Классификация процессов организации воздушного движения. Организация воздушного пространства.

1) Классификация процессов организации воздушного движения.

Организация воздушного движения включает в себя комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасных и эффективных полетов ВС и предусматривающих выполнение функций по организации воздушного пространства, организации потоков воздушного движения и обслуживанию воздушного движения (ОВД).

Диспетчерское обслуживание (УВД) – является основным процессом организации ВД в РФ.

Его задача — предотвращение столкновений ВС между собой в воздухе, на земле и с наземными препятствиями.

Цель ОрВД:

предоставление аэронавигационных услуг пользователям воздушного пространства в соответствии с действующими нормативными документами Российской Федерации и международными нормами и правилами.

 Компоненты ОрВД:

обслуживание (управление) воздушного движения (ОВД)

организация потоков воздушного движения (ОПВД)

организация воздушного пространства для обеспечения ОВД и ОПВД.

Обслуживание воздушного движения осуществляется оперативными органами, включающими в себя 7 зональных, 60 районных и 29 вспомогательных районных центров. Они взаимодействуют с 7 Федеральными округами, 86 субъектами Российской Федерации, 7 военными округами, а также районами полетной информации 20 сопредельных государств.

Организация воздушного пространства позволяет осуществлять обслуживание воздушного движения на 803 воздушных трассах, проходящих над территорией Российской Федерации, общей протяженностью свыше 500 000 км.

Задачи при обслуживании воздушного движения:

обеспечение безопасности полетов воздушных судов в воздушном пространстве Российской Федерации;

организация воздушного движения на воздушных трассах, местных воздушных линиях, в районах аэродромов и авиационных работ;

внедрение новых методов, технологий и процедур ОВД, в том числе систем CNS/ATM и процессов автоматизации;

внедрение передовых методов обслуживания для увеличения пропускной способности центров ОВД и национальной системы ОВД в целом;

организация обслуживания (управления) воздушного движения на аэродромах совместного гражданско-военного базирования (АСБ) и совместного использования (АСИ);

подготовка диспетчерского состава;

разработка нормативных правовых документов и методических рекомендаций по различным направлениям ОВД.

Организация воздушного пространства.

Воздушное пространство ОВД есть воздушное пространство определенных размеров, в пределах которого могут выполняться конкретные виды полетов и для которого определены виды ОВД и правила полетов, включающие в себя воздушное пространство над территорией России, территориальными водами и открытым морем ( ширина полосы 22,3 км), где на РФ возложена ответственность за ОВД.

Организация воздушного пространства представляет собой процесс обеспечения эффективного и безопасного совместного ИВП всеми пользователями.

Основная задача — получение наиболее полной пропускной способности ВП.

Воздушное пространство над территорией Российской Федерации, а также за ее пределами, где ответственность за организацию воздушного движения возложена на Российскую Федерацию, делится на нижнее и верхнее воздушное пространство.

Границей нижнего и верхнего воздушного пространства является эшелон 8100 м, который относится к верхнему воздушному пространству.

Структура воздушного пространства включает в себя следующие элементы:

а) зоны и районы (зоны и районы Единой системы, районы полетной информации, диспетчерские районы, диспетчерские зоны);

б) маршруты обслуживания воздушного движения;

в) районы аэродромов (аэроузлов, вертодромов);

г) специальные зоны (зоны отработки техники пилотирования, пилотажные зоны, зоны испытательных полетов, зоны полетов воздушных судов на малых и предельно малых высотах, зоны полетов воздушных судов на скоростях, превышающих скорость звука, полетов воздушных судов на дозаправку топливом в воздухе, полетов воздушных судов с переменным профилем и т.д.);

д) маршруты полетов воздушных судов;

е) запретные зоны;

ж) опасные зоны;

з) зоны ограничения полетов;

и) другие элементы, устанавливаемые для осуществления деятельности в воздушном пространстве.

Границы элементов структуры воздушного пространства устанавливаются по географическим координатам и высотам. Границы и условия использования элементов структуры воздушного пространства публикуются в документах АНИ.

Воздушное пространство над территорией Российской Федерации, а также за ее пределами, где ответственность за организацию воздушного движения возложена на Российскую Федерацию, классифицируется следующим образом:

а) класс A — разрешаются полеты, выполняемые только по правилам полетов по приборам. Все воздушные суда обеспечиваются диспетчерским обслуживанием и эшелонируются. Ограничения по скорости не применяются. Наличие постоянной двухсторонней радиосвязи с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) обязательно. Все полеты выполняются при наличии разрешения на использование воздушного пространства.

