справочной информации. В этом случае текущая точность оценки достаточна для удовлетворения потребностей практической работы, поэтому мы думаем, что экспериментальная оценка нашего метода эффективна на практике.Мы также пробуем больше методов для повышения точности оценки, чтобы изучить другие возможности применения SOC в будущем.

4.3. Анализ производительности SOCNN

На рисунке 7 показаны изменения функции Acc и потерь на обучающем наборе и наборе тестов во время процесса обучения SOCNN. Мы провели 300-эпохальный эксперимент. Можно обнаружить, что в сотую эпоху Acc и потери на тестовой выборке достигли состояния сходимости, и они стабильно колеблются на более поздней стадии.Acc в основном стабильна между 75% и 80%, тогда как потери стабильны на уровне 1,15–1,20. Ситуация в обучающей выборке немного иная. Acc на обучающем наборе имеет тенденцию сходиться в 70–80-е эпохи, в то время как потери все еще находятся в состоянии снижения в то же время; он постепенно достигает конвергентного состояния до 200-й эпохи. Приведенные выше результаты показывают, что итеративный процесс обучения SOCNN является разумным и не вызывает серьезного явления переобучения.

Матрица неточностей — это измерение производительности в задачах классификации, в которых размер таблицы равен квадрату количества классов.Как показано на рисунке 8 (a), матрица неточностей SOCNN имеет высокие значения на диагоналях, и, следовательно, SOCNN оказался эффективным методом оценки SOC. Из предыдущего показателя MAE ясно, что средняя средняя ошибка нашего метода SOCNN довольно мала. Здесь мы дополнительно рассчитали распределение ошибок оценки SOC на основе матрицы неточностей (см. Рисунок 8 (b)). Полосы разного цвета представляют разную степень ошибки. По результатам метода SOCNN 77,1% случаев оцениваются с тем же уровнем сложности, что и истинный уровень сложности, и 22.2% случаев имеют ошибку оценки 1 уровня. Таким образом, ошибка оценки 99,3% случаев находится в пределах 1 уровня. Только 5 образцов, составляющих менее 1%, имеют оценочную ошибку сложности более 1 уровня и ни один образец с ошибкой более 2 уровней. Этот результат еще раз показывает, что наш метод SOCNN не только обладает высокой производительностью с точки зрения общей точности, но и имеет относительно низкую ошибку прогнозирования.

4.4. Проверка эффективности многоканальной структуры

В этой группе экспериментов мы проверим эффективность предлагаемых нами каналов и исследуем влияние различных номеров каналов на производительность SOCNN.Прежде всего, мы определяем три канала, предложенные в разделе 3.2, как основные, в которых нет канала заголовка. Причина в том, что мы считаем, что канал осведомленности о конфликте уже содержит информацию о заголовке, но в этом эксперименте мы по-прежнему принимаем во внимание канал заголовка, чтобы проверить влияние различных каналов. Итак, в настоящее время у нас есть всего 4 канала, а именно: высота канала (C1), скорость канала (C2), осведомленность о конфликте каналов (C3) и заголовок канала (C4).По количеству выбранных каналов были спланированы 4 основные группы экспериментов. Результаты экспериментов показаны в таблице 4. Чтобы представить вычислительную сложность нашей модели, мы указываем время их обучения и время тестирования. В частности, поскольку обучение выполняется в несколько эпох, мы сообщаем такую ​​информацию нормализованным способом, предоставляя время выполнения для каждой эпохи (RTPE). Точно так же мы выражаем время прогнозирования, потраченное на набор тестов, как тест времени выполнения (RTT).

s C3, C,

Комбинация каналов Точность (%) MAE F 1 балл (%) RTPE (s) RTT
Одноканальный C1 70.32 0,3093 56,94 19,20 1,19
C2 69,63 0,3176 44,71 18,795 1,2 18,795 1,2 905 1,22

Два канала C1, C2 70,60 0,3037 50,00 39.58 1,47
C1, C3 75,59 0,2538 62,46 37,62 1,51
C2, C3
C2, C3
9057 9057 74,49

Три канала C1, C2, C3 77,12 0,2358 69,91 42.50 1,81
C1, C2, C4 69,21 0,3190 54,26 44,77 1,86
C1, C3, C4
C1, C3, C4 1,67
C2, C3, C4 73,09 0,2753 60,37 44,17 1,63

