Cách tiếp cận tích hợp CBR trong MCDSS để mở rộng hệ quyết định được minh hoạ trong hình 3 dưới đây, bao gồm một nhà ra quyết định, một hệ dựa trên máy tính, cả hai được xem như tài nguyên trong quá trình ra quyết định và giữ các vai trò khác nhau trong suốt quá trình tương tác.
Ví dụ vai trò con người trong hộ thống quyết định - người dùng - đầu tiên cung cấp :
' ( ỉ ) Thành phần thích hợp : là một tập hợp các công cụ tích hợp cho phép nhà ra quyết định đưa thêm các mô hình trí tuệ vào trong các trình diễn để xem lại, phàn tích lại và khai thác lại.
(2) Tliành phần khuyến khích : là một tập các công cụ nâng chất lượng học , hiểu thông qua quá trình ra quvết định dựa vào máy tính.
Xây dựn g một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt dộng đảm bảo bay.
Nguyễn Chí Trung
Khái niệm tạo điều kiện thuận lợi (Facilitation) MCDSS cung cấp một loạt các côns cụ mềm dẻo để định nghĩa các điều kiện thích hợp. mô tả cách chọn lựa và thể hiện ưu tiên điều kiện quan trọng.cách chọn lựa mong muốn, mức vươn tới, giá trị lý tưởng .... Thêm vào đó, các công cụ và cơ chế phản hổi sẽ hỗ trợ nhìn các vấn đề phát sinh khác nhau, so sánh cách chọn lựa theo kiểu phân tích “what - if Một ví dụ về thành phần tạo điều kiện thuận lợi thông báo những đặc trưng chính của hệ tương tác hình ảnh được gọi là Triple.
Mặt khác thiết kế thành phần Stimulus của một MCDSS đòi hỏi thiết kế và tích hợp các công cụ để làm tăng vốn hiểu biết của người ra quvết định về hoàn cảnh đã được mô hình hoá và quá trình học được liên tục. Sự tích hợp
Stimulus Agent trong DSS là một trong nhũng thách thức chính trong phạm vi của DSS ( khái niệm DSS “thông minh” và “tích cực” ).
Một hệ dựa trên máy tính gồm MCDSS và CBR Agent ( hệ trợ giúp quyết định đa tiêu chuẩn và tác nhàn lập luận dựa trẽn tình huống). MCDSS là môi trư ờ n ơ thuận lợi đế khai thác vấn đề. Trong trường hợp nhà ra quyết định đưa thêm các mỏ hình trí tuệ vào trong các trình diễn để xem xét lại, phàn tích lại và khai thác lại thì MCDSS thực sự trở thành môi trường kích thích , gia tăng học tập. CBR Aaent có vai trò tư vấn, tức là đưa ra các bình luận và đề nghị để lựa chọn giải pháp chính thức trên cơ sớ lưu trữ các dự đoán, kích thích đánh d á, suy nshĩ.
Kỹ thuật CBR được tóm lược thành một Stimulus Agent bổ sung ( bổ sung tác nhàn kích thích) gọi là CRB Agent , góp phần làm năng động cho một hệ quyết định bởi hai vai trò khác nhau ( Hình 3 và Hình 4) :
- Như một cố vấn ( adviser) - Như một dự đoán ( story teller)
Trong vai trò cố vấn, CBR Agent có thể công nhận liệu một tiếp cận đa điều kiện được dùng thành công trong một hoàn cảnh quyết định đơn giản
Xây dựng một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
_________ _______________________________________Nguyễn C h íT ru n g
khác trước hay không và cung cấp thông tin về các kiểu chọn lựa, điều kiện và cấu trúc ưu tiên.
Trong vai trò dự đoán, CBR Agent có thể giúp người dùng xem lại quá trình tìm ra giải pháp đối với các vấn đề MCDSS đơn giản ưu tiên để hiểu một cách thấu đáo cả hai vấn đề : thiết kế và chọn lựa giải pháp như thế nào. Viộc xem lại này có thể hướng cho người dùng xử trí các vấn đề mới hoặc giúp đỡ, hướng dẫn những người dùng thiếu kinh nghiệm.
CBR Agent có hai thành phần chính : thư viện tình huống ( CL - Case Library) và các chiến thuật suy dẫn ( interference). CL chứa các tình huống khác nhau ( các giải pháp cho vấn đề ưu tiên) và nó được cập nhật độp.g vào bất cứ lúc nào khi một người dùng khác làm việc với hệ thống hoặc khi khám phá thèm một vấn đề mới. Mỗi tình huống trong CL thể các thành phần chính của quyết định đa điều kiện được phát sinh bởi người dùng cụ thể khi giải quyết vấn đề cụ thể. Các chiến lược suy luận của CBR Agent trợ giúp việc xác định các điều kiện đòi hỏi sử dụng phương pháp lập luận dựa trên tình huống - CBR, nhầm tìm lại tình huống đơn giản nhất từ CL và phỏng theo tình huống để tim ra giải pháp đối với vấn đề hiện thời. Sự tích hợp của modul CBR vào một MCDSS có thể được xem là sự mở rộng hệ quyết định người-máy với một Stimulus bổ sung.
