Научная статья на тему 'Алгоритмические задачи автоматизации планирования использования воздушного пространства'

Алгоритмические задачи автоматизации планирования использования воздушного пространства Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
491
136
Поделиться
Ключевые слова
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ПРОСТРАНСТВА / ОРГАНИЗАЦИЯ ПОТОКОВ / ПЛАНИРОВАНИЕ / USE OF AIR SPACE / THE ORGANIZATION OF FLOWS / PLANNING

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Рудельсон Лев Ефимович

В ходе реформирования Единой системы организации воздушного движения в РФ развернуты работы по модернизации подсистемы планирования использования воздушного пространства. Основная цель - гарантировать всем пользователям доступ к необходимым аэронавигационным ресурсам и обеспечение высокого уровня безопасности полетов. Средства достижения цели - объединение ведомственных органов государственного регулирования движения всех видов авиации, централизация сбора и обработки плановых сообщений и аэронавигационной информации, а также централизация планирования и регулирования потоков самолетов.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Рудельсон Лев Ефимович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ALGORITHMIC PROBLEMS OF AUTOMATIZATION OF PLANNING OF USE OF AIR SPACE

During reforming of United System of the Organization of Air Traffic of Russian Federation the works on modernization of a subsystem of planning of use of air space are developed. The main objective is to guarantee access to necessary resources of air navigation and supporting of high level of safety of flights for all users. Means of achievement of the purpose are the incorporation of departmental centers of state regulation of air traffic of all kinds of aviation, the centralization of gathering and processing of flight-plan messages and the aero navigation information, and also the centralization of planning and regulation of flows of aircrafts.

Текст научной работы на тему «Алгоритмические задачи автоматизации планирования использования воздушного пространства»

УДК 629.735.015:681.3

АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИИ ПЛАНИРОВАНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ПРОСТРАНСТВА

Л.Е. РУДЕЛЬСОН

В ходе реформирования Единой системы организации воздушного движения в РФ развернуты работы по модернизации подсистемы планирования использования воздушного пространства. Основная цель - гарантировать всем пользователям доступ к необходимым аэронавигационным ресурсам и обеспечение высокого уровня безопасности полетов. Средства достижения цели - объединение ведомственных органов государственного регулирования движения всех видов авиации, централизация сбора и обработки плановых сообщений и аэронавигационной информации, а также централизация планирования и регулирования потоков самолетов.

Ключевые слова: использование воздушного пространства, организация потоков, планирование.

Введение

Одной из основных задач Аэронавигационной системы (АНС) Российской Федерации (РФ) [ 1 ] является создание эксплуатационных условий, гарантирующих всем пользователям воздушного пространства доступ к ресурсам аэронавигационной системы, необходимым для удовлетворения их эксплуатационных потребностей и обеспечения высокого уровня безопасности воздушного движения. В настоящее время сложилась ситуация, при которой:

положения нормативных документов гражданской авиации (ГА) РФ, регулирующие деятельность в области аэронавигационной информации (АНИ), устарели, не соответствуют стандартам Международной организации гражданской авиации (ИКАО) и международной практике, препятствуют гармонизации и интеграции АНС России с общемировой системой;

существующие службы АНИ разобщены по ведомственному принципу, что затрудняет оперативный доступ пользователей к требуемой аэронавигационной информации;

объем и содержание сборника АНИ (АИП) России не удовлетворяет потребностей пользователей, практически отсутствует контроль качества предоставляемой АНИ;

отсутствует единый электронный федеральный банк АНИ по территории России.

Актуальной проблемой настоящего этапа развития АНС РФ является реформирование и переоснащение подсистемы планирования использования воздушного пространства (ПИВП), в том числе подсистемы организации потоков воздушного движения (ОПВД). Факторами, определяющими необходимость реформирования подсистемы ПИВП, являются:

1. Изменение организационной структуры и функций оперативных органов Единой системы организации воздушного движения (ЕС ОрВД) России.

