Автореферат (Система управления приоритетным обслуживанием воздушных судов при заходе на посадку и пассажиров в аэропорту после прилета), страница 5

В обеих случаяхвероятность отказа в приоритетном обслуживании как в воздухе, так и на земледолжна быть сведена к минимуму.В данной работе предложена новая методика расчета приоритетнойсистемы массового обслуживания (СМО), которая позволяет определитьполную группу вероятностных состояний многоканальной СМО с ожиданием вочереди.Нижерассмотреназадачабесприоритетногоиприоритетногообслуживания пассажиров в аэропорту, как это показано на рис.12, приследующей постановке.36Рис.12.

Схема многоканальной системы обслуживания пассажиров в аэропортуДано:1. Под одной заявкой понимается группа пассажиров, прилетевшая наодном самолете.2. Случайный поток прилетающих самолетов, как и их обслуживание ваэропорту, подчиняется закону Пуассона. Интенсивность прилетааварийных самолетов равна 1 , а обычных самолетов - 2 , приусловии, что 2  13. Важные заявки поступают вне очереди в первый освободившийсяканал4. В системе (либо в канале, либо в очереди) одновременно может бытьтолько одна приоритетная заявка после аварийного прилета5. Длина очереди l принята равной числу каналов n, что соответствуетплощади общего зала ожидания пассажиров, пропорциональнойчислу каналов обслуживания.6.

Пусть вместо привычных вероятностей P0 , Pi, (i =1,…,n); Pn+w(w=1,…,S)имеются следующие вероятности:P0 – вероятность того, что в системе нет никаких заявок, т.е. она свободна.37Zi – вероятность того, что i - каналов занято обслуживанием обычных заявок,приоритетных заявок нет, а заявки в очереди отсутствуют (i=1,…,n).ζi – вероятность того, что в одном из каналов обслуживается приоритетнаязаявка, в остальных (i-1) канала – обычные заявки, а заявки в очередиотсутствуют (i=1,…,n).Zn+l – вероятность того, что в каналах и очереди - только обычные заявки.ζn+l - вероятность того, что в системе либо в канале, либо короткое время – вочереди длинойlимеется одна приоритетная заявка (l=1,…,n).Требуется:1.

Рассчитать вероятностные состояния приоритетной СМО.2. Сравнить полученный результат с известным бесприоритетнымобслуживаниемивыбратьчислоканаловn,обеспечивающеетребуемую вероятность отказа в обслуживании.Используя общеизвестную методику расчета, можно получить новые формулыпереходных вероятностей при n  2 , n  4 и. т. д, что позволяет при   мсоставить следующую группу общих формулрасчетаприоритетнойСМО,еслидля n  2 , необходимую длявоспользоватьсявспомогательнымиобозначениями А, Б, М.p1 n(1  n  n )Б  n 12 p2( n  1) !n 1( p1  p2 )БА p1 P0n!Б  p1n 1( p1  p2 )М p1 P0n!z2n(1  l  l )( М  А)Z nl l(l  1) !  m 1 ( n  1  n  m )p1ll2 n [(l  1 ) А  (l  1) М ] n nl l m 1 ( n  1  m  n )n 1l 1n(40)38При l = n можно вычислить интересующие нас вероятности отказа вобслуживании обычных заявокзнаяиприоритетных заявок.

Так например,, при 1  0,1 , 2  0,7 , можно определить окончательно значениявероятностей и установить выигрыш в отказе обслуживания важных и обычныхзаявок. Можно убедиться, что вероятность отказа в обслуживании пассажиров саварийного самолета более чем в 5 раз ниже при приоритетном обслуживании,чем бесприоритетном. Значит, этим достигается максимальная безопасностьобслуживания пассажиров после их прилета.Также расчеты показывают, что при заданной вероятности отказа можноназначать требуемое число каналов. Например, если рассмотреть случаймногоканального обслуживания пассажиров в аэропорту, то при требуемойвероятности Pnn  104 получается, что пассажиры после аварийного прилетабудут быстро обслужены (как только освободится один из каналов) при n  5 .Кроме того, в этой главе сформулирована и решена задача выбораоптимальногочислаканаловпокритериюминимальнойстоимостиобслуживания, учитывая при этом особый штраф за возможный отказ вобслуживании пассажиров, прилетевших на аварийном самолете.Заключительная девятая глава содержит описание результатов моделированиясистемы на ЭВМ.

Дается описание программ, реализующих сформированныеалгоритмы в среде Matlab и C++. В частности, при проверке алгоритманазначения приоритетов с помощью моделирования было рассмотренонескольких случаев.В первом случае пусть у самолетов будут разными только курсы.Сравним действия 19 и 20самолетов. Тогда согласно рис.13.20-тый самолет при  160, Z  300,  238 должен заходить на 246 курс, а 19-тый самолет прикоординатах   160, Z  260,  250 должен заходить на тот же курс, но если  260 , он должен заходить на другой 238 курс потому, что минимальныйштраф самолета 20, а значит максимальный приоритет будет принадлежатьВПП-3, а самолета 19 – ВПП-4.39Рис .13 Заход на посадку для 19-того и 20-того самолета по приоритетуЗначит, часть формулы (31), учитывающая с помощью y3    траразличные курсы – верная.