DECISION M A K E R V ai trò dự đoán
Cung cấp cá c h lựa chọn giải pháp
Preference Structure D ynam ic kn ow ledge acquisition Vai trò tư vấn (đé nghị và bình luận) Case B ased R eason in g Case Library
Xảy dựng một hệ ho trợ dự báo thời tiết trong lioạt động đám bảo bay.
______________________________________Nguyễn Chí Trung
CHƯƠNG II: HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÍ TƯỢNG HÀNG KHỦNG VÀ TỔNG• ■
QUAN VỀ BÀI TOÁN CẦN GlẢl QUYẾT
I. TỔNG QUAN VỂ KHÍ TƯỢNG HÀNG KHÔNG
Khí tượng hàng không là phần khí tượng nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tô' khí tượng và các hiện tượng khí quyển đối với kỹ thuật hàng không, hoạt động hàng không. Nhiệm vụ chính của khí tượng hàng không là giải quyết những vấn đề đảm bảo an toàn cho các chuyến bay và sử dụng có hiệu quả kỹ thuật hàng không trong các điều kiện thời tiết khác nhau.
-Để có thể hiểu biết đầy đủ bản chất vật lý về sụ ảnh hưởng của điều kiện khí quyển tới cấu trúc máy bay và hoạt động hàng không nói chung, khoa học về khí tượng hàng khỏng có liên quan đến nhiều khoa học khác nhau như các ngành : động lực học cao không, lý thuyết lái máy bay, dẫn đường, vật lý khí quyển, dự báo khí tượng. Người ta phân chia khoa học khí tượng thành ba loại :
- Vật lý khí quyển : Là lý thuyết về những quy luật chung của các hiện tượng khí quyển.
- Khí tượng Synop : Lý thuyết về quy luật phân bố và sự thay đổi thời tiết trên diện rộng và phương pháp dự báo nó dựa trẽn bản đổ địa lý cơ sở số liệu khí tượng trên các vùng khác nhau.
- Dự báo số t r ị: Khí tượng dựa trên cơ sở hệ phương trình biểu diễn các quá trình và hiện tượng khí quyển thay đổi theo không gian và thòi gian.
Xảy dựng một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bào bay.
________________________________________________ Nguyễn Chí Trung
n . CÁC c ơ QUAN KHÍ TƯỢNG SÂN BAY
1 1 .1 GIỚI THIỆU CHUNG
Công tác khí tượng hàng không là công tác đảm bảo yếu tô' về thời tiết, khí tượng đối với các hoạt động đảm bảo bay. Thực hiện công tác này là các cơ quan khí tượng phục vụ hàng không, bao gồm :
- Ban khí tượng thuộc trung tâm điều hành bay.
- Các đối tượng cung cấp số liệu cho phòng khí tượng phân tích : các đài trạm quan trắc khí tượng sân bay, số liệu ra đa , vệ tinh của các ban canh phòng thời tiết, các cơ quan khí tương có liên quan.
- Các đơn vị sử dụng thông tin cung cấp bởi phòng khí tượng, trong đó có các đơn vị : đơn vị công tác không lưu, các đơn vị tìm kiếm cứu nguy và các trung tâm lập kế hoạch bay của hãng hàng không.
Các cơ quan khí tượng sân bay cung cấp thuyết trình, tư vấn và hổ sơ bav, lập kế hoạch khai thác bay hoặc các tin tức khí tượng khác. Thông thường những cơ quan này cũng trưng bày các bán đổ thời tiết, báo cáo, bản tin dự báo, ảnh mày vệ tinh khí tượng và tin tức nhận được từ trạm ra đa thời tiết đặt tại mặt đất.
11.2 BAN CANH PHÒNG THỜI TIẾT
Mỗi quốc gia nhận trách nhiệm đối vói vùng thông báo bay phải xác định cơ quan canh phòng thời tiết để phục vụ vùng thông báo bay này. Mỗi cơ quan canh phòng thời tiết cũng được xác định trong kế hoạch không phận tương ứng để chỉ rõ toàn bộ tính trọn vẹn của kế hoạch.
