K005275 Дипломная работа Разработка визуальной детализации и систематизация рекомендаций менеджера прибытия в комплексе средств автоматизации УВД

Содержание

Введение

1. Аналитическая часть

1.1 Что такое «Менеджер прибытия»? Цели и задачи AMAN

1.2 Общий сценарий функционирования AMAN

1.3 Функции AMAN

1.4 Типовые варианты реализации AMAN

1.5 Обмен информацией AMAN в процессе ОВД

1.6 Специальные процедуры прибытия

1.7 Особенности применения AMAN в Европе (аэродром Мюнхен, аэродром Цюрих)

1.8 Возможная структура и характеристики компонентов системы AMAN

2. Практическая часть

2.1 Разработка визуальной детализации и систематизация рекомендаций менеджера прибытия (AMAN) в комплексе средств автоматизации УВД

2.2 Способы визуальной детализации и систематизация рекомендаций менеджера прибытия (AMAN) на экране ВО

2.2.1 Цель визуальной детализации рекомендаций AMAN

2.2.2 Примеры способов рекомендаций AMAN на экране ВО

Вывод

Список использованной литературы

Приложения

1. Аналитическая часть

1.1  Что такое «Менеджер прибытия»? Цели и задачи AMAN

«Управление прибытием» («Arrival Management») – общий термин, который означает процесс эффективного упорядочивания прибывающих воздушных судов и формирования сглаженного потока для посадки в аэропорту назначения.

Наиболее эффективно «Управление прибытием» может выполняться с применением автоматизированных средств или систем, называемых «Менеджер прибытия» («Arrival Manager» - AMAN).

AMAN – система, предназначенная в помощь диспетчерам УВД, для обеспечения автоматизированной последовательности прибывающего движения в определенном воздушном пространстве, непрерывного последовательного расчета времени прибытия, принимая во внимание определенную скорость посадки, необходимый интервал для рейсов, прибывающих на ВПП и других критериев.

Задача системы AMAN – планирование бесконфликтного движения сливающихся потоков ВС в районе аэродрома и дальнейшей помощи диспетчеру в реализации запланированного движения.

Главная цель состоит в том, чтобы оптимизировать использование пропускной способности ВПП на прилет (установив очередность, упорядочив поток) и регулировать/управлять движением (установив интервалы) потока воздушных судов, входящих в воздушное пространство УДР и района аэродрома. Целью также является обеспечение прогнозируемости этого процесса для ее пользователей (на земле и в воздухе) и минимизация

воздействия на окружающую среду, благодаря сокращению ожидания в воздухе и векторению на малых высотах.

При решении этих задач система AMAN устанавливает очередность на ВПП и выдает для каждого полета ожидаемое или запланированное время прибытия на ВПП и в различные фиксированные точки маршрута прилета. Система AMAN нацелена на линейное поглощение задержки на маршруте вместо направления полетов в зоны ожидания, тем самым призвана исключить полеты в зонах ожидания на небольшой высоте, или, по крайней мере, свести задержку прибытия к минимуму. Система AMAN призвана уменьшить рабочую нагрузку диспетчеров, особенно в особых ситуациях (например, закрытие ВПП).

По опыту зарубежной практики работой системы AMAN обычно руководит специально выделенный диспетчер (например, руководитель полетов или диспетчер-координатор прибытий), а рассчитанная системой информация распределяется на РМ диспетчеров: секторов подхода, прилета, а также секторов РДЦ и в смежные РДЦ откуда поступает поток ВС.

Основной процесс работы системы AMAN можно посмотреть на рисунке 1.1

Рисунок 1.1 - Рубежи и события обслуживания полета системой AMAN

1.2  Общий сценарий функционирования AMAN

На начальном этапе обслуживания прибывающего воздушного судна выполняется процесс прогнозирования его траектории, определяются расчетные времена (без учета ограничений) прибытия в отдельные точки маршрута: точка границы РПИ, точка входа в УДР, точка начального этапа захода на посадку (IAF) или точка конечного этапа захода (FAF/FAP), и порог ВПП. Этот процесс выполняется Модулем прогнозирования траектории (TP), который реализуется в самой системе AMAN (внутреннее решение), или используется устройство прогнозирования траектории системы FDPS («внешнее» решение).

