СТРУКТУРИЗАЦИЯ ВОЗДУШНОГО ТРАНСПОРТА КАК СИСТЕМЫ

Воздушный транспорт имеет сложную структуру и весьма сложные переплетающиеся внутренние и внешние связи, определя­ющие ехо эффективность. Для того чтобы разработать и внедрить количественные методы оценки эффективности воздушного тран­спорта, необходимо выполнить предварительный качественный ана­лиз и структуризацию, выявить основные внутренние и внешние связи и представить его в таком виде, чтобы можно было матема­тически описать процесс развития и функционирования, а также установить математические зависимости, выражающие связи меж­ду конечными результатами функционирования, целевыми норма­тивами, затратами ресурсов и другими факторами, определяющими эффективность.

Это весьма сложная и трудоемкая работа, которая может быть выполнена успешно только с помощью системного подхода к ис­следованию эффективности.

С позиций системного подхода воздушный транспорт представ­ляет собой большую социально-экономическую систему, состоящую из множества элементов. ‘

Мвт = {Ми М2, ЛІ8, М4, М5), (1.1)

где Mi, М2, М3, Mt, Ms — техническая, производственно-технологическая, органи­зационная,’ социальная, экономическая системы воздушного транспорта.

Системы Ми М2, М$, М4 и М5 условимся называть основными элементами (подсистемами) воздушного транспорта.

Техническая система воздушного транспорт а— это множество машин, аппаратуры, технических систем, оборудо­вания и сооружений, обеспечивающих функционирование системы гражданской авиации. Основными элементами технической систе­мы являются: самолето-вертолетный парк (СВП); система техни­ческих средств управления воздушным движением (УВД); система технических средств оперативного обслуживания самолетов и пас­сажиров в аэропортах; авиационные технические базы (АТБ); авиационные ремонтные заводы (АРЗ); технические средства авиа­линий; средства управления и информации (технические средства АУ); тренажерные комплексы. Техническая система наименее под­вижна и требует специальных форм управления. На современном этапе наиболее эффективным средством развития технической сис­темы считается техническое перевооружение.

Технологическая система воздушного тран­спорта включает множество операций и процессов функциони­рования технической системы, т. е. процессов производства воз­душного транспорта. Ее основными элементами являются системы: перевозок пассажиров и грузов; УВД в аэропортах и на авиалини­ях; материально-технического снабжения; технического обслужива­ния авиационной техники; ремонта авиационной техники; техничес­кого перевооружения производства; капитального строительства; обслуживания пассажиров в аэропортах и на авиалиниях; подго­товки кадров. Технологическая система представляет собой систе­му массового обслуживания. Управление этой системой осуществ­ляется с использованием соответствующей технологической доку­ментации.

Организационная система воздушного транс­порта включает в себя: планирование, являющееся центральным " звеном управления; организационную структуру хозяйственных ор­ганов, методы и стиль их работы; различные формы участия трудо­вых коллективов в управлении производством. Организационная система воздушного транспорта имеет три уровня: первый — руко­водство министерства; второй — главные управления и управления министерства, республиканские производственные объединения, территориальные эксплуатационные управления, всесоюзное про­изводственное объединение «Авиаремонт», производственное стро­ительно-монтажное объединение «Авиастрой», всесоюзное объеди­нение «Авиатехснаб», научно-исследовательские и проектные орга­низации (НИУ), учебные заведения; третий — авиационные эксплу­атационные предприятия, авиационные ремонтные заводы (АРЗ). строительно-монтажные управления (СМУ).

Социальная система воздушного транспорта представляет собой совокупность мероприятий, направленных — на социальное развитие отрасли. К таким мероприятиям относятся: улучшение социально-экономических условий и производственных условий труда, — усиление его творческого характера, всемерное со­кращение ручного, малоквалифицированного и тяжелого физичес­кого труда; осуществление жилищного строительства и повышение

качества жилищ как одного из важнейших направлений улучше­ния жизни работников отрасли; более полное сочетание матери­альных и моральных стимулов и усиление их воздействия на повы­шение Эффективности, рост производительности труда, улучшение качества продукции, экономное использование материальных ре­сурсов; дальнейшее развитие социалистической демократии, об­щественной активности и инициативы работников; всемерное раз­вертывание социалистического соревнования, движения за комму­нистическое отношение к труду, распространение передового опыта; повышение образовательного и культурно-технического уровня ра­ботников; усиление охраны окружающей среды, создание более благоприятных условий для воспитания детей и укрепления здо­ровья работников; дальнейшее совершенствование системы подбо-. ра и расстановки кадров, социального развития коллективов и соз­дание эффективного психологического климата в организациях и на предприятиях отрасли. Развитие социальной системы отрасли осуществляется в соответствии с программами и планами социаль­ного развития, являющимися основными разделами перспективных и текущих планов развития отрасли, организаций и предприятий.