2. Объединение военных и гражданских секторов центров ЕС ОрВД; упразднение вспомогательных зональных центров (ВЗЦ); наделение функциями ПИВП восемнадцати районных центров (РЦ) ЕС ОрВД; создание укрупненных центров ЕС ОрВД.

3. Моральное старение существующих средств автоматизации ПИВП и ОПВД и их неготовность к совместному функционированию в интересах единого планирования ИВП.

4. Устойчивая тенденция к превышению потребностей в ИВП над пропускной способностью органов диспетчерского обслуживания воздушного движения (ОВД).

5. Необходимость интеграции с системами ОПВД сопредельных государств и регионов.

К первоочередным задачам, которые должны быть решены в результате внедрения единых (военно-гражданских) средств автоматизации планирования ИВП, относятся:

1. Интеграция планирования в секторах на трассах и вне трасс в Главном, зональных и районных центрах ЕС ОрВД для создания единой федеральной системы планирования ИВП.

2. Создание Централизованной службы обработки планов полетов (ЦСОПП) и ОПВД.

Техническая реализация принятых организационных решений требует их тщательного научного анализа и обоснования. К этой работе были привлечены специалисты МГТУ ГА.

1. Совместное использование воздушного пространства

Порядок ИВП определен Воздушным кодексом РФ [2] и осуществляется органами государственного регулирования. Полеты воздушных судов (ВС) выполняются гражданской авиацией, используемой для удовлетворения потребностей населения и экономики, государственной (авиацией военной и другой государственной службы) и экспериментальной (испытания техники, опытно-конструкторские и научно-исследовательские работы). Значительная часть полетов государственной авиации затрагивает трассы ГА, и вопросы совместного ИВП выступают на первый план в силу различия полетных заданий участников движения.

В целях обеспечения безопасности практикуется краткосрочное закрытие областей ВП ГА на время производства в них полетов государственной авиации. При этом ГА использует обходные маршруты и невыгодные эшелоны, либо рейсы задерживаются. В ходе реформирования ЕС ОрВД РФ органы государственного регулирования ИВП, ранее автономные (ведомственные) для каждого вида авиации, поэтапно объединены в единые Федеральные органы. Однако проблема совместного ИВП не только сохранилась, но и выдвинулась на первый план. Раньше диспетчеры ГА получали запрет на полеты по трассам, теперь Федеральные органы ОВД имеют информацию для организации совместного ИВП авиацией всех видов.

Сложность алгоритмического распределения полетной информации по рейсам, попеременно затрагивающим ВП на трассах и вне трасс, состоит в том, что границы секторов задаются как геометрические тела, внутри которых проложены трассы (рис. 1). Хранящиеся в системе параметры не дают ответа на вопрос, принадлежат ли точки, координаты которых известны, трассам или маршрут лишь пересекает трассу. На радионавигационных картах границы секторов образуют мозаику прилегающих друг к другу без зазоров многоугольников. Каждый многоугольник содержит ВП вне трасс, внутри которого человек (диспетчер или пилот) безошибочно определяет реальное трассовое ВП.

До реформы ЕС ОрВД задача алгоритмического определения принадлежности ВС тому или иному ведомству, исходя из рассчитанных по плану координат, требованиями к программному обеспечению (ПО) органов ГА даже не ставилась. Не решалась и задача расчета моментов и высоты пересечения рейсом государственной авиации трасс ГА при движении в ВП вне трасс.

В примере рис. 1 во внешний параллелепипед сектора вне трасс вписаны район аэродрома (РА) и секторы С1 - С4, принадлежащие ГА. В центре расположен РА на высотах от 0 до 5700 метров. Над РА изображены секторы С1 (5700 - 12000 м), С2 и С3 (5700 - 7500),

С4 (7500 - 1200). Слева размещены секторы С2 (1000 - 7500) и С4 (7500 - 12000), справа - секторы С3 (1000 - 7500) и С4 (7500 - 12000), сзади - сектор С1 (1000 - 12000). Как правило, секторы ГА занимают меньший объем, чем секторы государственной авиации, вследствие большей интенсивности полетов и загрузки диспетчерского персонала. Формально ВП на трассах и вне трасс совпадают друг с другом, описания секторов не дают однозначного ответа на вопрос, какому ВП принадлежат точки, координаты которых известны. Для математического решения задачи распределения полетной информации картографических данных недостаточно. Трассы представлены линиями, а линии и плоскости (грани призмы) не обладают свойством принадлежности разделяемым областям ВП, они являются их границами.

