CC BY
160
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Радиофизика и радиотехника
УДК 656.7.052
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УВД ПРИ ЗАХОДЕ ВС НА ПОСАДКУ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ АЗН-В
Ю.Е. ГЛУХОВ
Статья представлена доктором технических наук, профессором Нечаевым Е.Е.
Рассматриваются проблемы, условия эффективного УВД на этапе захода ВС на посадку, а также пути их решения, возможности развития и повышения эффективности системы на базе возможных технологий АЗН-В.
В настоящее время в нижнем воздушном пространстве России ситуация сложилась так, что в аэроузлах с высокой интенсивностью радиолокационное наведение (векторение) является основным способом захода на посадку. Эффективность такого ситуационного управления зависит от диспетчера и его возможностей правильно и своевременно распознавать складывающуюся воздушную обстановку для принятия решений. Здесь можно выделить постоянное взаимодействие диспетчера с экипажами воздушных судов для получения недостающей информации (курс, скорость) и внесения необходимых корректирующих условий.
Современная авионика зачастую информирует экипажи о касающейся их воздушной обстановке лучше диспетчера, что в ряде случаев может позволить разгрузить диспетчера, осуществляющего векторение. До недавнего времени наблюдение за воздушной обстановкой полностью ложилась на плечи диспетчера в контролируемом воздушном пространстве. Вся ответственность за обеспечение безопасных интервалов и эшелонирование до сих пор документально (юридически) остаётся за ним, а экипажи лишь ограничиваются инструкцией по поведению. О том, что такая модель не совершенна, написано уже много научных трудов, подкрепляемых результатами расследований периодически повторяющихся авиационных происшествий и инцидентов.
Сегодня аппаратура ТСЛБ в обязательном порядке устанавливается на все воздушные суда, выполняющие полеты по международным трассам. Но как бы прогрессивно ТСЛБ не развивалась, она документально остается системой уклонения от столкновений, исправляющей ошибки пилотов и диспетчеров. И это не значит, что с ростом интенсивности полётов ТСЛБ будет помогать им в работе. Любое срабатывание ТСЛБ - дополнительный стресс и для экипажей, и для диспетчера, а с ростом интенсивности и плотности воздушного движения растет вероятность ошибок, и таких срабатываний, корректирующих принятые решения, будет все больше. Перспективы не самые приятные. «Упрощая жизнь» себе и диспетчеру многие экипажи используют индикатор ТСЛБ для самостоятельного наблюдения за интересующей их воздушной обстановкой (по сравнению с диспетчером) вблизи своего воздушного судна. Они интересуются намерениями диспетчера по выстраиванию очередности захода на посадку, - за каким воздушным судном им рассчитывать свой заход, и, наблюдая его на индикаторе ТСЛБ, самостоятельно регулируют свою скорость, выдерживая необходимый продольный интервал. Тем самым несколько разгружают работу диспетчера, что в условиях высокой интенсивности и плотности полетов играет существенную роль. При современной организации воздушного движения и воздушного пространства в России пропускная способность диспетчера является чуть ли не главной сдерживающей причиной эффективности управления воздушным движением.
Слух - не самое лучшее чувство человека для восприятия информации. Говорят: «лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать». Так устроен человек, и пилоты хотят «видеть», чтобы больше знать и чувствовать себя увереннее. Развитие технологии АЗН-В (ЛОБ-Б) позволяет решить эту проблему.
Радиовещательное автоматическое зависимое наблюдение (АЗН-В) является одним из самых перспективных источников информации о координатах воздушных судов и других участниках воздушного движения. Основной идеей АЗН-В является трансляция в вещательном режиме по цифровым УКВ линиям передачи данных и получение координат воздушных судов, определяемых с помощью приемников ОРБ/ГЛОНАСС. Вещание происходит на одном или нескольких каналах с самоорганизующимся временным разделением доступа. В соответствии с концепцией ИКАО будущие системы управления воздушным движением должны строиться на базе цифровых линий передачи данных. Только такой подход может обеспечить полноценную реализацию таких концепций, как «свободный полет» и разделение ответственности за эшелонирование между пилотом и диспетчером.
Бортовой индикатор АЗН-В является многофункциональным пилотажно-навигационным компьютером. Он совмещает в себе как чисто навигационные функции, так и дополнительные возможности, предоставляемые системой АЗН. Бортовой индикатор устанавливается на воздушном судне, оснащенном транспондером АЗН либо ОКББ - приемником с цифровым выходом, и позволяет отобразить собственное положение и положения других ВС в двух проекциях с векторами экстраполяции на фоне топографической, аэронавигационной или трехмерной картографической информации (в том числе с азимутально-дальномерной сеткой регулируемого шага и масштаба) (рис. 1).
Рис. 1. Бортовые индикаторы АЗН-В
Система на всех этапах полета предоставляет полетно-информационное обслуживание, информацию о ближайших оборудованных и необорудованных воздушных судах.