Những cơ quan này phát hành tin tức về hiện trạng hoặc dự kiến xảy ra điều kiện thời tiết nguy hiểm trên đường bay có thể uy hiếp đến an toàn của hoạt động bay và cung cấp thông tin này và tin tức thời tiết khác cho các đơn vị kiểm soát không lưu liên quan, thường là trung tâm thông báo bay (FIC)
Xảy dinig một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
____________________________________Nguyễn Chí Trung
hoặc trung tâm kiểm soát vùng (ACC). Để thực hiện nhiệm vụ này, các ban canh phòng thời tiết thường sử dụng các báo cáo đặc biệt từ máy bay, số liệu rađa, vệ tinh, phạm vi hoạt động do Phòng Khí tượng hàng không quyết định, các bản tin dự báo được thu thập từ các trung tâm dự báo vùng khu vực hoặc thế giói .
11.3 TRẠM KHÍ TƯỢNG
Những đài trạm ở tại các sân bay quan trắc thời tiết thực trạng và truyền đi trong nội bộ cơ sở sân bay và cũng cho các sân bay khác.
Các bản tin về số liệu quan trắc cũng được cung cấp bởi các đài trạm quan trắc của các cơ quan liên quan .
11.4 TRUNG TÂM Dự BÁO VÙNG KHU v ự c VÀ THẾ GIỚI
Nhữn? trung tâm dự báo vùng , khu vực và thế giới là những thành viên của hệ thống dự báo vùng thế giới ( WAFS ) , hệ thống nàv được quy định cune cấp cho các cơ quan khí tượng những bản tin dự báo điều kiện khí tượng trên đường bay một cách hộ thống cho những người khai thác, thành viên tổ bay, các đơn vị kiểm soát không lưu và các đối tượng khác sử dụng trực tiếp.
Hệ thống WAFS bao gồm trung tâm dự báo thế giới (WAFC) và một số trung tâm dự báo vùng khu vực (RAFC). Trung tâm WAFC phát hành các bản tin dự báo toàn cầu về gió, nhiệt độ trên cao, độ cao đối lưu hạn và gió cực đại, cũng như các dự báo hiện tượng thời tiết nguy hiểm ở dạng số và/hoậc dạng ảnh. Trung tâm WAFC cũng phát hành dự báo bổ sung dạng minh ngữ chữ tắt phù hợp với các chỉ tiêu đã được thỏa thuận.
Các RAFC lập các bản tin dự báo thời tiết nguy hiểm, trên cơ sở nhận được bản tin dự báo cao không toàn cầu từ các WAFC và các bản tin dự báo thời tiết nguy hiểm từ các RAFC khác trong vùng trách nhiệm ỉân cận và cũng như các bản tin dự báo đặc biệt cho các cơ quan khí tượng và các đối tượng
Xây dựng một hệ hố trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
_________________________________________________Nguyễn C hí Trung
Xảy dựng một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đàm bảo bay.
Nguyễn C hí Trung
III. CÁC BẢN TIN CỦA KHÍ TƯỢNG HÀNG KHÔNG
I I I . l TỔNG QUAN.
Trong ngành khí tượng nói chung và khí tượng hàng không nói riêng, đối tượng thông tin bao gồm hai loại chính như hình II.2:
III.2 BẢN TIN QUAN TRẤC
Bản tin quan trắc khí tượng phản ánh trạng thái của khí quyển tại một thời điểm đã được qui định trước ở một trạm quan trắc đại diện cho một khu vực nhất định. Các nhà khí tượng phân ra thành 7 đại lượng và 4 loại hiện tượng thời tiết sau đày :
Các đại lượng thời tiết: - Nhiệt độ ( Temperature)
- Độ ẩm (Nhiệt độ điểm sương) ( Humidity) - Áp suất (Pressure)
- Hướng và tốc độ gió ( Direction wind & speed wind) - Lượng mưa ( Rainfall)
- Lượng mây và loại mây (Cloud thickness) - Tầm nhìn xa ( Eye-shot)
Các hìệrt tượng thời tiết:
- Các hiện tượng có nguồn gốc từ nước: Mưa, mưa phùn, tuyết, sương, mù ướt....
- Các hiện tượng quang: Cầu vồng, ảo ảnh.... - Các hiện tượng điện: Sấm, chớp....
