CC BY
45
2007
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Навигация и УВД
№ 121
УДК 656.7.08
ОБОСНОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К СИСТЕМЕ ОрВД В ИНТЕРЕСАХ ГАРАНТИРОВАННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕЮ ЗАДАННОГО УРОВНЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ
Ю.М. КОЛИТИЕВСКИЙ, Н.Н. КУЦ
В статье приводится обоснование требований к системе ОрВД в интересах гарантированного обеспечения ею в реальных условиях функционирования заданного значения уровня безопасности воздушного движения. Показано, что для решения этой задачи система ОрВД должна обеспечивать заблаговременное обнаружение и предупреждение конфликтных ситуаций, минимизацию нарушений воздушными судами установленных интервалов эшелонирования, объективные и гарантированные оценки уровня безопасности, защиту от ошибок диспетчера и заранее непредвиденных воздействий внешней среды.
В настоящее время в соответствии с разработанной в 2003 г. экспертной группой ИКАО «Эксплуатационной концепцией системы ОрВД» и решениями 11 аэронавигационной конференции вопросам безопасности воздушного движения (БВД) придается первостепенное значение. При этом речь идет о необходимости разработки системы обеспечения заданного уровня указанной безопасности, основу которой должны составлять подсистемы объективного оперативного контроля, обеспечиваемого системой ОрВД уровня безопасности и управления этим уровнем.
С учётом изложенного в обращении Российской ассоциации эксплуатантов воздушного транспорта в Министерство транспорта (февраль 2005г. №10.04/2-17/27) подчёркивается, что в настоящее время в отечественных системах ОрВД не организован объективный мониторинг состояния безопасности воздушного движения на базе качественных критериев оценки, в силу чего проводимые в ЕС ОрВД самооценки достигнутого уровня не всегда соответствуют аналогичным оценкам авиаперевозчиков.
На наш взгляд, актуальность данной проблемы обусловлена следующими обстоятельствами. С одной стороны, проведение мероприятий по повышению эффективности использования воздушного пространства (ИВП) за счёт сокращения существующих норм эшелонирования, внедрения в практику УВД перспективных технологий GNS/ATM, концепции ИВП “Свободный полёт” и т.п. должно сопровождаться проведением периодических проверок влияния этих мероприятий на обеспечиваемый системой ОрВД уровень БВД, для чего необходимо не только получать объективные оценки этого уровня, но и своевременно обнаруживать тенденции его изменения и причины, вызвавшие эти изменения. С другой стороны, огромной тяжести социальные, моральные, экономические и другие последствия столкновений воздушных судов (например, катастрофа зарубежного широкофюзеляжного ВС может привести к потере 1млрд. долларов США) настоятельно требуют от системы ОрВД, как жизнеобеспечивающей системы, исключить происходящие по её вине столкновения ВС, для чего необходимо, чтобы данная система не просто обеспечивала, а гарантированно, то есть, с заданной достоверностью, обеспечивала заданный уровень безопасности в реальных условиях её функционирования. Последнее означает, что необходимо не только исключить указанные выше столкновения, но и минимизировать в соответствии со специально разработанными критериями количество нарушений этими ВС минимально-допустимых интервалов эшелонирования.
Здесь под реальными условиями функционирования системы ОрВД будем понимать изменяемые во времени плотность и динамику воздушного движения (то есть нерегулярные и нестационарные потоки воздушных судов), разрывность полей радиосвязи, наблюдения и навигации, частичные или полные отказы технических средств, комплексов и системы в целом, ошибки диспетчера, а также заранее непредвиденные преднамеренные и непреднамеренные воздействия внешней среды (изменение метеоусловий, природные катаклизмы и т.п.).
Проблема состоит не в том, чтобы оценивать априорный, в том числе прогнозируемый потенциальный уровень БВД в определённых районах УВД и затем делать последующие выводы о его соответствии заданному значению. Такого рода оценки проводятся регулярно и никто не подвергает сомнению полученные ранее результаты.
Проблема, во-первых, состоит в том, чтобы показатели оценок уровня безопасности сделать эффективным инструментом диагностики состояния системы ОрВД с точки зрения оценки её возможностей по обеспечению заданного значения указанного уровня и в интересах последующего принятия обоснованных решений по дальнейшему развитию данной системы. Во-вторых, для решения задачи гарантированного обеспечения заданного уровня безопасности показатели оценок должны позволять управлять в реальном масштабе времени величиной уровня безопасности, обеспечиваемого системой ОрВД в реальных условиях её функционирования.
Другими словами, нужны такие показатели оценок обеспечиваемого системой ОрВД уровня безопасности, которые, не подвергая сомнению существующие показатели и, являясь их дальнейшим развитием, позволяли бы существенно увеличивать чувствительность последних к реальным условиям функционирования данной системы, в том числе к изменениям пространственно-временных и точностных характеристик каждой из потенциально-конфликтующих пар воздушных судов.
При этом система ОрВД в процессе контроля обеспечиваемого ею уровня безопасности должна не пассивно фиксировать уже произошедшие события (в частности, столкновения ВС), а, в силу своего предназначения, активным
образом, на этапе непосредственного управления, их предупреждать. Для этого прежде всего необходимо решить задачу заблаговременных обнаружения и предупреждения потенциально-конфликтных ситуаций посредством количественной оценки степени угроз, исходящих от каждой из потенциально-конфликтующих пар ВС.
В настоящее время на этапе непосредственного управления оценка степени обеспечения системой ОрВД заданного уровня безопасности производится на качественном уровне посредством анализа выдерживания воздушными судами заранее заданных интервалов эшелонирования, величины которых установлены только для случаев радиолокационного (РЛУ) и процедурного (ПЦУ) управлений. В свою очередь, при гипотезе РЛУ соответствующие интервалы эшелонирования назначаются в предположении того, что основополагающий принцип этого управления “вижу, слышу, управляю” системой ОрВД обеспечивается, то есть, что надёжность радиолокационного управления, как количественная мера степени обеспечения данной системой указанного выше принципа, выражаемая величиной вероятности РЛУ, близка к единице.
