stringtranslate.com

Саморазделение

Самостоятельное разделение воздушного судна — это способность воздушного судна поддерживать приемлемо безопасное разделение с другими воздушными судами без выполнения инструкций или указаний от агента-рефери для этой цели, например, управления воздушным движением . В простейших формах это можно описать с помощью концепции « увидеть и избежать » [1] в случае пилотируемых человеком воздушных судов или «ощутить и избежать » [2] в случае непилотируемых человеком воздушных судов (например, беспилотных летательных аппаратов ). Однако из-за нескольких факторов, таких как погода, правила полетов по приборам и сложность воздушного движения, способность самостоятельного разделения включает в себя другие элементы и аспекты, такие как правила воздушного движения [3] , коммуникационные технологии и протоколы, управление воздушным движением и другие.

Контекст и исторический фон

Пилоты современных самолетов не могут полагаться только на визуальные способности и навыки пилотирования для поддержания приемлемо безопасного расстояния от других самолетов, поэтому значительная часть современных полетов выполняется по правилам полетов по приборам , а ответственность за расстояние лежит на управлении воздушным движением (УВД). Однако, поскольку рост воздушного движения в конце 20-го века и в начале 21-го [4] [5] [6] [7] нагружает возможности УВД , а нехватка пилотов становится постоянной проблемой, исследователи в области авиации и воздушного транспорта пытаются предложить эксплуатационные и технологические усовершенствования для того, чтобы справиться с этой нагрузкой, одним из которых является саморазделение. [8]

Самостоятельное разделение стало рассматриваться как потенциально осуществимая эксплуатационная концепция в рамках инициативы Free Flight . [9] Его ключевым технологическим средством является автоматическое зависимое наблюдение-вещание (ADS-B), в котором самолеты спонтанно передают периодические отчеты о местоположении и состоянии, включая информацию об абсолютном горизонтальном положении, которая не используется в качестве источника информации для уже существующей системы предотвращения столкновений в движении (TCAS). В отношении текущих реализаций TCAS, [10] которая предназначена только для предотвращения столкновений, саморазделение требует скачка в логике обработки, прогнозировании времени и изменениях процедур. Его осуществимость зависит от уверенности в автоматизации и ее сосуществовании с ролью человека в кабине. Были проведены некоторые исследования для оценки этой связи, [11] [12] , и результаты показывают, что концепция вполне приемлема с точки зрения пилота, не налагая необоснованной рабочей нагрузки.

Позднее был предложен согласованный, но менее радикальный и более реализуемый подход, названный Распределенным управлением воздушным движением (DAG-TM) [13] , сохраняющий значительную роль УВД, но предоставляющий больше свободы в воздушном пространстве на маршруте. [14] Кроме того, другие соответствующие аспекты в более широком контексте были изучены в проекте Mediterranean Free Flight [15] [16] (MFF), в котором одним из основных выводов было то, что саморазделение будет в целом полезным, но его следует ограничить воздушным пространством с низкой или средней плотностью . [17]

С самого начала ассоциации между саморазделением и ADS-B , она также была связана с другой технической концепцией, называемой Airborne Separation Assistance System [18] (ASAS), которая, говоря короче, выполняет основную логику саморазделения и других связанных приложений. С этой ассоциацией концепция саморазделения самолета в полном технологическом и эксплуатационном контексте более четко отличается от уже упомянутых базовых концепций see and Avoid и sense and Avoid . ASAS была предположением в проекте MFF, а также в последующих исследованиях, таких как серия от Consiglio et al., [19] [20] [21] [22], которые углубились в аспекты человеческого фактора и заложили основы для разделения стратегических и тактических процессов управления конфликтами при саморазделении.

Другие проекты внесли дополнительный вклад, например, Advanced Safe Separation Technologies and Algorithms [23] (ASSTAR), который провел анализ производительности, безопасности и затрат-выгод для приложений ASAS, включая ограниченную версию Self-separation, что привело к положительным результатам. На основании вышеупомянутых и других исследований, самосепарация на основе ASAS была выбрана в качестве одной из целей, которые должны преследоваться основными программами развития в области управления воздушным движением, такими как Single European Sky ATM Research & Development (SESAR) [24] [25] и US Next Generation Air Transportation System [26] (NextGen), даже если она ограничена определенными условиями и воздушными пространствами.

Последние события

Совсем недавно проект iFly [27] определил новую концепцию операций самоэшелонирования в воздушном пространстве с более высокой плотностью, основанную на работах, описанных выше, и оценил ее количественно с использованием передовых методов стохастического моделирования. [28] Результаты, полученные в ходе этих исследований, показывают, что самоэшелонирование может безопасно использоваться в воздушном пространстве с плотностью, в три раза превышающей плотность европейского маршрутного воздушного пространства по состоянию на 2005 год, если уровень надежности ADS-B улучшится в пять раз или если надежность TCAS улучшится во столько же раз.

Нерешенные вопросы

Некоторые из наиболее важных вопросов, которые необходимо решить для саморазделения:

Хотя эти темы были исследованы и для них предложены некоторые решения, сложность проблемы не позволила получить окончательные ответы.

