CC BY
104
УДК 656.021.2
ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ НАЦИОНАЛЬНЫХ И МЕЖДУНАРОДНЫХ ПРАВИЛ ЭШЕЛОНИРОВАНИЯ ВС ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ СИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО ИХ ГАРМОНИЗАЦИИ
В.В. СОЛОМЕНЦЕВ, В.Б. СПРЫСКОВ, С.В. КУЗНЕЦОВ
Рассмотрены основные отличия отечественных и международных правил эшелонирования воздушных судов при использовании системы наблюдения обслуживания воздушного движения. Обоснован вывод о необходимости модернизации отечественных правил и даны предложения по гармонизации отечественных и международных правил эшелонирования, направленные на повышение эффективности и безопасности отечественной деятельности по обслуживанию воздушного движения.
Ключевые слова: эшелонирование, воздушное движение, системы наблюдения.
Введение
Основной объем мирового обслуживания воздушного движения выполняется по так называемым международным правилам эшелонирования воздушных судов при использовании систем наблюдения обслуживания воздушного движения и лишь незначительная часть мирового объема выполняется по российским правилам, принципиально отличающимся от международных. Такое положение в деятельности по обслуживанию воздушного движения существует десятилетия. В рамках настоящей статьи предпринята попытка выявить основные отличия отечественных и международных правил, понять какие правила эффективней и безопасней и сделать предложения по гармонизации отечественных и международных правил эшелонирования воздушных судов при использовании систем наблюдения обслуживания воздушного движения.
1. Отличия отечественных и международных правил эшелонирования воздушных судов при использовании системы наблюдения обслуживания воздушного движения
Хорошо известно, что правила эшелонирования воздушных судов (ВС) при использовании системы наблюдения обслуживания воздушного движения (ОВД) Российской Федерации [1] отличаются от аналогичных международных правил [2]. Укажем лишь на основные.
1.1. Основное отличие связано с тем, что российские минимумы эшелонирования привязаны к:
- типу относительного движения ВС;
- этапу полета ВС (маршрут, подход, круг);
- наличию или отсутствию АС УВД или КСА УВД (правила №№ 76, 80 [1]).
Международные минимумы эшелонирования «основанные на использовании радиолокационных средств и/или автоматического зависимого наблюдения, назначаются соответствующим полномочным органом ОВД с учетом возможностей конкретной системы автоматического зависимого наблюдения или радиолокационной системы... точно определять местоположение воздушного судна...» [2, п. 8.7.3.3]. А «информация, представленная на индикаторе воздушной обстановки, может быть использована для...:
- ...повышения безопасности полетов;
- ...обеспечения эшелонирования... [2, п. 8.7.1]».
Итак, международные правила аэронавигационного обслуживания связывают функции повышения безопасности полетов и обеспечения эшелонирования ВС с точностью информации, отображаемой на индикаторе воздушной обстановки, а отечественные правила использования воздушного пространства даже не упоминают точность как фактор, от которого зависит значение минимального интервала между ВС.
1.2. Второе отличие связано с тем, что российские правила эшелонирования ВС при наблюдении устанавливают некоторые допустимые расстояния между парами ВС вдоль и поперек направления движения одного из ВС. Нарушение хотя бы одного из указанных минимальных интервалов считается нарушением правил эшелонирования. Такая постановка задачи эшелонирования не всегда корреспондируется со здравым смыслом.
Действительно, пусть правило эшелонирования предписывает выдерживать на одной высоте минимальный продольный интервал в 30 км и одновременно боковой интервал не менее 10 км. На практике, положим, минимальный продольный интервал был нарушен: вместо 30 км обеспечено 25 км. При этом боковой интервал составил не 10 км, а, например, 20 км, 30 км или 100 км. С точки зрения безопасности воздушного движения в этом случае ожидать роста риска катастроф не приходится, а с точки зрения выполнения правил эшелонирования - продольный минимум нарушен и формально следует говорить о потере безопасности.
Международные правила эшелонирования ВС при наблюдении принципиально не указывают, в каком направлении требуется контролировать минимально допустимые расстояния между ВС. Правила требуют, чтобы в круговую зону безопасности, построенную относительно каждого ВС на индикаторе воздушной обстановки, не попадало другое ВС, за исключением случаев, когда между ВС обеспечено вертикальное эшелонирование. В качестве радиуса зоны безопасности на маршруте выбирают 5 мор. миль, на подходе - 3 мор. мили, на кругу - 2,5 мор. мили.
Рассмотренная ситуация нарушения российских правил эшелонирования при использовании систем наблюдения ОВД могла появиться только из-за того, что сами правила находятся в тех же пунктах [1], которые регламентируют правила продольного и бокового эшелонирования без использования систем наблюдения ОВД. Международные правила эшелонирования ВС при наблюдении вынесены в отдельную главу [2]. В условиях плотного воздушного движения с высоким уровнем пересекающихся потоков эшелонирование ВС по кругу, а не по направлениям является наиболее естественным способом обеспечения безопасности, исключающим вышеописанный казус, связанный с применением отечественных правил.