Однако в реальных условиях функционирования системы ОрВД величина указанной вероятности в силу ряда причин находится в пределах от нуля (радиолокационное управление отсутствует) до своего максимального для каждой из систем ОрВД значения и обеспечить её величину, близкую к единице, не представляется возможным. Более того, в существующих системах ОрВД объективная оценка надёжности (вероятности) радиолокационного управления и последующий контроль степени её достоверности не производятся, в силу чего фактические значения интервалов эшелонирования, при сближении на которые конфликтующих ВС должен обеспечиваться заданный уровень безопасности ВД, неизвестны.
Аналогичное влияние на фактическую величину интервалов эшелонирования при гипотезе радиолокационного управления оказывают также и изменяемые во времени и пространстве ошибки отображения на ИВО диспетчера УВД (АРМД) взаимного положения конфликтующих ВС, величина которых в существующих системах ОрВД при принятии решений по обнаружению конфликтных ситуаций также не учитывается, что не может не сказаться на фактических значениях уровня безопасности и пропускной способности, обеспечиваемых данными системами. При этом, как подчёркивается в документе ИКАО (Doc. 8071 том III, 1998г. п.6.2.36), вероятность опасного сближения (то есть вероятность столкновения) определяется в предположении того, что конфликтующие ВС разделены на ИВО по меньшей мере минимумом эшелонирования, хотя в действительности они находятся так близко друг от друга, что возникновение происшествия является практически неизбежным.
Т аким образом, при неучёте указанных выше факторов, то есть, когда, с одной стороны, не учитываются ошибки отображения на АРМД расстояний между конфликтующими ВС, а с другой - фактические интервалы эшелонирования не соответствуют их заранее установленным значениям, решения о наличии или отсутствии конфликтных ситуаций принимаются в условиях большой неопределённости, в силу чего при фиксации на АРМД сближений воздушных судов на расстояния, равные установленным интервалам эшелонирования, фактическая величина обеспечиваемого системой ОрВД уровня безопасности может быть на три-четыре порядка ниже её заданного значения, что чревато очень большими последствиями и вообще является недопустимым. Попытки обеспечения заданного уровня безопасности за счёт увеличения установленных интервалов эшелонирования без учёта указанных выше факторов приводят к необоснованному уменьшению пропускной способности системы ОрВД и, как следствие, к необоснованному снижению её эффективности. И, наоборот, учёт указанных выше факторов позволяет увеличивать интервалы эшелонирования на такую величину, которая обеспечивает заданное значение уровня безопасности в конкретных условиях функционирования системы ОрВД. При этом также обеспечивается максимально возможное в указанных условиях значение пропускной способности системы.
Следовательно, до тех пор, пока не будут обеспечены в реальном масштабе времени объективные и достоверные оценки надёжности (вероятности) радиолокационного управления и точности отображения на АРМД взаимного положения конфликтующих ВС, об обеспечении, тем более гарантированном обеспечении системой ОрВД заданного уровня безопасности при одновременном максимально возможном обеспечении её пропускной способности не может быть и речи.
Вывод. Гарантированное обеспечение системой ОрВД заданного уровня безопасности должно производиться с учётом реальных условий её функционирования за счёт:
- заблаговременного обнаружения на этапе непосредственного управления потенциально-конфликтных ситуаций, последующей количественной оценки максимальных значений потенциальных угроз, исходящих от каждой из потенциально-конфликтующих пар ВС и, в случае необходимости, своевременного принятия соответствующих мер по их предупреждению;
- минимизации количества нарушений воздушными судами установленных интервалов эшелонирования;
- объективных и гарантированных (с заданной достоверностью) оценок обеспечиваемого системой ОрВД в текущий момент времени уровня безопасности и их последующего сравнения с заданным значением этого уровня;
- организации подсистемы управления в реальном масштабе времени указанным выше уровнем безопасности;
- защиты системы ОрВД от грубых ошибок диспетчера и заранее непредвиденных (преднамеренных и непреднамеренных) воздействий внешней среды.
SUBSTANTIATION OF REQUIREMENTS TO SYSTEM ATM IN INTERESTS OF THE GUARANTEED MAINTENANCE WITH HER OF THE PRESET VALUE OF THE LEVEL OF SAFETY OF AIR MOVEMENT
Kolitievsky Y.M., Kuts N.N.
In clause the substantiation of requirements is led to system ATM in interests of the guaranteed maintenance with her in real conditions of functioning of a preset value of a level of safety of air movement. It is shown, that for the decision of this problem system ATM should provide preliminary detection and the prevention of disputed situations, minimization of infringements by air courts of the established intervals эшелонирования, the objective and guaranteed estimations of a level of safety, protection against mistakes of the dispatcher and in advance unforeseen influences of an environment.
Сведения об авторах
Колитиевский Юрий Михайлович, 1937 г.р., окончил радиотехнический факультет ВВИА им. Н.Е. Жуковского (1968), доктор технических наук, ведущий научный сотрудник НИИ Минобороны РФ, автор более 130 научных работ, область научных интересов - эффективности систем ОрВД.
Куц Николай Николаевич, 1962г.р., окончил ВВИА им. Н.Е. Жуковского (2000), заместитель начальника отдела ФГУ “24 научное экспериментально-исследовательское управление Министерства обороны Российской Федерации” автор более 15 научных работ, область научных интересов - безопасность полетов, системы управления полетами в районе аэродрома.