9000
9000 74.90 0,2600 65,66 63,79 1,92

На основе полученных экспериментальных результатов мы наблюдаем следующее: (i) Одноканальный групповой эксперимент используется для изучения полезности одного канала для оценки SOC. Этот групповой эксперимент показывает, что даже при наличии информации только об одном канале оценка SOC может достигать точности около 70%. Может случиться так, что каждый отдельный канал состоит из исторической траектории или прогнозируемой траектории.Хотя значение пикселя канала заполнено единственной навигационной информацией, такой как высота или скорость, форма траектории по-прежнему содержит взаимосвязь пространственной структуры. Операции свертки и объединения CNN могут анализировать функцию пространственных отношений, восстанавливать сценарий трафика и использовать извлеченные функции для изучения паттернов SOC. Стоит отметить, что только канал C3 может обеспечить точность 72,4%. Причина в том, что канал C3 генерирует прогнозируемую траекторию, чтобы обеспечить способность осознавать конфликт.Направление прогнозируемой траектории определяется курсом, а длина определяется скоростью. Таким образом, канал C3 не только содержит навигационную информацию, такую ​​как курс и скорость, но также имеет возможность обнаруживать конфликты полета, что позволяет достичь лучших характеристик при оценке SOC. (Ii) Сравнение экспериментальных результатов для двух групп каналов и одного Группа каналов может доказать, что комбинация двух каналов лучше, чем эффект одного канала, потому что два канала содержат больше информации и могут производить синергетический совместный эффект для совместного описания информации о трафике.Например, совместное влияние курса и высоты может определить, существует ли конфликт между воздушными судами. (Iii) Из-за функции взаимного дополнения и совместного действия многоканальности точность достигает 77,12% при использовании трех каналов (C1, C2 и C3), что является оптимальным количеством и комбинацией каналов. Однако другие экспериментальные результаты в трехканальном групповом эксперименте не такие, как ожидалось. Из сравнительного эксперимента в этой группе экспериментов мы обнаружили, что из-за добавления канала C4 результат не так хорош, как предыдущее меньшее количество каналов.C4 принадлежит каналу заголовка. Значения пикселей в канале заполняются данными заголовка. Первоначально мы ожидали, что этот канал будет предоставлять информацию о курсе самолетов для процесса глубокого обучения, но результат, похоже, не соответствует действительности. Анализ показывает, что нецелесообразно использовать данные заголовка непосредственно в качестве значений пикселей для канала, поскольку данные заголовка имеют особую взаимосвязь. Например, курс в 1 градус и курс в 365 градусов очень похожи в реальном пространстве, но с точки зрения величины числовой связи между ними существует огромная разница.Именно из-за неправильной информации, предоставленной данными заголовка, может быть затронута модель CNN, что снижает точность окончательного прогноза.

Таким образом, можно увидеть, что каждый канал C1, C2 и C3 эффективен при оценке сложности, и комбинированный эффект различных каналов может улучшить эффективность оценки нашей модели, но это не означает, что чем больше каналов, тем лучше эффективность оценки. Добавление избыточных и неподходящих каналов, таких как канал C4, может повлиять на эффективность оценки модели.

Чтобы исследовать вычислительную сложность нашего метода, мы сообщаем их RTPE и RTT различных комбинаций каналов. В результате очевидно, что время обучения и время прогнозирования модели увеличиваются с увеличением количества каналов, поскольку количество каналов входных данных положительно коррелирует со сложностью вычислений. Если взять комбинацию каналов C1-C2-C3 в качестве примера для конкретного анализа, среднее время обучения одной эпохи составляет 42,50 с, а время прогнозирования на тестовом наборе находится в пределах 2 с.Как видно из рисунка 7 (а), модель обычно сходится при обучении до 70–80 эпох, поэтому для завершения всего процесса обучения модели потребуется менее одного часа (). В реальной проблеме управления воздушным движением, поскольку метки сложности трудно получить в реальном времени, исторические данные обычно используются в автономном режиме для обучения модели; затем обученная модель используется для оценки SOC в реальном времени. Следовательно, вычислительная стоимость модели на тестовом наборе имеет решающее значение для практического применения, и наш метод применим в пределах времени прогнозирования 2 с.Если необходимо учитывать влияние обновлений выборки на модель в будущем, будут выдвигаться высокие требования ко времени обучения модели. Наш метод может реализовать обновленную выборку примерно за час до того, как время оценки будет включено в процесс обучения модели.

