Методы оперативного регулирования потоков воздушных судов при изменении условий выполнения полетов в автоматизированной системе управления воздушным движением

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени А.Р. Беруни

АВИАЦИОННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра "Управление воздушным движением"

Выпускная квалификационная работа

(пояснительная записка)

Тема: "Методы оперативного регулирования потоков воздушных судов при изменении условий выполнения полетов в автоматизированной системе управления воздушным движением"

Разработал: студент группы 149-09 "УВД"

Волков Мансур Эрикович

Направление: 5840100 "Управление воздушным движением"

Руководитель: Заитов Жамшид

Ташкент 2013

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

§1.1 Цели и задачи работы

§1.2 Краткое сведение об автоматизированной системе управления воздушным движением

§1.3 Комплексы входящие в АС УВД и общие сведения об обработке радиолокационной информации

§1.4 Общие сведения об обработке плановой информации в АС УВД

ГЛАВА 2. ПЛАНИРОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОКОВ

§2.1 Районы обслуживания воздушного движения и структура ВП Республики Узбекистан

§2.2 Ограничения в использовании воздушного пространства

§2.3 Гибкое использование воздушного пространства

§2.4 Планирование воздушного движения

§2.5Отклонение от заданного маршрута полета, на примере "Градобой по маршруту"

§2.6 Требования предъявляемые службам ОВД, экипажам воздушных судов при непреднамеренном отклонении от текущего плана полета

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 4. ОХРАНА ТРУДА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

воздушный полет маршрут радиолокационный

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АДП - Аэpодpомный диспетчеpский пункт

АДЦ - Аэpодpомный диспетчеpский центp

АИП - Сбоpник аэpонавигационной инфоpмации

АСС-Аваpийно - спасательная станция

АС УВД-Автоматизиpованная система УВД

БПРМ-Ближняя пpиводная pадиостанция с pадиомаpкеpом

БСПС-Бортовая система предупреждения столкновений

ВВПЗ-Высота визуального пpеpванного захода

ВДПП-Вспомогательный диспетчеpский пункт подхода

ВЗЦ ЕС УВД -Вспомогательный зональный центp ЕС УВД

ВЗП -Визуальный заход на посадку

ВПП- Взлетно - посадочная полоса

ВТ - Воздушная трасса

ГА - Гpажданская авиация

ВВС- военно-воздушные силы

ВП- воздушное пространство

ВПУ- вспомогательный пункт управления

ВС- военный сектор

ВТ- воздушная трасса

ГС- гражданский сектор

ГЦ- главный центр

ЕС УИВП- единая система управления использованием воздушного пространства

КП- командный пункт

KТA- контрольная точка аэродрома

МВЛ- местная воздушная линия

МПУ- магнитный путевой угол

ОВД_ обслуживание воздушного движения

ОД КП- оперативный дежурный командного пункта

ПВО- противовоздушная оборона

ПВП- правила визуальных полетов

ППП- правила полетов по приборам

РТО- радиотехническое обеспечение

РЦ- районный центр

СНГ- содружество независимых государств

УВД- управление воздушным движением

УИВП- управление использованием воздушного пространства

ДПК-Диспетчерский пункт круга

ДПК МВЛ -Диспетчерский пункт круга МВЛ

ДПП -Диспетчерский пункт подхода

ДПР -Диспетчерский пункт руления

ДПРМ -Дальняя приводная радиостанция с радиомаркером

ДПСП -Диспетчерский пункт системы посадки (в аэропортах, где ПДП и ДПК совмещены)

ЗЦ ЕС УВД -Зональный центр ЕС УВД

ИПП -Инструкция по производству полетов в районе аэродрома (аэроузла)

МДП-Местный диспетчеpский пункт

ОВД-Обслуживание воздушного движения

ОСП-Обоpудование системы посадки

ПДП-Пункт диспетчеpа посадки

ПДСП-Пpоизводственно-диспетчеpская служба пpедпpиятия

ППП-Пpавила полетов по пpибоpам

ВВЕДЕНИЕ

Служба УВД предназначена для управления движением воздушных судов в районе аэродрома и на воздушных трассах. Основными задачами службы движения являются: организация, планирование, обеспечение и координация полетов воздушных судов на всю глубину полетов; управление движением ВС с момента запуска двигателей, взлет и набор заданного эшелона, полет по маршруту, снижение и заход на посадку, заруливание на стоянку после посадки; обеспечение потоков и безопасных интервалов между воздушными судами в полете; оказание помощи экипажам ВС в особых случаях полета.

По мере увеличения плотности воздушного движения и быстротечности процесса УВД особенно остро встал вопрос о повышении уровня безопасности полетов, эффективности и надежности управления воздушным движением. На систему контроля было возложено постоянно "видеть, слышать, соображать и управлять" движением воздушных судов.

Метод радиолокационного контроля позволил повысить оперативность, точность и объективность получения информации о движении ВС;

Дал возможность диспетчеру наглядно представлять распределение воздушных судов в плане (горизонтальной плоскости). Все эти положительные факторы позволили стокилометровую норму продольного эшелонирования сократить до пятидесяти километров и ввести процедуру бокового эшелонирования. Однако автопилот может заменить летчика при выполнении полета (от начала выруливания, взлета, набора эшелона, полета по трассе, снижения, захода на посадку и заруливания).

Система УВД - информационная система. Диспетчер получает информацию от различных источников, обрабатывает ее, оценивает воздушную обстановку, принимает решение и передает соответствующие команды экипажам воздушных судов.

