КОМПЛЕКТЕН ИЗСЛЕДВАТЕЛСКИ СТЕНД ЗА ПОЛУ-ПРИРОДНО СИМУЛАЦИОННО МОДЕЛИРАНЕ
ИНТЕГРИРАНИ СИСТЕМИ ЗА КОНТРОЛ НА ВЪЗДУШНОТО ДВИЖЕНИЕ (ATC ICS)
Предназначение
ATC CIS е полуестествен комплекс за моделиране „Изследователски стенд за цялостен контрол на въздушното движение“, предназначен да:
да тества и изучава функционалното взаимодействие на бордовия компонент за управление на полета (пилоти и бордова авионика) и наземния компонент (диспечери на въздушното движение и планиране, както и оборудване за автоматизация на управлението на въздушното движение) при решаване на проблеми с наблюдението и навигацията на въздухоплавателното средство в трудни условия;
да тества обещаваща бордова функционалност по отношение на наблюдението и навигацията на въздухоплавателното средство, свързана с делегирането на отговорност на борда;
да се оцени ефективността от използването на нови бордови съоръжения и възможности на CNS;
за оценка на обещаващи концепции, методи, методи, технологии за организиране на въздушното движение и техните компоненти, както и оценки на съответствието на бордовото оборудване на перспективни въздухоплавателни средства (ВС) с тях.
Проблеми за решаване
Разработване на обещаващи бордови приложения за функции за наблюдение и навигация на самолети:
откриване на конфликти (Conflict Detection, CD);
автоматично разрешаване на конфликти (Airborne Conflict Management, ACM);
подобрен визуален преглед (Enhanced Visual Acquisition, EVAcq);
пренасочване;
подобрен визуален подход (Enhanced Visual Approach, EVApp);
ситуационна осведоменост за заетостта на пистата по време на последния подход (Final Approach and Runway Occupancy Awareness, FAROA);
ситуационна осведоменост за ситуацията на повърхността на летището (Airport Surface Situational Awareness, ASSA);
поддръжка за вертикално разделяне по маршрута (In-Trail Procedure, ITP).
Тестване на взаимодействието между самолета и ръководителя на полети на базата на CPDLC.
Моделиране на нови методи и технологии за организиране на опашка за пристигащи и управление на пристигане (AMAN), управление на опашка и заминаване (DMAN).
Симулация на функцията за контрол на наземния трафик на летището (A-SMGCS).
Разработване на алгоритми за управление и планиране на въздушния поток (ATFM).
Основни принципи на моделирането
Взаимодействието се осъществява чрез общ мениджър на съобщения, който по-специално изпълнява функциите на единната система за време (UTS). при което:
Динамичните модели прилагат разпределен изчислителен метод. Това позволява независима логика на работа на различни системи. Чрез SEB се синхронизира процеса на изчисляване на динамични модели.
Използва се една база данни. Така се реализира някакво подобие на полето на единната информационна система SWIM, в която се обменя обща информация.
Управлението и синхронизирането на процесите на моделиране се извършва от мениджър на съобщения както в реално време, така и в ускорено време.
Симулацията се извършва в съответствие със следната логика:
Всички аеронавигационни данни, данни за самолети и потоци въздушен трафик се съхраняват в библиотеки със скриптове в една база данни.
На етапа на инициализация на симулационната сесия тази информация се копира в работни таблици и всички приложения - компоненти на стойката - имат достъп до тези таблици. Сигналът за инициализация се предава чрез мрежовия протокол TCP/IP.
По време на симулация, моделите и оформленията се уведомяват взаимно за промени в тяхното състояние чрез TCP/IP мрежов протокол за обмен.
По време на симулация цялата информация за полети (писти) и информация за събития, случващи се в системата, се съхраняват в база данни, в таблици, специално предназначени за регистриране на симулационни данни.
В края на процеса на симулация, записаната информация се архивира и става достъпна за анализ след полета.
Функционални елементи на ATC CIS
Работна станция за контрол на експеримента - подготовка за изследване (изготвяне на сценарий), провеждане на моделиране, осигуряване на информационно взаимодействие на всички подсистеми, анализиране на резултатите от моделирането, генериране на отчети.
Експерименталната контролна работна станция е централен елемент от целия комплекс на АТЦ КИС. Софтуерът за управление на експеримента изпълнява интегрираща функция за целия стенд, действайки като арбитър, който регулира хода на симулацията и осигурява информационно взаимодействие между всички компоненти на стенда.
Потребителски интерфейс на работната станция за управление на експерименти (подготовка, провеждане на експеримент, анализиране на резултатите) - PS „Управление на експерименти“.
Софтуерът на експерименталната контролна работна станция включва цял комплекс от различни софтуерни инструменти, както работещи в напълно автоматичен режим, така и притежаващи интерфейс човек-машина. Използвайки тези инструменти, операторът на работната станция за контрол на експеримента може да създаде и след това да избере за използване в конкретен експеримент различни версии на първоначалните данни, които се използват от елементите на тестовия стенд. По време на сесия за моделиране софтуерът за управление на експеримента предоставя възможност за наблюдение и управление на напредъка му, използвайки данни, получени от други участници в експеримента, включително графична информация, показана на различни системи за визуализация. В допълнение, описаният софтуерен пакет включва инструменти за регистриране и обработка на резултатите, получени по време на моделирането с цел последващия им анализ.
Потребителски интерфейс на работната станция за контрол на експеримента (наблюдение на хода на експеримента) - PS „Визуализация на въздушната обстановка“. Фигурата показва данни от наземната система за наблюдение, планирания маршрут на избрания полет и позицията на гръмотевичните облаци.
Потребителски интерфейс на работната станция за управление на експеримента (наблюдение на хода на експеримента) - PS “3D визуализация на въздушната обстановка”.
3D визуализация на въздушната обстановка. Полет над летище Шереметиево.
Оформление на пилотската кабина на обещаващ самолет - в момента щандът на ATC CIS включва три макета на пилотската кабина 1), разработени съвместно от FSUE GosNIIAS и FSUE PITS; 2) Кабина MS-21, разработена от FSUE GosNIIAS; 3) кабина на Федералното държавно унитарно предприятие "ЦАГИ".
FSUE "PITS" разработи и внедри прототипи на нови методи за предоставяне на информация на екипажа и управление на информационното поле и системите за авионика на демонстратори на усъвършенстваната пилотска кабина на гражданската авиация. Методите за показване и въвеждане на информация са унифицирани и съответстват на интуитивен алгоритъм за дейността на екипажа на различните етапи от полета.
Характерно е управлението на информационното поле, полетната навигация и радиоелектронното оборудване на самолета с помощта на сензорен екран, както и дистанционно управление на курсора, въвеждане на данни и използване на гласово управление.
Като част от ATC CIS, стендът за прототипиране на самолети е проектиран да симулира полет на самолет с участието на пилот с цел тестване на решения при използване на модерни системи и модерен софтуер.
Предоставя възможност за задаване и коригиране на полетния план. Изпълнете всички фази на полета: движение по повърхността на летището, излитане, изкачване, крейсерски полет по маршрута, спускане, кацане. Обменът пилот-контролер се осигурява чрез CPDLC и традиционни гласови комуникации.
Външен изглед на кабината на обещаващ самолет.
В момента е осъществена връзката между кабината MS-21 на FSUE GosNIIAS и кабината на FSUE TsAGI.
Работна станция на ръководителя на полети - на базата на програмното осигуряване на резервния комплекс за КВД „МК-2000“, инсталиран в областния център на Москва. Обновената версия включва разширени диспечерски функции (CPDLC, MONA, получаване на заявки за самоотделяне, пренасочване и др.).
Потребителският интерфейс на работната станция ATC е “MK-2000”.
Работната станция на ръководителя на полети осигурява изпълнението на всички основни функции за управление на въздушното движение, които истинският ръководител на полети изпълнява по маршрута, подхода и в района на летището:
контрол на въздушното движение, идентифициране на опасни ситуации;
действително управление на полета на контролирано въздухоплавателно средство (генериране и предаване на команди за управление, получаване на препоръки от други участници в УВД, обмен на гласови или цифрови съобщения с въздухоплавателното средство);
информиране на другите участници в КВД за въздушната обстановка в договорения обем.
Потребителски интерфейс на модернизирания ATC софтуер.
За да работи с макета като част от стенда, неговият софтуер включва възможност за работа с макета в автоматизиран режим под контрола на работната станция за контрол на експеримента.
Софтуерът на автоматизираната работна станция на ATC се основава на софтуера на резервния комплекс за ATC MK-2000, инсталиран в областния център на Москва. Обновената версия включва разширени диспечерски функции (CPDLC, MONA, получаване на заявки за самоотделяне, пренасочване и др.).
