Аннотация. Традиционные ПИД-регуляторы по-прежнему широко используются во встроенных системах управления полетом и стабилизации. Однако в системах определения положения и курса (AHRS) малых летательных аппаратов классические подходы на основе ПИД-регуляторов оказываются недостаточными при наличии шума датчиков, дрейфа, вибрации и энергетических ограничений, характерных для легких авионики. В данной статье предлагается контекстно-ориентированная, чувствительная к риску структура ПИД-регулятора для модернизации AHRS. Контроллер интегрирует оценку надежности датчиков, энергосберегающую модуляцию и многоцелевую оптимизацию в логику принятия решений ПИД-регулятора. Метод уменьшает колебательные коррекции, вызванные шумом гироскопа и акселерометра, сохраняя при этом точность отслеживания положения. Результаты моделирования демонстрируют снижение интегрированной энергии управления, снижение многоцелевой стоимости, улучшенную стабильность и повышенную устойчивость к неопределенности датчиков, характерной для систем AHRS на основе MEMS. Предложенная структура преобразует ПИД-регулятор из чистого механизма компенсации ошибок в интеллектуальный модуль стабилизации, подходящий для современной авионики малых летательных аппаратов.
Ключевые слова: ПИД-регулятор, модернизация системы AHRS, стабилизация малых летательных аппаратов, контекстное управление, управление с учетом рисков, энергоэффективная авионика, надежность датчиков, многоцелевая оптимиза
Аннотация. В работе рассматривается задача автоматизированной оценки прозрачности атмосферы в городских условиях на основе изображений, полученных с беспилотного летательного аппарата, с применением методов компьютерного зрения и глубокого обучения. Исследуется подход, ориентированный на анализ визуальных признаков задымлённости вблизи линии горизонта, где концентрация аэрозольных загрязнений, как правило, наиболее выражена. Для экспериментального исследования сформирован специализированный набор данных, включающий аэрофотоснимки городской атмосферы Алматы, полученные в январе-феврале 2024 года, с последующим пространственным разбиением изображений на девять секторов и ручной визуальной оценкой уровня прозрачности по дискретной шкале. Такой способ разметки позволил зафиксировать пространственную неоднородность загрязнения в пределах одного кадра и учесть различия между небесным фоном, линией горизонта и городской застройкой. На основе предобученной архитектуры MobileNetV2 реализованы два варианта модели — классификационная и регрессионная, что позволило сопоставить дискретный и непрерывный подходы к интерпретации визуальной информации. Сравнительный анализ показал, что классификатор обеспечивает более высокую точность строгого совпадения классов (83,9%), тогда как регрессионная модель, при округлении предсказаний до целых значений, демонстрирует более высокую точность в пределах допуска ±1 класс (97,2%) и меньший уровень систематических ошибок. Полученные результаты подтверждают перспективность использования БПЛА в сочетании с методами компьютерного зрения для локального мониторинга прозрачности атмосферы и подчёркивают потенциал данного подхода как дополнения к традиционным наземным системам экологического контроля в городских условиях, что особенно актуально при ограниченной плотности стационарных станций.
Ключевые слова: мониторинг качества воздуха, данные с БПЛА, компьютерное зрение, прозрачность атмосферы, смог, глубокое обучение.
Аннотация. Непрерывный рост объемов неструктурированных текстовых данных в системах технического обслуживания авиационной техники создает потребность в автоматизированных методах их анализа. Традиционная категоризация дефектов по стандартным кодам часто оказывается недостаточно детальной для понимания истинных причин отказов, смешивая рутинные операции и критические сбои в рамках одной системы. Предметом данного исследования является семантическая структура текстовых описаний неисправностей системы внешнего освещения (ATA 33-40) парка однотипных воздушных судов. Целью публикации является разработка и апробация метода автоматического выявления скрытых эксплуатационных паттернов и режимов отказа без использования размеченных данных. Методологическую основу исследования составляет вероятностное тематическое моделирование с использованием алгоритма латентного размещения Дирихле (LDA). Для повышения качества модели реализован специализированный алгоритм предобработки текста, включающий расшифровку отраслевых аббревиатур и удаление контекстного шума. Оптимальная конфигурация модели определялась на основе количественного анализа метрики когерентности (Cv) и оценки семантической устойчивости тем. Экспериментально установлено, что модель, содержащая шесть тем», обеспечивает наилучшую интерпретируемость данных. Анализ полученных кластеров позволил выявить конструктивно-обусловленные зоны возникновения дефектов, а также классифицировать неисправности по типу проявления. Автоматически выделены скрытые подгруппы, соответствующие отказам электрических цепей и механическим повреждениям элементов конструкции. Предложенный подход позволяет трансформировать неструктурированные записи техперсонала в детализированную диагностическую информацию. Это открывает возможности для совершенствования программ технического обслуживания и перехода к предиктивному управлению надежностью конкретных подсистем воздушного судна.