4.5. Исследование параметров SOCNN

Во время построения предлагаемой SOCNN необходимо правильно настроить несколько критических параметров. В этом разделе мы исследуем диапазон случайного угла поворота при увеличении данных и коэффициент сглаживания меток при подавлении переобучения в отношении их влияния на производительность SOCNN.В этих экспериментах, за исключением исследуемых параметров, все настройки SOCNN остаются такими же, как в разделе 4.2.

4.5.1. Исследование параметров в диапазоне углов поворота

Для глубокого обучения требуется большой объем помеченных данных, но во многих случаях их недостаточно, и наша проблема оценки SOC не является исключением. Поэтому мы приняли стратегию увеличения данных, чтобы предотвратить переобучение в условиях недостаточного размера выборки. В связи с особенностями оценки SOC, увеличение данных, такое как случайное кадрирование и добавление шума, не применимо, и только метод случайного вращения используется для увеличения разнообразия наших MTSI в этой статье.В ходе эксперимента мы обнаружили, что увеличение данных случайного вращения действительно улучшит производительность оценки SOC, но установка диапазона случайного угла поворота будет по-разному влиять на конечный результат. Итак, мы разработали группу экспериментов, чтобы изучить, как диапазон углов поворота влияет на производительность SOCNN. Экспериментальные настройки такие же, как в разделе 4.2, за исключением диапазона угла поворота и размера партии. Здесь диапазон угла поворота варьируется от 0 до 360, и были проведены эксперименты с разными размерами партий (25, 50, 75 и 100), чтобы исследовать надежность нашего метода для каждой настройки.Конкретные экспериментальные результаты показаны на рисунке 9.


Как видно из приведенного выше рисунка, когда случайный угол поворота установлен от 0 до 60 градусов, производительность SOCNN сначала показывает состояние подъема, а затем падения. Судя по используемым нами метрикам производительности (например, Acc, MAE и F 1 балл), можно считать, что в этом интервале, который мы называем положительным диапазоном, операция увеличения данных действительно улучшила общую производительность оценки SOC.Когда диапазон случайного вращения установлен на 10, наш метод достиг оптимальной производительности. Однако, когда диапазон случайного угла поворота превышает 90 градусов, общая производительность начинает быть ниже, чем в случае без увеличения данных. Это явление говорит нам о том, что для нашей задачи оценки SOC стратегия случайного вращения, безусловно, может повлиять на производительность модели, и на ее производительность в значительной степени влияет настройка диапазона угла поворота.

Анализируя причины, можно увидеть, что, поскольку оценка SOC учитывает сложность работы трафика во всем секторе, чтобы гарантировать общую целостность, методы увеличения данных, такие как масштабирование, сдвиг и панорамирование, могут быть неприменимы.Реальное воздушное движение основано на фиксированных воздушных трассах, которые не так строги, как наземное движение. Самолет может не летать полностью в соответствии с воздушными трассами, и его направление полета имеет тенденцию отличаться от реального направления полета, при котором наш метод случайного вращения может быть эффективным. Однако этот метод ограничен. Отклонение воздушных судов от воздушных трасс должно соответствовать требованиям полета. В реальном полете вызвать отклонение на большой угол практически невозможно. В то же время ограничение воздушных трасс также гарантирует, что общий поток воздушного движения будет поддерживать определенное направление.Следовательно, угол нашего случайного вращения не может быть слишком большим. В противном случае он будет производить образцы, которые совершенно не соответствуют реальной ситуации. Эти образцы могут неправильно понять модель CNN и повлиять на окончательную производительность оценки. Из приведенных выше экспериментальных результатов можно обнаружить, что когда случайный угол поворота установлен на 10 градусов, может быть достигнута наилучшая производительность.

4.5.2. Исследование параметров коэффициента сглаживания меток

Стратегия сглаживания меток — это модификация функции потерь для устранения недостатков в процессе обучения сетей глубокого обучения, то есть глубокие нейронные сети становятся «чрезмерно самоуверенными» в своих прогнозах во время обучения, что снижает их способность к обобщению.Здесь мы разрабатываем группу экспериментов, чтобы изучить взаимосвязь между коэффициентом сглаживания меток и производительностью SOCNN. Мы позволили коэффициенту сглаживания меток изменяться от 0 до 0,4, оставляя другие настройки неизменными, после чего было проведено 14 экспериментов. Метрики Acc и MAE используются для оценки производительности SOCNN, и экспериментальные результаты показаны на рисунке 10.