Известно, что совокупность воздушных судов в зоне УВД представляет динамическую систему. Развитее воздушной обстановки, то есть ее прогнозирование, диспетчер не наблюдает на средствах отображения информации. Реальная и прогнозируемая воздушная обстановка замещается информационной моделью диспетчера. Происходит процесс прогнозирования модели и сравнения ее с общей концептуальной моделью. На основании этого абстрактного сравнения диспетчер принимает решения, реализуемые в виде словесных команд экипажам ВС. Проблемы оперативного регулирования потоков воздушного движения выступают на первый план в ходе текущего планирования и непосредственного управления полетами:

Во-первых, именно здесь всплывают недочеты долговременного (составление сезонного расписания) и предварительного (уточнение графика движения на ближайшие сутки) этапов.

Во-вторых, непредвиденные изменения условий выполнения рейсов, вызванные атмосферными явлениями, отказами технических средств, организационными и другими причинами приводят к необходимости перераспределения потоков самолетов, уже находящихся в воздухе.

Регламентирующие документы гражданской авиации предписывают диспетчерскому составу в критических случаях, таких как отказы средств радиолокационного наблюдения, переходить на процедурные методы контроля и, руководствуясь соображениями безопасности, направлять на ближайшие аэродромы посадки все воздушные суда, совершающие полеты в нештатной обстановке. Экономически это невыгодно всем - авиапредприятиям и пользователям - и оправдано целью сохранения жизни пассажиров и экипажей. Такие ситуации типичны, и во многих центрах управления воздушным движением (УВД), на основе опыта воздушных перевозок, найдены обходные маршруты, следование по которым позволяет поддержать необходимый уровень безопасности при минимально возможных экономических издержках.

Самое главное, они не учитывают последствий принимаемых мер - перевода рейсов на запасные маршруты, на невыгодные эшелоны и другие - для последующих центров УВД, т.е. на изменение их загрузки и сложности диспетчерского обслуживания полетов. Регулирование потоков выполняемых рейсов происходит в напряженной стрессовой обстановке и требует программной поддержки. В ситуации, при которой в считанные минуты нужно фактически заново создать сводный план на территории района или зоны, обоснованные предложения алгоритмов организации потоков оказали бы серьезную поддержку диспетчерскому персоналу.

Возникает актуальная научная задача создания методов оперативного регулирования потоков воздушных судов (ВС) при изменении условий выполнения полетов с учетом влияния результатов на взаимодействующие диспетчерские центры. Эти методы должны обеспечивать требования к безопасности полетов и к нормам загрузки диспетчерского персонала - при минимуме экономического ущерба и отклонений от регулярности полетов вследствие производимого вмешательства.

ГЛАВА 1. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ

Служба ОВД гражданской авиации является одной из ведущих служб, предназначенных для обслуживания и координации воздушного движения, УВД и контроля за соблюдением экипажами воздушных судов (ВС) порядка использования воздушного пространства.

Задачами обслуживания воздушного движения являются:

а) предотвращение столкновений между воздушными судами;

б) предотвращение столкновений воздушных судов, находящихся под контролем диспетчера службы ОВД на площади маневрирования с препятствиями на этой площади;

в) ускорение и поддержание упорядоченного потока воздушного движения;

г) представление консультаций и информации, необходимых для обеспечения безопасного и эффективного производства полетов;

д) уведомление соответствующих организаций о воздушных судах, нуждающихся в помощи поисково-спасательных служб и оказании таким организациям необходимого содействия.

Виды обслуживания воздушного движения

Обслуживание воздушного движения состоит из следующих трех видов:

а) диспетчерское обслуживание воздушного движения, предназначенное для решения задач, указанных в подпунктах "а", "б" и "в" пункта 3.2;

б) полётно-информационное обслуживание, предназначенное для решения задачи "г" пункта 3.2;

в) аварийного оповещения, предназначенного для решения задачи "д" пункта 3.2.

Для обеспечения диспетчерского обслуживания воздушного движения создаются пункты управления воздушным движением (для управления в границах диспетчерских районов, районов подхода и аэродромной зоны).

Основная цель работы - создать, методы оперативного регулирования потоков ВС для поддержки диспетчеров при изменении условий выполнения полетов в автоматизированной системе (АС) УВД, позволяющие обеспечить безопасность полетов при ограничениях на их экономичность и регулярность с учетом норм загрузки взаимодействующих диспетчерских центров.

§1.1 Цели и задачи работы

* разработать метод оценки загрузки воздушного пространства (ВП), работающий в реальном масштабе времени;

* разработать метод прокладки бесконфликтных кратчайших обходных маршрутов, работающий в реальном масштабе времени;

* исследовать разработанные методы по критерию минимизации компьютерных ресурсов и времени реакции системы на запросы диспетчеров;

* разработать технологическую схему оперативного регулирования потоков с использованием предложенных методов.

Объектом этой работы является АС УВД высокого уровня автоматизации, в программном обеспечении (ПО) которой предусмотрен комплекс программ (КП) обработки плановой информации этапа УВД, а в базе данных (БД) содержатся обновляемые в реальном масштабе времени сведения о текущем состоянии элементов структуры ВП, атмосферы и технических средств системы.

Основным предметом является компьютерная поддержка деятельности диспетчерского персонала (руководителя полетов) при изменении условий выполнения полетов; существующие и новые методы выработки рекомендаций по оперативному регулированию потоков ВС, наследующие достоинства известных методов и свободные от их недостатков.

Основные положения, выносимые на защиту:

* адаптационная модель ИВП как инструмент оперативного регулирования потоков ВС при изменении условий выполнения полетов;

* метод формирования рельефа загрузки ВП с учетом требований по безопасности и ограничений по экономичности и регулярности движения;

* метод оперативного регулирования потоков ВС;

* метод оценки компьютерных ресурсов, необходимых для использования модели ИВП и оперативного регулирования на ее основе потоков ВС;

* методика расчета параметра связности решаемых задач, не измеряемого явно, для определения производительности вычислительной сети.