Ключевые слова: воздушное судно, техническое обслуживание, внешнее освещение, текстовые описания, обработка естественного языка, тематическое моделирование, латентное размещение Дирихле.
Аннотация. В условиях роста интенсивности воздушных перевозок и увеличения доли ночных и дальнемагистральных рейсов управление усталостью экипажей становится критически важным фактором обеспечения безопасности полётов. В условиях роста интенсивности воздушных перевозок и увеличения доли ночных и дальнемагистральных рейсов управление усталостью экипажей становится критически важным фактором обеспечения безопасности полётов. Усталость экипажа рассматривается как значимый фактор, влияющий на надёжность выполнения полётных операций и принятие решений. При этом традиционные ограничения рабочего времени не обеспечивают полной оценки риска, что обуславливает необходимость внедрения комплексных подходов. Современные методы, включая анализ вариабельности сердечного ритма и имитационное моделирование, позволяют более точно оценивать функциональное состояние экипажа и выявлять закономерности формирования усталости. Проблема исследования заключается в ограниченности нормативного подхода, основанного на контроле рабочего времени (FTL), который не учитывает физиологические и циркадные особенности человека. Целью исследования является разработка рекомендаций по оценке уровня усталости экипажей авиакомпаний Республики Казахстан на основе интегральной модели, соответствующей международным стандартам ICAO, IATA и EASA. Задачи исследования включают анализ международных подходов к управлению усталостью, разработку математической модели интегрального индекса усталости, её статистическую валидацию и формирование практических рекомендаций. Методы исследования включают множественную и логистическую регрессию, ROC-анализ, расчет чувствительности и специфичности моделей, а также имитационное моделирование методом Монте-Карло и анализ вариабельности сердечного ритма (HRV).
Результаты показали преимущество интегральной FRMS-модели (AUC = 0,623) по сравнению с нормативной FTL-моделью (AUC = 0,574). Имитационное моделирование продемонстрировало снижение уровня риска усталости до 17% при оптимизации расписаний. Установлена статистически значимая связь между усталостью, ночной нагрузкой и снижением HRV. Сделан вывод о целесообразности внедрения интегрального индекса усталости в систему управления безопасностью полётов авиакомпаний Республики Казахстан. Предложенные рекомендации обеспечивают переход к проактивному управлению рисками усталости и соответствуют международным требованиям. Научный вклад настоящего исследования заключается в разработке интегральной модели оценки усталости экипажей, учитывающей мультидоменную природу утомления и объединяющей нормативные, циркадные, физиологические и субъективные факторы в едином индексе (FI). В отличие от традиционного FTL-подхода, предложенная методика обеспечивает риск-ориентированную оценку усталости в рамках FRMS. Дополнительный вклад состоит в формализации процедуры определения весовых коэффициентов на основе логистической регрессии и ROC-оптимизации, разработке критериев интерпретации уровней риска, применении имитационного моделирования для анализа управленческих сценариев и верификации модели на реальных данных национального авиаперевозчика.
Ключевые слова: усталость экипажа, управление рисками усталости, система управления безопасностью полетов, ограничения рабочего времени, вариабельность сердечного ритма, анализ биоматематического моделирования, авиационная безопасность.
Аннотация. Статья рассматривает подходы к повышению надежности и устойчивости к обмену информацией для беспилотных систем с учетом наличия внешних помех. Основном вопросом, который решает данная статья является анализ естественных и искусственных факторов, которые могут повлиять на работу каналов передачи данных. Также упор сделан на анализе влияния искусственных электромагнитных возмущений. В качестве научной новизны в работе беспилотная система рассматривается, как многоагентная среда. В качестве агентов выступают оператор, летательный аппарат и внешняя среда. Целью работы является повышение надежности функционирования канала обмена данными за счет внедрения технологии Visible Light Communication. Для достижения данной цели авторами формализированы методы количественной оценки управления, разработана структурно-функциональная модель системы управления и проведены имитационные тесты по оценки рисков. В результате проведенного анализа экспериментальных данных и компьютерного моделирования доказано, что Visible Light Communication, работающий в инфракрасном диапазоне обеспечивает устойчивый канал обмена информацией на расстоянии до 3 километров. Подобный результат отражает перспективность использования подобной технологии для построения помехоустойчивого и безопасного канала обмена информацией для беспилотных систем.