Анализ проблемы позволил разработать компактный быстродействующий алгоритм распределения полетных данных, основанный на сортировке точек маршрута по затрагиваемым секторам ОВД. На первом шаге строятся две фиктивные последовательности секторов: трассовая (всем точкам маршрута присваиваются коды секторов ГА) и внетрассовая (всем точкам присваиваются коды секторов вне трасс). На втором шаге находятся отрезки маршрута, принадлежащие ВП ГА (участки трасс), их коды присваиваются соответствующим точкам результирующей последовательности. На третьем шаге оставшиеся вне трасс отрезки маршрута анализируются на наличие в них точек пересечения трасс ГА, и если они обнаруживаются, то их вводят в результирующую последовательность с кодом сектора на трассах. На заключительном шаге процедуры формируются признаки оповещения диспетчеров всех затрагиваемых маршрутом секторов, в том числе и тех, которым не передается управление ВС, но которым планируемый полет может создавать помехи в их деятельности. Предложены формы отображения данных о полетах с пересечением трасс и с выходом на трассу (рис. 2).

Проведенные исследования позволили получить следующие научные результаты.

1. Дано решение задачи автоматизированной поддержки обслуживания полетов на трассах и вне трасс, отличающееся тем, что при организации совместного ИВП позволяет исключить временные ограничения полетов ВС ГА при удовлетворении установленных требований по безопасности.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. Сформирован новый подход к распределению полетных данных, отличающийся тем, что принадлежность любой точки пространству на трассах либо вне трасс определяется без громоздкого анализа логических условий, с помощью простого сцепления точек маршрута с кодом сектора.

3. На основе предложенного подхода разработан и исследован быстродействующий метод непосредственной расстановки точек маршрута в описания затрагиваемых секторов, позволяющий получить новую для задач ОрВД форму представления полетных данных, отличающуюся тем, что обладает свойством минимальности потребляемых ресурсов компьютера.

4. Предложен быстродействующий метод поиска кратчайшего пути, отличающийся тем, что основан на физической аналогии сети трасс и разветвленной электрической схемы, и развивающий представления о компьютерной поддержке принятия диспетчерских решений.

5. На основе метода непосредственной расстановки полетных данных разработана алгоритмическая схема оценки загрузки ВП, отличающаяся тем, что для определения количества бортов, одновременно находящихся в одном секторе, используется композиция гистограмм распределения рейсов, обновляемая в реальном времени как часть суточного плана.

6. Разработана алгоритмическая схема распределения полетной информации на трассах и

Рис. 2. Отображение маршрута ВС

вне трасс, отличающаяся тем, что позволяет определять точки пересечения трасс ГА внетрассо-вым маршрутом без формального представления трасс объемными коридорами, избегая тем самым резкого возрастания размерности задачи перебора вариантов.

2. Централизованная организация потоков воздушного движения

Преимущества централизованного планирования потоков ВС очевидны: только в едином центре, обладающем всей полнотой информации о текущем и прогнозируемом состоянии технических средств, погодных условий, планах полетов возможна оптимизация ИВП в масштабах страны. Столь же очевидны и недостатки централизации: возрастание и нагрузки на Главный центр, и времени реакции на изменение ситуации, и зависимости всей системы от надежности центрального органа. Как следствие, в арсенале компьютерной поддержки процессов ПИВП нет полноценных алгоритмов планирования и регулирования потоков ВС.