Новизна в этой работы состоит в том, что в ней впервые:

* дано решение задачи автоматизированного регулирования потоков ВС, отличающееся тем, что рекомендации диспетчерскому персоналу вырабатываются в реальном масштабе времени;

* использован подход к планированию потоков ВС, отличающийся тем, что производится выбор бесконфликтного рационального варианта, принадлежащего области допустимых решений, без поиска глобального оптимума целевой функции;

* предложена новая для задач УВД форма представления полетных данных как композиции гистограмм распределения загрузки элементов ВП (информационный образ), которая отличается тем, что обладает свойствами минимальных потребностей в компьютерной производительности и памяти;

* построена адаптационная модель ИВП как инструмент оперативного регулирования потоков ВС, представляющая собой композицию гистограмм распределения почасовой загрузки ВП, развивающая представления о компьютерной поддержке принятия диспетчерских решений;

* созданы новые методы оценки и регулирования загрузки диспетчеров с учетом безопасных интервалов следования и расстояний опасного сближения ВС, разработаны алгоритмы работы с информационным образом (ИО) для автоматизированного регулирования потоков, отличающиеся от известных аналогов линейным ростом затрат времени счета от количества планируемых рейсов;

* построена и исследована математическая модель процесса работы с ИО, получены формулы для оценки компьютерных ресурсов, необходимых для его реализации, в зависимости от значений параметров АС УВД;

* выделены области конкретных соотношений параметров АС УВД, в которых, при ограничениях на структуру потоков ВС и дисциплину обслуживания заявок, становится предпочтительным применение распределенной либо централизованной базы данных;

* формализован и исследован параметр связности (корреляции между задачами регулирования потоков по отношениям предшествования и по общим данным), не измеряемый явно, и разработана методика его вычисления.

Предложенные методы регулирования могут использоваться не только на этапе УВД, но и на предварительных стадиях планирования потоков ВС. Они применимы также для решения задач контроля и поддержания целостности информационного обеспечения систем ОВД.

§1.2 Краткое сведение об автоматизированной системе управления воздушным движением

Расширение возможностей использования воздушного пространства для полетов воздушных судов (ВС) отечественных и зарубежных авиакомпаний невозможно без существенного повышения степени технической оснащенности современными средствами воздушной и наземной связи, наблюдения и автоматизации управления воздушным движением (УВД), отвечающим требованиям глобальной эксплуатационной концепции организации воздушного движения Международной организации гражданской авиации (ИКАО Безопасность, регулярность и экономичность полетов тесно связаны друг с другом и существенно зависят от эффективности УВД. Радикальным методом решения возникающих при этом проблем является автоматизация сбора передачи и обработки информации о воздушной обстановке.

Задача системы состоит в таком проведении воздушных судов через зону своей ответственности, чтобы исключить их опасное сближение по горизонтали и вертикали. Вторичная задача заключается в регулировании потока воздушных судов и доведении необходимой информации экипажам, в том числе погодных сводок и навигационных параметров.

Наиболее полное развитие к настоящему времени получили такие системы, как "Топаз-2000", "Синтез" и "Альфа". На базе этих комплексов средств автоматизации наблюдения строятся автоматизированные системы (АС) УВД высокого уровня. К наиболее известным зарубежным АС УВД следует отнести "EUROCAT 200". Ряд принципов заложенных в ней использован при разработке АС УВД "Альфа". Уровень надежности оборудования, входящего в состав АС УВД, для решения поставленных задач должен характеризоваться следующими показателями: наработка на отказ - не хуже 6000 ч.; коэффициент готовности - не менее 0.999.

АС УВД должна предоставлять пользователям достоверную аэронавигационную и метеорологическую информацию в реальном масштабе времени с целью выбора предпочтительных маршрутов полета, обеспечивать поддержание требуемого уровня безопасности воздушного движения.

Важнейшей задачей по обеспечению безопасности полетов, подлежащей автоматизации, является функция предотвращения столкновений одного ВС с другим. Проблема предотвращения столкновений ВС имеет ряд фаз своего решения.

- Первая обнаружения и сигнализации об угрозах столкновений.

- Вторая состоит в выработке управляющих команд. Операции по этим фазам могут проводиться как на земле, так и на борту ВС, но обязательно с помощью АС УВД.

Важнейшая общая закономерность АС УВД, в частности, состоит в том, что пропускная способность всегда должна опережать рост интенсивности воздушного движения. Если такого рода запас отсутствует, то критические ситуации, связанные с перегрузкой диспетчера, неизбежны, именно они и являются основными определяющими уровень безопасности воздушного движения.

Особую остроту принимает проблема надежной защиты информации, циркулирующей в АС УВД, т.е. предупреждение ее искажения и уничтожения, несанкционированной модификации, злоумышленного получения и использования.

В системе автоматизированы процессы обработки и отображения информации от радиолокационных и радиотехнических средств, информации о планировании полетов, метеорологической обстановке и другие процедуры обеспечения процессов обслуживания воздушного движения. Все подсистемы АС УВД построены на базе локальных вычислительных сетей с применением технологий цифровой обработки и передачи данных. В системе обеспечивается автоматизированное взаимодействие между рабочими местами диспетчерского центра, а также возможность обмена со смежными системами УВД. С одной стороны, система УВД, как система реального времени, должна отвечать самым строгим критериям отказоустойчивости, надежности и точности вычислительного процесса.

Такие требования могут быть реализованы лишь при строгом соблюдении документирования в виде технического задания и фиксации этих документов на все время разработки проекта, что соответствует каскадной модели жизненного цикла информационной системы.

Но небольшой анализ и планирования этапа внедрения данной динамической системы показывает, что цели и характеристики проекта, его качество и перепланирования некоторых работ возможно только после представление некоторых проектных прототипов системы заказчику и апробации их на имитационных данных, приближенных к реальным эксплуатационным условиям.