В статье рассматривается расширение и усовершенствование методов управления воздушным движением, позволяющих облегчить работу диспетчера, тем самым, увеличивая его и соответственно итоговую пропускную способность. При кажущемся на первый взгляд сходстве в работе отечественных и западных диспетчеров (те же воздушные суда, экипажи, фразеология радиообмена, радиосветотехнические средства) лишь авиаспециалисты знают огромную разницу в методах их и нашей организации воздушного движения и воздушного пространства. Причина этому - существенное отставание нашей нормативно-правовой базы, ограничивающей свободу развития методов управления воздушным движением в погоне за бурно развивающимися техническими возможностями. «Чтобы выжить» диспетчерам приходится придерживаться принципа: «что не запрещено - разрешено».
Проанализировав повседневную трудовую деятельность диспетчеров, можно заметить, что при сравнительно одинаково большой плотности и интенсивности потоков, прилетающих и вылетающих воздушных судов, диспетчеру аэродромного диспетчерского центра (подхода)
больше всего приходится регулировать и упорядочивать прилетающий поток, задавая экипажам курсы, скорости, маршруты и схемы, так как они подходят к району аэродрома с разных направлений, с разными скоростями (согласно их руководствам по летной эксплуатации) и все стремятся попасть на одну предпосадочную прямую как можно быстрее и проще. С вылетом ситуация несколько упрощается наличием нескольких точек выхода из района аэродрома (рис. 2).
Рис. 2. Сравнение прилетающих и вылетающих потоков ВС
Практика показывает, что в России в аэроузлах с высокой интенсивностью полетов радиолокационное наведение (векторение) является основным способом захода воздушных судов на посадку. В больших перегрузках диспетчер не в состоянии рассчитывать очередность захода заранее, регулируя скорости заходящих по STAR (стандартным схемам прибытия) воздушных судов; он вынужден работать «по факту», спрямляя и затягивая схемы векторением (рис.3).
Рис. 3. Радиолокационное наведение (векторение)
Эффективность такого вынужденного ситуационного управления обратно пропорциональна количеству управляемых воздушных судов. Чем больше параметров полета задает диспетчер экипажам, тем шире он должен охватывать тенденцию развития ситуации, особенно это касается векторения. Беря на себя обязанность обеспечить навигацию, диспетчер должен следить, чтобы наводимые самолеты не конфликтовали друг с другом и не залетели в запретные зоны и зоны ограничения полетов. С ростом числа прибывающих воздушных судов справляться с этой задачей ему становится все труднее, так как увеличивается время занятости эфира, увеличивается зона распределения внимания диспетчера, растет число потенциальных конфликтных ситуаций и, как итог,- рост загруженности и вероятность ошибки диспетчера.
Абстрагируя отдельные возможности оборудования АЗН-В, созданного как средство наблюдения для экипажей, можно выделить среди них полезные и для диспетчера. Во-первых, -это зона наблюдения. Экипаж настраивает удобный для себя масштаб отображения воздушной обстановки, который в несколько раз крупнее, чем у диспетчера. Соответственно чем крупнее масштаб, тем точнее воспринимается азимутально-дальномерная информация, благоприятствуя надежной и точной навигации (рис. 4).
(2741 WPT01 268. |_263j 180 ют/h 2340m 25:34 • * ” •
75km * bwPTOl '
.»NAÔUU I •
• . Ц. ^ + 14Т
FPL EDIT / WPT++ [NOВ) ' .
4 / 7 [*33].‘ /\ '■
VOAIO [ТТ++7] WPT01 NAOUU ULLFA
18 /48 . - / I .......
NAB01 * /
lWPT03|
WPT10 voaio4 •’
Во-вторых, бортовой индикатор АЗН-В позволяет экипажам следить за воздушной обстановкой не только по отметкам воздушных судов и фактическим высотам, но и по соответствующим им формулярам сопровождения (сквокам) и намерениям изменения высот и направлений. Фактически экипажи владеют той же фактической воздушной обстановкой, что и диспетчер. Синтезируя возможности применения АЗН-В с трудностями векторения и необходимостью улучшения пропускной работы диспетчера, можно отметить весьма интересную с точки зрения управления воздушным движением картину и перспективы ее улучшения.
Выстраивая очередность ВС для захода на посадку, диспетчер создает группы последовательностей заходящих самолетов с минимально возможными безопасными продольными интервалами эшелонирования внутри каждой группы. Из-за неточностей и погрешностей локаторов, постоянно меняющихся тенденций догона/отрыва самолетов внутри групп, значительного (невозможность эффективного контроля) запаздывания отображения радиолокационной информации диспетчер вынужден «подстраховываться» дополнительным вертикальным эшелонированием кратным 300 метрам (рис. 5).
