CC BY
243
УДК 656.7.052
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ В МОСКОВСКОМ УЗЛОВОМ ДИСПЕТЧЕРСКОМ РАЙОНЕ*
Ю.Е. ГЛУХОВ, А.Д. БОБИНА
Статья представлена доктором технических наук, профессором Нечаевым Е.Е.
Рассматриваются проблемы московского узлового диспетчерского района и предлагаются пути их решения, а также снижение степени их влияния на эффективность ОВД.
Ключевые слова: планирование, структура, QNH, arrival/departure, point merge, OFFSET RNAV, RNP, AMAN/DMAN, АЗН-В, согласование.
1. Актуальные проблемы
На сегодняшний день работа диспетчера РЛУ и ПК Московского АДЦ может быть характеризована следующими усложняющими факторами (на примере Шереметьевского направления - секторов Москва-подход 1, 2, 9, Шереметьево-круг) [2]:
1) большая интенсивность и неравномерная плотность воздушного движения вследствие отсутствия эффективной борьбы с перегрузками на этапах планирования потоков ГЦ ЕС ОрВД. Периодическое их превышение над пропускной способностью секторов и аэродромов;
2) несовершенство структуры ВП и конфигурации площади маневрирования аэродромов. Полеты на основных аэродромах московского аэроузла по всем географическим направлениям при отсутствии бесконфликтных схем и маршрутов вылета и прилета в ограниченном ВП. Отсутствие скоростных РД и не достаточно эффективное использование двух ВПП на аэродромах МУДР;
3) отсутствие разделения секторов подхода на прибытие и отправление не позволяет одновременно эффективно обслуживать воздушное движение при постоянном разделении внимания для решения ПКС вылетающих ВС с прибывающими в одном потоке;
4) отсутствие единых методов формирования упорядоченного потока и, как следствие, почти абсолютное непредсказуемое (и неопубликованное) векторение на любом этапе полета в пределах МУДР. Негативный эффект векторения возникает при увеличении числа наводимых ВС - дефицит времени диспетчера на принятие решений и выдачу указаний заставляет создавать повышенные неоптимальные интервалы [1];
5) несовершенство нормативных документов: ограничения использования преимуществ хорошей погоды для достижения заявленной пропускной способности ВПП (таких как процедура «за бортом» [4]). Неопределенность с использованием зональной навигации;
6) использование морально и технически устаревшего оборудования АС УВД «TERCAS», отсутствие наземных средств обеспечения навигации при RNP1. Дешевые (по сравнению с локаторами) приемники информации АЗН-В до сих пор не обеспечивают диспетчеров важной для ОВД информацией (приборная скорость и другая информация от бортовой системы управления полетом FMS) [3];
7) отсутствие системы управления прилетом и вылетом AMAN/DMAN [3] не позволяет обеспечивать расчет времени предстоящей задержки и, соответственно, эффективно его тратить на земле - отложенным запуском двигателей без потери своей очереди, и в небе - скоростью на
Работа выполнена при материальной поддержке РФФИ (грант № 13-08-00182)
крейсерском эшелоне заранее в РЦ и в зонах ожидания, также сохраняя очередность. Отсюда получасовые задержки на предварительном старте и уход на запасной аэродром на пределе запаса топлива;
8) «испорченный телефон» в процессе согласования условий выполнения полетов с диспетчерами смежных направлений. Повышенное влияние человеческого фактора в условиях ограниченной информированности об обстановке и намерениях по управлению ею. Так диспетчер круга не видит, что происходит на площади маневрирования своего аэродрома и не знает, какой интервал будет оптимален в каждом конкретном случае. А диспетчера смежных подходов могут лишь догадываться об очередности ВС, заходящих через их сектор на смежный аэродром, и не могут эффективно обеспечивать задачу ускорения и поддержания упорядоченного потока управлением скоростями, спрямлениями и созданием продольных интервалов на выходе из своего сектора.