Результаты таких апробаций могут и, как правило, должны привести к повторному выполнению некоторых этапов разработки, которые бы выполнялись последовательно в каскадной модели. Выше описанный подход к проектированию соответствует выбору спиральной(итерационной) модели жизненного цикла информационной системы.

В Ташкентском районом центре в данное время используется Автоматизированная система управления воздушным движением EUROCAT-200, которая обеспечивает высокую надежность при управлении воздушным движением.

Для выполнения своего назначения аэродромно-районная АС УВД обеспечивает автоматизацию следующих процессов УВД:

- сбор, обработка и отображение координатной и дополнительной информации о воздушной обстановке, поступающей от радиолокационных комплексов и автоматических радиопеленгаторов;

- сбор, обработка и расчет планируемых траекторий, распределение и отображение плановой информации при сопряжении с сетью автоматизированной фиксированной электросвязи (АФТН) и/или автоматизированной системой планирования использования воздушного пространства;

- сбор, обработка и отображение метеорологической информации;

- анализ воздушной обстановки по плановой информации с целью организации потоков;

- обнаружение потенциально конфликтных ситуаций между воздушными судами;

- анализ воздушной обстановки по радиолокационной информации о действительном и экстраполированном местоположении для фиксирования нарушений норм эшелонирования и обнаружения потенциально конфликтных ситуаций между воздушными судами и наземными препятствиями;

- документирование и воспроизведение информации о воздушной обстановке и процессе управления;

- автоматизированное взаимодействие со смежными АС УВД и с АСУ ведомственной авиации;

- обеспечение тренировки диспетчеров УВД на средствах системы одновременно с обеспечением УВД.

Радиолокационное управление протекает в реальном времени, начиная с опознавания (идентификации) радиолокационной отметки, приема ВС на управление и заканчивая передачей ВС смежному сектору УВД, посадкой ВС или переходом на процедурное управление (при потере радиолокационных данных).

Основные функциональные задачи: отображение воздушной обстановки, идентификация радиолокационных отметок, коррекция радиолокационной и плановой информации, слежение за движением ВС, расчет экстраполированного местоположения ВС, оценка отклонений ВС от плановой траектории, выработка рекомендаций по устранению отклонений или корректировка плана, объединение радиолокационной информации от нескольких источников, оценка соблюдения норм эшелонирования.

Правила управления аэродромным движением при выполнении заходов на посадку по категориям II/III

Соответствующий полномочный орган ОВД вводит положения, касающиеся начала и продолжения точных заходов на посадку по категориям II/III, а также вылетов в условиях RVR менее 550 м.

Операции в условиях ограниченной видимости инициируются или осуществляются через посредство аэродромного диспетчерского пункта.

Аэродромный диспетчерский пункт информирует диспетчерский орган подхода о начале и прекращении действия правил, связанных с выполнением точных заходов на посадку по категориям II/III и операций в условиях ограниченной видимости.

В положениях, касающихся операций в условиях ограниченной видимости, следует указывать:

а) значение(я) RVR, при котором(ых) применяются правила выполнения операций в условиях ограниченной видимости;

b) минимальные требования к оборудованию ILS/MLS для обеспечения полетов по категориям II/III;

с) другие службы и средства, необходимые для обеспечения полетов по категориям II/III, включая наземные аэронавигационные огни, которые контролируются на предмет нормального функционирования;

d) критерии и обстоятельства, в которых снижаются характеристики оборудования ILS/MLS ниже уровня категориям II/III;

е) требование относительно незамедлительного сообщения о любом отказе оборудования или ухудшении его характеристик соответствующим летным экипажам, диспетчерскому органу подхода и любой другой соответствующей организации;

f) специальные правила управления движением на площади маневрирования, включая:

· подлежащие использованию места ожидания на ВПП;

· минимальное расстояние между прибывающими и вылетающими воздушными судами для обеспечения защиты чувствительных и критических зон;

· правила проверки освобождения ВПП воздушными судами и транспортными средствами;

· правила эшелонирования воздушных судов и транспортных средств;

g) применяемый интервал между выполняющими друг за другом заход на посадку воздушными судами;

h) действие(я), предпринимаемое(ые) в случае необходимости прекращения операций в условиях ограниченной видимости, например вследствие отказа оборудования и любые другие соответствующие правила или требования.

Перед введением в действие правил, предусмотренных на случай ограниченной видимости, аэродромный диспетчерский пункт начинает вести учет транспортных средств и лиц, находящихся в данный момент на площади маневрирования, и продолжает вести этот учет в течение всего периода действия этих правил для содействия обеспечению безопасности деятельности на этой площади.

Соответствующий полномочный орган ОВД устанавливает район ответственности для каждого органа УВД и, в соответствующих случаях, для отдельных диспетчерских секторов в органе УВД. В тех случаях, когда в одном органе или секторе имеется несколько рабочих мест диспетчеров УВД, определяются обязанности и ответственность каждого диспетчера.

Между органом, обеспечивающим аэродромное диспетчерское обслуживание, и органом, обеспечивающим диспетчерское обслуживание подхода (Диспетчерским пунктом подхода).

За исключением полетов, обеспечиваемых только аэродромным диспетчерскими пунктами, ДПК, КДП, ответственность за управление контролируемыми полетами прибывающих и вылетающих ВС распределяется между органами, обеспечивающими аэродромное диспетчерское обслуживание (ДПК, КДП), и диспетчерскими пунктами подхода, следующим образом:

Прибывающие ВС. Управление движением прибывающего воздушных судов (ВС) передается диспетчерским пунктом подхода, органу, обеспечивающему аэродромное диспетчерское обслуживание, когда это ВС:

а) находится в окрестностях аэродрома и считается, что оно сможет завершить заход на посадку и выполнить посадку визуально по наземным ориентирам или оно вошло в зону устойчивых визуальных метеорологических условий;

б) находится на установленном удалении (пункте) и на установленном эшелоне,

с) выполнило посадку, как это указано в инструкции по производству полетов в районе аэродрома.