б) класс C — разрешаются полеты, выполняемые по правилам полетов по приборам и правилам визуальных полетов. Все воздушные суда обеспечиваются диспетчерским обслуживанием. Воздушные суда, выполняющие полеты по правилам полетов по приборам, эшелонируются относительно других воздушных судов, выполняющих полеты по правилам полетов по приборам и правилам визуальных полетов. Воздушные суда, выполняющие полеты по правилам визуальных полетов, эшелонируются относительно воздушных судов, выполняющих полеты по правилам полетов по приборам, и получают информацию о движении в отношении других воздушных судов, выполняющих полеты по правилам визуальных полетов. Ограничения по скорости не применяются. Наличие постоянной двухсторонней радиосвязи с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) обязательно. Все полеты выполняются при наличии разрешения на использование воздушного пространства, за исключением случаев, предусмотренных пунктом 114 настоящих Федеральных правил;

в) класс G — разрешаются полеты, выполняемые по правилам полетов по приборам и правилам визуальных полетов. Эшелонирование воздушных судов не производится. Все полеты по запросу обеспечиваются полетно-информационным обслуживанием. Для всех полетов на высотах ниже 3000 м действует ограничение по скорости, составляющее не более 450 км/ч. Воздушные суда, выполняющие полеты по правилам полетов по приборам, обязаны иметь постоянную двухстороннюю радиосвязь с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами). При полетах воздушных судов по правилам визуальных полетов наличие постоянной двухсторонней радиосвязи с органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) не требуется. При выполнении всех полетов воздушных судов наличие разрешения на использование воздушного пространства не требуется.

Планирование потоков воздушного движения.

Планирование потоков воздушного движения — это процесс формирования оптимального потока ВС через элементы ВП в период, когда потоки ВС приближаются к значению пропускной способности отдельных элементов ВП, аэроузлов и (или) системы УВД, действующей в данном регионе.

Планирование воздушного движения осуществляется с учетом потребностей в использовании воздушного пространства различными ведомствами, пропускной способности воздушных трасс, МВЛ, органов УВД и аэродромов, запретов и ограничений, а также факторы, влияющих на безопасность полетов.

Планирование, координирование использования воздушного пространства и контроль за его использованием осуществляют Главный, зональные и районные центры ЕС ОрВД в пределах соответствующих зон и районов УВД.

Планирование и организацию потоков воздушного движения на воздушных, трассах, МВЛ, установленных маршрутах и в районах авиационных работ осуществляет: в воздушном пространстве страны - ГЦ ЕС ОрВД, в зонах УВД - ЗЦ (ВЗЦ) ЕС ОрВД; в районах УВД - РЦ ЕС ОрВД; в аэропортах — АДП.

В аэропортах суточные планы воздушного движения составляют АДП на основании расписаний движения воздушных судов, заявок на полеты, представляемых в АДП планов прилетов и вылетов, поступающих из других аэропортов, и сведений о состоянии и готовности аэродромов к приему и обслуживанию воздушных судов.

Диспетчерское обеспечение воздушного движения заключается в оформлении и подаче органами службы движения предварительного плана (заявки) на выполнение предстоящего полета в органы, контролирующие и разрешающие полеты в закрепленном за ними воздушном пространстве, получении и подаче сообщений о разрешении полетов, а также принятии оперативных мер по обеспечению безопасности и регулярности движения воздушных судов.

Диспетчерское обеспечение воздушного движения осуществляется в установленном порядке.

1. Планирование использования воздушного пространства и непосредственное управление воздушным движением. Информационные связи .

ПО АС ОрВД уровня региональных предприятий предназначено для автоматизации деятельности должностных лиц, ответственных за оптимальное по критериям безопасности, экономичности и регулярности полетов планирование ИВП и непосредственное УВД потоков ВС.

ВП РФ разделено по критериям пропускной способности и географическому положению на зоны. Каждая зона делится на районы. Каждый район делится на секторы таким образом, чтобы интенсивность полетов в секторах была равна и не превышала бы допустимой загрузки диспетчера.

Юридическую ответственность за ОВД несут именно диспетчеры секторов, и в этом проявляется фактическая децентрализация УВД страны.

Нет такого вычислительного инструмента, который позволил бы централизованно формировать план ИВП.

