L-3 MAPPS: Бортовая обучающая система (OBTS)

Рассмотрена бортовая обучающая система (OBTS), обеспечивающая тренировку членов экипажа непосредственно на корабле.
Система OBTS тренирует экипаж непосредственно на борту корабля, используя те же консоли комплексной системы управления платформами и интерфейсы, которые используются в повседневной работе. OBTS обеспечивает боевую подготовку, аналогичную обучению на полномасштабном тренажере.

---

Бортовая обучающая система (OBTS)

Общие сведения от системе OBTS

Компания L-3 MAPPS понимает, что хорошо обученный экипаж - ключевой фактор безопасной и эффективной работы корабля [1].

Кроме того, этот фактор способствует чувству профессионализма у каждого члена экипажа, что увеличивает их удовлетворенность работой и уменьшает текучесть кадров.

Наличие постоянной загрузки членов экипажа на основной работе и бюджетные ограничения усложняют возможность замещения персонала для проведение отдельных учебных курсов, повышения квалификации или переаттестации за пределами корабля.

Проведение сессии обучения на борту действующего судна, не прерывая выполнения задач и не изменяя состав экипажа, может быть отличным компромиссом для решения существующей дилеммы обучения. 

Комплексная бортовая система обучения (OBTS) от L-3 MAPPS делает это реальностью.

Система OBTS от L-3 MAPPS тренирует членов экипажа непосредственно на судах, используя те же консоли комплексной системы управления платформами (IPMS) и интерфейсы, которые они используют в повседневной работе на своем корабле.

Как будет рассмотрено ниже более детально, сессии обучения команды могут быть проведены без дополнительных компонентов системы обучения непосредственно и на борту судна.

Персонал может обучаться в течение незагруженных основной работой периодов и одновременно выполнять свои основные функциональные обязанности по поддержке состояние боевой готовности корабля в остальное время.

Такой инновационный подход гарантирует высокий уровень обучения и квалификации экипажа и значительное сокращение операционных расходов, т.к. персонал остаётся активным и готовым к боевой работе даже тогда, когда он обучается.

Свойства и описание системы OBTS

Свойства системы OBTS

Система OBTS обеспечивает боевую подготовку, аналогичную обучению, получаемому на полномасштабном тренажере.

Концепция L-3 MAPPS состоит в том, чтобы, используя тот же человеко-машинный интерфейс (HMI) системы IPMS, такие же последовательности управляющих воздействий  и функции управления и мониторинга корабля, используемые при работе IPMS, тренировать индивидуально  или командно членов экипажа на обычно используемой ими IPMS станциях, используя при этом имитируемую в реальном времени среду и не влияя на выполняемые одновременно функции системы IPMS по управлению и мониторингу реальных систем корабля.

Система OBTS предоставляет реалистичную среду обучения. Тогда как при традиционном обучении инструктор должен бы прервать сценарий, который мог бы угрожать системам боевого корабля и его персоналу.

Использование моделирования в системе OBTS позволяет инструктору существенно расширить границы обучения.

OBTS учитывает полный спектр корректирующих мероприятий/ответных реакций на аварийную ситуацию и создает более реалистичную стрессовую обстановку, максимально приближенную к боевым условиям.

Выполнение сценария обучения позволяет стажёру реально столкнуться с пейджинговой связью и интерфейсами, которые редко используются в условиях нормальной работы.

Это позволяет стажёру выходить за пределы внезапного и полного отказа, чтобы вызвать практические в реальном времени и реалистичные реакции на свои действия, в отличие от теоретических ответов при традиционном подходе к обучению.

Процессы

Программное обеспечение моделирования устанавливается на один или несколько пультов системы IPMS корабля и может быть активировано, при этом корабль будет оставаться под полным контролем действующей системы IPMS.

После выбора функции OBTS на пульте IPMS, консоль прекращает соединение с шиной данных IPMS, изолируя себя от управления силовыми механизмами корабля.

В режиме OBTS консоль практически работает независимо от магистральной сети системы IPMS.

Это обеспечивает дополнительный уровень безопасности, предотвращающий непреднамеренное взаимодействие тренировочных программ с реальными боевыми программными установками по управлению кораблем.

Пока пульт находится в режим обучения все функции системы IPMS по управлению и мониторингу, которые были возложены на обучающегося, передаются на другую консоль.

При возникновении проблемы или чрезвычайной ситуации, сеанс обучения может быть сразу прекращен и консоль из режима обучения возвращается в свой основной режим боевого управления.

Незамедлительное возвращение в режим управления возможно при прохождении непрерывного процесса обновления баз данных системы IPMS, выполняемого в фоновом режим  в процессе выполнения всех учебных действий на системе OBTS.

Хотя все действия со стороны стажёра изолированы от основной шины данных системы управления IPMS, консоль, находящаяся в режиме обучения, продолжает получать каждое сообщение об обновлении баз данных от реально функционирующего комплекса машин.

Такое постоянное и в реальном времени обновление баз данных позволяет консоли моментально возвращаться в режим боевого управления без необходимости перезагрузки или синхронизации с возможно обновленными базами данных.

Индивидуальное и командное обучение

Индивидуальное обучение доступно на любой консоли системы IPMS. 

Обучение также может проходить в командной среде, в которой все стажёры могут взаимодействовать с одним и тем же смоделированным сценарием, запущенным на станции инструктора.

При таком сценарии работа  одного стажёра влияет на работу других стажёров, т.к. они все взаимодействуют с одной и той же смоделированной ситуационной средой.

Любая консоль IPMS может определена как консоль инструктора или как консоль обучаемого.

Программное обеспечение процесса моделирования

Программное обеспечение процесса моделирования, необходимое для поддержания функционирования OBTS, основано на динамическом моделировании установок в реальном времени и устанавливается на каждой консоли системы IPMS, являющейся компонентом системы OBTS.