Передачу УВД аэродромному диспетчеру следует осуществлять на таком удалении (пункте), на таком эшелоне или в такое время, чтобы ВС можно было своевременно выдать разрешение на посадку или дать другие указания, а также информацию об основном движении.

Вылетающие ВС. Управление движением вылетающего ВС передается органом, обеспечивающим аэродромное диспетчерское обслуживание, диспетчерскому пункту подхода:

а) когда в районе аэродрома преобладают визуальные метеорологические условия:

1) перед тем, как ВС покинет окрестности аэродрома,

2) перед переходом ВС к полету в метеорологических условиях соответствующих ППП;

3) когда ВС находится на установленном удалении или установленном эшелоне, как указано в инструкции по производству полетов в районе аэродрома;

б) когда на аэродроме преобладают приборные метеорологические условия:

1) непосредственно после взлета ВС;

2) когда ВС находится на установленном удалении или на установленном эшелоне, как указано в инструкции по производству полетов в районе аэродрома.

Между диспетчерскими секторами/рабочими местами в одном органе УВД. Ответственность за управление движением ВС передается из одного диспетчерского сектора с одного рабочего места диспетчера в другой диспетчерский сектор на другое рабочее место диспетчера в одном органе ОВД в пункте, на определенном удалении, эшелоне или во время, определяемых местными инструкциями (ИПП, технологиями).

При организации ОВД в районе аэродрома (АУ) и выборе конкретных вариантов решения задач, оцениваются существующая и прогнозируемая интенсивность воздушного движения, перспектива поступления в аэропорт новой техники, возможные изменения в порядке использования воздушного пространства, появление новых форм и методов ОВД, технологий работы диспетчеров службы движения и другие факторы.

В зависимости от интенсивности потоков прилетающих и вылетающих ВС, применяемых правил полетов и других важных факторов в районе аэродрома (АУ) может быть установлен один из трех основных способов организации воздушного движения судов:

- организация движения по установленным схемам без радиолокационного контроля с использованием или без использования приводных радиостанций, АРП и других технических средств навигации, посадки и ОВД (первый способ);

- организация движения по установленным схемам, включая схемы захода на посадку и выхода из района аэродрома по кратчайшему расстоянию, при использовании наземных радиолокаторов и других технических средств навигации, посадки и ОВД (второй способ);

- организация движения по стандартным маршрутам вылета и прилета (третий способ).

Первый способ применяется при организации эпизодических полетов в районе аэродрома (АУ) или при организации полетов по ПВП и заключается в установлении, как правило, одной типовой схемы движения ВС для каждого из направлений взлета и посадки.

Второй способ применяется при организации регулярных полетов в районе аэродрома (АУ) и заключается в установлении альтернативных схем движения ВС для каждого из направлений взлета и посадки.

Третий способ применяется при недостаточной эффективности первых двух и заключается в разделении потоков прилетающих и вылетающих ВС, в поиске варианта схем, при котором для всех ВС, следующих по стандартным маршрутам, заранее обеспечена возможность безопасного расхождения в точках пересечения без участия диспетчера.

В случае организации воздушного движения по стандартным маршрутам допускается создание диспетчерских пунктов вылета и прилета вместо существующих в настоящее время диспетчерских пунктов круга и подхода. Переход от одного способа организации движения в районе аэродрома (АУ) к другому должен сопровождаться изменением правил и процедур ОВД на различных этапах полета.

В целях снижения непроизводственных затрат времени на ожидание взлета и посадки при высокой интенсивности полетов в районе аэродрома (АУ) на каждом аэродроме должны быть разработаны специальные правила и процедуры управления потоками прилетающих и вылетающих ВС. Данные процедуры должны быть отражены в Технологиях работ соответствующих диспетчерских пунктов УВД.

Управление потоками заключается в назначении рациональной очередности выполнении взлетно-посадочных операций и пространственно-временных режимов движения.

Полеты в районе аэродрома (АУ) выполняются по установленным для данного аэродрома маршрутам, схемам или траекториям, задаваемым диспетчером в соответствии с ИПП в районе аэродрома (АУ).

При полетах по ППП на горных аэродромах снижение с нижнего безопасного эшелона и заход на посадку по установленной схеме разрешается выполнять после пролета установленного ИПП маркированного рубежа при непрерывном радиолокационном контроле, устойчивой работе бортового навигационного оборудования, знании экипажем и диспетчером органа УВД местоположения ВС.

При отсутствии непрерывного радиолокационного контроля или неустойчивой работе бортового навигационного оборудования (по докладу экипажа) ВС выводится на ДПРМ (ОПРС) аэродрома на эшелоне не ниже безопасного для определения местоположения ВС с последующим снижением для захода на посадку. При отсутствии непрерывного радиолокационного контроля и неустойчивой работе бортового навигационного оборудования снижение с нижнего безопасного эшелона запрещается. В этом случае ВС должно следовать на запасной аэродром.

В целях упорядочения воздушного движения и разделения потоков устанавливаются маршруты набора высоты и выхода из района аэродрома, снижения и захода на посадку, схемы полетов в зонах ожидания, стандартные маршруты вылета и прилета.

Маршруты набора высоты и выхода ВС из района аэродрома строятся от точки начала разворота после выполнения взлета и соединяют точку с маркированным рубежом или ориентиром на ВТ либо напрямую, либо через последовательно расположенные маркированные точки в районе аэродром (АУ). К маркированным точкам относятся ДПРМ, БПРМ, ОПРС кольцевых и выходных маршрутов, траверзы этих точек, маяки ВОР.