Важным фактором ОрВД является взаимодействие ГА с органами министерства обороны.

План ИВП может существенно изменяться в пользу военных. Они могут запрещать движение в необходимом им пространстве, задерживать вылеты и предписывать гражданским ВС неэкономичные эшелоны.

План ИВП формируется таким образом, чтобы максимизировать количество удовлетворенных заявок на полеты.

И реализуется с минимально возможными отклонениями.

При расхождении текущей информации с плановой, производятся вмешательства в действия пилотов.

Средствами измерения параметров процесса УВД являются РЛС, радиопеленгаторы и бортовые системы навигации ВС.

Согласно прогнозам будущее принадлежит спутниковым системам навигации. Они позволят надежно определять координаты ВС в любой точке ВП с любой точностью.

Воздействие на реализацию процесса УВД осуществляют диспетчеры, которые принимают решения на основе мысленного образа воздушной обстановки. Этот образ формируется за счет измеренных координат и переговоров с пилотами. С развитием средств в мысленный образ включается плановая и метеорологическая информация.

Но эта информация по-прежнему играет роль вспомогательных справок.

Предпосылки к конфликтам возникают неожиданно.

В большинстве случаев конфликты можно было бы разрешить с помощью заблаговременного анализа.

Но современные технологии не позволяют корректировать в реальном масштабе времени плановую информацию по результатам фактической.

И прогноз воздушной обстановки осуществляет диспетчер. То есть целостность системы по-прежнему зависит от него.

Информационные связи.

Наиболее важным для решения поставленных задач являются линии передачи измеренных данных. Основные источники координатной информации в настоящее время – РЛС. Для качественного УВД необходимо охватить все ВП РФ радиолокационным полем. Такая концепция, в связи с финансовым состоянием, пока не достигнута. Вся информация с РЛС, автоматических радиопеленгаторов, метеолокаторов направляется в комплекс аппаратно – программных средств центра УВД. Радиолокационное наблюдение имеет ряд недостатков. В отличие от спутниковой навигации, которая не зависит от рельефа местности. Она содержит 3 сегмента: космический, бортовой и наземный. Космическая группировка – это несколько созвездий спутников. Бортовой сегмент – аппаратура, которой оснащен ВС. Эта аппаратура производит навигационные измерения и выполняет обмен информацией с центрами управления полетами. Наземный сегмент – АС УВД и опорные станции, которые принимают и обрабатывают данные со спутников. Таким образом появляются 2 независимые сети:

1) сеть спутниковой системы навигации;

2) сеть оценки качества измерений параметров движения.

Плановая информация циркулирует в системе по децентрализованной АНС ПД и ТС. Физически – это центры коммутации сообщений и низкоскоростные телеграфные каналы.

Метеорологическая информация поступает в АС в следующих видах:

1) измеренные координаты метеообразований от метеолокаторов и метеоприставок к аэродромным и трассовым радарам;

2) телеграфные сообщения о фактической и прогнозируемой погоде в точках стояния метеостанций;

3) данные с шаров-зондов;

4) информация Гидрометеоцентра.

Последняя информация формируется инженером-синоптиком вручную по результатам телефонных переговоров. Подобная практика признана нерациональной. Будущее принадлежит АСМО – аэродромным системам метеорологического обеспечения, напрямую связанным с Гидрометеоцентром. Они будет предоставлять диспетчерам более достоверную информацию.

1. Структура программного обеспечения АС УВД. Методы решения системных и функциональных задач.

Удовлетворение потребностей в ИВП не может быть получено без компьютерной поддержки. Критерий качества здесь – количество удовлетворенных заявок на полеты. А ограничения – уровень безопасности, показатели экономической эффективности полетов, пропускная способность и медицинские нормы нагрузки на персонал. Искомое решение на каждом уровне иерархии ГА принимают ответственные должностные лица, а ПО предоставляет им всю необходимую информацию. АС УВД уровня РЦ обеспечивают управление в своих зонах ответственности. Для этого строится план ИВП, отслеживается его реализация и принимаются меры его исполнения. Информационная поддержка всех компонентов системы и процессов УВД осуществляется ПОцентров планирования и управления полетами, представляющим собой сложный технический объект. Его функции можно разделить на системную и функциональную составляющие, в которые входят следующие комплексы программ.