Проблемы оперативного регулирования потоков воздушного движения выступают на первый план в ходе текущего планирования и непосредственного управления полетами. Во-первых, именно здесь всплывают недочеты долговременного (составление сезонного расписания) и предварительного (уточнение графика движения на ближайшие сутки) этапов. Во-вторых, непредвиденные изменения условий выполнения рейсов, вызванные атмосферными явлениями, отказами технических средств, организационными и другими причинами, приводят к необходимости перераспределения потоков самолетов, уже находящихся в воздухе.

Регламентирующие документы гражданской авиации предписывают диспетчерскому составу в критических случаях, таких как отказы средств радиолокационного наблюдения, переходить на процедурные методы контроля и, руководствуясь соображениями безопасности, направлять на ближайшие аэродромы посадки все воздушные суда, совершающие полеты в нештатной обстановке. Экономически это невыгодно всем - авиапредприятиям и пользователям -и оправдано целью сохранения жизни пассажиров и экипажей.

Такие ситуации типичны, и в центрах ОВД, на основе опыта перевозок, разработаны обходные маршруты, позволяющие поддерживать необходимый уровень безопасности при минимальных экономических издержках. Эмпирически найдены и включены в должностные инструкции диспетчеров правила перевода рейсов на «запасные пути», но возможности таких действий ограничены конкретными типами обстановки. Существующие приемы перераспределения потоков не учитывают последствий принимаемых мер для последующих центров, т.е. на изменение их загрузки и сложности диспетчерского обслуживания.

Специфика ОрВД такова, что оптимальный по любому критерию план ИВП начинает устаревать уже с момента своего составления. Критический анализ опыта предшественников позволяет указать причину недостаточной действенности достигнутых результатов. Она состоит в слабой ориентации на задачи ПИВП. Формальное сходство составления сводного плана полетов (на территории аэродрома, района, зоны, страны) с транспортной задачей линейного программирования породило методы, в которых целевой функцией для оптимизации выбирались экономические показатели. Однако специфика авиаперевозок связана с нестабильностью коэффициентов целевой функции и ограничений. Инструменты математического программирования не удовлетворяют требованиям поиска решений на фоне флуктуаций параметров (пропускной способности элементов ВП, стоимости полета по участку трассы и т.д.) вследствие высокой чувствительности к изменяющимся условиям. Любые переносы и отмены рейсов, реализация срочных полетов, обходные маршруты приводят к потере оптимальности и к необходимости нового распределения. Ситуации ОВД требуют от алгоритмов планирования возможности адаптации к складывающейся обстановке. Положительным качеством математического программирования в приложении к ОрВД является наличие целенаправленных процедур, приводящих к результату за конечное число шагов.

Другим популярным средством исследования процессов УВД является теория случайных

процессов, в частности, теория очередей (массового обслуживания). Ее методы позволяют за счет варьирования параметров системы гарантировать поддержание требуемого уровня важнейших показателей, от которых зависит рентабельность авиапредприятия, таких как среднее время ожидания и его дисперсия, средняя длина очереди ожидания, вероятность отказа в обслуживании рейса. С их помощью могут быть построены и исследованы модели вычислительного процесса, оценены потребности в компьютерных ресурсах, гарантирующие заданные показатели быстродействия и вероятности отказа в обслуживании ВС. На их основе отыскиваются варианты перераспределения загрузки элементов ВП - предпочтение отдается мало загруженным направлениям, считается, что чем выше загрузка, тем вероятнее конфликты ВС и диспетчерские ошибки. Однако применить теорию очередей как основу алгоритма оперативного регулирования потоков не удается, она создана не для этой цели.

Для задач ОрВД нужно на фоне общих типических свойств процесса анализировать его индивидуальные черты. Такой возможности не предоставляют методы теории систем и исследования операций. Однако практика показывает, что с задачей регулирования потоков справляется человек, диспетчер, руководствуясь профессиональным опытом и навыками. В сложной обстановке он находит верные решения, согласует их с взаимодействующими центрами, ставит во главу угла критерии безопасности и минимального вмешательства в действия пилотов. Основная проблема - это невозможность оценить последствия принимаемых решений на всю глубину полета. Необходимо создать программное средство, способное вырабатывать рекомендации по корректировке полетных заданий с учетом интересов всех центров ОВД на всем протяжении регулируемых маршрутов.