Маршруты набора высоты и выхода из района аэродрома (АУ) в зависимости от конкретных условий (рельеф местности, наличия вблизи других аэродромов и др.) могут иметь жесткие требования по выдерживанию направлений и высот полета либо не иметь таковых. Эти маршруты, по возможности, не должны пересекаться с маршрутами снижения и захода на посадку.

Маршруты снижения и захода на посадку строятся от точек, маркирующих ближнюю к аэродрому границу входного маршрута либо границу ЗВП, или от ДПРМ и БПРМ.

Эти маршруты в зависимости от направлений подходов к аэродрому, расположения РТС навигации и посадки и других факторов должны обеспечивать снижением заход на посадку по кратчайшему расстоянию, а на аэродромах с ограниченным воздушным пространством - стандартным разворотом или отворотом на расчетный угол.

Маршруты снижения и захода на посадку должны предусматривать жесткие требования по выдерживанию высот и направлений полета на конкретных участках, регламентирующих моменты начала и окончания маневрирования с целью выхода на предпосадочную прямую и последующего входа в глиссаду.

Как правило, на аэродромах устанавливается несколько видов маршрутов снижения и захода на посадку (с прямой, по кратчайшему расстоянию и т.д.) для каждого курса посадки.

Такой подход позволяет предоставить в распоряжение диспетчеров ДПП и ДПК широкий диапазон возможностей по регулированию воздушного движения, определению оптимальных траекторий движения для каждого ВС.

Стандартные маршруты вылета и прилета устанавливаются в районах аэродромов (АУ), характеризующихся интенсивным воздушным движением и значительным числом прибывающих и убывающих ВС и указываются в ИПП аэродрома.

Стандартные маршруты организуются с учетом наличия наземных радионавигационных средств, обеспечивающих в комплексе с бортовыми навигационными средствами высокую точность самолетовождения.

Стандартные маршруты вылета и прилета должны обеспечивать:

- разделение потоков ВС, осуществляемых по различным маршрутам;

- безопасную высоту, гарантирующую от столкновения ВС с земной и водной поверхностью;

- заход на посадку и набор высоты на случай отказа радиосвязи;

- заход на посадку по кратчайшему расстоянию;

- беспрепятственный набор высоты или снижение до выгодных в эксплуатационном отношении эшелонов при минимальных ограничениях;

- выполнение полетов ВС с различными летно-техническими характеристиками и навигационными возможностями;

- снижение к минимуму уровня шума.

Стандартные маршруты вылета и прилета должны обеспечиваться, как правило, радиолокационным контролем и позволять сводить к минимуму радиообмен "воздух - земля - воздух". Стандартные маршруты вылета должны связывать аэродром или конкретную ВПП аэродрома с установленной маркированной точкой на ВТ, по которой должен осуществляться дальнейший полет ВС.

Стандартные маршруты прилета должны позволить осуществлять переход от этапа полета по маршруту к этапу захода на посадку по стандартной схеме.

Количество установленных на аэродроме стандартных маршрутов вылета и прилета по возможности следует сводить к минимуму.

При расчете и построении схем и траекторий движения ВС в районе горного аэродрома должно быть учтено:

- нестандартное размещение РТС УВД и навигации (при необходимости);

- наличие ограничений;

- изменение тактико-технических характеристик РТС УВД и навигации;

- изменчивый характер метеорологических условий в различные времена года и суток;

- наличие, расположение и направление ущелий и горных долин;

- наличие и влияние магнитных аномалий;

- характер распространения радиоволн;

- возможности обхода ОМЯ;

- степень "узнаваемости" аэродрома и РТС навигации и посадки с борта ВС;

- вероятность ошибок в определении места ВС экипажем и диспетчером;

- возможность подбора площадок для вынужденной посадки вне аэродрома в экстренных случаях и т.д.

Прогнозирование конфликтных ситуаций производится на основе анализа воздушной обстановки и выдачи предупреждений в случае возникновения конфликтной ситуации (одна или несколько). Основные конфликтные ситуации, которые могут произойти при управлении воздушным движением это:

- Краткосрочное предупреждение о возможном столкновении воздушных судов (STCA - Short Terminal Conflict Alert);

- Предупреждение о возможном снижении высоты ниже безопасной (MSAW - Minimum Safe Altitude Warning);

- Предупреждение о возможном нарушении опасной (запрещённой) зоны (APW/DAIW - Area Proximity Warning / Danger Area Infringement Warning).

- контроль использования воздушного пространства с учетом сокращенного минимума вертикального эшелонирования (RVSM - Reduced Vertical Separation Minimum), предупреждение о нарушении зоны RVSM воздушным судном не отвечающем требованиям RVSM;

Структурное построение автоматизированных систем УВД в первую очередь зависит от решаемых данной системой функциональных задач, и может быть представлена в виде взаимосвязанных комплексов, каждый из которых в свою очередь может иметь различное структурное построение.

В АС УВД входят следующие основные комплексы:

радиолокационный, состоящий из первичных и вторичных РЛС и аппаратуры обработки информации;

связи и передачи данных, включает средства передачи радиолокационных данных, передачи плановой информации, связи с ЭВМ;

вычислительный, включающий электронные машины для обработки планов полетов и радиолокационной информации;

отображения информации и диспетчерских пультов; энергоснабжения (с распределенными по комплексам источниками электропитания).

В ряде систем имеются вспомогательные комплексы, например комплекс документирования информации.

§1.3 Комплексы входящие в АСУ и общие сведения об обработке радиолокационной информации

В АС УВД входят следующие основные комплексы:

радиолокационный, состоящий из первичных и вторичных РЛС и аппаратуры обработки информации;

связи и передачи данных, включает средства передачи радиолокационных данных, передачи плановой информации, связи с ЭВМ;

вычислительный, включающий электронные машины для обработки планов полетов и радиолокационной информации;

отображения информации и диспетчерских пультов; энергоснабжения (с распределенными по комплексам источниками электропитания).