1.3. Третье отличие заключается в том, что российские правила оперируют значительно большим количеством минимальных интервалов по сравнению с международными правилами. Действительно, при эшелонировании ВС в зоне ответственности районного диспетчерского центра российские правила опираются на 14 минимумов эшелонирования, в то время, как международные правила - лишь на один.
1.4. Российские правила эшелонирования ВС с использованием системы наблюдения ОВД регламентируют, в основном, отличные от аналогичных международных правил относительные расстояния.
Действительно, при решении задачи эшелонирования ВС на пересекающихся маршрутах российские правила предписывают сравнивать с установленным минимумом прогнозируемое относительное расстояние между ВС, когда одно из них будет находиться в точке пересечения маршрута другого ВС. В исследовании [3] было показано, что это расстояние больше минимального расстояния между ВС на пересекающихся маршрутах, к которому аппелируют международные правила эшелонирования. Это отличие в пользу международных правил потому, что ограничивать следует именно минимальное расстояние, а не какое-то другое.
Но в наибольшей степени эти отличия проявляются в правилах эшелонирования ВС при пересечении занятых встречных и попутных эшелонов.
Международные правила предписывают:
- сравнивать текущее, наблюдаемое на диспетчерском ИВО, расстояние между ВС с установленным минимумом;
- не допускать ситуаций, при которых расстояния между ВС, наблюдаемые на ИВО при пересечении занятых эшелонов, становятся меньше установленного минимума, за исключением случаев, когда между ВС обеспечен минимальный вертикальный интервал эшелонирования.
При такой постановке задачи эшелонирования диспетчер может в реальном времени по ин-
формации ИВО контролировать минимальное расстояние между ВС за все время пересечения еще до команды на пересечение эшелонов.
При пересечении попутных эшелонов диспетчер должен определить путевые скорости пары ВС. Если скорости одинаковы, то за время пересечения их расстояния будут равными наблюдаемым на ИВО. Когда скорости разные, то команду на пересечение без всяких условий можно выдавать, если более скоростное ВС находится спереди менее скоростного. Если более скоростное ВС находится сзади, то для безопасного пересечения диспетчеру необходимо контролировать выполнение условия: наблюдаемое расстояние между ВС должно быть таким, чтобы после вычитания из него величины, равной АЖ ■ 4Тэш,
где АЖ - разность путевых скоростей ВС; Тэш - время пересечения эшелона (1000 футов, 300 м), остаток был бы больше установленного минимума (5 мор. миль).
При пересечении занятого встречного эшелона также возможно контролировать минимальное расстояние между ВС за все время пересечения по ИВО до команды на пересечение. При пересечении на расходящихся курсах (после пролета ВС друг над другом) диспетчер должен убедиться, что наблюдаемое расстояние между ВС не меньше установленного минимума, а лишь после этого давать команду на пересечение.
Если пересечение происходит на встречных курсах (до пролета ВС друг над другом), то диспетчеру необходимо контролировать выполнение условия: наблюдаемое расстояние между ВС должно быть таким, чтобы после вычитания из него величины, равной (Ж1 + Ж2 )■ 2Тэш, где Ж, Ж2 -путевые скорости ВС, остаток был бы больше установленного минимума, и лишь после этого давать команду на пересечение.
И наконец, для всех ситуаций пересечения занятых эшелонов диспетчер вправе разрешить пересечение, если до команды на изменение профиля полета боковая дистанция между ВС не меньше установленного минимума.
Российские правила эшелонирования ВС при пересечении занятых эшелонов аппелируют не к минимальному расстоянию между ВС, которое диспетчер наблюдает на ИВО, а к некоторому прогнозируемому расстоянию между ВС «на одной высоте». Таким образом, на успешное решение задачи эшелонирования ВС при пересечении занятых эшелонов по российским правилам с использованием продольных интервалов существенно влияют недисциплинированность экипажей ВС по исполнению времени начала изменения высоты полета, выдерживанию запланированной вертикальной скорости пересечения эшелонов и возможные ошибки диспетчера по прогнозированию относительного расстояния между ВС «на одной высоте».
1.5. Существует еще одно принципиальное отличие отечественных и международных правил эшелонирования ВС при наблюдении ОВД, связанное с безопасностью применения правил. Заключается оно в том, что международные правила обеспечивают целевой уровень риска катастроф
(ТЬБ), равный 5 10 -9 —1— , при обеспечении точности наблюдения 500 м для минимума эшело-
лет.ч
нирования 5 мор. миль и 300 м для минимума эшелонирования 3 мор. мили [4]. Важно подчеркнуть, что зарубежные правила используют одинаковый минимум как для продольного расстояния, так и для бокового расстояния между ВС. Требования безопасности к точности наблюдения, обеспечивающие выполнение ТЬБ, также одинаковые как для продольного применения минимальных интервалов, так и для применения боковых интервалов.