Ключевые слова: беспилотная система, Visible Light Communication технология, оценка риска, имитационная модель, модель системы управления.
Аннотация. В данной работе рассматривается математическая модель определения координат интегрированных групп беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). Проанализированы основные сферы применения БПЛА и перспективные направления развития беспилотных авиационных систем, интегрирующих комплексы дистанционно управляемых аппаратов. Для повышения устойчивости и надёжности взаимодействия в таких системах предложены устойчивые структуры интегрированных групп.
Особое внимание уделено методам моделирования интегрированных групп БПЛА, включающим математическое описание и проведение компьютерных экспериментов. Проанализированы структуры интегрированных групп с учётом критериев устойчивости топологии при перемещениях и надёжности каналов передачи данных, построенных на основе технологий видимой световой связи (VLC).
Для получения результатов разработаны математические описания и соответствующие компьютерные модели интегрированных групп БПЛА, удовлетворяющие критериям устойчивости топологии и надёжности каналов передачи данных. Моделирование выполнено в среде Matlab R2020b, где построены компьютерные модели роев БПЛА в трёхмерной системе координат.
Кроме того, в работе рассмотрены различные виды топологий интегрированных групп БПЛА и их влияние на устойчивость и надёжность функционирования системы.
Ключевые слова: метод, группа беспилотных летательных аппаратов, управление, модель, каналы передачи данных, искусственный интеллект.
Аннотация. В данной статье рассматриваются современные подходы к обработке и повышению достоверности радиолокационных сигналов в условиях сильных шумовых и помеховых воздействий, характерных для диапазона вторичной радиолокации (1030/1090 МГц). Системы радиолокационного контроля воздушного движения играют важнейшую роль в обеспечении безопасного и эффективного управления воздушным пространством, однако их производительность снижается в условиях сильного шума и помех, типичных для диапазона 1030/1090 МГц. В работе проведён детальный анализ алгоритмов фильтрации и адаптивной обработки радиолокационных сигналов, направленных на повышение отношения сигнал/шум, стабилизацию параметров целевых откликов и уменьшение вероятности ложных срабатываний при регистрации отметок. Для более объективного сравнения рассмотрены как классические, так и усовершенствованные подходы цифровой фильтрации. Особое внимание уделено сравнительному исследованию медианного фильтра, фильтра Баттерворта и рекурсивного фильтра Калмана, реализованных и протестированных в среде MATLAB с использованием синтетически сгенерированных данных и имитационных моделей типичных радиолокационных сценариев. При этом исследовались влияние порядка фильтра, полосы пропускания, коэффициентов адаптации и временного шага дискретизации на качество восстановления сигнала. На основе статистического, корреляционного и вероятностного анализа предложен усовершенствованный метод адаптивного порогового обнаружения целей. Полученные результаты подтверждают, что потенциальное использование комбинированных и рекурсивных фильтров позволяет значительно повысить устойчивость вторичных радиолокаторов к случайным и системным помехам, снизить дисперсию ошибок оценки и повысить достоверность радиолокационной информации. Практическая ценность работы заключается в возможности внедрения предложенных методов в интеллектуальные системы обработки данных управления воздушным движением для повышения помехоустойчивости, точности идентификации воздушных судов и улучшения качества радарного наблюдения в гражданской авиации.
Ключевые слова: вторичная радиолокация, адаптивная фильтрация, фильтр Калмана, фильтр Баттерворта, медианная обработка, цифровая обработка сигналов, интерференция сигналов, достоверность радиолокационного наблюдения.
Аннотация. Цель исследования изучить влияние качества данных, сопряженных с ним факторов и формализовать логические и математические связи между аргументами функции обучения нейронной сети или искусственного интеллекта для демонстрации взаимосвязи с безопасностью полетов.
