Диссертация (Система управления приоритетным обслуживанием воздушных судов при заходе на посадку и пассажиров в аэропорту после прилета), страница 2

Моделирование на ЭВМ системы обслуживания воздушныхсамолетов и результаты внедрения ................................................................... 2049.1 Описание программы выбора посадочных курсов ................................... 2049.2 Описание программы назначения приоритетов попадания самолетов накаждую из трасс................................................................................................... 2089.3 Описание программы выбора первоочередности приземления судов ... 2119.3.1Описание программы на ЭВМ.

....................................................... 2149.3.2Результаты моделирования. ............................................................ 2149.4 Моделирование на ЭВМ системы контроля и управления безопаснымпопутным движением воздушных судов .......................................................... 2169.5 Выводы по главе 9 ....................................................................................... 23010 Заключение .................................................................................................... 23111 Список использованных источников .......................................................... 23312 Приложение 1 ................................................................................................

24213 Приложение 2 ................................................................................................ 24814 Приложение 3. ............................................................................................... 2876ВведениеСуществуют ситуации, когда летящие произвольным курсом самолетыдолжны попасть на заданную линию пути или в заданный строй. К такимслучаям относится, в частности, ситуация внезапного изменения условийпосадкинаразличныевзлетно-посадочныеполосы(ВПП)пометеорологическим или техническим причинам.Одна из сложных задач управления комплексом самолетов – внезапнаяпереориентация самолетов, находящихся в зонах ожидания на круге и напосадку на удаленный запасной аэродром. При возникновении такойнеобходимости большая группа самолетов должна лететь с сохранениембезопасных расстояний между ними, а значит реконфигурирована в стройдля перелета с последующим перестроением в эшелон ожидания посадки.

Взависимости от начального расположения самолетов относительно трассыперелета, их сбор в строй выполняется как сбор на промежуточном круге, таки сбор на трассе, при формировании неупорядоченного их множества,отвечающего условиям полета в заданном направлении при ограничениифактических и прогнозируемых расстояний между ними.Таким образом, естественно указать в текущий момент времениочередностьилиприоритетвобслуживаниикаждогосуднаипоследовательно вводить ихв заданных эшелон, проверяя при этомвозможность соблюдения гарантированной безопасности полета [ 1].В данной работе этот подход предложено реализовать путемвычисления динамических приоритетов в виде некоторых количественныхоценок, учитывающихудаленность воздушного судна(ВС) от заданнойтрассы, ожидаемую его близость к судам, движущимися уже в эшелоне, атакже зависимость от оставшегося запаса топлива. При этом, если очереднойприоритет мал, то это означает существование такого риска несоблюдениябезопасности совместного движения в эшелоне, при котором происходит7отказ от попытки введения судна в эшелон или строй, и дается команда уходана повторный круг.Задачаавтоматизацииуправленияоперативнымпланированиемприлета на аэродромы Внуково, Домодедово, Шереметьево, а такжеорганизации оптимального и эффективного процесса выпуска воздушныхсудов с этих трех аэродромов уже сегодня является актуальной.

Без решенияданной задачи невозможно достичь количественных и качественныхпоказателей, заложенных в Программе развития гражданской авиации в РФ.Основная проблема заключается в несовершенстве структуры воздушногопространства Московского узлового диспетчерского района (Московскогоаэроузла) (рис 1.1), которая может существенно меняться с изменением хотябы одного посадочного курса, которых всего 8 (по два на каждую ВПП).

Длякаждогопосадочногокурсанеобходимосформироватьсобственную,оптимальную по ряду критериев структуру воздушного пространства. Тольков этом случаевозможно эффективное разведение потоков прилета и вылета,исключение непредсказуемого так называемого в гражданской авиации«векторения»,что позволит существенно увеличить интенсивностьвоздушного движения без ущерба безопасности полетов[ 1-4,65-67 ].Так, для конфигурации посадочных курсов 194, 316, 065 структурамаршрутов вылета и прилета в Московском аэроузле представлена на рис 1.2.Схемы прилета в данном варианте имеют по одному стандартному маршруту(STAR) с каждого из 4-х направлений (Юг,Запад,Север,Восток) по каждомуаэродрому и содержат в себе элементы «тонкого» регулирования потокатипа«тромбон»,стандартныесхемывылета(SID)разведеныссоответствующими схемами прилета по высотам и географическомуасположению[6].8Рис 1.1.Московский аэроузел, включающий аэродромы Внуково,Домодедово, ШереметьевоПрактическое решение данной задачи требует учета многочисленныхфакторов внешней среды, основным из которых являются погодные условия.Так, изменение или неустойчивое направление ветра на взлетно-посадочнойполосе может привести к перемене посадочного курса хотя-бы одного изтрех аэродромов, что вносит существенныестандартных маршрутов, показанных на рис .1.