КП системного ПО:

1) Сопровождение информационной базы АС ОрВД( ввод, хранение, корректировка, обработка, отображение параметров структуры ВП, ЛТХ ВС);

2) ОС, управляющая вычислительным процессом, аппаратурой центра и переферией в реальном масштабе времени. ( поддержка целостности АС ОрВД, обеспечение взаимодействия с источниками информации и взаимодействия);

КП функционального ПО:

3) Обработка плановой информации, предназначенная для построения, корректировки и оптимизации модели ИВП. ( расписание, планы полетов)

4) Обработка радиолокационной информации;

5) Обработка данных АЗН;

6) Сбор и обработка метео информации;

7) Документирование и воспроизведение статистической информации;

8) Тренаж и обучение диспетчерского персонала;

9) Другие элементы функционального ПО.

Методы решения системных и функциональных задач.

ПОАСОрВДразрабатываетсяврамкахCASE - технологии (computeraidedsystemengineering). Эта технология позволяет специалистам разного профиля работать вместе для максимальной эффективности результата. Представим проект ПО схемой конечного автомата. Входами которого являются внешние прерывания от источников данных и управляющие воздействия. Состояния автомата определяются конфигурацией сети ЭВМ, совокупностью входной информации, результатами компьютерных расчетов. Переходы автомата соответствуют вычислительным процессам, сетевым переключениям и сменам вида и содержания информации на мониторах. Выходы автомата отождествляются с его состояниями, которые называют результирующими, то есть такими как ответы на запросы и принудительное оповещение персонала, завершение процессов преобразования полетной информации и т.д. Управление переходами рассматриваемого конечного автомата из состояния в состояние осуществляет ОС реального времени. Она проектируется на основе известных продуктов (UNIX, LINUX, WINDOWS). Эти ОС приходится дорабатывать и адаптировать к управлению процессами ОрВД. Модель этих процессов – композиция плана ИВП с наложенными на нее измеренными координатами. Модель отображает потоки ВД и среду, в которой они реализуются. Описание предметной области вАСОрВД требует привлечения специалистов высочайшей квалификации и продолжительной настройки параметров. Это вызвано ответственностью за качество результата и стремлением построения дружественного интерфейса. Исходные параметры структуры ВП привязываются к конкретной местности с помощью географических координат. Все измерения производятся в метрической системе. Широта и долгота преобразуются в декартовы координаты относительно центра системы. Все функциональные КП построены на принципах дружественного интерфейса, теории вычислительных систем, алгоритмов, а также используют научные методы тех областей деятельности, для автоматизации которых они создаются.

1. Системное программное обеспечение. Функции взаимодействия ПО с диспетчерским персоналом.

Основой каждого рабочего места яв­ляется ПЭВМ, оснащенная монитором и средствами ввода информации (кла­виатурой и манипулятором мышь), обеспечивающими диалог диспетчера с системой. ПЭВМ объединены в локальную вычислительную сеть (ЛВС), поддерживающую взаимодействие рабочих мест между собой и единство (в том числе, однозначность и целостность) данных в системе. Информацион­ную основу системы составляет распределенная БД, и указанное единство обеспечивается средствами системы управления базой данных (СУБД). Опе­ративная информация поступает в систему с автоматизированных рабочих мест (АРМ) диспетчеров, а также от внешних абонентов с помощью средств связи. Наибольший удельный вес принадлежит измеренным и организацион­ным данным, поступающим по цифровым линиям обмена сообщениями и ра­диорелейным линиям, по низкоскоростным каналам телеграфной связи АНС ПД и ТС и по высокоскоростным каналам непосредственного обмена. Выда­ча информации осуществляется по запросам и принудительно (автоматиче­ски) в каналы телеграфной связи ГА, в каналы непосредственного обмена данными и на индикаторы рабочих мест диспетчерского персонала.

диспетчер руления. Основные функции рабочего места - управление движением ВС при рулении (буксировке) от стоянки до точки предварительного старта и от посадки до места стоянки, во взаимодействии с диспетчерами АДП, старта и посадки.

Для поддержания этих функций диспетчеру руления средствами ПО пре­доставляется следующая информация:

список прилета, содержащий данные о ВС, приступивших к снижению для захода на посадку на соответствующем аэродроме, с доступом к каждому индивидуальному плану для его корректировки;

список вылета, содержащий данные о ВС, расчетное время вылета ко­торых с соответствующего аэродрома превосходит текущее время не более чем на 25 минут, с доступом к индивидуальным планам;

списки этапа текущего планирования;

метеоданные (фактические и прогнозируемые);

аэродромная радиолокационная информация.