Экономическая система воздушного транспор — т а представляет собой множество экономических процессов и свя­зей всех сторон производства. Основными элементами экономичес­кой системы являются: трудовые, материальные, финансовые и ин­формационные ресурсы; экономико-управляющие преобразователи. Характер связей между отдельными элементами экономической — системы определяется процессами производства, обмена, распреде­ления н потребления, которые, в свою очередь, зависят от типа производственных отношений. В широком смысле слова под эконо­мической системой понимается система общественного производ­ства, т. е. совокупность производительных сил и производственных отношений. В практическом анализе под экономической системой подразумевается система производственных отношений в процессе производства. Входами экономической системы являются матери­ально-вещественные потоки ресурсов, а выходами — материально- вещественные предметы потребления (для гражданской авиации — перемещения пассажиров и грузов, а также получаемый при этом эффект). Развитие экономической системы представляет собой процесс непрерывного движения денежной, производительной и товарной форм производственных фондов. Движение этих фондов представляет собой сложное сочетание, требующее постоянной ко­ординации в процессе производственно-хозяйственной деятель­ности.

Рассмотренные выше основные элементы системы воздушного транспорта находятся в сложных взаимосвязях, изучение которых является основной задачей структурного анализа. Структурный анализ имеет целью формализовать структуру системы и на этой основе описать ее возможные состояния. Под структурой системы понимается ее строение и внутренняя форма организации, высту­пающая как единство устойчивых взаимосвязей между ее элемен-

тами, иными словами, то, что остается неизменным в процессе вы­полнения системой заданных функций (операций).

Математическая модель структуры системы представляет собой условную запись или графическое изображение структуры, позво­ляющие отображать работоспособные состояния системы через воз­можные состояния ее элементов с учетом связей и функционально­го назначения последних. Математическую модель структуры сис­темы обычно называют структурной моделью системы.

В зависимости от целей и задач исследования при построении структурных моделей на первый план может выдвигаться то один, то другой компонент структуры. Так, например, при изучении сте­пени изоморфизма системы выявляется прежде всего такой компо­нент их структуры, как общие законы функциональных отношений,, исследование которых составляет одну из важнейших задач кибер­нетики. Если же изучаются специфические особенности строения систем, природа их свойств и взаимодействий, то на первый план выдвигается материальное содержание структуры, т. е. совокуп­ность составляющих элементов в их взаимосвязи друг с другом.

При построении структурных моделей систем следует иметь в виду, что при едином материальном составе систем их структура может быть различной в зависимости от характера связей элемен­тов. Структурная модель системы должна: достаточно точно описы­вать в определенной символике возможные состояния системы че­рез возможные состояния элементов, однозначно выражать крите­рии эффективности системы через параметры эффективности эле­ментов; основываться на достаточно простых принципах их по­строения; иметь физический смысл и поддаваться моделированию на ЭВМ.

В практике исследования систем широко используются два раз­личных типа структурных моделей: графические и аналитические.

Графические модели представляются в виде блок-схемы или в виде графов. Процесс построения структурной модели системы за­ключается в расчленении (декомпозиции) ее элементов, т. е. в представлении системы в виде совокупности подсистем, называе­мой декомпозиционным множеством. В результате первого акта декомпозиции образуются подсистемы или блоки первого уровня. Второй акт декомпозиции — разбиение подсистем первого уровня на подсистемы (блоки) второго уровня. В итоге последовательной декомпозиции изображают систему в виде дерева (графа) подсис­тем различных уровней (рис. 1.1). При этом математическая мо­дель структуры системы определяется как совокупность отношений между ее подсистемами (элементами) при фиксированном деком­позиционном множестве последних, которые должны быть отноше­ниями древесного порядка. Эти отношения характеризуются тем, что для любых х, у, z^M при xR>y и xR>z известно соподчинение у и z, и наличием на множестве М наибольшего элемента х0.

