CC BY
106
2006
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА серия Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники.
Безопасность полетов.
№99
УДК 347.822.4
ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА РЕЧЕВОГО РАДИООБМЕНА В СИСТЕМАХ УВД
НА БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТОВ
А.И. ЛОГВИН, В.З. ВЫСОЦКИЙ
Рассматривается взаимосвязь параметров, характеризующих уровень безопасности полетов и качество ведения радиопереговоров между диспетчером УВД и экипажами воздушных судов.
Основной задачей гражданской авиации на современном этапе в соответствии с рекомендациями Международной организации гражданской авиации (ИКАО) является обеспечение безопасности полетов. Немаловажную роль в этом играет качество работы службы управления воздушным движением (УВД) и, в частности, качество обеспечения радиопереговоров между диспетчером УВД и экипажем воздушного судна (ВС). По рекомендациям ИКАО в качестве одного из главных показателей безопасности полетов является вероятность столкновения ВС с другим воздушным судном или с Землей. Данная величина нормируется и составляет допустимый риск столкновений при полете по маршруту не более 10-7 на один час полета [1,2]. Основой обеспечения требуемого уровня безопасности полетов является выдерживание между ВС (или между ВС и Землей) безопасных интервалов по всем трем координатам, называемых нормами эшелонирования [3]. Нарушение норм эшелонирования рассматривается как предпосылка к летным происшествиям либо как летные происшествия. По степени влияния на безопасность полетов их разделяют на опасные сближения и нарушения минимальных интервалов. Каждому из нарушений предшествует потенциально-конфликтная ситуация, под которой понимается ситуация, которая без вмешательства диспетчера может привести к нарушению норм эшелонирования.
Для риска столкновений Кст можно записать следующее соотношение:
Кст = пПКСРосРст, (1)
где VПКС - частота возникновения потенциально-конфликтных ситуаций (ПКС); Рос - вероятность опасного сближения ВС при наличии ПКС; Рст - вероятность столкновения при наличии опасного сближения.
Частота ПКС VПКС определяется конфигурацией зоны УВД и интенсивностью воздушного движения в ней. Вероятность столкновения при наличии опасного сближения определяется точностью выдерживания параметров движения ВС и составляет значение, равное 0,2 10-3 [4]. Отсюда можно определить значение Рос, при котором гарантируется нормируемое документами ИКАО значение риска столкновений. Выделяя из (1) Рос и подставляя значение Кст, получим
Рос норм=5 10-4 (1/ VПКС ). (2)
Следует отметить, что при возникновении отказов канала авиационной командной связи время информационного обмена между диспетчером УВД и экипажем ВС будет увеличиваться, так как возникают переспросы радиосообщений. Отсюда вытекает, что интенсивность возникновения ПКС будет увеличиваться, т.к. увеличение времени радиообмена из-за переспросов уменьшает время принятия решений диспетчером. Поэтому, естественно, возникает вопрос, связанный с получением аналитической зависимости между интенсивностью возникновения ПКС VПКС и вероятностью переспросов Р„.
В литературе приводится ряд аналитических моделей, связывающих интенсивность ПКС различного типа с интенсивностью воздушного движения [5-7]. В большинстве из них отмечается, что интенсивность ПКС связана с плотностью воздушного движения квадратичной зависимостью, а именно:
2
ППКС = аР , (3)
где р - плотность воздушного движения;
а - коэффициент пропорциональности, имеющий индивидуальное значение для каждой конкретной зоны УВД.
В то же время плотность воздушного движения линейно связана с интенсивностью воздушного движения, т.е.
Р = 1Тср, (4)
где X - интенсивность воздушного движения;
Тср - среднее время нахождения одного ВС в зоне УВД.
Подставляя (4) в (3), получим:
пПКС — а1Тср. (5)
Известно, что интенсивность радиообмена линейно связана с интенсивностью воздушного движения [8], т.е.
И — РЛ, (6)
где ц- интенсивность радиообмена;
в - коэффициент пропорциональности, конкретно определяемый для зоны УВД, например, для Московского аэроузла в=4.