В ряде систем имеются вспомогательные комплексы, например комплекс документирования информации.

Первичная обработка РЛИ - это обработка принятого радиолокационного сигнала одним радиолокатором за один контакт с целью (один проход ДН антенны).

Вторичная обработка радиолокационной информации - процесс объединения во времени первичной радиолокационной информации от обзора к обзору. При вторичной обработке завязываются и сопровождаются траектории (треки) ВС.

Третичная обработка радиолокационной информации - процесс объединения радиолокационной информации о целях, наблюдаемых разнесёнными по территории радиолокаторами.

Первичная обработка РЛИ проводится на радиолокационной позиции и решает следующие задачи:

- обнаружение радиолокационных сигналов;

- измерение координат ВС (азимута и дальности);

- декодирование ответных сигналов и дополнительной полётной информации (для ВРЛ);

- объединение информации от первичных и вторичных РЛС с единой зоной обзора.

Вторичная обработка радиолокационной информации включает следующие этапы:

- обнаружение траекторий;

- завязка траектории;

- сопровождение траектории.

Обнаружение траектории цели является начальным этапом обработки радиолокационной информации и заключается в выделении отметок данной цели из всей совокупности поступающих отметок. После появления в процессоре обработки данных одиночной координатной отметки цели производится расчет области (строба), в которой может появиться отметка от этой цели при следующем обзоре. Рассчитываются стробы двух типов:

стартовые, для формирования новых траекторий;

сопровождения, для остальных случаев.

После вторичного попадания отметки от цели в стартовый строб, по двум координатным меткам вычисляется скорость и направление движения предполагаемой цели, а также прогнозируется (экстраполируется) положение метки на следующий (третий) обзор. Если в строб в третьем обзоре попала метка, то она считается принадлежащей к обнаруженной траектории и происходит её завязка. При завязке траектория движения ВС принимается линейной.

Сопровождение заключается в отборе отметок для продолжения траектории и проводится на основе сравнения координат и параметров новых отметок с экстраполированными координатами и характеристиками сопровождаемых траекторий.

При автоматическом сопровождении цели необходимо иметь в виду, что радиолокационные измерения производятся с погрешностями, в результате чего зарегистрированные положения цели статистически отклоняются от фактической линии полета. С учетом этого, при расчете положений упреждения, исходными данными являются не фактические координаты предыдущего положения цели, а сглаженные по определенному алгоритму значения. Операция сглаживания необходима для повышения точности прогнозирования ожидаемых координат цели на последующий обзор.

Третичная обработка радиолокационной информации это объединение информации от нескольких разнесенных на местности источников информации наблюдения (радаров).

Третичная обработка радиолокационной информации обеспечивает стабильное сопровождение воздушных целей и формирование картины воздушной обстановки путём анализа информации, поступающей от нескольких источников (радаров).

При третичной обработке решаются следующие задачи:

- объединение отметок от одного ВС, полученных от различных радаров;

- формирование измерений по данным от нескольких источников;

- построение траектории по объединенным данным.

Третичной обработке предшествует пересчет координат отметок от различных источников в единую координатную систему.

Результатом третичной обработки являются мультирадарные треки, рассчитанные из реальных треков по специальным алгоритмам.

Одним из способов третичной обработки сигналов от нескольких РЛС является мозаичная обработка, при которой зона наблюдения разделяется на отдельные области (ячейки) и радиолокационные данные от ВС обрабатываются в связи с приоритетностью всех РЛС определенных в данной области.

Другой способ третичной обработки предусматривает использование информации от всех радаров. При этом результирующая траектория представляет собой комбинацию траекторий от разных радаров, взятых с различными весовыми коэффициентами. Весовые коэффициенты траекторий рассчитываются на основе статистического анализа вероятностных характеристик радаров.

§1.4 Общие сведения об обработке плановой информации в АС УВД

Основной задачей подсистемы обработки плановой информации в АС УВД является отображение необходимой и существенной части информации, извлекаемой из плана полета. Это отображение производится как автоматически в определенное время, так и по запросу диспетчера.

Источниками плановой информации в АС УВД являются:

авиационная сеть связи (АФТН);

центры коммутации сообщений (ЦКС);

терминалы рабочих мест диспетчеров процедурного контроля, а также диспетчеров радиолокационного управления АС УВД;

база данных повторяющихся планов полетов (RPL).

Общие сведения о документировании информации в АС УВД

Основная задача документирования информации о воздушной обстановке в АС УВД контроль за работой диспетчерского состава.

Требования к документированию информации:

полнота;

достоверность;

возможность воспроизведения документируемой информации с целью оценки работы диспетчерского состава по управлению воздушным движением. В АС УВД информация может документироваться на накопителях на магнитной ленте или магнитных дисках, при этом на магнитных накопителях документируется вся информация за исключением телефонных и радио переговоров, которые регистрируются на специальных магнитофонах.

Все вышеперечисленные функции АС УВД реализованы в системе отображения радиолокационной информации, системе EUROCAT-200, установленной в Ташкентском центре АС УВД.

АС УВД EUROCAT-200 выполняет следующие функции:

- прием, обработка и отображение координатной и дополнительной информации о воздушной обстановке, поступающих от радиолокационных комплексов (РЛК);

- прием, обработка, распределение и отображение плановой информации при сопряжении с сетью AFTN;

- совмещение радиолокационной и плановой информации и выдача на рабочее место РЛК диспетчера УВД системного трека ВС;

- обнаружение потенциально конфликтных ситуаций;

- документирование и воспроизведение информации о воздушной обстановке и процессе управления;

- выполнение функций диспетчерского тренажера.