Работна станция за контрол на пристигане (AMAN) - симулира работата на ръководител, контролиращ поток от въздухоплавателни средства, пристигащи на летището, разработва регулаторни мерки за последващото им прилагане от ръководителите на полети.
Софтуерът за автоматизирано работно място на системата за контрол на пристигането симулира процеса на планиране на пристигането на самолети на летището от контролера за планиране. Работната станция за контрол на пристигане на летището е предназначена да осигури възможност за изучаване на трафика в „тясното място“ на системата за УВД - в пространството на летището и на самото летище.
Моделирането на работата на мениджъра по планиране на работната станция за контрол на пристигане се състои в симулиране на изпълнението на всички действия при планиране на поток от самолети, пристигащи на летището: въз основа на текущи данни за планиране, прогноза за конфликти за самолети (нарушения на стандартите за сепарация) в зоната на летището и когато се извърши кацане на пистата, ръчно или автоматично генерирани регулаторни мерки за това въздухоплавателно средство (промяна на плана на полета), предложените регулаторни мерки се съгласуват: контролерът на работната станция за контрол на пристигане трябва да координира предложените мерки с въздушното движение ръководител, а той от своя страна с екипажа на въздухоплавателното средство, ако предложената регулаторна мярка бъде приета, информацията за това ръководителят на полети я изпраща на централната система за планиране за актуализиране на плана на полета на това въздухоплавателно средство;
По принцип предлаганата технология съответства на онези решения, които в момента се използват в чужбина. От няколко години най-големите летища (например в Лондон и Франкфурт) използват софтуер за подпомагане на вземането на решения, за да управляват входящия поток от самолети.
Потребителски интерфейс на AWS за контрол на пристигане (PS „Мениджър на пристигане“).
Специална характеристика е наличието на автоматична процедура за оптимизация, която ви позволява да получавате безконфликтни опции за пристигащи потоци самолети в автоматичен режим, докато се използват алгоритми за решаване на проблема с оптимизацията, които ви позволяват да намерите решения, които са по-близки до глобалния оптимум в сравнение с методите, използвани в повечето подобни чуждестранни инструменти (например FIFO: първи дошъл, първи обслужен).
Основните функции на софтуера за контрол на пристигането са:
наблюдение на ситуацията при пристигане и идентифициране на нарушения на стандартите за надлъжно сепариране на прага на пистата и на летището;
автоматизирано управление на пристигащите самолети в „ръчен“ режим;
помощ на ръководителите на полети при регулиране на потока от самолети при пристигане.
Текущи изследвания:
оценка на капацитета на летището;
оценка на ефективността на структурата на въздушното пространство и идентифициране на начини за нейното подобряване;
оценка на ефективността на контрола на пристигане на самолети за различни схеми за управление.
Работна станция за контрол на заминаването (DMAN) - имитира работата на контрольор за контрол на потока от въздухоплавателни средства, излитащи от летище, разработва регулаторни мерки за последващото им прилагане от контролните кули на летището.
Софтуерът за контрол на излитането симулира процеса на планиране на излитането на самолет от летище от контролер за планиране. Работната станция за контрол на излитане от летището е предназначена да осигури възможност за изучаване на трафика в тясното място на системата за УВД - в пространството на летището и на самото летище.
Моделирането на работата на мениджъра по планиране на работната станция за контрол на излитането се състои в симулиране на изпълнението на всички действия при планиране на поток от самолети, излитащи от летището - въз основа на текущите данни за планиране се прави прогноза за възможни нарушения на стандартите за сепарация по време на излитане от на пистата и в зоната на летището, регулаторните мерки (промени) се разработват ръчно или автоматично план на полета), координацията се извършва с летищния диспечер на изпълнителното изстрелване и след успешна координация информацията за контролните мерки се изпраща към системата за планиране за актуализиране на полетния план на този самолет.
По принцип предлаганата технология съответства на онези решения, които в момента се използват в чужбина. От няколко години най-големите летища (например в Париж) използват софтуер за подпомагане на вземането на решения за управление на заминаващия поток от самолети.
Потребителски интерфейс на работната станция за контрол на заминаването (PS “Departure Manager”).
Характеристика на внедряването на предложеното оформление на системата за контрол на излитането е наличието на автоматична процедура за оптимизация, която позволява на изследователя да получи безконфликтни опции за потоците на заминаващи самолети в автоматичен режим, докато се използват алгоритми за решаване на проблема с оптимизацията, позволяват намирането на решения, които са по-близо до глобалния оптимум в сравнение с методите, използвани в повечето подобни чуждестранни средства (например FIFO: първи влязъл, първи излязъл).
Основните функции са:
наблюдение на ситуацията на излитане и идентифициране на нарушения на стандартите за надлъжно сепариране на прага на пистата и на летището;
„ръчно“ управление на самолети;
автоматичен контрол, а именно разработване на оптимални мерки за регулиране на опашката на самолетния поток;
автоматизирано управление на потока на самолетите;
помощ на ръководителите на полети при регулиране на потока от самолети за излитане.
Схема на централизирана система за планиране (CFMU), работна станция на ръководителя на организацията на потока на въздушното движение - имитира работата на главния център за планиране, чийто аналог може да бъде Главният център за УВД на ЕС на RF и CFMU на Евроконтрол.
Хардуерен и софтуерен комплекс, с помощта на който се симулират процесите на централизирано планиране на въздушното движение и тяхното взаимодействие с други участници в планирането и управлението на въздушното движение.
Потребителски интерфейс на автоматизирания мениджър на работното място за организиране на VD потоци (PS “Load Analysis”).
Целта на системата за централно планиране (CPS) е да моделира двете основни функции на централното планиране:
контрол върху използването на въздушното пространство и бърза намеса при установяване на проблеми (регулиране на потоците въздушно движение чрез определяне на слотове за излитане);
Осигуряване на всички участници във ВД с актуална планова информация.
Моделирането на работата на центъра за планиране е автоматизирано, т.е. моделират се както функциите на автоматично извършваните изчисления, така и функциите на планиращите диспечери на специално проектирана работна станция.
Софтуерът за автоматизирано работно място за ръководителя на организацията на въздушния поток включва интелигентни средства за подпомагане на диспечера за контрол и вземане на решения, както и инструменти, които осигуряват информационно взаимодействие с други участници във въздушното движение.
Симулационен модел на автоматизирани системи за управление на въздушното движение - осъществява пряк контрол и управление на полета на ВС в симулирано въздушно пространство (ВВ). Този модел симулира съответните действия на контролерите на контролния център, подхода и района на летището в цялата зона на симулираното летище.
Симулационният модел на автоматизираните системи за управление на въздушното движение (IM AS ATC) осигурява моделиране на потока от самолети, управлявани от ръководителя на полета, като част от динамичния модел на ATC CIS.
В ATC AS IM се моделира функционалното взаимодействие на наземната система за ATC и самолета. Моделът симулира действията на системата за КВД за управление на самолета като цяло, осигурявайки контрол над самолета на всички етапи от движението му от перона до перона. Работата на всеки диспечер (или контролна станция) поотделно не се моделира. Основните операции, извършвани в модела са:
Операции по време на излитане на самолета:
регулиране на потока от въздухоплавателни средства за излитане (назначаване на писти, SID на маршрута на излитане и време на излитане);
изпълнителен пусков диспечерски контрол;
контрол на излитането (прогнозиране и идентифициране на опасни подходи);
контрол на полета по маршрута на излитане на SID (прогнозиране и идентифициране на опасни подходи);
Операции за контрол на маршрута:
контрол върху полета на самолета по маршрута (кратковременно откриване на опасни подходи, идентифициране на извършени нарушения);
управление от ръководителя на самолета при промяна на нивото на крейсерския полет;
Операции при пристигане на самолета:
контрол на пристигащите въздухоплавателни средства от диспечерите на RC (определяне на времето на преминаване на точката на излитане от самолета, определяне на преминаването на кръга за изчакване на границата на зоната на летището, промяна на маршрута на подхода към началната точка на маршрута на пристигане STAR, смяна на STAR при поддържане или подмяна на пистата);
контрол върху полета на самолета по маршрута на пристигане STAR;
контрол на кацането.
Модел на движение на самолет - симулира се движение във въздуха, както и на повърхността на летището.
Модел на въздухоплавателно средство описва полетните характеристики на един конкретен самолет. Целта на контролирания полет е всяко въздухоплавателно средство от избрания според сценария поток да изпълни предписания дневен полетен план.
Симулират се следните действия на екипажа и бордовата система за навигация и стабилизация (AVSS):
взаимодействие с диспечери по време на полета;
изчисляване на планираната траектория на полета и нейното коригиране в съответствие с командите на диспечера;
формиране на команди от бордовата навигационна система на самолета за системата за стабилизиране.
Симулира се възможността за грешки, направени от екипажа.
Симулират се основните характеристики на системата за стабилизиране (динамика на изпълнение на команди, ограничения за промени в ъгъла на накланяне, надлъжна и вертикална скорост).