Затем Модуль установления очередности системы AMAN строит общую очередность посадок, которая обычно объединяет прибывающий поток по принципу «первый прибыл, первым обслужен», хотя также могут быть применены и другие принципы, такие как равенство приоритетов (беспристрастность), распределение задержки, классификация по категории турбулентности в следе. Это приводит к установлению запланированной очередности прибытия и назначению (с учетом ограничений) контрольного времени прибытия для каждого ВС.

Полученные два значения времени – «ограниченное», принимающее во внимание все пребывающее движение, и «не ограниченное», когда воздушное судно рассматривается как единственное на обслуживании – затем сравниваются и на выходе выдается «информация о задержке», если это применимо.

Для предоставления обслуживания системой AMAN устанавливается несколько временных рубежей, в пределах которых полеты опознаются и регистрируются системой, происходит планирование и постановка в очередь, далее возможна перестановка в очереди, если это необходимо, и затем, окончательно фиксируются условия прибытия. Место воздушного судна в очереди на посадку окончательно фиксируется или «замораживается» только тогда, когда полет входит в зону устойчивого выполнения запланированных условий прибытия (прошло временной рубеж «замораживания»). Расположение этого рубежа или расстояние до точки приземления определяется исходя из местных условий внедрения. В некоторых случаях может быть применен динамичный режим работы системы AMAN с постоянным обновлением условий прибытия по ходу полета, вплоть до самого позднего обновления.

Основной процесс работы системы AMAN концептуально можно представить, как показано на рисунках 1.1 и 1.2.

Операционная концепция предусматривает следующий сценарий работы системы AMAN:

1. Приблизительно за 300–400 км до точки приземления (при входе в РПИ аэродрома посадки), воздушное судно вводится в сопровождение и поступает на обслуживание системы AMAN. Это расстояние определяет рубеж зоны действия системы AMAN.

2. Система AMAN рассчитывает предпочтительное время прибытия воздушного судна (без учета ограничений).

3. Затем полет ставится в очередь в общем потоке прибывающего движения (с учетом ограничений), исходя из расчетного предпочтительного времени прибытия и выбранных критериев оптимизации очередности.

4. Система AMAN отображает уведомления и рекомендации диспетчерам, которые используют их, чтобы упорядочить воздушные суда и установить интервалы между ними в потоке прибытия (посредством радиотелефонной связи).

5. Экипаж воздушного судна следует указаниям выданным диспетчером УВД.

  Рисунок 1.2 - Процесс обслуживания полета системой AMAN

На экран диспетчера-координатора прибытий системы AMAN представляются такие данные, как: оптимизированная очередность прибытий, временная шкала прибытий, рекомендации системы по урегулированию задержек. Рекомендации могут включать: время замедления (TTL) для погашения задержки или время ускорения (TTG) для компенсации отставания; рекомендации по управлению скоростью или по отвороту (маневру по курсу), рекомендации по точке начала снижения.

Выходная информация системы AMAN, возможно в более простом виде, распределяется секторам АКДП, АДЦ, РДЦ и службам аэропорта с целью осведомленности об очередности прибытий, определения необходимых действий при задержках и с целью координации. (Например, диспетчеру РДЦ дается рекомендация о том, что к определенным воздушным судам, входящим в сектор, следует применить процедуру погашения задержки для того, чтобы упорядочить поток прибытия в точку входа в УДР).

1.3 Функции AMAN

Управление работой системы AMAN осуществляет диспетчер-координатор AMAN. Он устанавливает и настраивает:

• частоту посадок;

• режимы использования ВПП (закрытие ВПП и изменение курса посадки);

• параметры при других событиях (уход на второй круг, направление ВС на запасной аэродром при заходе на посадку).