Обеспечивается возможность направления в сеть АНС ПД и ТС плано­вых сообщений.

Диспетчер старта. Основные функции рабочего места - управ­ление набором высоты от момента занятия ВС места предварительного стар­та до момента занятия высоты 200 метров (или заданной высоты) во взаимо­действии с диспетчерами АДП, руления, круга и посадки.

Для поддержания этих функций диспетчеру старта средствами ПО пре­доставляется следующая информация:

список прилета, содержащий данные о ВС, приступивших к снижению для захода на посадку на соответствующем аэродроме, с доступом к каждому индивидуальному плану для его корректировки;

метеоданные (фактические и прогнозируемые);

средства ввода команд и данных в систему;

аэродромная радиолокационная информация.

Обеспечивается возможность автоматической рассылки телеграфных сообщений о задержке вылета и о вылете ВС в сеть АНС ПД и ТС.

Диспетчер посадки. Основные функции рабочего места - управление снижением от захода на посадку до посадки ВС во взаимодейст­вии с диспетчерами круга, старта, руления и АДП.

Для поддержания этих функций диспетчеру посадки средствами ПО пре­доставляется следующая информация:

список прилета, содержащий данные о ВС, приступивших к снижению для захода на посадку на соответствующем аэродроме, с доступом к каждому индивидуальному плану для его корректировки;

список вылета, содержащий данные о ВС, начавших руление, по кото­рым введена команда «Уточненное расчетное время вылета» (РЕТД), с дос­тупом к индивидуальным планам;

списки этапа текущего планирования;

метеоданные (фактические и прогнозируемые);

аэродромная радиолокационная информация.

Обеспечивается возможность автоматической рассылки телеграфных сообщений о фактической посадке в сеть АНС ПД и ТС.

Диспетчер круга. Основные функции рабочего места - управ­ление набором высоты вылетающих ВС от рубежа 200 метров до рубежа пе­редачи в зону подхода и снижением прилетающих ВС от рубежа передачи диспетчерского пункта подхода (ДПП) до рубежа высоты 200 метров во взаимодействии с диспетчерами ДПП, старта, посадки и АДП.

Для поддержания этих функций диспетчеру круга средствами ПО пре­доставляется следующая информация:

список прилета, содержащий данные о ВС, приступивших к снижению для захода на посадку на соответствующем аэродроме, с доступом к каждому индивидуальному плану для его корректировки;

список вылета, содержащий данные о ВС, совершивших взлет, по ко­торым введена команда «Фактическое время вылета» (АТД), с доступом к индивидуальным планам;

списки этапа текущего планирования;

метеоданные (фактические и прогнозируемые);

аэродромная радиолокационная информация.

диспетчер подхода. Основные функции рабочего места - управление набором высоты вылетающих ВС и снижением прилетающих ВС между рубежами передачи управления секторов РЦ и круга, а также горизонтальными полетами транзитных ВС. следующих на эшелонах юны ответст­венности ДПП, во взаимодействии с диспетчерами РЦ, круга, старта, посадки и АДП.

Для поддержания этих функций диспетчеру подхода средствами ПО предоставляется следующая информация:

список прилета, содержащий данные о ВС, приступивших к снижению для захода на посадку на соответствующем аэродроме, с доступом к каждому индивидуальному плану для его корректировки.

список вылета, содержащий данные о ВС, совершивших взлет, по ко­торым введена команда «Фактическое время вылета» (ATД, с доступом к индивидуальным планам;

списки входа и выхода по транзитным ВС, затрагивающих зону ДПП;

списки этапа текущего планирования;

метеоданные (фактические и прогнозируемые);

аэродромная и трассовая радиолокационная информация.

Начальник смены – контроль работоспособности и управление периферией (техническое состояние всех источников информации РЛС,АЗН и т.п., каналов передачи данных).

Сменный инженер – контроль работоспособности и управление аппаратных средств диспетчерского центра (отказы БД, подсистемы обработки РЛИ, плановых функций и т.д.).

Инженер синоптик – следит за погодой ( данные о погоде, РЛИ и плановая).

АДП – автоматизация планирования полетов по аэродрому (параметры структуры ВП, РПЛ, ФПЛ, планы полетов, расписание).

Группа УВД на трассах – управление полетами в секторе (карта, метео, треки с ФС, списки ожидания и потерь, плановая информация).