2. Предлагаемые пути решения
Возможные пути решения обозначенных выше проблем или снижения их влияния на эффективность ОВД в соответствующем порядке:
1) приоритет в формировании расписания отдавать регулярным рейсам авиакомпаний, базирующихся на своих аэродромах Шереметьево, Внуково и Домодедово. На остальные рейсы выдавать слоты в соответствии с государственными приоритетами ИВП [7], не допуская превышения пропускной способности аэродрома и секторов, опираясь на реальную статистику. Чтобы перевести статистические данные в инструмент расчета реальной пропускной способности следует определить влияние следующих взаимосвязанных факторов на интервалы между заходящими на посадку ВС: состояние и конфигурацию работы ВПП (время занятости ВПП на разных МПУ при разных значениях коэффициента сцепления и типах операций на одну или несколько ВПП), метеоусловия (от возможностей ВЗП «за бортом» до процедур ограниченной видимости), плотность и конфигурацию потока (прилет/вылет, сочетания типов весовых категорий). Данные критерии сейчас не учтены в предлагаемой методике расчета НПС [6]. В международной практике используется принцип переложения ответственности за нарушение правил ОВД в условиях перегрузки сектора с диспетчера на органы, допустившие эту перегрузку. Подобное нововведение у нас помогло бы сдвинуть с мертвой точки решение проблемы борьбы с перегрузками, само собой, обозначив для этого инструменты на разных этапах планирования. Как пример оперативного инструмента борьбы с методически повторяющимися перегрузками, кроме применяемых сегодня, можно предложить создание самостоятельных секторов управления в зонах ожидания с опубликованными границами ответственности. При отсутствии пересекающихся маршрутов НПС сектора ожидания может быть выше любого другого. Тогда диспетчеры ожидания смогут формировать необходимую интенсивность и плотность прибывающего потока в смежных секторах с помощью управления интервалами расчетного времени начала захода на посадку (Estimated Approach Time) [3]. Например, один из таких секторов может быть размещен в МУДР над Клином, точка ожидания - ЛАТБИ. А границы сектора могут быть определены следующими точками: NAMIN, SW, AR, OBELU. Сектор может разъединяться со смежным подходом М1 или М9 при необходимости (рис. 1) [5];
Рис. 1. Сектор ожидания над Клином
2) достаточно часто тяжелому самолету на предварительном или исполнительном старте не хватает интервала между плотно заходящими на посадку ВС как при работе одной, так и двух ВПП. При этом эти интервалы позволяют взлететь ВС меньшей категории ИКАО [4]. Для обеспечения принципа наименьшей средней задержки [4] целесообразно обеспечить меньшим ВС взлет, используя для них смещенный порог без снижения уровня безопасности, так как оставшаяся длина ВПП более 2500 м для них достаточна практически при любой взлетной массе и метеоусловиях (рис. 2). Второй способ решения этой проблемы -оперативное чередование левой и правой ВПП на посадку и, тем самым, увеличение времени на занятие исполнительного и взлет. Создание дублирующих магистральных РД позволит легко конфигурировать взлет ВС друг за другом по разным схемам, что является условием процедуры применения сокращенных минимумов эшелонирования на ВПП [4]. Когда на один и тот же предварительный старт можно будет попасть двумя путями, то по одному маршруту руления следует направлять ВС для одних схем выхода, а по второму - для других, и чередовать взлет. Необходима сеть скоростных РД на каждую ВПП (рис. 2).