Па графе структуры систем (см. рис. 1.1) наибольшему эле­менту соответствует единственная вершина, на которой существует путь в любую вершину графа. Запись xR>y означает, что х доми-

Первый, уровень (ярус) Рис. 1.1. Граф структуры системы

 

нирует над у и включает его в себя. Из условий xR>y и xR>z, в; частности, вытекает, что в каждую вершину дерева (кроме х0) вхо­дит единственная стрелка и из каждой вершины выходит несколь­ко стрелок. Вершины, над которыми вершина х непосредственно’ доминирует, называются. ее окрестностью. Окрестность корня х0 образует первый ярус (уровень) дерева структуры. Окрестности всех вершин первого уровня образуют второй уровень и т. д. Кор­нем дерева структуры системы является сама система. Выделе­ние первого яруса вершин означает выделение подсистем первого уровня, выделение второго яруса вершин — второго уровня и т. д. [38]

При исследовании воздушного транспорта задача состоит в том, чтобы применить указанные принципы к построению структур­ных моделей системы исходя из принятого деления системы воз­душного транспорта на пять основных элементов, (подсистем). По­строение дерева структуры исследуемой системы рассмотрим на примере модели, включающей подсистемы: первого уровня, второ­го уровня (для территориального эксплуатационного управления), третьего уровня (для объединенного авиационного отряда), четвер­того уровня (для аэропорта).

Подсистемы первого уровня (для системы х0): Хп — главные управления и управления министерства; Хі2— территориальные эксплуатационные управления и республиканские производствен­ные объединения; Хі3 — всесоюзное производственное объединение «Авиаремонт»; хи — производственное строительно-монтажное объ­единение «Авиастрой»; XJ5 — всесоюзное объединение «Авиатех- снаб»; х!6 — научно-исследовательские учреждения (НИУ) и Глав­ный’вычислительный центр (ГВЦ); Xj7■—учебные заведения Ми­нистерства ГА. .

Подсистемы второго уровня (для подсистемы х12); хш — объе­диненные авиационные отряды (ОАО); Xi22— самостоятельные аэ­ропорты; Хі2з — объединенные авиаэскадрильи; Х124— строительно­монтажные управления; x12s — авиаремонтные заводы и мастер­ские; лг 126 — республиканское или территориальное агентство; Xi27 — базовые органы снабжения.

Подсистемы третьего уровня (для подсистемы [4] *121): *12:11 — ЛЄТ — ный отряд (ЛО); *12ia — аэропорт (АП); *і2із — авиационная техни­ческая база (АТБ); *12и — авиаци­онная база снабжения (АБС); *1215 — кустовой ИВЦ или ВЦ; *1216 — городское агентство.

У[5]

Подсистемы четвертого уровня (для подсистемы *1212:): *12121 —

служба движения; *12122 1— служба перевозок; *12123 — служба навига­ции, радиолокации и связи; *12124 — автобаза; *12125 — служба ГСМ;

телом ранга I— (т—1—k), где т — число вертикально расположен­ных систем.

Достоинством графического способа представления структурных моделей систем является его наглядность. Однако он имеет ряд не­достатков, к которым относятся: бедность символики, не позволяю­щая в полной мере выразить все многообразие состояний системы, вследствие чего возникает необходимость дополнительного словес­ного описания и пояснения; трудности составления расчетных фор­мул для критериев эффективности на основе графических структур­ных моделей; невозможность алгоритмизации процесса функциони­рования системы и машинного моделирования только на основе графических структурных моделей; чрезмерная громоздкость гра­фических структурных моделей больших систем и др.

Ввиду отмеченных недостатков область непосредственного их практического использования при построении математических мо­делей анализа и синтеза систем ограничена; они, как правило, ис­пользуются в качестве исходных для построения аналитических структурных моделей. Сущность аналитического способа построе­ния структурных моделей систем состоит в следующем. Рассматри­вают множество

М = [xj [ j = In], (1.2)

где Xj —состояние работоспособности ‘системы.

Каждому состоянию работоспособности Xj ставят в соответствие уровень ее работоспособности v, представляющей собой случайную величину, возможные значения которой заключены в пределах [0,1], т. Є. О^-v^l. Если задан минимальный уровень работоспо­собности системы vo, то условие работоспособности системы будет иметь вид:

v>v0. (1.3)

При построении структурных моделей систем в соответствии с условием (1.3) множество (1.2) делят на два непересекающихся множества Мі и М2, удовлетворяющих условиям:

М + М2 — м

и

ММ2 ~ о.

Если Xj^Mu то система считается работоспособной. При ^М2 — система неработоспособна. Структурная модель работоспо­собной системы может быть представлена в виде суммы событий

-4= %Ajt (1.6)

= і

где А—событие, обозначающее работоспособность системы; А, — событие, обо­значающее нахождение системы в состоянии работоспособности (j<=Ali); п — число работоспособных состояний системы, удовлетворяющих условию (1.3).

Структурные модели используются для выяснения связей между основными элементами системы воздушного транспорта и служат основой для построения функциональных математических моделей.