Управление таким сложным объектом, как Международная космическая станция (МКС), требует огромного количества различных человеческих и машинных ресурсов и состоит из комплекса мероприятий, включающего в себя: планирование функционирования объекта, обеспечение требуемого выполнения планов, сбор измерительной информации и ее контроль, моделирование возможных ситуаций, выработку управляющих команд, принятие решений по оперативной коррекции планов при возникновении нештатных ситуаций либо изменению условий ресурсного обеспечения.

    Основными звеньями, участвующими в функционировании МКС, являются следующие три составляющие: наземный комплекс управления (НКУ), бортовой контур автоматического управления (БКАУ) и экипаж пилотируемой станции. Большинство задач и команд, которые требуется выполнить на борту орбитальной станции (ОС) при условии ее работы в штатном режиме, могут быть реализованы каждым из трех указанных звеньев, что обеспечивает требуемую надежность. Помимо упомянутых выше задач, некоторые работы выполнимы только экипажем. Особенно роль космонавтов возрастает при возникновении нештатных ситуаций.

    Планирование занимает одно из центральных мест в структуре процесса управления. Задача планирования является одной из самых высокоприоритетных и имеет соответствующую сложность. Составление расписаний действий экипажа Российского сегмента (РС) МКС выполняется несколькими группами Центра управления полетами (ЦУП). Их задачей является своевременное и корректное распределение работ между космонавтами на заданный горизонт планирования. С каждым годом трудоемкость и сложность планирования действий экипажа РС МКС растет из-за присутствия следующих проблем:

• сложность и постоянное видоизменение объекта управления;
• возрастание сложности задач управления по причине роста количества требований и ограничений, связанного с увеличением числа контролируемых объектов;
• высокая стоимость ресурсов, обеспечивающих выполнение главной цели;
• частая необходимость перепланирования при дефиците времени в случае возникновения различных нештатных ситуаций;
• увеличение количества специалистов, участвующих в выполнении задач;
• анализ большого количества данных и учет ограничений при планировании новых работ.

    Перечисленные моменты негативно влияют на оперативность и безопасность управления МКС. Для предупреждения возможных проблем в будущем, требуется уже сейчас сделать процесс планирования и перепланирования более быстрым, сохранив качество и корректность планов Данная задача заключается в автоматизации процесса составления расписаний для экипажа. Это потребует, прежде всего, разработки специализированной математической модели и оригинальных алгоритмов, позволяющих автоматически распределять полетные операции между космонавтами. Решение такой задачи позволит:

• повысить качество планов за счет увеличения объема учитываемой информации и числа рассматриваемых вариантов;
• сохранить время операторов-планировщиков для решения других задач;
• оперативно, в короткие сроки совершать перепланирование в случае непредвиденных ситуаций.

    Приведенные аргументы позволяют с уверенностью говорить об актуальности данной проблемы.

Дополнительные материалы

• Презентация в РРК "Энергия", 20 марта 2014 г., pdf
• Математическая постановка задачи, pdf