Система EUROCAT-200 состоит из:

компьютер RFP (предварительная обработка данных радара), обрабатывает данные РЛС, радиолокационные треки, осуществляет мозаичную фильтрацию, распределяет местные треки;

компьютер RDP (процессор радиолокационных данных), генерирует воздушную обстановку, автоматизирует процессы прогнозирования и предупреждения конфликтных ситуаций STCA, MSAW, DAIW(APW, DA)Z, нарушений зоны RVSM воздушным судном не отвечающем требованиям RVSM;

компьютер FDP (процессор данных полета), управляет различными планами полетов, обеспечивает внешние линии, получает RPL (повторяющиеся планы полетов);

компьютер REC (запись), записывает и воспроизводит данные УВД;

компьютер ATG and RECORDING (генерирование воздушной обстановки и запись, SIMU и REC SIMU);

рабочие станции ACC;

рабочие станции TOWER;

рабочие станции APP;

рабочие станция SUP ACC;

рабочие станция технического руководителя.

Система принимает данные с шести дублированных радиолокационных линий, которые обрабатываются в оборудовании предварительного процессора (RFP). Назначение этого оборудования обработка радиолокационных данных, обработка треков РЛС и распределение местных радиолокационных треков и мозаичная фильтрация треков.

Местные радиолокационные треки становятся системными треками в оборудовании обработки радиолокационных данных (RDP). Эта система связывает местные треки с соответствующими планами полета для генерирования системных треков.

Планы полетов, приходящие по линии АФТН, обрабатываются в процессоре данных полета (FDP). Обработка в FDP заключается в создании и поддержании базы данных, которая хранит записи данных планов полетов для каждого воздушного судна, приписанного к системе. Эта база данных доступна через процессор RDP и диспетчеров, которые используют информацию плана полета. Назначение оператора плана полета обмен FPL с сетью АФТН, извлечение повторяющегося плана полета (RPL), обновление FPL и др.

Системные треки посылаются на рабочую станцию диспетчера УВД, которая обрабатывает и отображает воздушную обстановку и список планов полетов.

В системе EUROCAT-200 используются следующие символы:

Х первичные треки;

вторичные треки;

вторичные треки, совмещенные с первичными треками;

специальные, информационные треки;

треки в состоянии "автоматического сопровождения";

старые треки.

Управление планами полетов

Единственное возможное состояние для плана полета для рабочего места активное состояние.

Активный план полета отображается на рабочем месте, которое ответственно за этот план полета. Это рабочее место единственное, которое может изменить или завершить его. Совмещение активного плана полета с рабочим местом диспетчера выполняется согласно секторизации.

Сектора размещаются по физическим рабочим местам, чтобы определить эксплуатационные функции, отвечающие за физическое рабочее место. Сектор управляется только одним рабочим местом. Сектора идентифицированы единственным алфавитно-цифровым символом. Когда секторное распределение изменено, все активные окна плана полета обновляются на соответствующих рабочих местах. Как только активные планы полета получены, они управляются (модифицируются) через окно активных планов полета.

By-PASS (BYP) обход

Эта функция предназначена для использования только в случае отказа RDP или FDP. Она позволяет переключаться от системных траекторий к местным, обходя особенности RDP и FDP.

При каждом переключении все имеющиеся треки исчезают с экрана монитора и повторно отображаются согласно новым радиолокационным данным, а пределах оборота антенны. При этом отображаются треки от радиолокатора, который определен первым в данной ячейке мозаики.

В режиме By-PASS коррекция выполняется местно. Между местной коррекцией и системной никакой связи не сохраняется. Другие местные коррекции, сделанные на других позициях, в режиме By-PASS также игнорируются. Эта функция является местной для рабочего места диспетчера РЛС.

Для чтения и (или) изменения некоторых параметров конфигурации, таких как количество прошлых позиций, длина вектора скорости, размер формуляра, секторизация, выбор меток дальности полета, яркости, изображение вектора градуировочной шкалы, заранее определенная дальность и смещение центра используется окно SETUP (чтение и изменение общих параметров).

Чтение и изменение таких параметров как QNH/TL (эшелон перехода) и фильтр высоты производится в окне общей информации GIW.

QNH/TL (давление и эшелон перехода) могут быть изменены только руководителем полетов. Изменения QNH/TL, выполненные руководителем полетов посылаются всей системе.

Значения диапазона фильтра высоты являются местными для рабочего места диспетчера РЛС.

Система EUROCAT-200 работает со следующими инструментами:

1. DATAGEN инструмент, который работает на рабочей станции со стандартной версией UNIX и средой XWINDOW/MOTIF. Позволяет оператору формировать, модернизировать и управлять:

базой данных AIRWAY, в которой хранятся соответствующие описания типов и маршрутов AIRWAY;

базой данных RPL, в которой хранятся данные повторяющихся планов полетов;

базой данных SSR;

базой данных AIRCRAFT;

базой данных FIR;

базой данных FPL PARAMETR, в которой хранятся задержки управления FPL, превышение времени и другие параметры;

базой данных SECTOR, в которой хранятся номера секторов и их мнемоника;

базой данных STCA (конфликт), в которой хранятся параметры STCA.

базой данных SYSTEM, в которой хранятся импортированные системы координат центра и размер DATAGEN.

2. MAPGEN генератор карты. Позволяет строить аэронавигационные карты для УВД, предоставляя файлы специального формата, которые могут использоваться различными системами для визуализации воздушного движения. Главное назначение генератора карты - предоставить пользователям среду, подобную мощному редактору текста, специализированному для построения аэронавигационных карт. Визуализация карт возможна в любое время при сборе данных для карты.

3. MOSAIC автономная мозаика. С помощью этого инструмента программно создается проект сетки системной мозаики, где в каждой ячейке устанавливается приоритет локатора в соответствии с ожидаемым качеством принимаемых данных.

Применение систем наблюдения ОВД при диспетчерском обслуживании воздушного движения.

...