Диспетчер - координатор AMAN отвечает за:

• изменение очередности;

• перестановку двух или более ВС при необходимости;

• ручное резервирование слотов для появляющегося движения, начинающегося в пределах зоны действия AMAN.

Требования к функциям AMAN:

1. Формирование и поддержка оптимальной последовательности прилета

2. Определение и контроль условий и ограничений выдерживания оптимальной последовательности

3. Синтез управляющих воздействий и их координация между диспетчерскими рабочими местами

4. Генерация рекомендаций диспетчерам

5. Представление информации и рекомендаций, учет намерений диспетчеров посредством ЧМИ

6. Интеграция с другими средствами автоматизации управления потоками (DMAN)

1.4  Типовые варианты реализации AMAN

В современных АС (КСА) УВД автоматизированная поддержка решения задач управления прибытием может быть реализована двумя основными вариантами:

1. Простая «неспециализированная» функция AMAN по управлению прибытием, реализованная в составе функциональных возможностей системы FDPS

2. Более сложная «специализированная» система AMAN, реализованная относительно автономно.

Функции управления прибытием в первом случае – это не автономный продукт. Он встроен в систему обработки данных планов полетов и использует компоненты FDPS, чтобы предоставить пользователям информацию прибытия/очередности по прибывающему потоку движения. В этом варианте предоставленная очередность прибытий используется только как справочная информация, а не для оптимизации потока.

В настоящее время в основном используется в странах и аэропортах с относительно низким и средним уровнями интенсивности воздушного движения.

Во втором случае минимальные функции специализированных систем AMAN связанны с построением оптимальной очередности прибывающих воздушных судов и регулированием потока в соответствии с установленной очередностью посадок. Они также включают функции, связанные с контролем очередности и внесением любых необходимых ее изменений (обновлений).

В этих специализированных системах AMAN, воздушные суда, как правило, ставятся в очередь, исходя из определенного набора критериев. Эти критерии «очередности» могут изменяться применительно к месту установки, но могут включать, например, равенство приоритетов (беспристрастность), категорию турбулентности в следе и требуемую пропускную способность ВПП.

В общем регулирование потока прибытий в этих системах начинается, когда времена прибытий воздушного судна еще не зафиксированы и отдельное воздушное судно может «плавать» до некоторой степени в очереди на посадку (т.е. очередность еще «не устойчива» и «не зафиксирована»). На более поздней стадии очередность переходит в более устойчивую/зафиксированную фазу, когда системой допускается меньше изменений. В конечном итоге очередность занимает полностью устойчивое состояние, и система не производит изменений. Точные рубежи или расстояния, на которых происходят эти «фазы» работы системы, определяются по месту внедрения. Некоторые пользователи системы AMAN предпочтут применять ранний переход в устойчивую фазу, другие будут работать в более динамичном режиме с постоянным обновлением условий прибытия по ходу полета, вплоть до почти позднего обновления.

Оптимизированная очередность представляется в виде временной шкалы прибытий, в которой отображается выходная информация о запланированном времени прибытия в контрольные точки, времени замедления (TTL) или времени ускорения (TTG) для каждого полета. Диспетчер дает указания воздушному судну, исходя из рекомендаций AMAN по «замедлению» или «ускорению» полета. Эти указания могут включать: векторение, удлинение пути, изменение скорости или ожидание в зоне.

Системы AMAN приспосабливаются к стандартным ситуациям отклонения от обычного режима работы, например, закрытие ВПП. Они могут быть сопряжены, или принимать во внимание операции, систем управления вылетами (DMAN).

1.5  Обмен информацией AMAN в процессе ОВД

При решении задач управления прибытием следует обеспечить обмен данными ОВД, выработанными AMAN, между системами ее пользователей. Сгенерированные AMAN рекомендации и консультативная информация могут быть переданы не только диспетчерам АС (КСА) УВД аэропорта прилета, но и другим пользователям этой информации, расположенными в секторах органов ОВД выше и ниже по потоку прибытия.