Создаваемый инструмент должен обладать рядом свойств, важнейшим из которых является однозначность описания процессов ОрВД, т.е. их формализация. Программы поддержки ПИВП должны использовать тот же формальный язык, на котором общаются специалисты - диспетчеры, пилоты, службы координации и контроля соблюдения правил полетов. Такой язык существует - это описание структуры ВП, представленное либо в виде полетных карт, либо в виде табличного задания характеристик ВП. Нужно лишь «научить» алгоритмы понимать этот язык не хуже, чем им владеют диспетчеры и пилоты. Замысел состоит в том, чтобы сформировать в компьютерной памяти модель ВП России, которая включает в себя все его объемные элементы: ЗЦ, РЦ, РА, секторы ОВД. Каждый элемент модели характеризуется загрузкой обслуживаемыми полетами во времени, связями (участками трасс) с другими элементами и пропускной способностью этих связей. Алгоритм как бы строит натурный макет, на котором моделирует развитие ситуации, и это согласуется с действиями диспетчера. Разница в том, что диспетчер работает с мысленным образом обстановки, а алгоритм пользуется компьютерной моделью, гистограммами загрузки элементов ВП (рис. 3).

Рис. 3. Г истограмма почасовой загрузки условного сектора УВД и ее алгебраическое описание - слева. Компьютерный рельеф почасовой загрузки - справа

По результатам исследований получены следующие научные результаты.

1. Предложен новый подход к задаче ОПВД. Подход основан на выборе рационального бесконфликтного плана полетов, принадлежащего множеству экономически допустимых решений, учитывает нормы загрузки диспетчерского персонала во взаимодействующих службах ОВД и отличается тем, что позволяет работать в реальном времени.

2. Найдена новая форма представления полетной информации в компьютерной памяти, названная информационным образом, создаваемая как совокупность гистограмм почасовой загрузки для элементов ВП, отличающаяся тем, что позволяет оценивать планируемую и действительную загруженность диспетчеров секторов без специальных вычислительных операций прямым обращением к гистограммам.

3. Исследованы отличительные свойства информационных образов в приложении к задаче автоматизации ПИВП. Доказаны теоремы о минимальности затрат вычислительных ресурсов для их построения и сопровождения, а также для принятия решений с их помощью.

4. Разработан метод организации потоков, отличающийся тем, что по результатам его работы в реальном времени формируются рекомендации диспетчерскому персоналу по перераспределению рейсов, затрагивающих зоны неблагоприятных условий движения.

5. Построены и исследованы математические модели процессов формирования и сопровождения информационных образов, получены аналитические оценки компьютерных ресурсов, необходимых для работы с ними.

3. Централизация сбора и обработки плановых сообщений

Действующая схема сбора и обработки планов полетов (флайт-планов - ФПЛ) и сообщений по их обновлению характеризуется рядом недостатков. Эксплуатант подает план полета в аэродромный диспетчерский пункт (АДП) и определяет адреса рассылки в органы ОВД по маршруту. АДП нужна полная информация об аэронавигационной инфраструктуре на всю глубину полета, что практически невозможно. Доля иностранных рейсов без отправления ФПЛ в ЕС ОрВД России достигает тридцати процентов. После подачи ФПЛ в АДП командир ВС производит вылет даже в том случае, если ФПЛ составлен с ошибками, не дошел до нужных адресатов, не учитывает текущую обстановку. Возникающие проблемы решаются органами ОВД уже во время полета. В целях совершенствования ОрВД в России разработана концепция ЦСОПП, в основе которой лежит опыт Западной Европы [3] и США.