Рис. 5. «Вынужденное» двойное эшелонирование ВС при заходе на посадку
Технологии работы и другие нормативные документы запрещают назначать занятый эшелон другому воздушному судну. Таким образом, в нижнем воздушном пространстве (до 8100 м) предел плотности воздушного движения составляет (с учетом постоянного переменного
профиля и «последствий» ситуационного управления) не более 20-и ВС. Не каждый опытный диспетчер может уверенно справиться с такой плотностью, используя существующие процедуры управления воздушным движением. Но интенсивность с каждым годом растет все увереннее, и не развивать методы управления просто опасно.
Наряду с правилами полетов по приборам (111111), предписывающим ответственность диспетчеру за выполнение правил эшелонирования, существуют также правила визуальных полетов (ПВП). ПВП оставляют за экипажами ответственность за выдерживание продольных и боковых интервалов эшелонирования, существенно сокращают их, но применимы лишь в визуальных метеоусловиях при хорошей ясной погоде вне облачности. Далеко не всегда по этой причине экипажи способны применить ПВП. Наличие же АЗН-В на борту позволит экипажам осуществить переход с ППП на ПВП в любое время независимо от сложности метеоусловий, так как экипаж постоянно наблюдает остальных участников воздушного движения, при этом соблюдается основной принцип АЗН - «каждый видит каждого». Соответственно диспетчер, имея оборудованные средствами АЗН-В экипажи, может «визуально» наводить их друг на друга, как бы «цепляя» их в пары на одном эшелоне, снимая с себя ответственность за обеспечения горизонтального эшелонирования внутри групп, и управлять лишь «лидерами» этих групп.
По аналогии с существующими понятиями проще и документально, и психологически внедрять новые предложения. Использование процедур ПВП «на новый лад» расширит методический кругозор управления диспетчера, не вызывая при этом необходимости полностью перестраивать стиль работы. А процедура «наводимого лидирования» очень схожа с уже существующим лидированием + ПВП и не должна вызвать сложностей для экипажей. А что касается наблюдения экипажами за воздушной обстановкой, то практика показывает, что они стремятся ею владеть, используя все доступные средства, и внедрение АЗН-В будет для них долгожданным «удобством». Обобщая результаты исследования вопроса повышения эффективности управления воздушным движением при заходе воздушных судов на посадку по технологии АЗН-В, можно выделить основные преимущества внедрения и использования АЗН-В в навигации и управлении воздушным движением.
Задача диспетчера будет сводиться к установлению очередности захода воздушных судов на посадку, наведению экипажей друг на друга и контролю над выдерживанием ими безопасных интервалов горизонтального эшелонирования.
□ Фактически диспетчер будет управлять «лидерами» групп воздушных судов, объединенных им с помощью технологии АЗН-В, а наведенные таким образом экипажи будут следовать за своими «лидерами» по бортовому индикатору АЗН-В.
Наличие бортового индикатора АЗН-В у одного экипажа позволит разгрузить радиообмен и работу диспетчера по созданию и контролю выдерживания интервалов эшелонирования на одно воздушное судно.
□ Более высокая точность самостоятельного выдерживания продольного интервала эшелонирования благодаря использованию экипажами более крупного масштаба отображения воздушной обстановки на бортовом индикаторе АЗН-В.
□ Возможность самостоятельного предотвращения экипажами потенциальных конфликтных ситуаций типа «догон», основана на правилах ПВП.
□ Для контроля «самонаведения» диспетчер устанавливает условия:
-требуемый продольный интервал выдерживания (с запасом);
-частоту самостоятельных отворотов (в минутах).
ЛИТЕРАТУРА
1. Мельниченко С.А. Сопутствующий фактор, кн. 3. - М., 2004.
2. Мельниченко С.А. Радиообмен в отношении ТСЛ8, кн. 4.- М., 2004.
3. Фирма «НИТА» Новые информационные технологии в авиации. Каталог научно-технических разработок. - СПб., 2001.
4. Материалы научно-технической конференции «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества», МГТУ ГА, 22-23 апреля 2008.
5. www.ato.ru
6. www.i-u.ru
7. www.nita.ru
INCREASE OF ATC EFFICIENCY AT APPROACH OF A/C ON LANDING ON BASIS
OF THE USE OF ADS-B TECHNOLOGY
Glukhov Y.E.
Problems, terms of effective ATC on the stage of approach of A/C on landing, and also ways of their decision, possibilities of development and increase of system efficiency are considered on the base of ADS-B technology.
Сведения об авторе
Глухов Юрий Евгеньевич, 1985 г.р., окончил СПбГУ ГА (2007), старший преподаватель кафедры управления воздушным движением МГТУ ГА, аспирант МГТУ ГА, область научных интересов - организация системы УВД, технологическое развитие системы гражданской авиации, разработка принципов и внедрение новых технологических процедур в области взаимодействия между экипажами ВС и диспетчерами.