Рис. 2. Перспективы Шереметьево: разделение стартов по категориям ИКАО, магистральные дублеры и скоростные рулежные дорожки [5]
В структуре ВП Шереметьевского направления МУДР смена направления полета западных маршрутов (FK-UM, AR-BG) на обратные позволит упростить воздушную обстановку исключив пересечения вылетов из ШРМ, ВНК и ДМД между собой и с прилетом в ШРМ со стороны основного северо-западного сектора [5]. Весь участок между маршрутами прилета с запада и севера работает только на прилет, открывая возможности для векторения на точки начала схем от AR или SW или схем RNAV в ключе концепции Point Merge [3]. Для обеспечения этой концепции слияния необходимо оставить не более двух направлений захода на посадку - от AR и от SW, исключив остальные схемы STAR. Для исключения точки пересечения в МУДР ВС следующих в классе «А» ВП транзитом запад/восток необходимо также изменить направления маршрутов Быковского направления МУДР на обратные, это также упростит работу прилета и вылета М7 и М8;
3) разделение подхода на прибытие и отправление возможно при предлагаемой выше структуре ВП [5]. Можно сохранить существующие рабочие места. ШК будет руководить в тех же границах, удлиненных на север до LATBI и на запад до LEMRU до единого в МУДР эшелона перехода FL100. При этом полеты на гражданские аэродромы московского аэроузла целесообразно производить только по QNH для обеспечения бесконфликтности взаимозависимых схем. Расширение географических границ ШК необходимо для обеспечения начала снижения по схеме сразу от границ сектора с эшелона перехода. М1 будет сектором прибытия Arrival только в классе ВП «С» ниже FL265 до FL100 в границах BG-AR-SW-BD-NAMIN-OBELU-BELAG-BG с зоной ожидания над LATBI или без нее (тогда она будет на М9). М2 будет отправлением Departure по северному (на NE и TIMIG) и западному (на FK) направлениям и над районом аэродрома выше FL100 до FL265 только в классе ВП «С». Маневры по обгону будут выполняться с помощью боковых попутных интервалов векторением или параллельным смещением OFFSET RNAV [4] к югу и востоку соответствующих маршрутов. М9 будет руководить транзитными бортами в географических границах всего
Шереметьевского направления выше FL265 и, при необходимости, еще в зоне ожидания над LATBI выше FL100 или без нее (тогда она будет на М1). Транзитный прилет во ВНК и ДМД возможен через М9 выше FL265 для соблюдения принципа бесконфликтности или при оперативном согласовании с сектором М2 и смежных направлений на более низких эшелонах. При малой интенсивности полетов сектора могут объединяться в различных конфигурациях в зависимости от преобладающих потоков движения. Прилет в ШРМ с юга и востока имеет меньший приоритет и будет выполняться по маршрутам входа AR-OBELU-NAMIN-LATBI-SW при работе с одним МПУ и SW-NAMIN-OBELU-LATBI-AR при работе с другим через сектор М9 выше FL265 и ниже, при оперативном согласовании с М2 Departure. Регулирование интервалов также осуществляется процедурой «прямо на» [4] точки этих маршрутов, а при необходимости и зоной ожидания над LATBI [5];
Рис. 3. Предлагаемые изменения направлений основных маршрутов и секторизации [5]
4) реализация предложенной выше структуры решит проблему глобального векторения прилета и вылета (рис. 3);
5) использование в предлагаемой структуре схем зональной навигации типа «веер» и «тромбон» [3] с опубликованными скоростями пролета точек позволит разгрузить диспетчеров по векторению и выровнить поток. Процедура разрешения посадки «за бортом» [4] позволит переложить ответственность по обеспечению эшелонирования на экипажи и уменьшить роль человеческого фактора при дефиците секунд на выдачу голосовой команды на опережение в нарушение существующих правил;