Это можно обеспечить:

• путем отображения экрана диспетчера-координатора AMAN (в виде шкалы времени) на других рабочих местах диспетчеров; изображение можно вынести на ситуационный дисплей (ИВО) диспетчера, или на отдельный экран AMAN или дисплей;

• путем отображения рекомендаций в формуляре сопровождения воздушного судна для отдельного полета; или

• через текстовое сообщение, суммирующее консультативную информацию для сектора.

Один из методов автоматизированной передачи «информации управления прибытием» от системы к системе может быть осуществлен посредством сообщения о координации «AMAN» в соседние сектора (это сообщение OLDI). В зависимости от условий двухсторонних соглашений между РДЦ, эти сообщения AMAN могут содержать следующие поля данных AMAN:

• контрольная точка регулирования потока (MF) и время пролета этой точки;

• общее время TTL для погашения задержки или TTG для компенсации отставания;

• время прибытия в точку координации (COP);

• заданная скорость;

• маршрут.

Системы управления прибытием, как показал анализ международной практики, могут применяться совместно с некоторыми другими методами и процедурами ОВД, вовлеченными в процессы обслуживания прибывающих ВС в аэропорту.

 Метод точки слияния прибытий (PMS)

Метод точки слияния прибытий – это новый способ объединения потоков, прибывающих ВС в аэропорт, который:

• базируется на определенной структуре маршрута (захода на посадку) точной зональной навигации (P-RNAV);

• позволяет выполнять заход на посадку с непрерывным снижением (CDA), даже в случае высокой интенсивности движения;

• рассматривается и планируется для внедрения в нескольких местах по всей Европе;

• принят как основополагающий структурный элемент управления 4-х мерной траекторией (согласно программе, SESAR).

Это развивающийся Метод управления прибытием, который может применяться без какой-либо поддержки специальных средств автоматизации ОВД. Этот метод использует возможности технологии P-RNAV на борту ВС, а также системный подход к выполнению операций ОВД и организации структуры воздушного пространства.

 Процессы совместного принятия решения в аэропорту (A-CDM)

Совместное принятие решений (A-CDM) в аэропорту – это современная, широко внедряемая в Европейских аэропортах концепция, включающая соответствующие процедуры и технические средства поддержки, планирования обслуживания полетов на основе коллективного сотрудничества всех служб, участвующих в этом процессе. A-CDM призвана повысить эксплуатационную эффективность процессов обслуживания воздушных судов в аэропорту - благодаря улучшению прогнозируемости главных событий подготовки и выполнения вылета, оптимизации использования ресурсов партнеров и сокращению задержек вылета.

Концепция объединяет партнеров (операторов аэропорта, эксплуатантов воздушных судов, агентов по наземному обслуживанию и службы ОВД) в совместной работе, делая это более эффективным и прозрачным методом, доступным и открытым распределением данных о ходе планирования подготовки к полету всем участникам. Создается основа эффективного принятия решений, благодаря более точной и своевременной информации, дающей всем партнерам в аэропорту единую оперативную картину воздушного движения с общим замыслом. Информация AMAN может быть составной частью информационной среды процесса A-CDM для заинтересованных партнеров.

1.6 Специальные процедуры прибытия

В некоторых случаях модуль установления очередности прибытия должен обрабатывать полеты, не использующие ВПП, которые на данный момент он обслуживает, например, для взлета с коротким разбегом и посадкой. Если прибывающий полет, задействованный в процессе упорядочения, переходит к одной из этих особых процедур прибытия, то он будет удален из очередности. Полет может быть вручную введен в обычную очередность прибытия в любое время.

Приоритетные полеты и полеты в аварийной ситуации

Приоритет «без задержки» может быть назначен полету вручную (например, для санитарных и государственных полетов) или посредством автоматического обнаружения кода бедствия.

