CC BY
58
2013
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА
№ 193
УДК 621.396.96
ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КАНАЛОВ АВИАЦИОННОЙ КОМАНДНОЙ СВЯЗИ НА БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ УВД
Е.Г. УНИЧЕНКО
Статья представлена доктором технических наук, профессором Старых А.В.
Рассмотрена возможность проведения оценки вероятности опасных сближений ВС при непосредственном УВД, в соответствии с особеностями и топологией каждой зоны и ограничениями ИКАО на риск столкновений.
Ключевые слова: риск столкновения ВС, коэффициент загрузки диспетчера, информационный канал «экипаж-диспетчер», потенциально-конфликтная ситуация.
Эффективность УВД, количество ошибок диспетчера и уровень безопасности полётов адекватно отражают такой показатель, как загрузка диспетчера. Структуру рабочей загрузки диспетчера принято представлять в виде Ь = Ьф + Ьн + Ьк, где Ьф - фоновая загрузка, не
зависящая от количества и интенсивности движения воздушных судов; Ьн - загрузка, связанная с выполнением операций при бесконфликтном полёте ВС; Ьк - составляющая загрузки, связанная с распознаванием и предотвращением опасных сближений ВС.
Существует несколько подходов к оценке рабочей загрузки диспетчера, наиболее приемлемым из которых является метод, когда время, затрачиваемое диспетчером на УВД, представляется ограниченным числом операций, временные затраты на выполнение которых могут быть хронометрированы непосредственно как Т2 = Тсв + Твз + Трл + Тгр + Тдоп , где Тсв
- время ведения радиосвязи; Твз - время ведения информационного обмена по взаимодействию с диспетчерами смежных РЦ; Трл - время обращения к индикатору радиолокационного контроля; Тгр - время ведения графического контроля; Тдоп - время
ведения внепланового информационного обмена.
Соответственно коэффициент загрузки выразим как отношение суммарного времени Т2 к интервалу наблюдения Т0, т.е. К3 = Т2 / Т0. Полученное выражение представим в виде двух составляющих: коэффициента загрузки диспетчера по связи К3св = Тсв / То и коэффициента
дополнительной загрузки Кздоп = {Тв3 + Трл + Тгр + Тдоп )/ Т0 , тогда КЗ = КЗсв + КЗдоп .
Загрузка диспетчера существенно влияет на вероятность его ошибочных действий, поэтому при определении пропускной способности зон УВД интенсивность воздушного движения устанавливается таким образом, чтобы загрузка диспетчера не превышала предельно допустимого значения, равного 0,55.
Удобной характеристикой, определяющей коэффициент загрузки при заданной интенсивности воздушного движения, является среднее время тоб, затрачиваемое диспетчером на одно ВС во время нахождения его в зоне ответственности тоб = псв 1св + прл!рл + пвз 1вз + пгр!гр, где псв, прл, пвз, пгр - среднее число соответствующих
технологических операций за среднее время нахождения ВС в зоне; !св, 1рл, 1вз, !гр -
соответственно среднее время выполнения этих операций.
Основные затраты времени диспетчера связаны с ведением информационного обмена с экипажем ВС, которые линейно связаны с затратами на выполнение всех технологических
Влияние качества функционирования каналов авиационной командной связи
85
операций, а поэтому удобство хронометрирования и обязательное документирование информационного обмена «экипаж-диспетчер» определяют использование коэффициента загрузки диспетчера по связи как важного показателя эффективности непосредственного УВД.
Загрузка диспетчера по связи является комплексным показателем, отражающим эффективность принятых в данной зоне организационно-структурных и технических решений, качество функционирования и надёжность технических средств, способность системы быстро адаптироваться к изменяющимся условиям, обоснованность планирования полётов и т.д. Результаты анализов ГосНИИ «Аэронавигации» показывают, что предельному значению общей загрузки - 0,55 соответствует загрузка по связи - 0,33.
Безопасность полётов в части, отражающей качество функционирования непосредственно УВД, описывается характеристиками опасного сближения, рассматриваемого как ситуация, в которой вероятность столкновения существенно отличается от нуля.
Всякому опасному сближению предшествует потенциально-конфликтная ситуация (ПКС), развитие которой без вмешательства диспетчера может привести к авиационному происшествию.
В случае низкого качества функционирования канала информационного обмена, (необходимость проведения повторных процедур информационного обмена), может возникнуть ситуация, когда диспетчер не располагает необходимым временным ресурсом для передачи команд по разрешению ПКС, которая перерастает в конфликт. Таким образом, в качестве характеристик безопасности полётов в части, отражающей влияние надёжности каналов информационного обмена «экипаж-диспетчер», можно использовать вероятность опасного сближения ВС при наличии ПКС и статистические характеристики числа опасных сближений за определённое время полётов в зоне УВД.