- Các hiện tượng thiên thạch: bao gồm các hiện tượng không thuộc ba loại hiện tượng nêu trên, ví dụ: Khói, sao băng, mù khô, tro, bụi, bão cát... Không phải tất cả các đại lượng và các hiện tượng trên đều có mặt trong các bản tin thời tiết. Ngành Hàng không sử dụng các loại bản tin quan trắc như hình II.3 sau đây :
Xúy dựng một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
in.2.1. Bản tin cao không :
Là những số liệu phản ánh trạng thái của khí quyển ở những lớp trên cao, các bản tin này được quan trắc với chu kỳ 6 giờ một lần theo giờ quốc tế UTC. Bản tin cao không dùng cho việc phân tích giản đồ thiên khí và phân tích các hình thế thời tiết trên cao, nó được đo ở các mức sau (so với mặt biển): 850 hPa. 700 hPa, 500 hPa, 300 hPa, 200 hPa, 150 hPa, 100 hPa. Trạng thái khí quyển trên mỗi mức được thể hiện thông qua các đại lượng sau:
■ Nhiệt độ và điểm sương (độ ẩm) ■ Hướns và tốc đô gió
in.2.2. Bản tin mặt đất:
So với các bản tin cao không, các bản tin mặt đất phức tạp và đa dạng hơn nhiều, dự báo viên Khí tượng hàng không thường sử dụng các ba loại bản tin mật đất sau đây ( bản tin Synop, bản tin Metar và bản tin Speci) :
♦ Bẩn tin SYNOP: Là những bản tin được quan trác 3 giờ một lần theo giờ quốc tế ƯTC, chúng được dùng để thiết lập các bản đồ hình thế SYNOP mật đất phục vụ cho công tác dự báo hình thế làm cơ sở cho việc đưa ra bản tin dự báo thời tiết. Bản tin SYNOP chứa hầu hết các đại lượng và các hiện tượng thời tiết xảy ra tại trạm quan trắc, đó là các yếu tố chính sau: ■ Nhiệt độ và nhiệt độ điểm sương.
■ Hướng và tốc độ gió. ■ Khí áp.
♦ Tầm nhìn xa.
■ Lượng và dạng mâv, độ cao chân mày. ■ Lượng mưa.
■ Hiện tượng thời tiết.
♦ Bẩn tin METAR: Đây là bản tin chính được phát đi hàng giờ tại các sân bay, nó bao gồm các yếu tố sau:
Xây dựng một hệ hỗ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
Xây dựng một hệ hổ trợ dụ báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
________________________________________________ Nguyễn C h í Trung
■ Nhiệt độ và điểm sương.
■ Hướng và tốc độ gió. p
■ Khí áp. * Tầm nhìn xa.
* Lượng và dạng mây, độ cao chân mây. ■ Hiện tượng thòi tiết.
■ Xu thế phát triển của hiện tượng thời tiết.
* Bản tin SPECI: Đây là bản tin đặc biệt phục vụ hàng không thường dùng để 2Ỉri các cảnh báo hiện tượng thời tiết nguy hiểm, nó thể hiện các yếu tố thời tiết sau:
I
■ Hướng và tốc độ gió. ■ Tầm nhìn xa.
■ Lượng, loại và độ cao chân mây thấp. ■ Hiện tượng thời tiết.
I I I .3 BẢN TIN Dự BÁO
Các bản tin dự báo do dự báo viên thiết lập, bản tin dự báo nói chung bao gồm dự báo hình thế SYNOP và dự báo các đại lượng và các hiện tượng thời tiết, các dự báo viên Khí tượng hàng không sử dụng mã luật TAF để trao đổi bản tin dự báo của mình. Nói chung bản tin dự báo Khí tượng hàng không bao gồm các yếu tố sau:
■ Hướng và tốc độ gió. ■ Tầm nhìn.
■ Lượng và dạng mây, lượng mây tổng quan, độ cao chân mây. ■ Hiện tượng thời tiết.
Xảv dựng một hệ hổ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
________________________________________________ Nguyễn Chí Trung
Trên đây mới chỉ liệt kê các thông tin chính sử dụng trong công tác đảm bảo khí tượng hàng không, trong thực tế cần thiết phải bổ sung và điều chỉnh thêm một sô' thông tin khác.
IV. TỔNG QUAN VỂ BÀI TOÁN CẨN GIẢI QUYẾT IV .l QUY TRÌNH ĐƯA RA BẢN TIN D ự BÁO KHÍ TƯỢNG.
Hình II.4 dưới đây mô tả hệ thống thông tin khí tượng hàng không Việt Nam hiện nay:
Sơ đồ trình bày quy trình đưa ra bản tin dự báo khí tượng của hàng không Việt Nam hiện nay cho thấy công tác đảm bảo khí tượng phần lớn dựa vào kinh nghiệm của các dự báo viên. Độ chính xác của bản tin dự báo phụ
Xây dựng một hệ hổ trợ dự báo thời tiết trong hoạt động đảm bảo bay.
________________________________________________Nguyễn Chí Trung
thuộc rất nhiều trình độ chuyên môn vào các dự báo viên. Việc áp dụng các thành tựu của khoa học công nghệ thông tin mới dừng ở mức truyền số liệu.