Для достижения цели необходимо решить следующие задачи. Первое — оценить текущее состояние вопроса применения искусственного интеллекта в процедурах предполетного осмотра, а также ремонта и технического обслуживания воздушного судна. Это необходимо для определения уровня технологической интеграции нейронных сетей и искусственного интеллекта. Второе — на основе полученных данных необходимо определить актуальные платформы для обучения искусственного интеллекта. Это позволит определить дополнительные технические аргументы, влияющие на конечный результат обучения искусственного интеллекта. Третье — формализовать логико-математическую связь между влияющими факторами и конечным результатом. Определить дополнительные влияющие факторы и также формализовать. Формальный способ записи позволяет строить процедурно-последовательную линию связи для мониторинга рисков в отношении безопасности полетов.
Для решения задач применялись следующие методы. Метод наблюдения, который был применен по отношению информации, которая была собрана в ходе отслеживания хронологии применения различных автоматизированных технологий оптического обнаружения неисправностей. Декомпозиция, которая позволила отделить от комплексной технологии функциональную часть компьютерной программы, которая определяет неисправности. Сравнительный анализ, который позволил определить сильные и слабые стороны различных нейронных сетей и архитектур технических систем для этих нейронных сетей и искусственного интеллекта Математический анализ, который позволяет формализовать выражения, характеризующие влияние аргументов комплексной функции и определить аддитивность и мультипликативность комплексной функции. Диверсионный и функциональный анализы, которые позволяют определить взаимосвязи между аргументами комплексных функций и конечной комплексной функции безопасности полетов. В результате были представлены выражения, которые отражают логико-математическую связь в функционально-последовательной передаточной линии связи от аргументов нейронной сети и искусственного интеллекта до комплексного показателя безопасности полетов.
Ключевые слова: искусственный интеллект, нейронные сети, предполетный осмотр, модели искусственного интеллекта, сравнительный анализ, безопасность полетов.
Аннотация. В данной статье рассматриваются перспективные возможности безопасной трансляции импульсных сигналов, излучаемых системой ADS-B (автоматическое зависимое наблюдение – вещание), которая в настоящее время используется в современных авиационных системах, для защиты от внешних киберугроз. Целью является повышение уровня безопасности существующей инфраструктуры, оптимизация оценки частот и улучшение управления дорожным движением посредством предиктивного моделирования, что обеспечивает более эффективное и проактивное управление. Предлагаемая архитектура интеграции использует алгоритмы глубокого обучения для анализа сигналов воздушных судов и обеспечивает такие функции, как управление перегрузкой сигналов, прогнозирование рисков в реальном времени и проактивное прогнозирование изменений погоды и дорожного движения. Кроме того, в статье представлена оценка производительности системы, работающей на частотах 1090 МГц и 978 МГц, и предлагаются методы оптимизации частот. Результаты исследований показывают, что включение распознавания идентификационных данных устройств по радиометрическим отпечаткам в платформу ADS-B не только повышает безопасность и эксплуатационную эффективность, но и значительно улучшает адаптивность и скорость реагирования системы. Такой подход открывает новые возможности для разработки более интеллектуальных и предсказуемых будущих авиационных сетей.
Ключевые слова: Технология ADS-B, безопасность полетов, оптимизация частоты, обработка данных в реальном времени, управление воздушным движением.
Аннотация. Шумовое загрязнение стало предметом первостепенной озабоченности, поскольку оно часто нарушает деятельность или баланс образа жизни человека. Работа посвящена анализу нормативной базы в области введения норм на предельно допустимые уровни звуковых и ультразвуковых сигналов. Актуальность работы связана недостаточно полной проработки вопросов нормативного обеспечения измерения ультразвуковых сигналов, а также порядка выявления источников ультразвука опасного для здоровья людей. Предметом исследования является нормативная база и стандарты по измерению уровней звуковых и ультразвуковых сигналов. Ультразвуковая обработка привлекает все большее внимание людей, поскольку ультразвуковая технология может представлять собой гибкую «зеленую» альтернативу для энергоэффективных процессов, однако мощные источники ультразвука вредят здоровью человека. Они особенно опасны, потому что человек может не знать и не чувствовать о воздействии на него источников ультразвука. Задачами исследования стали выявления различий допустимых уровней сигналов и особенностей измерения этих уровней. Целью работы является определение полноты соответствие Казахстанских нормативных документов Международным стандартом. Приведены предельно допустимые нормы звукового и ультразвукового давления, законодательно установленные в ряде стран. Миллионы людей по всему миру подвергаются воздействию потенциально опасных уровней шума, и, следовательно, существует острая глобальная потребность в законодательстве для адекватной защиты слухового здоровья работников. Обращено внимание на большой разброс в уровнях устанавливаемых норм и на причины, приводящие к неоднозначности этих значений. Отмечен факт отсутствия нормативно-методических документов по выявлению источников мощных ультразвуковых сигналов, чья повышенная опасность заключается в их не слышимости для человека. Делается вывод о необходимости исследований уровней ультразвука в салоне и кабине реактивных самолётов.