Основное влияние командной связи на эффективность УВД проявляется в виде задержек информации, циркулирующей в канале. Это приводит к росту коэффициента загрузки диспетчера и к увеличению вероятности ошибки, а при разрешении ПКС может приводить к перерастанию потенциально-конфликтной ситуации в конфликт. Очевидно, что допустимое время задержки информации, а также требования к качеству функционирования канала будут определяться интенсивностью воздушного движения, интенсивностью и длительностью ПКС, а также временными характеристиками циркулирующей в каналах информации. Задача осложняется тем, что все перечисленные характеристики носят случайный характер и взаимосвязаны между собой. Рассмотрим подробнее статистические характеристики приведённых выше параметров и их взаимосвязь.
Основным параметром воздушного движения в зоне является интенсивность воздушного движения, под которой понимается интенсивность потока входящих в рассматриваемую зону воздушных судов.
Эффективность непосредственного УВД в части, определяемой качеством функционирования и надёжностью каналов авиационной командной связи, характеризуется вероятностью опасного сближения и коэффициентом загрузки диспетчера. Однако вероятность опасного сближения, хотя и является широко используемым критерием, документами ИКАО не нормируется. Рекомендациями ИКАО в качестве критерия безопасности полётов предлагается использование так называемого «риска столкновения», под которым понимается среднее число столкновений ВС за определённый объём полёта. В настоящее время допустимый риск столкновений при полёте по маршруту составляет 10" на час полёта.
Каждому из нарушений предшествует ПКС, т.е. ситуация, которая без вмешательства диспетчера может привести к нарушению норм эшелонирования.
Для риска столкновений можно записать Ыст = <пксРосРст, где <пкс - частота потенциально-конфликтных ситуаций; Рос - вероятность опасного сближения при наличии ПКС; Рст - вероятность столкновения при наличии опасного сближения.
86
Е.Г. Униченко
Частота ПКС определяется топологией зоны УВД и интенсивностью воздушного движения в ней. Взаимосвязь частоты ПКС с интенсивностью воздушного движения и метод определения для различных зон УВД определяется особенностью структуры каждой конкретной зоны.
Основной составляющей нарушений, не связанных непосредственно с динамикой воздушного движения, являются ошибки диспетчера, обусловленные излишне напряжёнными условиями его работы. Для обеспечения минимальной вероятности ошибки диспетчера средний коэффициент его загрузки, характеризующий напряжённость работы диспетчера, не должен превышать определённой величины, которой однозначно определяется загрузка диспетчера по связи. При этих условиях минимально допустимой загрузки ошибками диспетчера можно пренебречь.
Анализ работы диспетчеров показывает, что в силу высокой ответственности решаемых задач, реализуемых ими на практике, минимальные продольные интервалы между ВС должны превышать установленные нормы эшелонирования, чтобы на практике диспетчер всегда располагал некоторым временным запасом, который назовём запасом разрешения.
Снижение качества функционирования каналов приводит к необходимости переспросов, т.е. к дополнительным временным затратам диспетчера на передачу команд на борт ВС. При этом могут возникнуть ситуации, когда суммарные затраты превысят запас разрешения и ПКС последовательно перерастёт в нарушение минимальных интервалов и опасное сближение.
Таким образом, с учётом вышесказанного, условия обеспечения требуемого уровня безопасности полётов можно записать следующим образом К3 < К3норм Рос = Р[т^ ^т3 }< Роснорм,
где К3, К3н - достигаемый и нормативный коэффициент загрузки диспетчера; -
суммарные дополнительные затраты диспетчера на информационный обмен, обусловленные снижением качества функционирования канала; т3 - запас разрешения.
Используя полученные соотношения, представляется возможность оценить для конкретной зоны требования к вероятности опасных сближений Рос при известном Рст = /(Рос) и известной
частоте потенциально конфликтной ситуаций со^кс , определяемой особеностями и топологией каждой зоны и ограничениями ИКАО на риск столкновений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ильичев А.В. Начало системной безопасности. - М.: Научный мир, 2003.
2. Обслуживание воздушного движения // Приложение 11 к Конвенции о международной гражданской авиации. - 13-е изд. - Монреаль: ИКАО, 2001.
EFFECT OF QUALITY OF THE CHANNEL COMMAND AVIATION SECURITY AND COMMUNICATION EFFICIENCY ATC
Unichenko E.G.
The article considers the possibility of dangerous approaches of aircraft and the magnitude of risk of collision with the direct ATC.
Key words: risk of collision aircraft, potentially conflict situation, influencing factors.
Сведения об авторе
Униченко Егор Григорьевич, 1982 г.р., окончил МГТУ ГА (2004), кандидат технических наук, начальник сектора анализа безопасности полетов ФАУ Государственный центр «Безопасность полетов на воздушном транспорте», автор 15 научных работ, область научных интересов - управление составляющими безопасности полетов.