Симулират се грешки в навигацията на самолета, свързани с работата на бордовата навигационна система и наземните компоненти, които я поддържат, както и системата за стабилизиране, като се вземе предвид точността на навигацията на самолета.
Взема се предвид възможността за повреда или прекъсване на предаването на гласови съобщения между екипажа и диспечерите.
Резултатът от взаимодействието между диспечера и екипажа по време на контролиран полет е команда за промяна на условията на полет, в съответствие с която се коригира „траекторната таблица“, която е подробно описание на програмната траектория, която самолетът трябва да следва.
В режим на симулация на отстраняване на грешки се симулира радиообмен между диспечера и самолета.
Моделът симулира полет на самолет с помощта на инструменти. Освен това е възможно да се използва бордова система за наблюдение (като елемент от всички или някои симулирани самолети), за да се осигури осведоменост за ситуацията на екипажа и да се решат проблемите със самоотделянето.
Модел на наземна система за наблюдение - симулира измерването, обработката и предаването на данни за траекторията към системата (получени или чрез радарни средства, или с помощта на възможностите на ADS-B). Симулира работата на метеорологичните измервателни уреди.
Моделът на наземна система за наблюдение и наземна комуникационна система (наричана по-нататък INN) симулира работата на наземна система за наблюдение, която предоставя информация за местоположението на въздухоплавателното средство за системата за контрол на въздушното движение, работата на система за наблюдение на времето за предоставя на системата за КВД информация за опасни метеорологични явления и работата на наземните комуникации за осигуряване на радиокомуникации между въздухоплавателното средство и органите на КВД.
3 основни функционални задачи на INN:
генериране на оценки на информация за текущата траектория за всички симулирани въздухоплавателни средства;
генериране на актуална облачна карта;
генериране на информация за местоположението на наземното комуникационно оборудване.
Модел на развитието на метеорологичните явления - моделира както състоянието на атмосферата (магнитуд и посока на вятъра), така и състоянието на опасни метеорологични явления (гръмотевични облаци).
Моделът на развитието на метеорологичните явления е предназначен да симулира динамичното развитие на метеорологичната обстановка. Докато софтуерът работи, се симулира развитието и изчезването на три вида гръмотевични облаци.
Моделират се три типа гръмотевични облаци: едноклетъчни, многоклетъчни и суперклетъчни. Пространственият модел на едноклетъчен гръмотевичен облак е представен като обърнат пресечен елиптичен параболоид. Червеното на фигурата представлява зоната на висок интензитет, жълтото – средно, зеленото – слабо.
Модел на едноклетъчен гръмотевичен облак.
Многоклетъчен гръмотевичен облак се моделира като суперпозиция на няколко (от 2 до 8) едноклетъчни облака. Суперклетъчният облак се моделира като едноклетъчен гръмотевичен облак с размери, характерни за суперклетка.
3D визуализация на едноклетъчен модел на гръмотевичен облак на развитието на метеорологичните явления.
Етер модел - симулира преминаването на всички сигнали (гласови, цифрови съобщения) във въздуха при реални условия на радиокомуникация.
Моделът за симулация на етер е предназначен да симулира преминаването на радиосигнал в земната атмосфера между различни абонати, а именно самолети и наземни комуникационни станции. В този случай етерният модел взема предвид:
влиянието на характеристиките на физическия слой, средата на разпространение на сигнала и смущенията върху системните характеристики на комуникационната мрежа;
непрекъснати промени в координатите на мобилни приемници и предаватели за оценка на мощността на сигнала на входа на всеки приемник от всички предавания на общ честотен канал в реално време за изчисляване на общата електромагнитна ситуация на борда на всеки самолет.
Етерният модел изчислява за всеки самолет:
общо смущение в канала от всички нежелани източници;
полезна мощност на сигнала, неговото забавяне, доплерово изместване на честотата;
качество на сигнала - съотношението "сигнал / смущение + шум".
Моделът отчита работата на VDL-4 комуникационни линии за ADS-B съобщения и VDL-2 за съобщения, предавани между контролера и пилота (CPDLC съобщения).
Щанд "Летище" - симулира процесите, протичащи по време на кацане, рулиране и излитане на самолет. Моделират се както отделни въздухоплавателни средства, така и системи за наблюдение на повърхността на летището и контрол на трафика на летището.
Стендът „Летище” е част от щанда на ATC CIS и е предназначен за:
моделиране на контролираното движение на летателни апарати (ВС) и наземни превозни средства (ГВТ) по повърхността на летището;
разработване на методи за контрол на трафика на повърхността на летището и координиране на действията на диспечерите, отговорни за различните фази на движение и полет;
анализ на проблемите на взаимодействие между диспечери и пилоти;
разработване на бордови приложения за функции за наблюдение и навигация за подобряване на ситуационната осведоменост на пилота.
Стойката включва два основни компонента:
цифров модел на летището;
Цифров модел на летище се разбира като набор от данни, които описват структурите и характеристиките на самото летище, както и неговото оборудване и съоръжения, по-специално:
високоточни картографски данни;
данни за състояние, правила за използване, правила за работа, стандарти за разделяне;
данни за ВС и НТС.
динамичен симулационен модел на контролирано движение на превозни средства на летището.
Динамичният симулационен модел на контролирано движение включва:
модели на движение на самолети и непревозни средства;
модел на система за наблюдение на летището;
Работна станция за контрол на движението по земята;
модел на система за видеонаблюдение;
3D дисплей система “виртуална кула”.
Работна станция за контрол на движението по земята - потребителски интерфейс.
Работната станция за контрол на движението по земята е макет на усъвършенстваната система за насочване и контрол на движението по повърхността (A-SMGCS). Работната станция може да работи в напълно автоматичен, полуавтоматичен и напълно ръчен режим. Задачите на автоматизираното работно място включват функции като:
показване на схематична карта на симулираното летище, превозни средства на повърхността му и в района на летището;
определяне на оптимални маршрути за самолети и нетехнически превозни средства;
идентифициране и разрешаване на потенциални конфликтни ситуации на повърхността.
Моделите за движение на въздухоплавателното средство и NTS са отговорни за симулиране на движението на превозни средства по повърхността на летището, а моделът за наблюдение симулира видимостта на въздухоплавателни средства в района на летището и на неговата повърхност чрез средства за наблюдение на летището. Той е допълнен от модел за видеонаблюдение, който симулира наблюдение на пистата и околността чрез телевизионни камери и засичане на движещи се обекти в определената зона.
Триизмерната дисплейна система „виртуална кула“ е система за визуализация, състояща се от две части:
„реален“ изглед, като се вземат предвид метеорологичните условия;
синтетичен изглед (данни от модели за наблюдение и видеонаблюдение).
Модел на система за видеонаблюдение на летището
Моделът на система за видеонаблюдение на летището е предназначен да повиши ситуационната информираност на екипажа и диспечерските служби за движението на самолети и наземни превозни средства на летището. Основната задача на модела е да анализира видео потока от външни камери за наблюдение на територията на летището, за да открие всички движещи се самолети и превозни средства, включително тези, които не са оборудвани със сензори ADS-B.
Моделът получава данни от синтетични или реални видео и термовизионни сензори, които се обработват на сървър за видеонаблюдение. Основните функции на сървъра за видеонаблюдение са:
откриване и непрекъснато многокамерно проследяване на всички движещи се обекти на летището;
откриване на обекти, появили се или изчезнали на летището;
интегриране на информация от синтезирани вектори на състоянието, получени от различни източници, например от ADS-V сензори, с данни от алгоритми за видео анализ.
Видеопотокът с маркирани открити самолети и превозни средства се предава на работната станция на оператора за видеонаблюдение, а интегрираните вектори на състоянието на откритите обекти се предават в реално време на работната станция за контрол на експеримента, която ги изпраща до макета на пилотската кабина на перспективен самолет, към модела на наземната система за наблюдение и други функционални елементи на КИС.
Потребителски интерфейс на работната станция на оператора за видеонаблюдение на летището.
Русия е в процес на мащабна модернизация на системите за контрол на гражданското въздушно движение. Придружава се от активно заместване на вноса. Показателно е, че разработването на технически средства за контрол на мирното небе е поверено на тези, които изграждат въздушно-космическата отбрана на страната.
Защо не можем да продължим да разчитаме само на западните технологии в контрола на въздушното движение? Защо решението на президента поверява проектирането на нови комплекси на концерна за аерокосмическа отбрана Алмаз-Антей? Колко успешна е работата и какви трудности трябва да преодолеете? За това и много повече говорихме с Дмитрий Савицки, заместник генерален директор по продуктите за аеронавигационната система и продуктите с двойна употреба.
Дмитрий Владимирович, защо беше взето решение за заместване на вноса във всичко, свързано с управлението на въздушното движение? Какви опасности могат да се крият в чуждите технологии на водещите световни компании, които се използват в почти всички големи летища на нашата планета?
Дмитрий Савицки:Единната система за управление на въздушното движение е система с двойна употреба. Ако работата му бъде умишлено нарушена, ще спрат полетите не само на търговската, но и на държавната авиация. В случай на някаква извънредна ситуация това може да бъде сериозен удар не само за икономиката и безопасността на полетите, но и за националната сигурност.
Имаше период, когато ние сами дадохме възможност на западни компании да се наложат широко на нашите летища. Изглеждаше, че новата Русия напълно се вписа в новия световен ред, в който вече нямаше конфронтация между двете системи. Всеки живее в пазарна среда и този пазар е основният регулатор на всичко. Освен това създадохме най-благоприятните условия за западните компании, които доставяха оборудване на Русия. А транснационалните корпорации, които са получили значително увеличение на печалбите си от навлизането у нас, ще станат най-надеждните гаранти за нашата сигурност. В крайна сметка се смяташе, че те просто ще бъдат принудени да защитят стабилността на доходите си.
Всичко се оказа не толкова просто. Събитията в Близкия изток и особено в Югославия отрезвиха мнозина. На Балканите, в Ирак и Либия системите за контрол на въздушното движение бяха изключени дистанционно от производствени компании много лесно. И санкциите, които Западът започна да налага срещу Русия, привидно противоречащи на собствените й икономически интереси, най-после поставиха всичко на мястото си.
Системите на чии държави осигуряваха и частично осигуряват контрол на въздушното движение у нас?
Дмитрий Савицки:В Москва имаше шведска система. Бих казал съветско-шведски. Пуснат е през 1981 г. и е отстранен с участието на наши специалисти, които са направили много от своите допълнения към него. Срокът на експлоатация на такива системи е до 15 години. Но поради причини, които мисля, че са известни на всички, не беше възможно да се актуализира през 90-те години; Маржът на безопасност се оказа висок. Въпреки че от началото на 2000-те неизправностите в него започнаха да надвишават допустимите стойности. Беше изтощена и материално, и морално.
В други региони работеха френски, италиански и испански системи. Днес е останал само един - в разширения център. Останалите са заменени със системи руско производство.
Защо концернът, занимаващ се с разработването на бойни системи в интерес на руската въздушно-космическа отбрана, беше назначен за единствен доставчик на оборудване и софтуер за единната система за управление на въздушното движение на Руската федерация?
Дмитрий Савицки:Това реши руският президент. И изпълняваме неговото решение. Нашата задача е не само да създадем оборудване, което отговаря на световните изисквания, но и да разработим собствен софтуер и да свържем гражданските системи за контрол на въздушното движение със системите за аерокосмическа отбрана. Гражданският компонент трябва да бъде оптимално съчетан с военния.
Успяхме да проектираме и реализираме уникална по своите възможности система за взаимодействие между граждански и военни летища. Доскоро беше толкова архаично, че дори не искам да си спомням за него.
Сега на военните летища се създават специални работни места за комуникационни оператори с граждански летища с висока степен на автоматизация. Те са оборудвани с най-съвременна компютърна и телекомуникационна техника, базирана на цифрови технологии. Естествено, местно производство.
През октомври тази година пуснахте в експлоатация система за управление на въздушното движение, разработена от специалисти от вашия концерн. Какви са неговите характеристики и предимства спрямо съществуващия?
Дмитрий Савицки:Трудно е дори да се сравняват системи. Технологиите са внедрени на съвсем различно ниво. Системата беше официално пусната в експлоатация на 10 октомври. Центърът за управление на въздушното движение се намира във Внуково. Той осигурява контрол на въздушното пространство на площ от почти милион квадратни километра. Зоната на отговорност включва всички най-големи летища в столицата - Внуково, Домодедово и Шереметиево.
По отношение на броя на автоматизираните работни места - около 200 - нашата система стана най-голямата в Европа, а нейната резервна система е най-голямата в света.
Системата за контрол на въздушното движение напълно отговаря на всички изисквания на Международната организация за гражданска авиация (ICAO). Тоест една доста сложна система, създадена от руски специалисти и базирана на руски технологии, напълно отговаря на изискванията, които се прилагат към подобни системи по света.
Нашите клиенти често имат оплаквания срещу изпълнители. По-специално се изказва мнението, че на Запад е приета система, подобна на тази, която пуснахте във Внуково, и без въпроси - тя функционира. И дори след доставката, ние продължаваме да го отстраняваме и да правим някои подобрения.
Ваши специалисти, например, все още работят на всички столични летища. Защо се случва това?
Дмитрий Савицки:Същото е положението и на Запад. Когато се пуска в експлоатация нова и сложна система за управление, техническият персонал и оборудването трябва, така да се каже, да свикнат един с друг. Работата по въвеждане в експлоатация може да отнеме доста дълго време и присъствието на производствени специалисти в този случай е просто задължително.
Друго нещо е, че на Запад правните отношения между клиента и изпълнителя отдавна са изградени. Всичко е уточнено в договора, включително срока за въвеждане в експлоатация и гаранционното обслужване.
какво имаме Почти като във филма "Диамантената ръка". Искам същия халат, който поръчах, но нека е със седефени копчета.
Имаше случай, когато клиентите на една от системите казаха: бяхме във Франция и ни хареса индикацията на дисплея, направете същата. За какво? В края на краищата в договора вие сами сте посочили от какво имате нужда. Не, те са капризни, тропат с крака, правят го като тях. Това означава удължаване на сроковете и допълнителни разходи. Е, ние не сме виновни.
Доколкото знаем, срещу вас са били отправени твърдения, че е представено за тестване „сурово“ оборудване. Така е?
Дмитрий Савицки:Проблемът с тестването и въвеждането в експлоатация на сложни системи е сериозен проблем и отдавна закъсняла тема за обсъждане. За съжаление културата на тестване и работа по приемане е почти изгубена в страната. Институтът на инженерите-изпитатели, за който малко хора знаеха в СССР, престана да съществува през 90-те години. Наистина се оказа ненужно, тъй като нищо ново не беше въведено нито във въоръжените сили, нито в цивилния свят. И като цяло такава институция трябва да бъде създадена наново и то възможно най-скоро.
Едно време при тестването на апаратурата, за която говорим, основната дума имаше Държавният научноизследователски институт по аеронавигация. Там имаше персонал от висококвалифицирани тестови инженери. Те винаги са били в състояние много ясно и, най-важното, технически компетентно да обяснят, от една страна, на разработчиците какво трябва да се направи по нов начин или завършено, и на оператора как да работи с новата система. По този начин много и големи противоречия между клиенти и изпълнители бяха елиминирани още по време на тестовата работа.
Днес, уви, се случва неквалифицирани хора, които нямат опит в тестването, да участват в тестването и отстраняването на грешки дори на най-сложните системи. Струва им се, че оборудването е „сурово“. Освен това клиентите често просто не разбират същността на самите тестове и не ги посочват в договора.
Още през ноември 2015 г. беше получен сертификат за новата московска система за управление на въздушното движение. По закон те имаха пълното право да изискват от клиента да го пусне в експлоатация. Но ние отлично разбрахме сложността на комплекса от оборудване, който създадохме и инсталирахме. Беше необходимо да се проведат оперативни тестове - да се провери как диспечерите владеят оборудването и как работят с него. Оттук започнаха проблемите.
Факт е, че процедурата за оперативни тестове не е посочена в договора. И кой трябваше да плати тези изследвания? Проблемът с плащането все още не е напълно разрешен. Ние ги изпълнихме за наша сметка. Според закона те можеха да затръшнат вратата и да си тръгнат с думите: системата е сертифицирана, овладейте я, западните компании биха направили същото. Но съвестта не ни позволяваше. Все пак говорихме за безопасността на въздушното движение и сигурността на страната ни.
Но днес можем да кажем, че в Русия започна да функционира една от най-надеждните системи за контрол на въздушното движение в света. И това е основното.
Досие "РГ"
Зоната на отговорност на Московския разширен център на Единната система за управление на въздушното движение за УВД работи на височини от 1500 до 12100 метра. Дължината на зоната на отговорност от север на юг е 1038 км, от запад на изток - 974 км. Центърът за управление на Московския въздушен възел контролира територията в радиус от 150-180 км от Москва в долното въздушно пространство. Осигурен е контрол на движението на въздухоплавателни средства, извършващи пристигащи и заминаващи на най-големите летища в Москва, както и контрол на движението на въздухоплавателни средства, преминаващи транзитно през московската въздушна зона и контрол на кораби на държавни и експериментални летища авиация. Регионалният диспечерски център обслужва територията на 18 региона на Русия. Зоната на отговорност е от Велики Луки и Беларус до Република Татарстан и от границите на Украйна до Вологда. Московският център осигурява около 60 процента от полетите на самолети над територията на Руската федерация.
РВД в нашата страна организира, планира, координира движението на въздухоплавателни средства, летящи или движещи се по летището във връзка с излитане и кацане. Крайната цел на КВД е да гарантира безопасността, редовността и ефективността на полетите. Съгласно Въздушния кодекс на СССР КВД е поверено на органите на Единната система за управление на въздушното движение (УВД на САЩ) и ведомствените контролни органи в границите на областите и зоните, установени за тях. В настоящата система за управление водеща роля принадлежи на ЕК КВД. Създаден е в началото на 70-те години. По това време плътността и интензивността на въздушното движение в страната е достигнала такова ниво, че контролът на полетите на граждански и военни самолети, които работят практически в едно и също въздушно пространство, тяхната координация и координация от контролни точки, принадлежащи на различни ведомства, стана трудно. Интересите на сигурността наложиха обединяването на гражданските и военните органи за контрол на въздушното движение, което беше извършено в рамките на системата за контрол на въздушното движение на ЕС.
Органите на ЕС за КВД бяха натоварени с организирането на използването на въздушното пространство за полети на граждански и военни въздухоплавателни средства и други видове дейности, свързани с използването на въздушното пространство, включително определянето на въздушни маршрути, местни въздушни линии (ALL), зони на летища и други елементи на структурата на въздушното пространство за осигуряване на единна техническа политика за управление на въздушното движение, въвеждане на автоматизирани системи и др. Оперативни органи - единни центрове за управление на въздушното движение (главни, зонални, окръжни), състоящи се от граждански и военен сектор, осъществяват. планиране, координиране на въздушното движение и район, освен това - пряк контрол на въздушното движение. В същото време гражданските сектори управляват полетите на всички въздухоплавателни средства по въздушните линии на страната и международните международни линии от първа категория, а военните сектори управляват полетите на въздухоплавателни средства по маршрути, разположени извън въздушните пътища и международните маршрути.
Ведомствените граждански и военни органи за контрол на въздушното движение (контролни и командни пунктове за различни цели), които не са част от ЕС КВД, работят в тясно сътрудничество с оперативните органи на ЕС КВД. Те контролират въздушното движение в районите на летищата (въздушните възли), включително подхода и кацането на въздухоплавателни средства, тяхното излитане и излитане от районите на летищата (въздушните възли) по въздушните линии на страната, международните полети или други маршрути. Компетентността на ведомствените органи за контрол на въздушното движение включва и контрол на въздушното движение по време на полети на международни авиолинии от втора категория, в райони на авиационни операции и др. Процесът на оперативно управление включва планиране, координация и пряк контрол на въздушното движение. Планирането на въздушното движение се извършва, като се вземат предвид капацитетът на въздушното пространство, летищата и възможностите на органите за управление на въздушното движение за осигуряване на контрол.
Има предварително планиране - няколко дни преди деня на полета за изготвяне на разписанията на полетите, потоците на движение на въздухоплавателни средства, графици за използване на летището и др., ежедневно планиране - в навечерието на деня на полета и текущо в процеса на изпълнение на ежедневното полетен план за коригиране на условията на полет на отделните самолети. Координацията се състои в координиране на полетите на въздухоплавателни средства с други видове дейности във въздушното пространство, едновременни полети на въздухоплавателни средства на различни ведомства в съответните области и зони, включително преразпределение на потоците от въздухоплавателни средства по въздушните маршрути на страната, международни полети и др.
Директният контрол на въздушното движение започва от момента на стартиране на двигателите на самолета (рулиране, теглене) и продължава до тяхното изключване след рулиране до паркинга. Директният контрол на въздушното движение включва:
1) информация от екипажите на въздухоплавателни средства за метеорологичните условия и въздушната обстановка в зоната на полета, за състоянието на летищата, работата на комуникациите и радиотехническата поддръжка за полети и кацания, предаването на други данни, необходими за безопасното изпълнение на полета. ;
2) предотвратяване на опасни подходи и сблъсъци на въздухоплавателни средства по време на полет и с препятствия на летището чрез тяхното разделяне (разпръскване) в движение на безопасни интервали, установени от правилата за КВД;
3) предприемане на своевременни мерки за оказване на помощ на екипажа на търпящо бедствие въздухоплавателно средство или срещащо специални случаи по време на полет, които застрашават тяхната безопасност;
4) уведомяване на органите, извършващи операции по търсене и спасяване и аварийно-спасителни операции за въздухоплавателни средства, търпящи бедствие или бедстващи. Прякото управление на въздушното движение, в зависимост от техническото оборудване, се осъществява: при наличие на непрекъснат радиолокационен контрол на полетите, при спазване на принципа „Виждам, чувам, контролирам“, а при липса на такъв контрол, в спазване на принципа „Чувам, контролирам“.
Полети без радиокомуникации не са разрешени. Задължително е въздухоплавателното средство да поддържа постоянна радио връзка с органите за управление на въздушното движение. Ако комуникацията е нарушена, командирът на самолета и органът за управление на въздушното движение са длъжни да предприемат незабавни мерки за нейното възстановяване. Ако е невъзможно да се възстанови комуникацията, те трябва да действат в съответствие с правилата, установени за такива случаи, спазването на които гарантира предотвратяването на сблъсък на това въздухоплавателно средство с друго въздухоплавателно средство и неговото кацане на основното или резервното летище.
Прякото управление на въздушното движение на всички въздухоплавателни средства в определен район или зона се осъществява само от един орган за управление на въздушното движение. Прехвърлянето на пряко управление на въздушното движение от един орган за управление на въздушното движение към друг се извършва в установени граници, определени по правило в границите на съответните им райони и зони.
Осигуряването на ред и безопасност във въздушното движение се постига чрез предаване на командирите на ВС на контролни разрешения и инструкции относно курса, височината (нивото на полета) и скоростта на полета. Те са задължителни. В случай на явна заплаха за безопасността на полета, както и с цел спасяване на живота на хората на борда на въздухоплавателното средство, неговият командир може да вземе решения относно продължаването на полета, като се отклонява от инструкциите и разрешенията на диспечера.
Той е длъжен незабавно да докладва предприетите действия на органа за управление на въздушното движение, под чието пряко управление се намира ВС. ATC като форма за поддържане на полети на въздухоплавателни средства, в своите подходи за решаване на възложените му задачи, се различава значително от обслужването на въздушното движение (ATS), препоръчано за тези цели от Международната организация за гражданска авиация (ICAO). ATS се извършва под формата на полетна информация, или консултативна, или диспечерска услуга, всяка от които може да бъде независим вид услуга. КВД, извършвано в нашата страна, е общ вид обслужване на въздушното движение за всички въздухоплавателни средства. Осигурява се от различни контроли в цялото въздушно пространство.
В същото време в процеса на управление се решават всички задачи, които са определени за управление на въздушното движение. КВД на чуждестранни въздухоплавателни средства във въздушното пространство на страната по въздушни маршрути и в райони на летища, предназначени за международни полети, обикновено се извършва по същите правила като КВД на национални въздухоплавателни средства. Някои характеристики, свързани по-специално с вземането на решения за излитане, кацане и т.н., отразяват желанието да се осигури възможно най-голяма еднаквост на действащите правила за КВД за чуждестранни въздухоплавателни средства със стандартите и процедурите, препоръчани от ICAO.
Правилата за КВД за чужди въздухоплавателни средства във въздушното пространство на страната са публикувани в Сборник аеронавигационна информация. В зоните на въздушното пространство над открито море, в които страната ни осигурява обслужване на въздушното движение въз основа на международни договори, КВД се осъществява с някои особености. КВД на руските самолети се извършва в същия обем, както при полети във въздушното пространство на страната. КВД на чужди въздухоплавателни средства се извършва по начина, препоръчан от ICAO. По международните въздушни маршрути им се осигурява полетна информация и диспечерско обслужване, както и аварийни сигнали в останалата част от въздушното пространство - полетна информация и аварийни сигнали. КВД във въздушното пространство на страната за вътрешни въздухоплавателни средства се извършва на руски език, а за чуждестранни въздухоплавателни средства - на английски или руски език, ако има подходящо споразумение за това с държавата на регистрация на въздухоплавателното средство.
Предназначение и основни задачи на системата за УВД. Структурата на въздушното пространство и редът за неговото използване. Правила за безопасност на полетите. Правила за контрол на въздушното движение. Пълен цикъл на управление на движението на самолета. Връзката между системите за навигация и управление на въздушното движение при осигуряване на безопасността на въздушното движение. Концепцията за капацитета на зоната на летището и маршрутите. Процесите на управление на въздушното движение и неговата автоматизация. Класификация на процесите за управление на въздушното движение. Обобщена технология за планиране на диспечери. Обобщена технология на работа на ръководителя на полети. Основни изисквания на ICAO за автоматизация на процесите на КВД.
ATC системите са сложни йерархични автоматизирани системи.
Основни характеристики на сложните системи. ATC системите са йерархични системи. Постановка на проблема за оптимизиране на процесите в системата за управление на въздушното движение.
Индикатори за качеството на функциониране на системата за КВД. Моделиране на основни процеси за управление на въздушното движение. Елементи от теорията на алгоритмите. Мястото и ролята на диспечера в автоматизираната система за управление на въздушното движение. Основни характеристики на ергатичните системи. Методи за оценка на качеството на функциониране на ергатични системи. Необходимостта и етапите на автоматизация на процесите за управление на въздушното движение.
Въздушното пространство на Руската федерация. Класификация на полета
Нека разгледаме най-важните основни понятия и определения за изучаване на обсъжданите тук въпроси.
Въздушното пространство на Руската федерацияе пространство в сухопътните и морските граници на Русия, простиращо се от повърхността на земята до височини, които позволяват на самолетите да бъдат и да се движат под въздействието на аеростатични и аеродинамични сили.
Структура на въздушното пространствосе определя от състава на свързаните помежду си пространствени елементи, ограничени във височина, дължина и ширина.
Въздушното пространство на Руската федерация включва следните пространствени елементи:
Зони и региони на Единната система за управление на въздушното движение (EU ATM);
Гранично въздушно пространство;
Зони на летища и въздушни възли (летище и въздушно летище);
Въздушни маршрути (AH) и местни въздушни линии (ALL);
Насочени въздушни маршрути (SVT);
Полетни маршрути на самолети (AFR);
Въздушни коридори за преминаване на държавната граница;
Коридори за влизане и излизане от въздушни пътища;
Специални зони за полети на самолети (за отработване на техники за пилотиране, провеждане на състезания и демонстрации, тестови и други полети);
Зони с ограничен достъп;
Зони на сметища, взривни и други работи.
Границите на елементите на въздушното пространство са посочени в аеронавигационни документи и се установяват чрез географски координати и височини. Въздушното пространство е условно разделено на „долно“ и „горно“. Границата на горния и долния ВП е височината 8100 м, която принадлежи на горния ВП.
Въздушна ситуация(VO) - едновременна относителна позиция на въздухоплавателни средства и други материални обекти в определена зона на въздушното пространство.
Въздушен трафик(VD) - движението на въздухоплавателното средство в полет и движението на въздухоплавателното средство в зоната за маневриране на летищата.
Въздушно пространство с въздушен трафик- всеки елемент от въздушното пространство, който има определени размери и буквено обозначение, в рамките на който могат да се извършват специфични видове полети, за които се определят правилата за полети и бордовото обслужване.
Използване на въздушното пространство(IVP) - дейности, по време на които се извършва движението на различни материални обекти (самолети, ракети и други обекти) във въздушното пространство, както и изграждането на високи конструкции; електромагнитно или друг вид излъчване; изпускане на вещества в атмосферата, които влошават видимостта; извършване на взривни операции или други дейности, които създават опасност за полетите на въздухоплавателни средства.
Организация на използването на въздушното пространство- набор от мерки, извършвани от авиационните власти и насочени към осигуряване на безопасността на ползвателите на въздушното пространство, изпълняващи полетни мисии, като се вземат предвид ефективността и редовността на въздушното движение.
Организацията на IVP включва:
Създаване структурата на ВП;
Планиране и координиране на ГТО в съответствие с приоритетите на правителството;
Осигуряване на процедурата по издаване на разрешения за временно пребиваване;
Организация на въздушното движение.
Потребители на въздушното пространство- граждански и юридически лица, на които е предоставено по предписания начин правото да извършват дейности по TRP.
Безопасност на въздушното пространство- изчерпателно описание на установения ред за използване на въздушното пространство, което определя способността му да осигури изпълнението на всички видове дейности във въздушното пространство без заплаха за живота и здравето на хората, материални щети за държавата, гражданите и юридическите лица.
Обслужване на въздушното движение(ATS) - набор от дейности, включително полетно-информационно обслужване, консултантско обслужване, диспечерско обслужване (регионално, летище), както и аварийно предупреждение.
Услуги за контрол на въздушното движение- поддръжка (контрол) за предотвратяване на сблъсъци между въздухоплавателни средства и други материални обекти във въздуха, сблъсъци с препятствия, включително в зоната за маневриране на летищата, както и регулиране на въздушното движение и осигуряване на неговата ефективност.
Аеронавигационно обслужване за полети на самолетивключва предоставяне на аеронавигационна информация на ползвателите на въздушното пространство, средства и възможности за комуникационни, навигационни и системи за наблюдение за контрол на въздушното движение, метеорологична информация, както и системи за търсене и спасяване на екипажи и пътници на въздухоплавателни средства.
Аеронавигационна информация- информация (аеронавигационни данни) за характеристиките и фактическото състояние на летищата, въздушните възли, елементите на структурата на въздушното пространство и радиооборудването за въздушни трасета, необходими за организацията и изпълнението на полетите.
Метеорологична информациясъдържащи се в метеорологичните доклади, анализи или прогнози за метеорологичните условия, както и във всякакви други съобщения, свързани с действителни или очаквани метеорологични условия.
Единна автоматизирана радарна система(EARLS) - набор от технически съвместимо радарно оборудване, автоматизация на контрола и комуникационни системи на различни отдели, раздалечени и комбинирани в една система с цел получаване, събиране, обработка и автоматизирано предаване на данни за въздушната обстановка на потребителите в реално време.
Главен координационен център за търсене и спасяване- оперативният орган на Единната система за аерокосмическо търсене и спасяване на екипажи, търпящи бедствие или извършили аварийно кацане.
Движението на пилотирани самолети във въздушното пространство се извършва в съответствие с Федералните правила за полети на авиацията, които, подобно на правилата за движение на превозни средства по суша или вода, имат една и съща цел: да осигурят безопасността на движението. Един от начините за осигуряване на безопасността на полетите и въздушното движение е сепарирането на самолетите във въздушното пространство.
Разделяне на самолети във въздушното пространство- метод за вертикално, надлъжно и странично разпръскване на ВС във въздушното пространство, осигуряващ безопасността на въздушното движение.
Ниво на полет- установена височина на полета с постоянно атмосферно налягане спрямо повърхност с налягане 760 mm Hg. Изкуство. и отделени от другите височини на полета с установените интервали.
Вертикалното сепариране на въздухоплавателните средства във въздушното пространство се извършва по полукръгла система с ъгли на курса на полета, измерени от северната посока на истинския меридиан по посока на часовниковата стрелка в рамките на ъгли от 0° до 179° - полети в източно направление на установени нива на полета и от 180° до 359° - полети в западна посока при други (различни от източните) установени нива на полета. Разстоянията между съседни насрещни влакове са:
300 м от кота 900 м до 8100 м;
500 m от ниво на полета 8100 m до 12100 m;
1000 м от кота 12100 м и повече.
Фигура 1.1 показва установените нива на полета на самолета за курсови ъгли в източна и западна посока.
Посоченото вертикално сепариране не гарантира предотвратяването на сблъсъци между самолети, летящи в една и съща посока (изток или запад) на едни и същи нива на полет с различни ъгли на курса, както и когато самолети пресичат насрещни и преминаващи нива на полет по време на снижаване или изкачване. Ето защо предотвратяването на сблъсъци на самолети във въздуха, както и всякакви други конфликтни ситуации за тях, е една от основните задачи на органите за контрол на въздушното движение.
Фигура 1.1 - Установени нива на полет на самолета
за ъгли на посоката на източна и западна посока
Важни понятия, въведени от Федералните авиационни правила за полети във въздушното пространство на Руската федерация, са понятията за абсолютна, относителна и истинска височина на полета на въздухоплавателното средство (Фигура 1.2).
Фигура 1.2 - Височина на полета на самолета:
H abs - височина спрямо морското равнище; Н изток - вертикална височина от слънцето до точка на земната повърхност; H rel - височина спрямо някаква повърхност, например спрямо пистата (пистата) на летище.
Трансферен ешелон- установено ниво на полета на въздухоплавателното средство за преобразуване на скалата на налягането на бордовия барометричен алтиметър от стандартно налягане (760 mm Hg) в налягане в района на летището (P ae).
Преходното ниво на полета е нивото на полета, най-близко до минималната допустима височина на полета на самолета в района на конкретно летище, което гарантира срещу сблъсък със земята или препятствие с височина h върху нея. В този случай минималната допустима височина на полета на въздухоплавателното средство (H min.допълнително), изразена в метри, се определя във формата:
H min.add = (760 - P ae) 11 + h pr + N без,
където (760 - P ae) 11 е височината (в метри) на летището спрямо повърхността със стандартно налягане; h pr - височина (в метри) на препятствие, стоящо на височината на летището; H без - височина на безопасен полет на самолета (в метри) над препятствието.
По време на полета винаги трябва да се изпълнява условието H източник ≥H min.additional.
Спазването на установените стандарти за странично и надлъжно сепариране на ВС във въздушното пространство се постига чрез наблюдение на спазването от екипажите на ВС на установените линейни разстояния между ВС или времеви интервали по време на надлъжно сепариране.
Управляващите документи предвиждат следните режими на използване на въздушното пространство на Руската федерация.
Специален IVP режим- специален ред за използване на противовъздушната отбрана (отделните й елементи), установен с директивите на Генералния щаб на въоръжените сили на Руската федерация.
Временен режим на IVP- временен ред за използване на елементите на въздушното пространство, установен за срок до 3 дни за извършване на дейности, изискващи специална организация на използването на въздушното пространство. Този режим се въвежда от Гражданското командване на ВВС (неговият апарат: Централният команден център на ВВС и ПВО, ЕК ATM GC).
Локален IVP режим- временна процедура за използване на елементите на въздушното пространство, включително по надземни и международни въздушни линии в долното въздушно пространство на зоната (региона) за УВД на ЕС, въведена за период до три дни за извършване на дейности, изискващи специална организация на въздушното пространство . Този режим се въвежда от командването на авиационното сдружение (съединение) на зоната (окръга) за УВД на ЕС.
Краткосрочно ограничение(КО) - временна процедура за използване на елементи от въздушното пространство за период до три часа за извършване на дейности, изискващи специална организация на въздушното пространство. Този режим се въвежда от извънпистовия (военен) сектор на зоналния (областен) ЕС УВД център.
Федералните авиационни правила за полети във въздушното пространство на Руската федерация класифицират цялото разнообразие от полети на въздухоплавателни средства, както следва:
1. Според височината на полета:
Полети на изключително ниски височини над терен или водна повърхност в диапазона до 200 m (включително);
Полети на малка надморска височина над терен или водна повърхност в диапазона над 200 m и до 1000 m (включително);
Полети на средни височини в диапазона над 1000 m и до 4000 m (включително) от морското равнище;
Полети на големи височини в диапазона над 4000 m и до 12 000 m (включително) от морското равнище;
Полети в стратосферата и над 12 000 м от морското равнище.
2. Съгласно правилата за полети:
Съгласно правилата за визуални полети (VFR), когато местоположението на въздухоплавателното средство се определя от наземните референции, а положението на въздухоплавателното средство в пространството - от естествения хоризонт (международните полети се извършват съгласно VFR);
Съгласно правилата за полети по прибори (IFR), когато местоположението на въздухоплавателното средство и неговото пространствено положение се определят от летателни и навигационни инструменти.
3. На мястото на летателни операции:
Летище;
Маршрут;
Маршрут;
Маршрути и маршрути.
4. Според методите на пилотиране и навигация на ВС:
Ръчни полети;
Полети с директорско (полуавтоматично) управление;
Полети с автоматично (с помощта на бордови самоходни оръдия) управление.
5. Според метеорологичните условия:
Полети при нормални метеорологични условия (IMC);
Полети при неблагоприятни метеорологични условия (CMC);
В условия на намаляващи минимални метеорологични условия (МСМ).
6. По време на деня:
през деня;
Смесени.
7. Според физико-географските условия:
По равнинни и хълмисти терени;
Над пустинен терен;
Над планински терен;
Над водната повърхност;
В полярните райони.
8. По броя на прелетените области:
Регионален;
Зонална;
Междузонална.
Всеки полет на въздухоплавателно средство може да съответства на една или повече точки от разглежданата класификация на полета. Всяка от тези класификационни точки изисква подходящи нива на подготовка на екипажите на въздухоплавателни средства, летателно-тактически и тактико-технически характеристики на въздухоплавателните средства и тяхното летателно, навигационно и комуникационно оборудване и ниво на аеронавигационна поддръжка за района на полета.
Цялата територия на Руската федерация и нейното въздушно пространство са разделени на зони, в границите на които контролът на въздушното движение се извършва от зонови органи на системата за контрол на въздушното движение.
EU ATM зона (регион)- въздушно пространство с установени размери, в рамките на което съответните оперативни органи на ЕС за УВД на Руската федерация изпълняват своите функции.
Системите за зонално КВД са част от Единната система за управление на въздушното движение на Руската федерация. Органът за контрол на въздушното движение в зоната е зоналния център (EC EC ATM). Границите на зоните на системата за управление на въздушното движение съвпадат с границите на военните окръзи, командването на които включва командири на авиацията, отговорни за организирането на полети и въздушно движение във въздушното пространство на съответните зони.
Списъкът и имената на зоните и контролните центрове са дадени в ръководните документи за ATC [……….].
Територията и въздушното пространство на зоните за УВД на ЕС са разделени на зони за КВД, в които дейностите по управление на полетите и въздушното движение се извършват от орган за оперативен контрол - областен контролен център (RC) на УВД на ЕС.
Границите на зоните за УВД на ЕС и техният брой в рамките на зоните се определят въз основа на познаването на интензивността на въздушното движение, структурата на въздушните маршрути, броя на летищата и характеристиките на ефективността (TTX) на наблюдението, навигацията и комуникацията оборудване. Въз основа на това в някои зони, в допълнение към основните, може да има и спомагателни зонови центрове (AZC) за контрол на УВД на ЕС. Зоналните центрове за управление на въздушното движение са разположени в областните градове на Руската федерация, а районните центрове за управление на въздуха са разположени в големите летища. Границите на зоната на системата за КВД също се определят въз основа на познаването на обхвата на откриване и проследяване на въздухоплавателни средства от радарно оборудване на контролния център, както и обхвата на УКВ радиотелефонна комуникация на контролния център с екипажите на самолета. Тези диапазони са 350...400 км от контролния център във всички посоки. В центровете за управление, оборудвани с автоматизирани системи за управление на въздушното движение (AS), обхватите на наблюдение и контрол на самолетите са хиляда километра или повече. Зоните и зоните за УВД на ЕС могат да включват различни елементи на въздушното пространство: летища, въздушни пътища, местни въздушни линии, маршрути на полети на въздухоплавателни средства, различни зони и други елементи (фигури 1.3, 1.4).
Фигура 1.3 - Областна диаграма на ATC
В допълнение към зоните и областите, обсъдени по-горе, има забраненИ опаснозони. Въздушното пространство на тези зони може да се използва само със специално разрешение и през определени периоди от време.
Фигура 1.4 - ATC зона и нейните елементи:
POD - точка на задължително докладване от екипажа на въздухоплавателното средство на органа за контрол на въздушното движение на зоната на системата за управление на въздушното движение; RPU - линията, където контролът на въздухоплавателното средство се прехвърля към съседна зона на системата за контрол на въздушното движение; VT No - въздушен маршрут No; РНТ - радионавигационна точка; ae - летище; ZZ - забранена зона; MVL - местна въздушна линия.
ограничена зона- част от въздушното пространство с установени размери, в рамките на което въздушното пространство без специално разрешение е забранено.
Опасна зона- част от въздушното пространство с установени размери, в рамките на което през определени периоди от време могат да се извършват дейности, които представляват заплаха за безопасността на полетите на въздухоплавателни средства.
В момента се извършва реорганизация на структурата на въздушното пространство на Руската федерация и центровете за КВД, свързана с постепенно намаляване на броя на зоните в съществуващите зони поради консолидацията на зоните, както и с формирането на допълнителни разширени зони с центрове за РВД с функции и задачи на зонови центрове.
Нивото на развитие и техническо оборудване на руската система за управление на въздушното движение значително изостава от нивото на развитие на подобни системи в Западна Европа и САЩ.
В момента в ОНД има три регионални автоматизирани системи за управление на въздушното движение „Теркас“ (районно-летищна система), „Трек“ и „Стрела“ съответно в районите за управление на въздушното движение Москва, Симферопол и Ростов, както и десет летища и автоматизирани системи за управление на въздушното движение, две автоматични системи за управление на въздушното движение "Теркас" (в въздушния възел Киев и летище Минводски) и осем ATC "Старт" AAS
Комплексът Terkas ACS е разработен в края на 70-те години съвместно с редица чуждестранни компании, основната от които е шведската компания STANSAAB. По време на разработването на системата основно внимание беше отделено на автоматизацията на задачите за пряко управление и в много по-малка степен на автоматизацията на планирането на въздушното движение.
ACS "Теркас" разполага с централизиран резервиран компютърен комплекс, диспечерски пултове, оборудвани с две средства за показване, координатно-знакови и таблично-знакови индикатори, развити подсистеми за радарна и радиокомуникационна поддръжка. Системата осигурява управление на въздушното движение в зона от над 600 хил. кв. км. В съответствие с Федералната програма за развитие на ЕС ATS на Русия се планира да се замени AS Terkas ATC в московската зона за ATC със система, която отговаря на съвременните изисквания. През 1985 г. в регионалния център за КВД в Симферопол е създаден и пуснат в експлоатация първият домашен КВД АС „Траса“, предназначен да оборудва райони с ниска и средна интензивност на въздушното движение. Нивото на автоматизация на задачите за директен контрол на въздушното движение в тази система съответства на нивото на автоматизация на подобни задачи в системата Terkas, но задачите за планиране на контрола на въздушното движение се решават предимно ръчно.
Въпреки това, основните предимства на тази система са нейната относително ниска цена и висока експлоатационна надеждност. Регионалната автоматизирана система за КВД „Стрела“, която е оборудвана с Ростовския обединен район за КВД през 1981 г., е първата пълномащабна домашна автоматизирана система за управление, която е предназначена да осигури автоматизирано решение както на задачите на КВД, така и на задачите по планиране на контрола на въздушното движение .
Системата "Стрела" има концентриран тип изчислителен комплекс, състоящ се от четири компютъра ЕС-1060 и един компютър ЕС-1061. В същото време компютрите на изчислителния комплекс са предназначени за обработка на радарна информация (два в горещ режим) и два за обработка на планирана информация (един в горещ режим).
Тази система осигурява автоматизирано решение на задачите за планиране на временни производствени дейности в обем, съответстващ на първото ниво на автоматизация на процесите на временно оперативно управление, т.е. изпълнява главно информационни задачи за събиране, сортиране, обобщаване, систематизиране и разпределяне на планираните информация. От изчислителните и логическите задачи основната е задачата за автоматично откриване на потенциални конфликтни ситуации въз основа на планирана информация.
Пробната експлоатация на ATC RAS показа недостатъчна надеждност на комплекса по време на обмен машина-машина между изчислителните връзки на системата. В допълнение, ниското ниво на надеждност на елементната база и остарелият интерфейс човек-машина наложиха значителни ограничения върху възможностите за повишаване на нивото на автоматизация на процесите в тази система. Анализът на съществуващите системи и основните насоки на тяхното развитие показват, че в момента най-обещаващата посока е създаването на модулни системи. Техническата основа на съвременните системи за управление на въздушното движение трябва да бъдат компютърни системи с разпределена структура, високонадеждни микрокомпютри и персонални компютри, интегрирани в локални компютърни мрежи.
Програмата за автоматизация на ATC във Франция се нарича Cautza. Характеристика на автоматизираната система за управление на въздушното движение, внедрена по програмата Cautza, е, че плановете за всички полети, извършвани над територията на Франция, два дни преди началото им, се изпращат в един център за планиране, където се извършва интегрирана обработка на планираната информация и разпространението му чрез канали за предаване на данни в пет центъра за контрол на въздушното движение, разположени в Брест, Бордо, Париж, Марсилия, Реймс, както и властите за противовъздушна отбрана.
Един от основните недостатъци на системата Cautza е трудността да се увеличи нейната производителност и инструментален капацитет поради използването на централизиран изчислителен комплекс. Системата EUROCAT-2000 има напълно разпределена изчислителна структура: изградена е на базата на специализирани микрокомпютри и персонални компютри, обединени от софтуер и хардуер на локална мрежа (LAN) Ethernet (NFS-TCRL).
Контролът на въздушното движение във въздушното пространство на Обединеното кралство и заобикалящата океанска зона се извършва от три центъра за контрол на въздушното движение.
Лондонският автоматизиран център за управление на въздушното движение (LATCC) и неговия сателитен център за контрол на въздушното движение в Манчестър.
Шотландски и океански автоматизиран център за управление на въздушното движение (ScOATCC) в Престуик.
ATC центровете си взаимодействат, за да поддържат полети с органите за контрол на въздушното движение в Норвегия, Дания, Ирландия, Холандия, Белгия, Франция, както и Исландия, САЩ и Канада.
Организационно центърът за РВД е двупосочен и включва гражданския сектор, който управлява гражданската авиация, и военния сектор, който осигурява контрола на полетите на военната авиация. Отличителна черта на системата за автоматизация на военния сектор е наличието на специализиран изчислителен модул за обработка на плановете на полетите на военната авиация. Този модул, който е тримашинен изчислителен комплекс, базиран на миникомпютъра Marconi Miriad, извършва паралелна обработка (за осигуряване на необходимото ниво на надеждност) на плановете на полетите на военната авиация, а също така изпълнява задачата за обмен на фрагменти от консолидиран ежедневен полет план с взаимодействащи системи за КВД и командни пунктове на военната авиация и органи за ПВО. Диспечерите във военния сектор, използвайки инструментите на специализиран модул, решават проблемите с наблюдението на използването на въздушното пространство, идентифицирането на нарушителите на режима на въздушното пространство и идентифицирането на неидентифицирани въздухоплавателни средства.
Комплексът за обработка на основния масив от планова информация (ООПИ) е разпределена изчислителна система, изградена на базата на миникомпютър модел 9020D, работещ в реално време. Системата осигурява обмен на планирана информация с FDPS на системите за КВД на летището в Чатуик и с шотландския КВД, както и с центъра за КВД в Маастрихт на системата Евроконтрол и автоматизирания център за КВД в Париж. За да замени съществуващите автоматизирани системи за управление на въздушното движение, GEC-Marconi разработва нова автоматизирана система за управление на въздушното движение S-361, предназначена да оборудва центровете за управление на въздушното движение в Англия през 90-те години и предназначена да работи в условия на постоянно нарастваща интензивност на въздушния трафик. Основната цел на системата S-361 е да повиши нивото на безопасност на полетите, капацитета на системата за управление на въздушното движение и да намали натоварването на диспечерите.
Увеличаването на капацитета на системата трябва да се постигне не чрез увеличаване на броя на секторите за управление, а чрез въвеждане на автоматични средства за предупреждение на контролерите за възможни конфликтни ситуации във въздуха, внедряване на „гъвкав“ интерфейс човек-машина, базиран на технологията WINDOWS, както и въвеждане на система за подпомагане на вземането на решения на етапа на директно управление на въздушното движение.
Едно от основните предимства на новата система е нейният модулен дизайн, благодарение на който е възможно да се оборудват както малки летища, така и магистрални летища по отношение на производителността и нивото на автоматизация на системите по отношение на специфични зони на КВД.
Системата за ATC на САЩ заема водеща роля сред чуждите държави по въпросите на автоматизацията на ATC. Това се дължи на високия технически потенциал и изискването за постоянно развитие и усъвършенстване на системата за КВД, за да отговори на нуждите на потребителите на въздушното пространство. Съединените щати се характеризират с най-високи темпове на нарастване на интензивността и плътността на въздушната дейност.
Основните органи на КВД в Съединените щати са: националният център за управление на въздушното движение, който координира използването на въздушното пространство и техническото оборудване на КВД, прогнозира въздушната обстановка в различни райони и идентифицира възможни ситуации на претоварване на обслужването на въздушното движение.
Маршрутни центрове за КВД, които извършват планиране на контрол на въздушното движение и контрол на въздушното движение във въздушното пространство извън летищата.
Командни и контролни кули на въздушен възел (летище), които осъществяват контрол на въздушното движение в районите на въздушните възли.
Станции за поддръжка на полети, предназначени да предоставят консултантски услуги за полети, изпълнявани съгласно правилата за визуални полети и правилата за полети по прибори в райони с ниска плътност.
Контролът на въздушното движение над територията на Съединените щати се осъществява от 20 автоматизирани маршрутни и повече от 400 летищни центрове за управление на въздушното движение. Американската система за контрол на въздушното движение премина през няколко етапа в своето развитие. Първото поколение автоматизирани системи за ATC беше системата NAS Stoge за маршрутни центрове и системата ARTS-1,2,3 и AN/TPX-42 за центровете за ATC на летищата (последната за военни цели)
До края на 70-те години всички маршрутни центрове за ATC са оборудвани с автоматизирани системи, системи ARTS-3 - повече от 60 центрове за ATC на летищата и системи AN/TPX-42 - около 280 летища на американските военновъздушни сили и флот и 39 гражданска авиация летища.
Понастоящем, в съответствие с Федералния план за модернизация на системата за КВД, се извършва поетапна подмяна на съоръженията и системите за КВД. Westinghouse е лидер в разработването на автоматизирани системи от ново поколение. Разработената от нея система за управление на въздушното движение AMS-2000 е въплъщение на най-новите научни постижения в областта на радарите, комуникациите и компютърните технологии. Стандартният модул AMS-2000 представлява цялостна автоматизирана система, състояща се от подсистема за обработка на радарна информация, а модулността на софтуерно-компютърния комплекс дава възможност за бързо конфигуриране на системата за всякакви зони за управление на въздушното движение.