Известные методы исследования процессов обмена сообщениями дают характеристики обслуживания в центрах всех уровней ОрВД (вероятность потери, время ожидания и т.д.). Однако для приоритетных систем традиционный подход отличается сложностью построения графа переходов и состояний системы массового обслуживания (СМО) с неоднородным входным потоком. В общепринятых терминах ЦСОПП представляет собой многоканальную СМО с ограниченной очередью и относительным приоритетом (категорией срочности). Результатом традиционного подхода становится система уравнений равновесия, решение которой при помощи известных численных алгоритмов затруднительно. В качестве альтернативы в процессе исследований разработан метод анализа систем с приоритетами, отличающийся тем, что с целью получения расчетных формул используются физические ограничения процесса образования очередей. Анализируется поток заявок, образующийся при обмене, оцениваются требования к аппаратным средствам, определяются области изменения параметров системы, при которых внедрение ЦСОПП оказывается оправданным. Метод рассматривает и учитывает взаимное влияние входных потоков как их динамическое равновесие, чтобы избежать ветвления графа переходов и состояний системы, сводя ее модель к связанной композиции марковских цепей для каждой составляющей суммарного потока заявок.

Вводится гипотеза равновесного состояния СМО, универсальная для различных дисциплин организации входного буфера. Отправным пунктом для достижения результата служит предпо-

ложение о правомерности замены случайной величины длины очереди заявок в системе ее наиболее вероятным значением. Состояние очереди заявок в общем буфере можно наглядно пояснить простыми рассуждениями. Согласно правилам приоритетного обслуживания все ресурсы системы предпочтительно предоставлены заявкам высшего приоритета. Они обрабатываются в порядке поступления, они принимаются в буфер, а если в системе нет свободных мест для ожидания, тогда такая заявка вытесняет из очереди заявку низкого приоритета и занимает ее место. Гипотеза равновесного состояния говорит о том, что процесс обслуживания заявок первого типа описывается простой марковской цепью, что заявки менее высоких приоритетов в стационарном режиме не оказывают на него существенного влияния, и характеристики обслуживания можно рассчитывать по классическим формулам.

Допускаются ситуации (выбросы), когда гипотеза «не работает», при которых, в процессе обслуживания заявок низшего приоритета, буфер переполняется заявками первого типа. Тогда возникают потери приоритетных заявок, не различаемые известными формулами. Их необходимо учесть в выдвигаемой гипотезе с помощью нахождения вероятностных характеристик таких событий и количественной оценки урона, наносимого ими первому потоку.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Следующий шаг - исследование условий обслуживания неприоритетного потока. В равновесном состоянии ему предоставлена часть буфера, свободная от заявок первого типа, т.е. известное количество г мест для ожидания за вычетом случайной величины длиной Ь1 очереди первого потока. Нужно научиться рассчитывать эту величину. Далее, заявки низкого приоритета назначаются на обслуживание только при отсутствии высокоприоритетных заявок. Нужно научиться рассчитывать либо время, в течение которого СМО свободна от заявок первого типа, либо оперировать параметром создаваемой ими загрузки, чтобы оценить ресурсы, остающиеся второму потоку. Тогда можно представить простой марковской цепью процесс обслуживания второго потока и найти количественные соотношения, связывающие вероятность потери заявки и время ожидания с параметрами СМО. В дополнение к стационарному режиму, как и при анализе условий обслуживания первого потока, следует учесть ситуации, при которых буфер переполняется заявками второго типа, и в системе возникает поток отказов в их обработке, не учтенный классическими формулами.

Создатели авиационной электросвязи отдавали себе отчет, что каждая телеграмма должна поступить к адресату, но в реальной системе достичь стопроцентной вероятности невозможно. Были использованы многочисленные инженерные решения, позволившие снизить остроту проблемы за счет перезапросов пропущенных телеграмм и повторных запросов некорректных сообщений. Как следствие, потерь телеграмм в АС ПИВП практически не бывает, но если система организована плохо, то она сама себя перегружает потоками повторных запросов. Задача состоит в том, чтобы рационально организовать процесс сбора и обработки сообщений, чтобы минимизировать перезапросы, т.е. чтобы вероятности потери заявок были упорядочены по приоритетам и тоже стремились к минимуму.