Ключевые слова: акустика, звук, звуковое давление, норма, опасность, самолёт, стандарт, ультразвук.
Аннотация. В статье рассматривается разработка антидронового комплекса на основе искусственного интеллекта (ИИ) для обнаружения, радиочастотного подавления и поражения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). На основе анализа применения БПЛА в современных конфликтах (Сирия, Украина) и нормативных документов Республики Казахстан определены требования к системе, учитывающие реальные характеристики сенсоров (X-диапазонный радар с RCS 0,01 м², чувствительность ИК-сенсоров 0,1 К), мощность подавления (50 Вт в диапазонах 400–6000 МГц), условия эксплуатации (температуры до +50 °C, пыльные бури) и внешние факторы (погода, снижающая вероятности на 20%). Предложена математическая вероятностная модель с ИИ-координацией (нейро-символический подход), обеспечивающая новизну в адаптации к среднеазиатским условиям. Реализация симуляции методом Монте-Карло (1000 итераций) размещена в открытом репозитории GitHub с инструкциями по воспроизведению и проверке исходного кода, что повышает воспроизводимость исследования. Моделирование демонстрирует результаты: вероятность обнаружения 95,8%, подавления 54–78%, поражения 70,7–84,6% для управляемых и автономных дронов на дальностях 5–8 км. Проведено количественное сравнение с аналогами («Drone Dome», «Pantsir-S1»), показывающее превосходство по дальности (10 км против 3,5 км), стоимости и гибкости адаптации. Дополнительно представлен анализ вычислительной сложности алгоритма (O (1) на дрон), обсуждены пути оптимизации (интеграция ML для предсказания траекторий, распределённая обработка данных). Сделан вывод о практической применимости комплекса и его значимости для обороноспособности Казахстана, в том числе в аспекте снижения импортозависимости и развития собственных технологий.
Ключевые слова: антидроновый комплекс, искусственный интеллект, вероятностная модель, радиочастотное подавление, верификация, обороноспособность.
Аннотация. В статье представлены результаты анализа нормативных документов, регламентирующих применение ультразвуковых методов диагностики машин и механизмов, а также проведено сопоставление с действующими стандартами в области звуковых частот. Такой подход позволил выявить различия между областями применения и определить возможности практического использования существующих норм при разработке новых диагностических приборов. Особое внимание уделено обзору измерительных приборов ультразвуковой частоты, которые в настоящий момент можно приобрести. Установлено, что большинство приборов обладают ограниченными функциональными возможностями и высоким уровнем стоимости. Так, отдельные устройства способны регистрировать ультразвуковые сигналы и указывать направление на их источник, однако визуализация сводится лишь к отображению локализованной точки, что не позволяет фиксировать физические параметры сигнала и динамику его распространения в среде. Эти ограничения существенно сужают возможности комплексной диагностики.
Основной целью статьи является формирование требований к характеристикам перспективного прибора для ультразвуковой диагностики механизмов, который должен объединять функции регистрации частотных параметров и пространственной визуализации ультразвукового поля. Показано, что существующие приборы ориентированы лишь на поиск источника сигнала. Обоснована необходимость создания приборов нового поколения, которые позволят визуализировать ультразвуковое поле в пространстве и обеспечат более полное проведение диагностики машин и механизмов, включая раннее выявление скрытых дефектов и потенциальных отказов. Для авиационной отрасли выполнение данных требований имеет особую значимость, так как напрямую связано с обеспечением высокого уровня безопасности полётов.
Ключевые слова: ультразвуковая диагностика, неразрушающий контроль (NDT), авиационная безопасность, MEMS-микрофон, техническая диагностика, акустическая визуализация, требования к приборам, надежность механизмов.