6) новая АС УВД должна максимально автоматизировать все операции голосового согласования - условия входа в свой сектор и запрос на изменение условий входа в смежный (эшелон, маршрут, схема, курс, спрямление, скорость, вертикальная и т.д., т.е. вся задаваемая информация в формуляре сопровождения). Пример: наблюдая относящееся к себе ВС в смежном
секторе (синий формуляр), диспетчер запрашивает у него другой необходимый эшелон, маршрут и скорость вместо запланированных, вводя эти данные в формуляр. Тот диспетчер, обнаружив в формуляре своего ВС запрашиваемые данные, выделенные соответствующим цветом, подтверждает их исполнение самостоятельным вводом. Подтверждение введенных параметров отображается у обоих диспетчеров - согласование проведено без голосовых процедур, не отвлекаясь от прослушивания радиообмена и повышая однозначность согласования, снизив вероятность недопонимания. Использование объединенной информации от локаторов о координатах ВС и АЗН-В, о параметрах полета позволит использовать минимальное количество приемников информации АЗН-В и повысить контроль правильности выдерживания экипажами задаваемых параметров [1] (прогноз траектории, заданной высоты, скоростей). Объединение информации возможно по совпадению позывных и кодов ответчика с приоритетом обнаружения координат от локаторов;
7) системы Arrival и Departure Management [3] даже при неэффективном планировании ГЦ ЕС ОрВД позволят наиболее эффективно реализовывать время задержки заранее с сохранением экипажами своих номеров на посадку и взлет. В расширенных или выделенных формулярах будет всегда отображаться динамическая информация о номере и времени необходимой задержки, которую диспетчеры и экипажи смогут реализовывать заранее оптимальным способом: прилетающие - скоростью и зонами ожидания на больших эшелонах, а вылетающие - отложенным запуском двигателей;
8) проблема «испорченного телефона» решается повышением уровня автоматизации АС УВД, описанного выше. Диспетчер круга в московском АДЦ не находится на вышке хоть и выполняет задачи аэродромного диспетчерского обслуживания [5]. И зачастую он не знает, что происходит на ВПП и в очереди на предварительном старте, и какие интервалы на посадку необходимы, в том числе для обеспечения взлета. Повышение осведомленности позволит повысить эффективность использования ВПП. Реализовать это можно, обеспечив на рабочих местах круга выносные мониторы видеонаблюдения ключевых участков площади маневрирования от соответствующих видеокамер на аэродроме, а также изображение с локатора обзора летного поля. Прописав в технологию работы диспетчеров обязанность обеспечивать на точку выхода из своего сектора РЦ и ДПП обязательный продольный интервал (согласованный в зависимости от сочетания факторов, влияющих на интервалы на заходе на посадку) между заходящими бортами на один и тот же аэродром не меньше минимального в километрах или минутах, можно достичь более комфортной среды ОВД. Это обеспечит возможность одновременного снижения по одному маршруту и слияния потоков в условиях постоянного сокращения интервала. Само собой, необходимо обеспечить для этого диспетчерские инструменты в ключе концепции Point Merge [3] - часть ВП, опубликованного в сборниках аэронавигационной информации для затягивания и спрямления на общую точку выхода векторением или маршрутами RNAV. Повысить эффективность слияния поможет подсистема АС УВД «CORA» на основе данных АЗН-В. Постоянно пересчитывая относительные скорости сближения соседних ВС, она будет рекомендовать максимальные допустимые приборные скорости IAS [1] (рассчитанные с учетом путевых и составляющих ветра на разных высотах и базой данных типов ВС «БАДА» [3]) для обеспечения назначенного интервала на посадку в секундах и км.