Российские правила предполагают использование существенно разных минимальных продольных и боковых интервалов, а значит и требования безопасности к точности наблюдения при этом должны быть существенно различными для обеспечения одного и того же ТЬБ. Очевидно, что для обеспечения безопасности при эшелонировании посредством меньшего интервала эшелонирования (бокового) точность должна быть выше.
Если предположить, что такая точность обеспечена, то можно смело сокращать больший (про-
дольный) интервал. Если же предположить, что достигнута точность наблюдения для безопасного эшелонирования ВС посредством большего интервала (продольного), то любое решение задачи эшелонирования посредством меньшего интервала (бокового) будет всегда небезопасное, то есть риск катастроф ВС при эшелонировании будет большим, чем ТЬБ.
Таким образом, безопасное использование российских несимметричных минимальных интервалов эшелонирования при использовании системы наблюдения ОВД предъявляет несогласованные требования к точности наблюдения ВС, которые на практике приводят к тому, что либо продольные интервалы без ущерба безопасности полетов можно сокращать, если обеспечены повышенные точности для безопасного применения боковых интервалов, либо использование боковых интервалов не обеспечивает безопасность полетов, если достигнуты точности наблюдения только для использования продольных интервалов.
Итак, сравнительный анализ международных и отечественных правил эшелонирования ВС при наблюдении указывает на их существенные различия:
- на любом рабочем месте диспетчера УВД в районном центре, на подходе или на кругу международные правила позволяют осуществлять эшелонирование по единому минимуму, тогда как отечественные правила для деятельности по ОВД на тех же самых рабочих местах предписывают диспетчеру использовать целый ряд минимальных интервалов. Например, в РЦ без АС УВД или КСА УВД - 7 минимумов, в РЦ с АС УВД или КСА УВД - 7 минимумов. На подходе и на кругу картина аналогичная;
- международные правила существенно упрощают эшелонирование ВС по ИВО, так как освобождают диспетчера от оценок продольных и боковых относительных расстояний между ВС. В условиях интенсивного движения ВС по пересекающимся маршрутам наиболее естественным способом эшелонирования является эшелонирование по кругу (по единому минимуму), а не по направлениям;
- международные правила не привязаны к типам относительного движения ВС в отличие от отечественных. Правила устанавливают единый подход для решения задач эшелонирования для всех типов относительного движения ВС, перечисленных в отечественных правилах. Принцип эшелонирования ВС по международным правилам, а именно: никогда, ни при каких обстоятельствах не допускать сближения ВС на ИВО на расстояния, меньшие установленного минимума, за исключением случаев, когда между ВС обеспечен минимум вертикального эшелонирования - во всех случаях (для всех типов относительного движения) позволяет диспетчеру принимать решение на изменение режима полета ВС после того, как он оценил на ИВО минимальное расстояние между ВС, и оно не может быть уменьшено в процессе расхождения ВС. Отечественные правила только в отношении относительного движения по одному маршруту на одной высоте позволяют сделать это также, как международные, но при пересечении занятых эшелонов и маршрутов на одной высоте отечественные правила предписывают выдерживать минимальные расстояния, которые в текущий момент времени на ИВО не наблюдаются.
Применение международных правил обеспечивает, при прочих равных условиях, большую безопасность полетов, так как правила предъявляют одинаковые требования к точности отображения координат ВС на ИВО при эшелонировании различных типов относительного движения ВС. Российские правила предъявляют несовместные требования по точности отображения ВС на ИВО при применении продольных и боковых минимумов эшелонирования. Это означает, что, если некоторый уровень точности наблюдения обеспечивает безопасное применение продольных интервалов, то этот же уровень точности не обеспечивает безопасное применение минимальных боковых интервалов. И наоборот, если обеспечено безопасное применение бокового эшелонирования, то минимальные продольные интервалы можно сокращать.
Анализ отличий убедительно показал, что гармонизация национальных и международных правил просто необходима, так как отечественные правила уступают международным, в том числе в вопросах обеспечения безопасности полетов. Такое положение недопустимо и требует безусловного исправления.
2. Пути гармонизации отечественных и международных правил эшелонирования ВС при использовании системы наблюдения обслуживания воздушного движения
Анализ основных различий международных и национальных правил эшелонирования ВС при наблюдении показал, что во всех компонентах международные правила превосходят аналогичные отечественные, но для обеспечения безопасности полетов при эшелонировании они предъявляют к системе ОВД довольно жесткие требования к точности наблюдения. Поэтому применять международные правила эшелонирования при наблюдении для решения задач эшелонирования ВС в Российской Федерации не представляется возможным, так как обеспечить повсеместно точность на маршруте и на подходе порядка 500 м и 300 м в настоящее время невозможно.
