CC BY
23УДК 621.396.969
Кондрякова М.А.
старший преподаватель Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации имени главного маршала авиации А.А. Новикова (г. Санкт-Петербург, Россия)
ГЕОЗОНИРОВАНИЕ ВОЗДУШНОГО ПРОСТРАНСТВА УМНОГО ГОРОДА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ БЕСПИЛОТНЫХ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ
Аннотация: в данной статье рассматриваются проблемы безопасности умного города при эксплуатации беспилотных воздушных судов и пути их решения при помощи использования геозон.
Ключевые слова: БВС, геозонирование, геофенсинг, план полетов.
В настоящее время БВС находят все большее применение в нашей повседневной жизни. Прежде чем беспилотные авиационные системы смогут широко развертываться на сложной местности и в городских районах, необходима методология предотвращения конфликтов и отслеживания полетов БВС. Чтобы обеспечить рутинные операции небольших БВС, необходимо преодолеть несколько проблем. Главной из них является проблема безопасности. Городской рельеф значительно усложняет траекторию полета БВС и накладывает определенные ограничения для обеспечения безопасности. Безопасная эксплуатация БВС в городской среде требует планирования траектории полета абсолютно для всех БВС, работающих в этом общем «низковысотном» воздушном пространстве, с учетом наличия препятствий (например, зданий, линий электропередачи, ландшафта). В виду особенностей и ограничений современных средств наблюдения, используемых в гражданской авиации, особое значение в управлении полетами БВС придается системам,
повышающим возможности БВС в части автономной работы, и позволяющим ему качественно самоуправляться в городской среде. Самоуправление обеспечивается информационно-алгоритмическим обеспечением БВС, а также потоком данных, поступающих от навигационных датчиков и по каналам связи от пультов управления. Сложность и непредсказуемость всевозможных факторов давления среды на БВС, приводит к сложностям заблаговременной разработки и внедрения алгоритмов противодействия этим факторам, что стимулирует развитие интеллектуальных систем управления, опирающихся на искусственный интеллект и машинное обучение. Одной из ключевых и наиболее востребованных технологий самоуправления БВС, при осуществлении полетов в городской среде является геозонирование или геофенсинг.
Геозонирование - это разделение воздушного пространства на объемы, в которых разрешается или запрещается находиться конкретному БВС в течении определенного времени [1].
Разрабатываемые в настоящее время системы геозонирования, стремятся обеспечивать безопасные полеты БВС в черте города благодаря разделению воздушного пространства на доступные для полетов зоны (геозоны) и бесполетные зоны с помощью статических и динамически регулируемых виртуальных барьеров, учитываемых программным обеспечением БВС при осуществлении полета и эксплуатантами, при планировании маршрута полета.
Принципы формирования геозон для БВС должны определяться национальным законодательством, авиационными агентствами и регуляторными органами, для обеспечения безопасности воздушного пространства, избегания конфликтов с ВС и для соблюдения местных, а также международных авиационных нормативов и правил.
Тем не менее, при создании геозон для БВС можно выделить несколько общих принципов:
- Ограничения по местности (географические). Геозонирование по местности предполагает ограничение полетов БВС в закрытых зонах, таких как
аэропорты, военные объекты и т.д. Так же этот принцип может включать определенные ограничения по зонам ответственности учреждений ОрВД.
- Ограничения по высоте. Данный принцип формирования геозон позволяет ввести ограничения по высоте полетов БВС, для предотвращения конфликтных ситуаций с ВС. В черте города данный принцип может быть применим для ограничения минимальной высоты полетов БВС. [2]
- Ограничения по времени. Данный принцип позволяет ввести ограничение по времени использования определенной геозоны (определенные события (общественные мероприятия, военные учения), дни или часы, когда полеты БВС в данной местности могут представлять собой угрозу безопасности.
Различают статические (постоянные), долгосрочные и динамические геозоны.
Статическая геозона имеет постоянное фиксированное исходное местоположение и обычно окружает физические препятствия, такие как здания или бесполетные зоны.
Долгосрочная геозона активна в течение ограниченного интервала времени с фиксированным исходным местоположением.
Динамическая геозона активна в течение определенного промежутка времени, кроме того, ее исходное местоположение может со временем меняться. В динамических геозонах выделяются локальные геозоны для каждого БВС. Никакому другому БВС не разрешается пересекать это пространство. В этом случае, эффективность УВД зависит от минимизации объема каждой зарезервированной геозоны и продолжительности полета БВС внутри нее (то есть времени действия этой геозоны), а динамическое увеличение объема геозоны повысит безопасность полетов за счет индивидуального использования для отдельного БВС. [3]
Ведущие мировые производители БВС разрабатывают и внедряют в свои БАС технологии геозонирования [4].
В Российской Федерации, разработана концепция интеграции беспилотных воздушных судов в единое воздушное пространство и Стратегия развития беспилотной авиации, в которых, в части научно-технического развития для целей развития отрасли беспилотных авиационных систем (БАС), технологии геозонирования признаются одним из приоритетных направлений научных исследований и разработок.
Предполагается внедрение средств динамического геозонирования воздушного пространства. Причем, информация о структуре воздушного пространства и вновь устанавливаемых и снимаемых ограничениях использования воздушного пространства должна распространяться в режиме реального времени, по средствам цифрового интерфейса взаимодействия эксплуатантов и внешних пилотов беспилотных воздушных судов с органами обслуживания воздушного движения. А также обеспечение разрешения конфликтных ситуаций на тактическом уровне (в процессе полета) на базе цифровых платформ.
Выводы.
В современном исполнении технология геозонирования представляет собой функциональность системы управления БВС, ограничивающая возможности его полетов, по средствам задания координат запретных зон вручную оператором и/или производителем БВС. Технология предназначена для защиты как окружающей среды, включая объекты техносферы, от БВС, так и БВС от окружающей среды. Позволяет сберечь сам беспилотник, жизни и здоровье людей, объекты инфраструктуры, объекты культурного наследия и экологию.
Использование технологий искусственного интеллекта и блокчейна позволит создавать новые маршруты по мере изменения условий полета, правил и ограничений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Kim, J.; Atkins, E. Airspace Geofencing and Flight Planning for Low-Altitude, Urban, Small Unmanned Aircraft Systems. Appl. Sci. 2022, 12, 576. https://doi.org/10.3390/app12020576
2. Распоряжение правительства от 5 октября 2021г. №2806-р «Концепция интеграции беспилотных воздушных судов в единое воздушное пространство Российской Федерации» -http://publication.pravo.gov.ru/Document/View/0001202110110022?index=1
3. Распоряжение правительства РФ от 21 июня 2023 г. №1630-р «Стратегия развития беспилотной авиации Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2035 года» -http://publication.pravo.gov.ru/document/0001202306280006?index=1
4. «Ростех разработал систему организации движения дронов для городских условий» - https://rostec.ru/media/pressrelease/rostekh-razrabotal-sistemu-organizatsii-dvizheniya-dronov-dlya-gorodskikh-usloviy/
Kondryakova M.A.
St. Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov (St. Petersburg, Russia)
GEOFENCING OF THE AIRSPACE OF A SMART CITY TO IMPROVE SAFETY IN THE OPERATION OF UNMANNED AIRCRAFT
Abstract: this article discusses the security problems of a smart city in the operation of unmanned aircraft and ways to solve them by using geofences.
Keywords: UA V, geofencing, geofensing, flight plan.