На основе проведенных исследований получены следующие научные результаты.

1. Дано аналитическое решение задачи расчета параметров системы с приоритетами, отличающееся тем, что время ожидания и вероятность потери вычисляются за один шаг, без итеративных процедур нахождения показателей последующих состояний из предыдущих.

2. Предложен подход к приоритетным системам, отличающийся тем, что учитывает физические ограничения, позволяющие избежать ветвления графа переходов и состояний системы и представить ее модель простой композицией марковских цепей.

3. Формализованы модели сбора и обработки сообщений с учетом приоритетности, которые отличаются тем, что связывают характеристики обслуживания с закономерностями взаимного влияния потоков, приводящего к их динамическому равновесию в системе.

4. Получены формулы для расчета вероятностей потери и времени ожидания заявок по всем входящим потокам разных приоритетов, отличающиеся тем, что основаны на гипотезе о правомерности замены случайной величины длины очереди ее наиболее вероятным значением,

и с помощью метода статистического моделирования подтверждена их достоверность.

5. Показано, что эффективность по критериям вероятности потери сообщения и времени ожидания обслуживания с относительными приоритетами снижается при переходе от использования общей очереди сообщений по УВД к раздельным секциям буферного накопителя, а также при переходе от обслуживания одним каналом к многоканальной системе.

6. Определена схема анализа очередей, отличающаяся тем, что фиксирует области конкретных соотношений параметров АС ПИВП, в которых, при ограничениях на структуру потоков ВС и дисциплину распараллеливания заявок, становится предпочтительным применение либо общего буферного накопителя, либо его раздельных секций.

7. Построена методика варьирования параметров приоритетного обслуживания, отличающаяся тем, что позволяет целенаправленно достигать установленные заданием уровни вероятностей потери сообщений и директивные сроки их обработки в АС ПИВП.

Заключение

В статье рассмотрены теоретические проблемы, возникающие в процессе проектирования АС ПИВП России. Основной акцент сделан на построении компьютерных алгоритмов поддержки деятельности диспетчеров при совместном ИВП авиацией разных видов. Учитываются новые условия централизации сбора и обработки аэронавигационной и плановой информации, а также централизованной организации потоков воздушного движения в масштабах страны. Обсуждаются методы автоматизации взаимодействия диспетчеров, осуществляющих согласованное ОВД на трассах и вне трасс, методы централизованного ОПВД и методика настройки параметров ЦСОПП, позволяющая целенаправленно достигать приемлемые уровни вероятностей потери сообщений и директивные сроки их обработки.

ЛИТЕРАТУРА

1. О состоянии обеспечения аэронавигационной информацией и модернизации системы планирования использования воздушного пространства Российской Федерации (Постановление Аэронавигационного совета (Коллегии) от 12.09.07г. № 2).

2. Воздушный кодекс Российской Федерации. - М.: Омега-Л, 2005.

3. Этап определения проекта SESAR (Исследование организации воздушного движения в едином Европейском небе). Документ Евроконтроля DLM-0607-001-02-00, 2007.

ALGORITHMIC PROBLEMS OF AUTOMATIZATION OF PLANNING OF USE OF AIR SPACE

Rudel’son L.E.

During reforming of United System of the Organization of Air Traffic of Russian Federation the works on modernization of a subsystem of planning of use of air space are developed. The main objective is to guarantee access to necessary resources of air navigation and supporting of high level of safety of flights for all users. Means of achievement of the purpose are the incorporation of departmental centers of state regulation of air traffic of all kinds of aviation, the centralization of gathering and processing of flight-plan messages and the aero navigation information, and also the centralization of planning and regulation of flows of aircrafts.

Key words: use of air space, the organization of flows, planning.

Сведения об авторе

Рудельсон Лев Ефимович, 1944 г.р., окончил МЭИ (1968), доктор технических наук, профессор МГТУ ГА, автор более 140 научных работ, область научных интересов - программное обеспечение автоматизированных систем организации воздушного движения.