3. Список сокращений (по порядку в тексте)
Диспетчер РЛУ и ПК МАДЦ - диспетчер радиолокационного управления и процедурного контроля московского аэроузлового диспетчерского центра;
АДЦ - аэроузловой диспетчерский центр;
ГЦ ЕС ОрВД - главный центр единой системы организации воздушного движения;
ВП - воздушное пространство; РД - рулежная дорожка; ВПП - взлетно-посадочная полоса; АД - аэродром;
ПКС - потенциально конфликтная ситуация; ВС - воздушное судно;
МУДР - московский узловой диспетчерский район;
АС УВД «TERCAS» - автоматизированная система управления воздушным движением «Terminal and En-Route Control Automated System»;
RNP1 - required navigation performance 1 mile (требуемые навигационные характеристики 1 морская миля);
АЗН-В - автоматическое зависимое наблюдение вещательное; ОВД - обслуживание воздушного движения;
FMS - flight management system (система управления полетом ВС);
AMAN/DMAN - arrival management/departure management система управления прибытием/отправлением ВС;
РЦ - районный (диспетчерский) центр;
ИВП - использование воздушного пространства;
МПУ - магнитный путевой угол (ВПП);
ВЗП - визуальный заход на посадку;
НПС - норматив пропускной способности;
Estimated Approach Time - расчетное время захода на посадку (выхода из зоны ожидания через точку ожидания);
М 1, 2, 9 - сектор Москва-подход 1, 2, 9;
ИКАО - международная организация гражданской авиации (ICAO - International Civil Aviation Organization);
ШРМ, ВНК, ДМД - аэродромы Шереметьево, Внуково, Домодедово; RNAV - зональная навигация;
Point Merge - концепция слияния на оптимальных интервалах (в общих точках) заходящих на посадку потоков ВС, представленная организацией Евроконтроль; М 7, 8 - сектор Москва-подход 7, 8; ШК - сектор Шереметьево-круг; FL100 - flight level 100 (эшелон полета 10000 футов);
QNH - давление на аэродроме, приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере (Question/reQuest Nautical Height);
Arrival - сектор управления прибывающими бортами;
Departure - сектор управления вылетающими (отправляющимися) бортами; OFFSET - функция параллельного смещения RNAV на ВС, имеющих FMS; TL100 - transition level (эшелон перехода 10000 футов в московском аэроузле); «веер» и «тромбон» - схемы слияния концепции Point Merge данного вида; «за бортом» - процедура визуальных метеоусловий на аэродроме; ДПП - диспетчерский пункт подхода;
«CORA» - подсистема АС УВД, выдающая рекомендации диспетчеру на основе заложенных алгоритмов анализа динамики воздушного движения; IAS - Indicated Air Speed (приборная воздушная скорость);
«БАДА» - статистическая база данных измеренных параметров полета разных типов ВС на разных высотах и этапах полета.
ЛИТЕРАТУРА
1. Глухов Ю.Е. Повышение эффективности УВД при заходе ВС на посадку на основе использования технологий АЗН-В // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2009. - № 139. - С. 103-108.
2. Малыгин В.Б. Основные принципы совершенствования ОрВД в Московской зоне ЕС ОрВД // Научный Вестник МГТУ ГА. - 2008. - № 136. - С. 146-149.
3. http://www.eurocontrol.int/.
4. Организация воздушного движения в Российской Федерации: Федеральные авиационные правила // Минтранс России. - 2011. - № 293.
5. Сборник аэронавигационной информации РФ и стран содружества независимых государств // Служба аэронавигационной информации. - 2013.
6. Методика расчета НПС // Росавиация. - 2012. - № 757.
7. Воздушный кодекс Российской Федерации // ГД ФС РФ. - 1997. - № 60-ФЗ.
THE INCREASE OF ATM EFFICIENCY AT MOSCOW TERMINAL MANEUVERING AREA
Glukhov Y.E.
Moscow TMA problems are considered and their solutions as well as decreasing of degree influence on ATM efficiency are submitted.
Key words: planning, air structure, QNH, arrival/departure, point merge, OFFSET RNAV, RNP, AMAN/DMAN, ADS-B, coordination.
Сведения об авторе
Глухов Юрий Евгеньевич, 1985 г.р., окончил СПбГУ ГА (2007), старший преподаватель МГТУ ГА, авиадиспетчер МЦ АУВД, 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.
Бобина Анна Дмитриевна, окончила МГТУ ГА (2011), аспирантка МГТУ ГА, авиадиспетчер МЦ АУВД, область научных интересов - технологическое развитие систем гражданской авиации, организация системы УВД.
