Методи побудови організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом для підвищення рівня їх компетентності

Abstract

Сало Н. А. Методи побудови організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом для підвищення рівня їх компетентності – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.13 – навігація та управління рухом.  Льотна академія Національного авіаційного університету, Кропивницький, 2020. У результаті виконання дисертаційних досліджень вирішене актуальне наукове завдання розробки моделей та методів побудови організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом. У процесі виконання дисертаційної роботи отримані такі основні результати: 1. Проведений аналіз сучасного стану та напрямків розвитку методів побудови сучасних організаційних навчальних систем. Результати проведеного аналізу свідчать, що на сьогоднішній день відбувається перехід до компетентностного підходу у навчанні, який передбачає зміни підходів до його організації та планування. Врахована специфіка професійної підготовки диспетчерів управління повітряним рухом. Доведено, що значну частину в загальному обсязі освітньої діяльності складають автоматизовані процедури (тренажерні комплекси, автоматизовані навчальні системи, системи дистанційного навчання і контролю знань, інформаційні технології для організації навчання). Методи реалізації зазначених процедур засновані на результатах математичного моделювання різних аспектів функціональної діяльності диспетчерів. 2. У дисертації наведене теоретичне узагальнення та нове розв’язання наукового завдання, яке полягає яке полягає у розробці методів побудови організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом. У рамках поставленого завдання вирішені часткові завдання: аналізу особливостей організації навчального процесу з підготовки диспетчерів УПР; аналізу використання сучасних інформаційних технології організаційних систем підготовки; формування вимог до інформаційної технології організаційної системи підготовки диспетчерів УПР; обґрунтування показників та критеріїв оцінювання ефективності інформаційної технології організаційної системи підготовки диспетчерів УПР; розробки моделі системи підготовки диспетчерів УПР із застосуванням мультиагентного підходу; розробки методу автоматизованого тестування та оцінювання знань диспетчерів УПР; розробки моделі мультиагентної системи складання розкладів занять для диспетчерів УПР; оцінювання ефективності розроблених методів та адекватність моделей; розроблення рекомендацій щодо впровадження інформаційної технології в практику організації навчання диспетчерів УПР. 3. Найбільш важливими науковими та практичними результатами, які отримано в роботі, є такі: – удосконалена модель організації підготовки диспетчерів управління повітряним рухом, яка, на відміну від існуючих, ґрунтується на застосуванні мультиагентного підходу до планування підготовки і формуванні онтології навчальних дисциплін УПР з та дозволяє підвищити ефективність навчання за рахунок планування занять відповідно до результатів їх контролю. – отримав подальший розвиток метод автоматизованого тестування та оцінювання компетенцій диспетчерів управління повітряним рухом, що, на відміну від існуючих, характеризується цілісністю об'єкта тестування, врахуванням внутрішніх і зовнішніх зв'язків, можливості розвитку та адаптації системи тестування, що дозволяє підвищити ефективність навчання. – отримав подальший розвиток метод побудови мультиагентної системи складання розкладів занять для диспетчерів управління повітряним рухом, яка на відміну від існуючих, ґрунтується на поєднанні евристичних та формальних знань та дозволяє зменшити час на формування розкладів знать та вправ та підвищити ефективність управління системою підготовки диспетчерів управління повітряним рухом. 4. Практичне значення отриманих результатів полягає у доведенні теоретичних методів до їх практичної реалізації. Впровадження організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом у навчальний процес за показниками рівня засвоєння та збереження знань, що свідчить про зростання даних показників у експериментальній групі на 21% та 7-15% відповідно. 5. Розроблені методи у комплексі забезпечують побудову організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом, реалізація якої дозволило змінити підходи до організації навчального процесу та забезпечити підвищення ефективності навчання 6. Значення розв’язаної у дисертації задачі для науки та практики полягає в подальшому розвитку теоретичних та прикладних основ побудови організаційної системи підготовки диспетчерів управління повітряним рухом на основі сучасних інтелектуальних інформаційних технологій. Salo N. A. Methods of building an organizational system for training air traffic controllers to increase the level of their competence. – Manuscript. The Thesis submitted for the scientific degree of Doctor of Philosophy (engineering) (Candidate of Technical Sciences) on specialty 05.22.13 – Navigation and Traffic Control. – Flight Academy of National Aviation University. Kropyvnytskiy, 2020. As a result of dissertation research the actual scientific task of development of construction methods of organizational system of preparation of air traffic controllers is solved. In the process of dissertation work the following main results were obtained: 1. The analysis of the current state and directions of development of methods of construction of modern organizational educational systems is carried out. The results of the analysis show that today there is a transition to a competency-based approach to learning, which involves changes in approaches to its organization and planning. The specifics of professional training of air traffic controllers are taken into account. It is proved that a significant part of the total amount of educational activities are automated procedures (training complexes, automated training systems, distance learning and knowledge control systems, information technology for training). Methods of realization of the specified procedures are based on results of mathematical modeling of various aspects of functional activity of managers. 2. The dissertation provides a theoretical generalization and a new solution to the scientific problem, which is to develop construction methods of the organizational system of training air traffic controllers. Within the framework of the set task the partial tasks are solved: the analysis of features of the organization of educational process on preparation of dispatchers of ATC; analysis of the use of modern information technology of organizational training systems; formation of requirements to the information technology of the organizational system of training of ATC dispatchers; substantiation of indicators and criteria for evaluating the effectiveness of information technology of the organizational system of training of ATC dispatchers; development of a model of the system of training of ATC dispatchers with the use of a multi-agent approach; development of a method of automated testing and assessment of knowledge of ATC dispatchers; development of a model of a multi-agent system for scheduling classes for ATC dispatchers; evaluation of the effectiveness of the developed methods and the adequacy of the models; development of recommendations for the introduction of information technology in the practice of organizing the training of ATC dispatchers. 3. The most important scientific and practical results obtained in the work are as follows: – improved model of training air traffic controllers, which, unlike existing ones, is based on the application of a multi-agent approach to planning the training and formation of an ontology of ATC disciplines and allows to increase training efficiency by planning classes according to their control results; – the method of automated testing and assessment of competencies of air traffic controllers, which, in contrast to the existing ones, is characterized by the integrity of the test object, taking into account internal and external connections, development and adaptation of the testing system, was further developed; – the method of building a multi-agent scheduling system for air traffic controllers, which, unlike the existing ones, is based on a combination of heuristic and formal knowledge and reduces time for forming schedules of knowledge and exercises and increases the efficiency of air traffic controllers training system, was further developed. 4. The practical significance of the results is to bring theoretical methods to their practical implementation. Introduction of the organizational system of training air traffic controllers in the educational process on the indicators of the level of assimilation and preservation of knowledge, which indicates an increase in these indicators in the experimental group by 21% and 7-15%, respectively. 5. The developed methods in a complex provide construction of organizational system of preparation of controllers of management of air traffic which realization allowed to change approaches to the organization of educational process and to provide increase of efficiency of training. 6. The value of the problem solved in the dissertation for science and practice is to further develop the theoretical and applied foundations of the organizational system of training air traffic controllers on the basis of modern intelligent information technology.