Если полет изменил статус на «без задержки», он повторно упорядочивается таким образом, чтобы запланированное время его посадки равнялось расчетному времени ETA (ETO для ВПП). Разрешается ввод в постоянную часть очередности.

Если будут какие-нибудь дополнительные задержки в пределах очередности, например, из-за введения слота, будет выполнена процедура установления очередности приоритетных полетов «без задержки». Таким образом, выполнение процедуры формирования очередности будет гарантировать, что полет со статусом «без задержки» будет запланирован в соответствии с предпочтительным временем посадки.

Другой набор приоритетных полетов («стандартный приоритет») может быть сформирован (определен по позывному ВС). Средняя задержка не будет рассматриваться для таких полетов, когда они вводятся в очередность прибытия. Для всех последующих операций эти полеты рассматриваются как стандартные прибывающие полеты.

Рассматривая различные уровни приоритетов, механизм очередности в системе AMAN должен гарантировать, что полет с заданным уровнем приоритета не будет задержан другими полетами с более низким приоритетом. Тем не менее, устанавливаются определенные параметры системы для стабилизации результатов повторной очередности. С помощью этих параметров применение правил приоритета может быть выключено для различных частей очередности или событий (например, в пределах постоянной части очередности или, когда вводится поздно появляющийся полет).

Требования по выдаче рекомендаций

Для установленного набора контрольных точек система AMAN должна вычислять рекомендуемые времена замедления или ускорения. Эти рекомендации определяются путем сравнения времен RTO и ETO, выданных по предпочтительному профилю полета.

Вместе с рекомендуемыми временами должны выдаваться соответствующие рекомендации по скорости посредством изменения значения профиля скорости в пределах прогнозирования траектории AMAN. Эти рекомендации по скорости пересчитываются каждый раз, когда изменяется RTO полета.

Помимо автоматического перерасчета скорости, выполненного при изменении RTO, существует три специальных события для инициирования обновления рекомендаций по скорости:

• диспетчер запрашивает расчет рекомендаций по скорости;

• полет прошел фиксированную точку входа (может быть выключено через установки);

• изменился сектор ОВД (может быть выключено через установки).

Диапазон режимов полета, задействованный модулем прогнозирования траектории AMAN (траектория с минимально разрешенным профилем скорости), используется для проверки, может ли быть выполнено выданное RTO посредством уменьшения скорости. Если RTO не может быть выполнено даже с минимальной разрешенной скоростью, выдается рекомендация о задержке в зоне ожидания.

Дополнительно, выдается рекомендация о рубеже снижения, чтобы указать начало этапа снижения для данного полета.

1.7 Порядок установления очередности прибытия

При входе прибывающего полета зону обслуживания система AMAN должна осуществить планирование его расположения в очередности прибытий (секция обычной очередности) путем выполнения следующих шагов:

1. Рассчитывается предпочтительное время прибытия в точку установления очереди (например, точку IAF), используя данные о предпочтительном профиле полета и начальные условия, взятые из данных трека или информации плана полета (сообщение ABI). Расчет осуществляет Модуль прогнозирования траектории.

2. Определяется задержка прибытия по разнице между RTO и исходного ETO точки IAF. Вычисляется средняя задержка прибытий, выбирая все полеты по расписанию, имеющие задержку прибытия.

3. Начальное предварительное расположение в очередности определяется по сумме предпочитаемого времени посадки и средней задержки.

4. Рассчитывается допустимый диапазон предварительного расположения относительно начального расположения в очередности. Максимальное число предварительных расположений до и после начального расположения является настраиваемым параметром.

5. Каждое предварительное расположение используется для внесения полета в очередность, принимая во внимание все ограничения на установление очередности. Для каждой из получившихся в результате предварительных очередностей рассчитывается функция потери, которая зависит от выбранных критериев оптимизации.

Можно применить следующие критерии оптимизации и определения потери:

• Минимальная суммарная задержка.