На рисунке 10 синяя гистограмма и оранжевая пунктирная линия представляют собой тенденцию изменения Acc и MAE на тестовый набор соответственно.Подграф обозначает кривую сходимости функции потерь обучающего набора и тестового набора при различных настройках параметров. Если коэффициент равен 0, стратегия сглаживания меток не была выполнена. Мы можем обнаружить, что с точки зрения производительности модели с увеличением коэффициента сглаживания метки эффективность оценки сначала увеличивается, а затем уменьшается. Эффективность оценки с коэффициентом сглаживания этикеток от 0,003 до 0,03 лучше, чем производительность без стратегии сглаживания этикеток; то есть коэффициент равен 0.Когда коэффициент больше 0,03, производительность модели будет снижена или даже будет отставать от производительности стратегии сглаживания без меток. Что касается кривой сходимости функции потерь, из подграфа видно, что кривая кросс-энтропийных потерь на тестовом наборе не может сойтись, если не выполняется стратегия сглаживания меток (как показано на вставке 1 на рисунке 10). , а стратегия сглаживания меток полезна для сходимости функции потерь тестового набора (как показано на вставке 2 на рисунке 10), но слишком большой коэффициент приводит к большим потерям обучающего набора (как показано на вставке 3 на рисунке 10).

Причина вышеупомянутого явления заключается в том, что чрезмерно большой коэффициент сглаживания меток приведет к потере части полезной информации и уменьшению способности модели к обучению, тем самым влияя на эффективность оценки модели и ненормальность кривой сходимости функции потерь модели набор тестов. Принимая во внимание приведенные выше результаты анализа и реальные экспериментальные результаты, мы выбрали коэффициент сглаживания метки 0,02, который может не только обеспечить улучшение производительности модели, но и обеспечить правильную сходимость кривой потерь тестового набора.

5. Выводы

Методы глубокого обучения широко используются в области обработки изображений и достигли плодотворных результатов благодаря мощным возможностям представления сложных функций по сравнению с другими методами [33, 34]. Однако количество исследований по оценке SOC ограничено. Извлечение более сложных функций с помощью методов глубокого обучения повысит эффективность оценки SOC.

В этом документе предлагается метод оценки SOC на основе изображений, который может автоматически извлекать абстрактные характеристики трафика для изучения шаблона SOC.Метод в основном состоит из двух частей. Первый предполагает преобразование сценария воздушного движения в многоканальное изображение, содержащее навигационную информацию и информацию о конфликтах. Вторая процедура заключается в использовании глубокой CNN для изучения информации о сложности эксплуатации воздушного пространства на основе построенного многоканального изображения и выполнения оценки SOC. В экспериментальных результатах наши методы превосходят другие распространенные методы машинного обучения по всем показателям производительности, и каждый канал изображения доказал свою эффективность.Кроме того, мы также провели анализ параметров по увеличению данных и сглаживанию этикеток.

Благодаря реализации структуры сквозного обучения, предлагаемый метод легче применять на практике, чем традиционные методы машинного обучения, которые основаны на массовых ручных функциях и затрудняют расчет функций. Более того, мы считаем, что наш метод может быть улучшен в будущем в следующих направлениях: (1) мы можем попытаться разработать более сложные и эффективные сети, такие как ResNet, DenseNet и MobileNet, для дальнейшего улучшения производительности оценки SOC и эффективность; (2) реальная сцена воздушного движения не основана на однокадровом изображении, а двумерное изображение может не учитывать информацию о движении между кадрами во временном измерении, поэтому для лучшего захвата можно использовать метод 3D CNN или Conv-LSTM. информация о временных и пространственных характеристиках в сценариях воздушного движения; (3) поскольку трудно получить меченые выборки целевого сектора, мы можем попытаться построить более точную модель оценки SOC, используя немаркированные выборки целевого сектора или меченые выборки нецелевых секторов в случае ограниченных меченых выборок через полу-контролируемое обучение или методы трансферного обучения.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *