Оптимизация потока в транспортной сети

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Ульяновский институт гражданской авиации имени главного маршала авиации Б.П. Бугаева»

Факультет: Летной эксплуатации и управления воздушным движением

Кафедра: Управления воздушным движением и навигации (УВДиН)

КУРСОВАЯ РАБОТА

по учебной дисциплине «Теория УВД»

Тема: «Оптимизация потока в транспортной сети»



Содержание

Введение

1. Схема решения научно-производственных задач

2. Организация маршрутов движения ВС в транспортной сети (пути)

3. Моделирование и расчетная часть

Заключение

Список литературы



Введение

Система ОрВД является сложной многокритериальной полиэргатической системой жизнеобеспечения и управления динамическими объектами, главная цель которой - эффективное использование воздушного пространства, т.е. достижение наиболее высокой пропускной способности в условиях обеспечения безопасности, экономичности и регулярности полетов.

Эффективность функционирования системы ОрВД зависит, главным образом, от работы ее отдельных элементов, которые представляют собой этапы функционирования, определяемые, в свою очередь, отдельными процессами в этой системе. Оценка эффективности данных процессов может быть проведена с помощью показателей эффективности и количественных характеристик системы, от которых напрямую зависят ее основные критерии эффективности: безопасность, экономичность и регулярность полетов.

Данные критерии противоречивы: повышение экономичности полетов путем, например, снижения расходов на авиатопливо может негативно сказаться на их безопасности. Поэтому для наиболее эффективного функционирования системы ОрВД критерии ее эффективности должны быть связаны синергетически.

Чтобы система отвечала всем требованиям, необходимо проводить постоянный мониторинг и анализировать показатели функционирования системы за последние пять лет. При их падении необходимо выявить факторы, снижающие эффективность, и обосновать их рисками, наличие которых приводит к нарушениям, учащению нештатных ситуаций и увеличению вероятности катастроф.

Для решения проблем эффективного использования воздушного пространства, обслуживания воздушного движения и создания оптимальных условий функционирования системы в условиях многокритериальности и неопределенности с целью обеспечения гарантированной безопасности полетов целесообразно применять оптимизацию процессов на всех этапах функционирования системы. Понятие оптимизации связано с поиском или созданием чего-то наилучшего в определенном смысле, наиболее полно удовлетворяющего определенным потребностям. Оптимизировать процесс функционирования системы - значит найти и установить такие условия, при которых наиболее полно проявляется то или иное свойство системы. Поскольку при оптимизации речь идет, главным образом, о поиске решения, оптимальность которого была бы обоснована количественно, т.е. расчетами, то, как критерий, так и ограничения, должны быть такими, чтобы они могли выражаться количественно. Кроме того, должны быть известны зависимости их значений от некоторого набора параметров. Главной общей чертой задач оптимизации является наличие цели изменения процесса, выражающегося в виде показателя эффективности рассматриваемого объекта. Под критерием оптимизации можно понимать некоторый показатель функционирования системы, который выбирается главным при постановке задачи поиска наилучшего решения. В общем виде задачу оптимизации можно сформулировать так: среди допустимых значений параметров процесса найти такие, при которых критерий достигает своего наибольшего (наименьшего) значения.

Для оптимизации системы ОрВД необходимо исследовать данную систему, выделяя на этапах функционирования процессы, достаточно полно отражающие определенную сторону системы. Выбор процесса, описание его состояния и изменения состояния его количественной характеристики является основой моделирования процессов в системе ОрВД, без которого невозможна оптимизация. Под моделированием мы понимаем процесс разработки и исследования моделей, т.е. идеальных или материальных объектов, которые в некоторых условиях заменят объект-оригинал. Объектом моделирования в системе ОрВД является транспортная сеть, представляющая собой совокупность воздушных трасс - участков в воздушном пространстве, предназначенных для полётов воздушных судов, обеспеченных трассовыми аэродромами и оборудованных средствами радионавигации, контроля и управления воздушным движением. При исследовании сложных систем в настоящее время широко используются главным образом три вида моделей: графы систем или иконографические модели, математические и физические модели. Иконографические модели используются для представления структуры систем и соответствующих или функциональных взаимосвязей. Однако для более полного исследования больше подходят физическая или математическая модели. Идеальные (нематериальные) модели в отличие от материальных не имеют реального воплощения. Для оценки подобия модели и процессов необходимо проанализировать схожесть изменений их характеристик при одинаковых условиях. В качестве таких условий рассматриваются внешние воздействия, управляющие сигналы, действующие на процесс и, соответственно, на модель и т.д.

В системе ОрВД применяется имитационное моделирование - частный случай математического моделирования, при котором система заменяется достаточно точно описывающей ее моделью, с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об оригинале. Но в нашей курсовой работе применение имитационного моделирования невозможно, поэтому была выбрана гомоморфная иконографическая модель транспортной сети, под которой мы понимаем ориентированный граф (модель системы объектов, связанных между собой), т.е. граф с ориентированными ребрами, в котором выделяются две вершины: S - исток (источник) и t - сток, а дугам присвоен вес, означающий пропускную способность данного участка сети. Поток представляет собой совокупность ВС, следующих по сети из S в t, причем эти ВС могут быть распределены по дугам сети различным образом.

Можно сказать, что данная модель содержит элементы, соответствующие лишь крупным частям оригинала и полное поэлементное соответствие между ними отсутствует. Это указывает на то, что наша модель, полученная путем упрощения оригинала за счет уменьшения компонент выходного сигнала или более грубой оценки его изменения во времени, - лишь идеализированный вариант транспортной сети, где не учтено множество факторов, которые могут отрицательно повлиять на ее характеристики, а также на безопасность полетов, что является наиболее важным критерием для системы ОрВД в целом.

Наша модель транспортной сети разрабатывается с целью нахождения в ней оптимального пути прохождения ВС из истока (S) в сток (t). Для этого в данной работе применяется алгоритм нахождения кратчайшего пути, заключающийся в выборе на очередном шаге вершины, до которой известно кратчайшее расстояние от S, и пересчете расстояний до вершин, смежных с рассматриваемой. Кроме того, отыскивается максимальный допустимый поток нашей сети, который будет характеризоваться интенсивностью ВД - количеством ВС, фактически поступивших в зону УВД.

Задача оптимизации потока в транспортной сети будет решена в том случае, когда поток ВС будет организован таким образом, чтобы не нарушались ограничения по пропускной способности элементов системы наряду с максимальной интенсивностью потока, распределенным по наиболее выгодным с точки зрения безопасности и экономичности маршрутам.



1. Схема решения научно-производственных задач

1. Объект исследования: организация потока воздушного движения;

2. Проблема: наличие ограничений и факторов по организации воздушных трасс;

3. Цель: поиск условий эффективной организации потока ВС;

4. Предмет исследования: условие организации потока ВС;

5. Гипотеза: предлагаемые условия создают предпосылки эффективной организации потока ВС.

Исходные данные. В основе исходных данных лежит матрица смежности:

	1	2	3	4	5	6	7	8
1		2		2		1
2				4	3			4
3	2
4					2		4	5
5		4		7		5
6			2	3
7			3		6
8	2				1
Начальный поток: л0 = 1; S = 3; t = 8

Модель транспортной сети - ориентированный граф, состоящий из 8 вершин.



2. Организация маршрутов движения ВС в транспортной сети (пути)

P₁ [St (3, 1, 8)]

P₂ [St (3, 1, 2, 8)]

P₃ [St (3, 1, 6, 4, 8)]

P₄ [St (3, 1, 4, 8)]

P₅ [St (3, 1, 6, 4, 2, 8)]

P₆ [St (3, 1, 4, 2, 8)]

P₇ [St (3, 6, 4, 8)]

P₈ [St (3, 6, 5, 8)]

P₉ [St (3, 1, 4, 5, 8)]

P₁₀ [St (3, 6, 4, 2, 8)]

P₁₁ [St (3, 6, 4, 5, 8)]

P₁₂ [St (3, 6, 5, 2, 8)]

P₁₃ [St (3, 7, 4, 8)]

P₁₄ [St (3, 7, 5, 8)]

P₁₅ [St(3, 7, 4, 2, 8)]

P₁₆ [St (3, 7, 5, 2, 8)]

P₁₇ [St (3, 7, 4, 5, 8)]



3. Моделирование и расчетная часть

Цикл 1. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁ [St (3, 1, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л< м> 0 1 - 8: л<м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:



dP₁ = м_minP1 - л₀

м_{min P1} = (2, 2) = 2

dP₁= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₁ = л₀ + dP₁

л₁= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл 2. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₂ [St (3, 1, 2, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 2: л <м > 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₂= м_minP2- л₀

м_minP2= (2, 2, 4) = 2

dP₂= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₂= л₀ + dP₂

л₂= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл3. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₃ [St (3, 1, 6, 4, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 6: л =м > ?

6 - 4: л <м > 0

4 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 4 Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₄ [St (3, 1, 4,8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 4: л <м > 0

4 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден. Шаг 3. Находим приращение d:

dP₄= м_minP4- л₀

м_minP4= (2, 2, 5) = 2

dP₄= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₃= л₀ + dP₄

л₃= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл5. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₅ [St (3, 1, 6, 4, 2, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 6: л =м > ?

6 - 4: л <м > 0

4 - 2: л <м > 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 6. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₆ [St (3, 1, 4, 2, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 4: л <м > 0

4 - 2: л <м > 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₆= м_minP6- л₀

м_minP6= (2, 2, 4, 4) = 2

dP₆= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₄= л₀ + dP₆

л₄= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл7. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₇ [St (3, 6, 4, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 6:л < м> 0

6 - 4: л <м > 0

4 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₈= м_minP8- л₀

м_minP8= (2, 3, 5) = 2

dP₈= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₆= л₀ + dP₈

л₆= 1 + 1 = 2

Цикл завершен. Цикл 8. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₈ [St (3, 6, 5, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 6:л < м> 0

6 - 5: л <м > 0

5 - 8: л =м > ?

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 9. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₉ [St (3, 1, 4, 5, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 1:л < м> 0

1 - 4: л <м > 0

4 - 5: л <м > 0

5 - 8: л =м > ?

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 10. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₀ [St (3, 6, 4, 2, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 6:л < м> 0

6 - 4: л <м > 0

4 - 2: л <м > 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₁₀= м_minP10- л₀



м_minP10= (2, 3, 4, 4) = 2

dP₁₀= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₇= л₀ + dP₁₀

л₇= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл 11. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₁ [St (3, 6, 4, 5, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 6:л < м> 0

6 - 4: л <м > 0

4 - 5: л <м > 0

5 - 8: л =м > ?

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 12. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₂ [St (3, 6, 5, 2, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 6:л < м> 0

6 - 5: л <м > 0

5 - 2:л < м> 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₁₂= м_minP12- л₀

м_minP12= (2, 5, 4, 4) = 2

dP₁₂= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₈= л₀ + dP₁₂

л₈= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл 13. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₃ [St (3, 7, 4, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 7:л < м> 0

7 - 4: л <м > 0

4 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₁₃= м_minP13- л₀

м_minP13= (3, 4, 5) = 3

dP₁₃= 3 - 1 = 2

Шаг 4. Находим новый поток:

л₉= л₀ + dP₁₃

л₉= 1 + 2 = 3

Цикл завершен. Цикл 14. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₄ [St (3, 7, 5, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 7:л < м> 0

7 - 5: л <м > 0

5 - 8: л =м > ?

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Цикл 15. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₅ [St (3, 7, 4, 2, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 7:л < м> 0

7 - 4: л <м > 0

4 - 2:л < м> 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₁₅= м_minP15- л₀



м_minP15= (3, 4, 4, 4) = 3

dP₁₅= 3 - 1 = 2

Шаг 4. Находим новый поток:

л₁₀= л₀ + dP₁₅

л₁₀= 1 + 2 = 3

Цикл завершен.

Цикл 16. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₆ [St (3, 7, 5, 2, 8)]:

Шаг 2.Построим орграф приращения:



Находим путь «нулевой длины»:

3 - 7:л < м> 0

7 - 5: л <м > 0

5 - 2:л < м> 0

2 - 8: л <м > 0

«Нулевой» путь найден.

Шаг 3. Находим приращение d:

dP₁₆= м_minP16- л₀

м_minP16= (3, 6, 4, 4) = 2

dP₁₆= 2 - 1 = 1

Шаг 4. Находим новый поток:

л₁₁= л₀ + dP₁₆

л₁₁= 1 + 1 = 2

Цикл завершен.

Цикл 17. Шаг 1.Рассмотрим модель транспортной сети.

Выберем маршрут движения ВС (путь) P₁₇ [St (3, 7, 4, 5, 8)]:



Шаг 2.Построим орграф приращения:

Находим путь «нулевой длины»:

3 - 7:л < м> 0

7 -4: л <м > 0

4 - 5:л < м> 0

5 - 8: л <м > ?

«Нулевой» путь не найден.

Конец работы алгоритма.

Общий потенциал транспортной сети



Найдем внутренний потенциал:

л_вх = 2 + 2 + 3 = 7 ВС

л_вн= 2 + 2 + 3 = 7 ВС

л_вых= 2 + 4 + 5 + 1 = 12 ВС

л_сети= min(л_вх,л_вн,л_вых) = min(7, 7, 12) = 7 ВС - полученный поток ВС является максимальным допустимым потоком.

транспортный сеть воздушный судно



Заключение

В результате выполнения курсовой работы нами была разработана транспортная сеть, расположенная в нижнем воздушном пространстве, размер которой составляет 100 км с севера на юг и 120 км с запада на восток. Она состоит из совокупности воздушных трасс, расположенных на одном эшелоне. Каждая воздушная трасса представляет установленную для полетов воздушных судов часть воздушного пространства, ограниченная по высоте и ширине и обеспеченная средствами навигации и ОВД.

Полученную транспортную сеть необходимо проанализировать на этапах организации, планирования и непосредственного ОВД, вместе образующих этапы функционирования системы ОрВД, каждый из которых, в свою очередь, состоит из совокупности процессов и множества решаемых с целью их выполнения задач, делящихся на ряд операций.

Организация воздушного пространства сети представляет собой процесс выбора и применения вариантов ВП с учетом потребностей сообщества ОрВД. Эффективная организация потока ВД обеспечивается проведением общесистемной оценки потоков ВД и пропускной способности, тактическим установлением и поддержанием безопасного, упорядоченного и экономичного потока ВС.

Данная транспортная сеть представлена нами в виде зоны ОВД, включающая в себя два рубежа передачи ОВД, которыми являются пункты обязательного донесения (точки входа в зону и выхода из нее). Пролетая ПОД, экипаж ВС должен доложить об этом диспетчеру в сеансе радиосвязи. Кроме того, в этой зоне расположены пункты донесения по запросу, пролет которых, как следует из их названия, экипаж докладывает только по запросу диспетчера, что, с одной стороны, позволяет снизить количество обязательных сеансов радиосвязи между экипажем и диспетчером, а с другой стороны, обеспечивает возможность дополнительного контроля за ДВО в случае необходимости. Стоит отметить, что выбранный нами участок воздушного пространства является условным, поэтому рассматриваемая ТС не отображает реальные расстояния между объектами.

Вся транспортная сеть была разделена на 17 маршрутов различной протяженности с начальным потоком одно ВС. При этом для выбора оптимального пути были введены количественные характеристики воздушного движения и потоков ВС - интенсивность и пропускная способность, которые были взяты в качестве критерия и ограничения оптимизации соответственно. Для обеспечения эффективного использования воздушного пространства фактическая и планируемая интенсивности воздушного движения были приведены в соответствие с возможностью обслуживания потока ВС органом ОВД. В результате расчетов было выяснено, что максимальный допустимый поток представлен семью ВС, входящими через ПОД1 и выходящими через ПОД2. Это позволяет сделать вывод о том, что для своевременного и качественного решения поставленных задач и выполнения соответствующих операций достаточно организовать одно рабочее место диспетчера, что позволяет избежать дополнительных экономических затрат и снизить время, затрачиваемое на сеансы внутренней связи, необходимой для обмена информацией между диспетчерами. При построении модели транспортной сети мы учитывали необходимость минимизации количества поворотных пунктов и пересечений воздушных трасс, однако полностью исключить пересечения не удалось. В сети имеется несколько точек пересечений и схождений участков ВТ, что является особенностью данной сети и обусловливает сложность ее структуры, которая, в свою очередь, влияет на основной критерий эффективности ИВП - безопасность. Данный критерий может быть раскрыт с помощью таких показателей эффективности, как пропускная способность и загруженность диспетчера, предельный уровень которой и определяет пропускную способность, в чем и заключается их взаимосвязь. Превышая предельный уровень загруженности, снижается функциональная надежность диспетчера ОВД, т.к. увеличивается время на выполнение технологических операций, уменьшается резерв времени на принятие решений, что приводит к росту числа допускаемых ошибок. В дальнейшем неправильные действия или бездействие диспетчера могут привести к конфликтным ситуациям - сокращениям минимальных безопасных интервалов, опасным сближениям вплоть до столкновений воздушных судов. И чем больше точек пересечений и схождений содержит транспортная сеть, тем больше ПКС может возникнуть и тем больше диспетчеру потребуется времени на их решение при обслуживании фактического потока ВС. Кроме того, разработанная ТС усложняется из-за невозможности применения вертикального эшелонирования с целью разведения ВС. Однако она была организована нами таким образом, чтобы обеспечить наиболее эффективное ИВП. Поэтому рациональное расположение объектов ТС позволяет назвать полученные маршруты безопасными и экономичными.

В результате установления структуры ВП осуществляется планирование ИВП, которое в общем случае представляет собой анализ воздушной обстановки, распределение и перераспределение ВП по месту, времени и высоте с обеспечением установленных норм эшелонирования, пропускной способности зоны ОВД и диспетчерских пунктов. Особенностью нашей модели транспортной сети является представление ВП сети в виде одного эшелона, следовательно, существует необходимость уделить особое внимание разработке плана полетов.

Планируется, что все ВС будут выполнять коммерческие рейсы, и полеты будут осуществляться по расписанию. С целью экономии времени и топлива, которые будут затрачены во время полета, целесообразно выделить наиболее оптимальные маршруты движения ВС, а также составить альтернативные маршруты, отвечающие требованиям безопасности и использующиеся в тех случаях, когда движение по наиболее оптимальным маршрутам невозможно.

После анализа маршрутов был сделан вывод о том, что маршрут «ПОД1 - ПДЗ1 - ПОД2» является самым коротким, и, следовательно, наиболее экономичным с точки зрения затрат времени и топлива в исследуемой транспортной сети. Но его недостатком является невозможность распределения на нем максимального допустимого потока ВС, поэтому также были рассмотрены маршруты, обеспечивающие это распределение («ПОД1 - ПДЗ1 - ПДЗ4 - ПОД2», «ПОД1 - ПДЗ2 - ПДЗ4 - ПДЗ6 - ПОД2»,«ПОД1 - ПДЗ3 - ПДЗ5 - ПОД2» и т.д.). При анализе маршрутов и поиске наиболее оптимальных следует обратить внимание на то, что на участках «ПДЗ4 - ПДЗ5» и «ПДЗ5 - ПДЗ6» в дневное время суток поток может быть увеличен до семи и четырех ВС, а в ночное время - лишь до двух и трех ВС соответственно, что определяется изменением пропускной способности участков в зависимости от времени суток.

С учетом размеров данной части воздушного пространства и движения ВС по трассам в нижнем воздушном пространстве можно сделать вывод о том, что их средняя скорость будет достигать 600 км/ч. Минимальный безопасный интервал, в этом случае, равен 10 км или одной минуте. Исходя из этого, можно составить примерный план полетов для семи ВС какого-либо одного типа с целью продемонстрировать решение потенциальных конфликтных ситуаций при проходе фактического потока ВС по выбранным в качестве оптимальных маршрутам еще на этапе планирования. Выглядит он следующим образом:

№ВС	Время прохождения (чч:мм)
	ПОД1	ПДЗ1	ПДЗ2	ПДЗ3	ПДЗ4	ПДЗ5	ПДЗ6	ПОД2
1	00:00		00:02		00:05		00:09	00:13
2	00:04	00:06						00:08
3	00:09	00:11					00:13	00:17
4	00:13	00:15			00:17			00:22
5	00:17			00:20		00:26		00:27
6	00:22		00:24		00:27		00:29	00:32
7	00:26			00:29	00:33			00:38

Согласно данному плану, обеспечиваются временные интервалы между ВС минимум в четыре минуты в местах схождения ВТ, наряду с этим для обеспечения безопасности не используются маршруты, имеющие пересечения ВТ в точках «МП1» и «МП2». Необходимое для прохода зоны максимальным допустимым потоком ВС время равняется 38 минутам. Но стоит отметить, что разработанный план необходимо корректировать в случае задержки вылета хотя бы одного ВС с аэродрома отправления более, чем на 5 минут, изменения метеорологической обстановки или режима полета ВС, возникновения нештатных ситуаций на борту ВС и т.п.

Несмотря на все принимаемые на этапах организации и планирования меры обеспечение эффективного ИВП невозможно без вмешательства обслуживающего воздушное движение диспетчера, который, опираясь на свой интеллектуальный потенциал и опыт, основанный на знаниях, умениях, навыках, может принимать решения в условиях значительной неопределенности, что определяет его центральное место в системе ОрВД. Согласно принципу единоначалия, каждый диспетчер отвечает за свою зону, то есть он не имеет права руководить в любой другой зоне так же, как и никто не имеет права руководить в зоне его ответственности. Непосредственная деятельность диспетчера начинается с тактического обслуживания воздушного движения, когда он получает заявки на обслуживание ВС в виде статических сигналов по каналам связи от диспетчера смежной зоны. Данные заявки содержат информацию о ВС, времени и о месте его входа в зону, находящуюся под контролем рассматриваемого диспетчерского пункта. Задача оператора по ОВД на данном этапе состоит в адекватном восприятии полученной информации, анализе действительной динамической воздушной обстановки и экстраполировании дальнейшего развития событий с учетом входа в зону ответственности заявленных ВС. Зная пункты назначения, в которые будут следовать воздушные суда, специалисту по ОВД следует выбрать наиболее оптимальные маршруты, которые являются максимально эффективными в каждом конкретном случае, а также отобрать несколько альтернативных путей для непредвиденных ситуаций, связанных с различными факторами. В случае закрытия аэропорта назначения ВС нужно будет перенаправить на запасной аэродром. Рассматриваемая транспортная сеть имеет пересечения по маршрутам, поэтому при возникновении особых условий в полете следует распределять ВС по выбранным альтернативным маршрутам.

Рассмотрим особенности деятельности диспетчера:

· Опосредованный характер управления;

· Дистанционный характер управления;

· Полиэргатичность и монофункциональность деятельности;

· Работа в условиях лимита времени;

· Работа в условиях неопределенности и многокритериальности и др.;

· Управление сложным объектом;

· Возможность отказа техники;

· Работа на фоне помех, порождаемых внешней средой и средой, в которой принимаются решения;

· Аритмичность работы.

В процессе данной деятельности диспетчеру необходимо использовать все свои знания, умения, навыки и интуицию для того, чтобы в случае осложнения ситуации в подконтрольном ему воздушном пространстве у него была возможность отреагировать своевременно и правильно на внезапные трудности, которые могут возникнуть в процессе оперативного ОВД, который начинается непосредственно с момента входа ВС в ВП, ответственность за которое возложена на диспетчера рассматриваемого ДП и после выхода на связь с ним командира воздушного судна, и привести к потенциально конфликтным ситуациям или сближением ВС. На данном этапе ОВД деятельность диспетчера заключается в принятии быстрых, но в то же время безошибочных решений в соответствии с действующими регламентами в сложившейся динамической воздушной обстановке, которая может быть осложнена неблагоприятными метеорологическими условиями (например, возникновение грозового очага на маршруте), отказами РТС или оборудования на ВС, потерей связи (односторонней, двусторонней). После принятия решения диспетчеру необходимо реализовать его с помощью речевых операций посредствам радиопереговорных устройств и с использованием фразеологии радиообмена командиру воздушного судна, который в свою очередь осуществляет управление ВС. Самым важным для диспетчера является контроль принятого и реализованного решения с помощью экранов РЛС и, в случае необходимости, РПУ, так как КВС должен подтвердить информацию, принятую от оператора по ОВД. Только при выполнении всех вышеперечисленных действий самый главный критерий эффективности - безопасность ВД - будет соблюден. Следует отметить, что огромную роль в оперативном ОВД играют автоматизированные системы УВД, которые значительно облегчают деятельность диспетчера, увеличивая время на анализ воздушной обстановки, обеспечивая постоянный контроль работы системы и автоматически предупреждая о любых отклонениях. При использовании систем такого типа также происходит сокращение числа передач управления, что значительно снижает загруженность специалиста по ОВД. В настоящее время часто используются кооперативные системы поддержки принятия решений, которые позволяют ЛПР изменять, дополнять, улучшать решения, предлагаемые системой, проверять эти изменения и в улучшенном виде вновь предлагать оператору по ОВД. Данный процесс продолжается до получения и принятия согласованного решения, в котором отсутствует ошибка, либо ее величина минимизирована. В результате эффективность обслуживания и использования воздушного движения повышается, что является неоспоримо положительной тенденцией.



Список литературы

1. Основы теории управления воздушным движением: учеб. пособие / сост. В.А. Карнаухов. - Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2010. - 78 с.

2. Теория графов и сетей при моделировании процессов УВД : учеб. пособие / сост. В.А. Карнаухов. - Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2009. - 63 с.

3. Введение в прикладную теорию управления воздушным движением: учебник для вузов гражданской авиации / автор Г.А. Крыжановский. - М.: Машиностроение, 1984

4. Роль личности в деятельности по обслуживанию воздушного движения: учеб. пособие / сост. В.А. Карнаухов. - Ульяновск: УВАУ ГА(И), 2012. - 69 с.

Размещено на Allbest.ru