Тогда из (5) с учетом (6) получим:
_ат1Т%
ППКС — Ь ' (7)
Если полагать, что в час поступает N заявок в зоне УВД на установление связи, то формулу (7)
можно переписать в виде:
oN 2Т2р
ППКС — Ь ' (8)
Если из общего числа заявок N некоторые из них будут п раз повторяться с вероятностью Рп, то в
этом случае получим соотношение для V ПКС с учетом переспросов:
а^ + п )2 тс а^ + №„ )2 Т^р О2 (1 + Р„ )2 Т%, , .
VПкс — Ь Р = --------------” Р =------------- ” Р = Vпкс (1 + Рп) (9)
Подставляя (9) в (2), окончательно получим:
о' — 5•10-4
Р оснорм — / Ч2 , (10)
VПКС (1 + Рп )
где Р оснорм - нормируемое, т.е. требуемое значение вероятности опасного сближения при наличии переспросов.
Из (10) видно, что появление переспросов в канале авиационной воздушной связи ужесточает нормативные требования по обеспечению безопасности полетов. На основе (2) и (10) на рис.1 показано отношение у — Р оснорм / Роонорм в зависимости от Рп.
На рис.1 Рп меняется в пределах от 0 до 0,3, т.к. значения Рп >0,3 являются недопустимыми при ведении речевого радиообмена между диспетчером УВД и экипажем ВС. Тогда из рис.1 видно, что изменение требуемого значения вероятности опасного сближения практически линейно зависит от вероятности переспросов. Полученные соотношения позволяют проследить связь между качеством радиообмена (что определяется Рп) и уровнем безопасности полетов (что определяется Р оснорм ).
Рис.1.Зависимость изменения требуемого значения вероятности опасного сближения от вероятности переспросов
Рис. 1. Зависимость изменения требуемого значения вероятности опасного сближения
от вероятности переспросов
ЛИТЕРАТУРА
1. Производство полетов воздушных судов. Том 1: Правила производства полетов: Дос. 8168.- Монреаль, ИКАО, 1993.
2. Производство полетов воздушных судов. Том 2: Правила производства полетов: Дос. 8168.- Монреаль, ИКАО, 1993.
3. Анодина Т.Г., Кузнецов А.А., Маркович Е.Д. Автоматизация УВД.- М.: Транспорт, 1992.
4. RTCA: Inc. Дос. No RTCA/ДО - 208, Minimum Operational Perfomance Standarts for Airborne Supplement Navigation Equipment Using Global Positioning System (GPS), Zulg, 1991.
5. Анодина Т.Г. Метод оценки сложности УВД и загрузки диспетчера УВД./ Материалы 2-й Всесоюзной конференции по УВД.- М.: Воздушный транспорт, 1983.
6. Siddigie W.A. Mathematical Model for Predicting the Number of Potencial Conflict Situation. Transportation Sci: 1973, Nr 2.
7. Афанасьева Л.Г., Мокшенов В.И. Метод определения пропускной способности сектора УВД./ Материалы 2-й ВНПК по безопасности полетов.- Л.:ОЛАГА, 1979.
8. Набатов О.С., Вдовиченко К.С.Связь в автоматизированных системах УВД.- М.: Транспорт, 1984
INFLUENCE OF QUALITY OF A SPEECH RADIOEXCHANGE IN SYSTEMS OF A ATC ON SAFETY OF FLIGHTS
Logvin A.I., Vysotsky V.Z.
The interrelation of parameters, describing a level of safety of flights and quality of conducting of radionegotiation between ATC dispatcher and crews of air courts is considered.
Сведения об авторах
Логвин Александр Иванович, 1944 г.р., окончил КГУ (1966), академик Российской академии транспорта, профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой МГТУ ГА, автор более 415 научных работ, область научных интересов - радиолокация, техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования, управление воздушным движением.
Высоцкий Владимир Зиновьевич, 1962 г.р., окончил ЛГУ (1984) им. Жданова, соискатель МГТУ ГА, автор 2 научных работ, область научных интересов - навигация и УВД.