Ссылки

  1. ^ "See and Avoid, Skybrary". Архивировано из оригинала 2021-11-15 . Получено 2011-06-11 .
  2. ^ "Rosenkrans, W. "Detect, Sense and Avoid". FlightTech, стр. 24-29, июль 2008 г." (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2018-05-16 . Получено 2011-06-11 .
  3. ^ Правила полетов, Приложение 2 к Конвенции о международной гражданской авиации, ИКАО.
  4. ^ "Долгосрочный прогноз движения воздушных судов до 2030 года". Евроконтроль . 17 декабря 2010 г. Получено 20 сентября 2024 г.
  5. ^ Мир гражданской авиации 2003-2006 . Циркуляр ИКАО 307 AT/129, 2005
  6. ^ "Воздушный транспорт, тенденции и прогнозы роста воздушного движения" (PDF) . ЭСКАТО ООН. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-09-24.
  7. ^ "FAA Aerospace Forecast Fiscal Years 2010-2030" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2022-04-23 . Получено 2019-10-30 .
  8. ^ "Перспективы найма пилотов авиакомпаний и информация о карьере / Летная школа ATP". atpflightschool.com . Архивировано из оригинала 2023-11-10 . Получено 2023-11-10 .
  9. ^ Заключительный отчет целевой группы RTCA 3 по внедрению свободного полета . Октябрь 1995 г.
  10. ^ "Федеральное управление гражданской авиации - Домашняя страница – TCAS". Архивировано из оригинала 2011-07-21 . Получено 2011-06-14 .
  11. ^ "NLR Free Flight with Airborne Separation". Архивировано из оригинала 2012-03-25 . Получено 2011-06-14 .
  12. ^ DR Schleicher; et al. (30 марта 2001 г.). "Free Flight Simulation Infrastructure Fiscal Year 2000 Final Report" (PDF) . Seagull Technology. Архивировано из оригинала (PDF) 27 сентября 2011 г. Получено 14 июня 2011 г.
  13. ^ NASA, Определение концепции распределенного управления воздушным и наземным движением (DAG-TM), Версия 1.0, Проект передовых технологий воздушного транспорта, Программа по пропускной способности авиационной системы, Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, NASA, 1999
  14. ^ NASA. Элемент концепции DAG-TM 5, свободное маневрирование на маршруте для обеспечения эшелонирования, предпочитаемого пользователем, и описание эксплуатационной концепции соответствия локальному TFM , этап проекта AATT 8.503.10, Офис программы NASA Airspace Systems, Вашингтон, округ Колумбия, 2004 г.
  15. ^ "Поиск". Архивировано из оригинала 2021-02-25 . Получено 2011-06-14 .
  16. ^ http://www.medff.it Архивировано 2005-04-02 на Wayback Machine
  17. ^ Barff, Andy (2006-04-04). "Mediterranean Free Flight: Key Results". Рим: Eurocontrol . Архивировано из оригинала 2016-03-03 . Получено 2011-06-14 . Примечание: Прямая загрузка!
  18. ^ "Системы обеспечения эшелонирования на борту (ASAS) - SKYbrary Aviation Safety". Архивировано из оригинала 2021-11-04 . Получено 2011-06-14 .
  19. ^ M. Consiglio, S. Hoadley, D. Wing и B. Baxley, Показатели безопасности бортового эшелонирования: предварительное базовое тестирование , Proc. 7th AIAA ATIO Conf., Белфаст, Северная Ирландия, 2007
  20. ^ M. Consiglio, S. Hoadley, D. Wing, B. Baxley и D. Allen, Влияние задержки пилота и отсутствия реакции на показатели безопасности бортового эшелонирования , Proc. 8th AIAA ATIO Conf., сентябрь 2008 г.
  21. ^ M. Consiglio, S. Hoadley и BD Allen, Оценка буферов эшелонирования для погрешности прогнозирования ветра в бортовой системе помощи при эшелонировании , Труды семинара по ОрВД США/Европа, Наппа, Калифорния, 2009 г.
  22. ^ MC Consiglio, SR Wilson, J. Sturdy, JL Murdoch, DJ Wing, Измерение задержки реакции пилота в петле моделирования человека в концепции саморазделения операций , Труды 27-го Международного конгресса по авиационным наукам ( ICAS 2010), 2010
  23. ^ "ASSTAR Home Page". Архивировано из оригинала 2011-06-24 . Получено 2011-06-14 .
  24. ^ "SESAR and Research | EUROCONTROL". Архивировано из оригинала 2011-06-12 . Получено 2011-06-14 .
  25. ^ "SESAR WP4 Projects". Архивировано из оригинала 2012-05-06 . Получено 2012-05-11 .
  26. ^ "Система воздушного транспорта следующего поколения (NextGen)". FAA. Архивировано из оригинала 2022-08-11.
  27. ^ "IFly Web-site". Архивировано из оригинала 2022-08-06 . Получено 2011-06-10 .
  28. ^ "HAP Blom, GJ Bakker, Безопасность усовершенствованной системы самоэшелонирования в воздухе при очень высоком спросе на маршрутном трафике, SESAR Innovation Days, 2011" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2012-05-11 .