2.изменения структуры9рис 1.2. Организация прилета-вылета для конфигурации посадочных курсов194/316/065 (А)На рис1.3 представлена структура маршрутов вылета и прилета дляконфигурации посадочных курсов 14, 316, 245. Как и в предыдущем случае,схемы прилета и вылета содержат по одному стандартному маршруту счетырех направлений с аналогичными элементами «тонкого» регулированияпотока и бесконфликтными траекториями.

Однако, структура на рис 1.3существенно отличается от предыдущей структуры, изображенной на рис1.2.Подобные изменения структуры стандартных маршрутов вылета-прилетавследствие изменения конфигурации посадочных курсоввстречается на практике.довольно часто10В условиях автоматизированного оперативного планирования потокадвижения воздушных судов возникает необходимость изменения заданногоранее условия движения.рис 1.3. Организация прилета-вылета для конфигурации посадочных курсов14/316/245 (В)Данная задача может интерпретироваться как задача «автоматизациивекторения» т.е. задача изменения ранее заданных и отчасти выполненныхусловий посадки путем задания дополнительных, неформализованных заявокс целью оптимальной адаптации к новым условиям.Данную процедуру необходимо применять и для аварийных самолѐтовс малым запасом топлива, с техническими неисправностями, с больным наборту и т.п.

Таким воздушным судам нужен быстрый заход на посадку, у них11нет времени навекторение. В экстремальной ситуации необходимы самыеудобные условия для посадки авиалайнера, особенно в части направленияветра[3 ] .В настоящей работе предлагается решить задачу «автоматизациивекторения» путем вычисления динамических приоритетов в виде некоторыхколичественных оценок, учитывающих удаленность ВС от соответствующейточки PК(fap), ожидаемое его положение в очереди, а также запас топлива.При этом чрезвычайно важным является обеспечение безопасности полетакак совместного движения в очереди, который требует управляющихвоздействийввидезадержекВСпутемзаданиядополнительныхограничений по скорости или маневров с изменением курса полета, так ипрежде всего создания наиболее благоприятных условий для аварийныхсамолетов, имеющих малый запас топлива и частично неисправноетехническое состояние [3,4].

Задаче оптимального управления и контролябезопасностидвижениявоздушныхсудовприихприоритетномобслуживании во время прилета посвящена данная диссертационная работа.С учетом сложности и масштабности поставленной задачи в работепредложено следующее ее поэтапное решение:- вначале при синтезе оптимального управления устанавливаетсяотносительная значимость показателей экономичности полета и егобезопасности, исходя из оценки стоимости расхода топлива при попаданиина трассу и гораздо большей стоимости возможного ущерба при опасномсближении судов;- на втором этапе определяется состав посадочных курсов ВПП, накоторые при данном ветре разрешается сесть;-на третьем главном этапе с помощью теории оптимальногоуправления для каждого судна определяется их приоритет захода на посадку12для каждой трассы, после чего формируются списки судов для каждойтрассы;- на завершающем этапе суда, попавшие в трассу, подвергаютсяоперативному контролю безопасности их попутного движения в эшелоне, атакже определяетсяоптимальная длина тромбона для части судов, имеющихминимальный приоритет;- наконец, после прилета необходимо решить задачу приоритетногообслуживанияпассажировваэропортусучетомвнеочередногообслуживания пассажиров с аварийного самолета.Целью диссертационной работы является повышение экономичностии безопасности полетов воздушных судов при их заходе на посадку привнезапном изменении направления ветра.Объектом исследования является система управления воздушнымдвижениемприМосковскогооперативномаэроузла.планированииПредметомприлетаисследованиянааэродромыявляютсяметодыоптимального управления и принятия альтернативных решений приприоритетном обслуживании судов, имеющих аварийный запас топлива итехнические неисправности, а также пассажиров в аэропорту после прилета.На защиту выносятся следующие научные положения:1.

Единыйпараметрическийкритерийоценкиэкономичностиибезопасности управления полетом.2. Алгоритмназначениядинамическихприоритетовдлякаждоговоздушного судна при заходе на посадку по любой из заданных трасс.3. Процедура оперативного контроля безопасности попутного движениявоздушных судов в эшелоне.4. Методика вычисления оптимальной длины очереди воздушных судов втромбоне по критерию экономичности их захода на посадку.135.