Нужно подчеркнуть, что проверенные частиформулы (31) в круглых скобках учитывают экономичность полета самолетовпри входе в эшелон.Перейдем теперь к проверке второй части формулы, стоящей вквадратных скобках и учитывающей безопасность полета. Этот показательxопределяется двумя параметрами - у2  2 r , где x2 - дистанция между судами вxэшелоне, и у4  4 r , где x4 - количество израсходованного топлива, V - общийзапас топлива на дополнительные маневры.Если доля израсходованного топлива велика, то самолет считаетсяаварийным, и его надо сажать в первую очередь, т.е. его приоритет должен40быть очень высок.

Судя по расчетам, к таким самолетам относится №18, так какего значение у4  0.9 . Поэтому, если этот факт не учитывать, его приоритет всписке самолетов, заходящих на ВПП-2 согласно в таблице 4, занимает шестоеместо, т.е его приоритет П  84 . Если этот показатель учесть, то приоритетэтого самолета возрастает, его приоритет становится равным П  215 , и онзаймет первое место в списке и обязательно попадет в эшелон ВПП-2. Значит,на основании моделирования можно сделать вывод, что вся формула (31)реализуется в программе верно.Также было промоделировано попутное движение двух судов на самойтрассе при действии алгоритма контроля безопасности полета с помощьюфункции риска, равной правой части уравнения Беллмана. Моделированиесистемы управления попутным движением проводилось при условиях.r0  1, r1  1, r2  16, d  1, D  6000m, a2  0.5, b2  0.5, C1  0Результаты моделирования при попутном движении двух воздушныхсудов при неравномерном замедлении полета впередилетящего судна показанына рис.14, а поведение функции риска на рис.

15.Из рисунков видно, что междусудамисохраняетсяопределенная безопаснаядистанция, несмотря нанезапланированное неравномерное движение впередилетящего судна. При этомв случае превышения функцией риска F порога F0происходит координациядвижения судов, зато в противном случае сзадилетящее судно основное времялетит с постоянной скоростью без излишних перегрузок, и это время достигает40%. Таким образом, результаты моделирования подтвердили эффективностьпредложенного подхода.Взаключениедевятойглавыприведенырезультатывнедренияразработанных алгоритмов и программ на ЭВМ.

В Российской авиакомпанииʺТрансаэроʺ принят к использованию пакет программ автоматизированного41Рис.14 Траектории x1 и l1 попутного движения судов при P1=2, u2=4 и порогеF0=10000Рис.15 Поведение функции риска при P1=2, u1=4 и пороге F0=1000042выбора посадочных полос при изменении ветра и приоритетного распределениясудов между трассами Московского аэроузла.

В Республике Мьянма внедряетсяпрограмма формирования списка судов, идущих на посадку в столичномаэродроме, и судов с меньшим приоритетом, отправляемых на запаснойаэродром. В МГТУ ГА в его тренажерном центре подготовки авиадиспетчероввнедрен пакет программ назначения приоритетов для подлетающих к Москвесудов с учетом ограниченного запаса топлива. В МАИ предложенный подходвнедрен в учебный процесс кафедры 301 при магистерской подготовке понаправлениюʺ Управление и информационные технологии в техническихсистемахʺ.ЗаключениеНа основании проведенных исследований можно сделать следующиевыводы.1.

Предложенединыйпараметрическийкритерийэкономичностиибезопасности управления полета, в котором весовые коэффициенты ихзначимости найдены с помощью решения обратной задачи линейногопрограммирования.2. Сформирован алгоритм назначения динамических приоритетов дляуправления воздушными судами при их заходе на заданную трассу,учитывающий не только их близость к трассе, но и оставшийся запастоплива и их техническое состояние.3.

Найденныеформулыприоритетногораспределениясудовмеждутрассами удобны для расчетов в реальном времени и позволяютуправлятьпотокомприлетающихсудов,идущихнапосадку ипопадающих в очередь в соответствующий тромбон.4. Показано, что при бесприоритетном обслуживании самолетов без учетаоставшегося на борту топлива, нужная малая вероятность отказа призаходе в заданный эшелон воздушного движения требует использованиятромбоназначительногоразмера,которыйограничендругими43причинами.

При приоритетном обслуживании вероятность отказа иотправки на другой аэродром аварийных самолетов с малым запасомтоплива в 10 раз меньше по сравнению с бесприоритетной системойобслуживания.5. Предложен алгоритм определения первоочередности прилета в аэропортдля случайно расположенных в пространстве воздушных судов свыходом на стандартный маршрут прилета.6. Получена объединенная двухуровневая структура контроля и управленияполетом, обеспечивающая при использовании координат относительногодвижения судов необходимую безопасность полета в эшелоне приавтоматической подсказке летчику или в диспетчерской наземнойслужбе.7.

Полученыновыеформулыдлявероятногосостояниясистемыприоритетного обслуживания, которые в отличие от формул Эрлангапозволяют определить отдельно вероятности отказа в бесприоритетном иприоритетном обслуживании. Показан существенный выигрыш вовремени обслуживания пассажиров после их аварийного прилета.8. Разработанные в данной работе программы на ЭВМ могут бытьиспользованыдлячастичногорешенияпроблемыдиспетчеров в Московском аэроузле идругихзагруженностиаэропортах, чтоподтверждается актами о внедрении.9.