Все актуальные системы корабля и основные компоненты, такие как дизельные двигатели, газовые турбины и насосы, могут быть смоделированы, используя хорошо зарекомендовавшую себя среду моделирования Orchid® Modeling Environment (ME) от L-3 MAPPS.

Сторонние, ранее разработанные модели также могут быть интегрированы в обучающую систему или взаимодействовать с  моделями Orchid® ME для оптимизации времени и бюджета, необходимого на проведение разработки и внедрение обучающей системы.

Кроме моделирования установок корабля системе OBTS также необходимо взаимодействие с последовательностями команд управления и мониторинга системы IPMS.

Эти последовательности обычно постоянно находятся в дистанционных терминальных модулях (RTU), распределенных по всему кораблю.

В режиме OBTS последовательности от каждого RTU модуля эмулируются/моделируются и включаются в программное обеспечение моделирования обучающей системы.

Интеграция актуальных HMI IPMS  и управляющих последовательностей в систему OBTS гарантирует более низкую стоимость жизненного цикла, т.к. система обучения всегда в точности соответствует реально существующей бортовой управляющей системе IPMS.

Все изменения IPMS, происходящие в течение срока службы корабля, автоматически передаются и в систему OBTS.

Станция для работы инструктора

Программное обеспечение станции инструктора (iOS) также устанавливается на каждой консоли системы IPMS вместе с компонентами OBTS, делая возможным использование любой станции в качестве как консоли инструктора, так и консоли для командного и индивидуального обучения экипажа.

IOS включает программное обеспечение, необходимое инструктору, чтобы создавать план урока, запускать сеансы обучения, вводить неисправности (аварии), активировать устройства локального управления или изменять сценарий сеанса обучения в реальном времени.

Краткие характеристики станции инструктора-оператора (IOS)

Контроллер программ урока

Без вмешательства со стороны инструктора обучающийся может запускать сеанс свободного обучения с смоделированной ранее моделью, гарантирующей, что установка отреагирует на каждое действие стажера.

Для создания ситуации кроме той, которая просто генерирует неправильные действия или ответы студента, инструктор может инициировать аварию смоделированного оборудования.

Такая смоделированная неисправность могла бы быть вызвана по желанию инструктором, или быть частью плана урока.

План урока представляет собой пакет ситуаций, таких как аварии, сигналы перехода с автоматического управления на локальное, которые внесены в имитационную модель для создания ситуации, с которой инструктор желает столкнуть студента.

Контроллер плана урока предоставляет инструктору возможность осуществлять и редактировать тренировочные планы обучения. Событие может быть сделано так, чтобы оно произошло после предварительно заданного времени от начала урока, или чтобы оно было вызвано действием оператора или установкой соответствующих параметров или их комбинацией.

Контроллер плана урока обеспечивает пользователя инструментами создания своих собственных учебных сценариев.

Заказчик, предпочитающий недорогостоящую модель вместо более высококачественной дорогой модели, может использовать план урока для дополнения модели в ситуациях, которые не охвачены выбранной моделью.

Сеанс обучения может быть выполнен, используя предварительно написанный набор событий, работающий самостоятельно от начала до конца.

Он также может быть изменен онлайн в реальном времени инструктором, который может внести дополнительные отказы, чтобы изменить сценарий, уже ранее знакомый стажёру.

Сеанс также может бы быть запущен без предварительного плана работы, при котором инструктор может взаимодействовать с обучающимися через интерфейс путем ввода неисправностей онлайн.

Сочетание режимов обучения, описанных выше, обеспечивает идеальную гибкость, требуемую для адаптации OBTS к каждой ситуации и к ограничениям, существующим на расписание проведения тренингов.

Локальное управление

Позволяет моделировать и управлять выбранными устройствами, которые не контролируются IPMS, но необходимы для целей обучения экипажа.

Например, такое управление позволяет инструктору моделировать активацию выключателя или важного клапана, который является ручным устройством на корабле и не подсоединён к системе IPMS.

Управление инструктора

Позволяет инструктору инициализировать сигналы устройств, которыми студент не может управлять с помощью системы IPMS.

Например, восстановить в исходное состояние уровни жидкости в цистернах после выполнения сценария.

Параметры окружающей среды

Используются для  установки таких параметров, как температура окружающей воздушной среды, влажность, давление, скорость ветра и направление, высота волн, температура морской воды.

Неисправности

Генерация неисправности устройств, таких как насосы, теплообменники, клапаны, вентиляторы, разрывы трубы, отказы двигателя или двигателей и т.п.

Блокировки

Блокировки цифрового или аналогового сигнала IPMS, связанного с устройством – установкой.

Сохранение/восстановление

Сохранение состояния модели на диск таким образом,  что она может быть извлечена в любой момент. Восстановление инициализации системы OBTS до ранее сохранённого состояния.

Регистратор события

Обеспечивает запись действий студента для истории.

Сценарный менеджер

Позволяет инструктору создавать ряд событий с возможностями их выполнения в автоматическом режиме или с ручным вводом и модифицированием. Для создания полной системы обучения могут быть установлены критерии оценок с их записями для каждого студента.

Наземный тренажер

Чтобы дополнить бортовую систему OBTS, заказчику может быть поставлен наземный тренажер с возможностями, идентичными бортовой системе OBTS, с целью создания возможности обучения стажеров на берегу.

Это обеспечивает лёгкость обучения на системе, которая использует те же инструменты и среду IPMS какие используются на борту боевого корабля.

---

Источники информации:

1. ON-BOARD TRAINING SYSTEM - L-3 MAPPS, 2012. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mapps.l-3com.com/datasheets/L3M_OBTS.pdf  (дата обращения: 22.10.2016).