Однако в гражданской авиации СССР и гражданской авиации Российской Федерации в течение многих десятилетий при эшелонировании ВС, выполняющих полеты по одной воздушной трассе на одной высоте, использовались минимальные интервалы между ВС, безопасность которых проверена временем. Очень важно, что с тактической точки зрения (по типу контролируемого интервала) международные и отечественные правила эшелонирования для данного типа относительного движения не имеют различий, за исключением применяемых минимальных интервалов.
Российские правила предписывают использовать для разделения ВС, следующих в попутном направлении на одной высоте, интервалы:
- на маршруте - не менее 30 км, а при использовании автоматизированной системы управления воздушным движением или комплекса средств автоматизации управления воздушным движением -не менее 20 км;
- на подходе - не менее 20 км, а при использовании АС УВД или КСА УВД - не менее 10 км;
- на кругу - не менее 5 км.
Если признать, что безопасность применения продольных интервалов 30 км, 20 км, 10 км и 5 км доказана положительной практикой их применения, то в основу гармонизации можно предложить переход российских правил эшелонирования при использовании системы наблюдения ОВД на принципы международных правил эшелонирования ВС при наблюдении, но с минимальными интервалами в 30 км, 20 км, 10 км и 5 км.
При этом в отечественных правилах в зоне взлета/посадки необходимо предусмотреть точно такую же дифференциацию минимальных интервалов из-за действия спутного следа, как в «PANS-ATM» [2].
Наконец, отечественные правила эшелонирования ВС при наблюдении ОВД необходимо вынести из подраздела «Эшелонирование» и поместить их в отдельный подраздел «Правила эшелонирования ВС при использовании системы наблюдения ОВД». Тогда гармонизация будет полной.
Заключение
Гармонизация отечественных правил эшелонирования ВС при использовании систем наблюдения ОВД просто необходима. Она должна заключаться во внедрении в Российской Федерации правил эшелонирования ВС при наблюдении, аналогичных международным, но в ряде случаев с большими радиусами кругов безопасности вокруг отметок ВС на ИВО.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации: утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 11 марта 2010 г. № 138.
2. Правила аэронавигационного обслуживания. Организация воздушного движения. - Монреаль: ИКАО, ICAO Doc 4444 ATM/501. - 15-е изд. - 2007.
3. Проведение исследования и разработка мероприятий для введения сокращенных минимумов продольного и бокового эшелонирования и введения международных стандартов, правил полетов и аэронавигационного обслуживания: отчет о НИР по государственному контракту №3893/09-030-0000-ГК/ГК-216-10/Б от 31.08.2009 г. - М.: ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», 2009.
4. Eurocontrol Standart Document For Radar Surveillance In En-Route Airspace And Major Terminal Areas. Документ ЕВРОКОНТРОЛЯ SUR.ET 1.STO 1.1000-STD-01-01. - Брюссель: Евроконтроль, 1997.
THE KEY DIFFERENCES BETWEEN DOMESTIC AND INTERNATIONAL AIRCRAFT SEPARATION RULES IN AIR TRAFFIC SERVICE SURVEILLANCE AND PROPOSALS ON THEIR HARMONIZATION
Solomentsev V.V., Spryskov V.B., Kuznetsov S.V.
The paper considers the key differences between domestic and international aircraft separation rules in Air Traffic Service Surveillance. The paper justifies necessity of modernization of the domestic rules and gives proposals on harmonization domestic and international separation rules, to enhance effectiveness and safety of the domestic Air Traffic Service activity.
Key words: Separation, aviation traffic, air surveillance systems.
Сведения об авторах
Соломенцев Виктор Владимирович, 1957 г.р., окончил МИЭМ (1980), академик Российской академии транспорта, доктор технических наук, профессор, заместитель генерального директора ОАО «НТЦ «Промтехаеро», заведующий кафедрой вычислительных машин, комплексов, систем и сетей МГТУ ГА, автор более 100 научных работ, область научных интересов - системы связи навигации и наблюдения, организации воздушного движения, моделирование.
Спрысков Владимир Борисович, 1951 г.р., окончил МАИ им. С. Орджоникидзе (1975), МГУ им. М.В. Ломоносова (1983), доктор технических наук, главный научный сотрудник ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор более 100 научных работ, область научных интересов - безопасность воздушного движения.
Кузнецов Сергей Вадимович, 1985 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), аспирант МГТУ ГА, старший научный сотрудник ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор 7 научных работ, область научных интересов - системы наблюдения обслуживания воздушного движения, безопасность воздушного движения.
