УТВЕРЖДАЮ Заместитель генерального директора
advertisement
УТВЕРЖДАЮ Заместитель генерального директора по гражданской продукции и продукции двойного назначения ОАО «Концерн ПВО «Алмаз-Антей» _____________________ А.А. Ведров «___» ___________ 2013г. Договор № 351/12 от 23.07.2012 г. на выполнение научно-исследовательских работ (НИР) Научные исследования по теме: «Разработка унифицированных технических требований к системам краткосрочного и среднесрочного прогнозирования конфликтных ситуаций в АС (КСА) УВД и методических рекомендаций по внедрению и эксплуатации ПКС в центрах ОВД» Этап №1: «Разработка унифицированных технических требований к системам краткосрочного и среднесрочного прогнозирования конфликтных ситуаций в АС (КСА) УВД» Научно-технический отчет в составе: 1 Краткосрочное предупреждение о конфликтных ситуациях 2 Ситуация с STCA в Российской Федерации 3 Анализ деятельности и документов Евроконтроля по обеспечению эффективного функционирования STCA 4 Показатели эффективности и качества функционирования STCA 5 Параметры обнаружения конфликтных ситуаций 6 Определение влияния параметров обнаружения конфликтных ситуаций на частоту вырабатываемых тревог 7 Унифицированные требования к STCA 8 Среднесрочное обнаружение конфликтов 9 Заключение Первый заместитель директора ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация» Москва –2013г. В.А. Корчагин СПИСОК ИСПОЛНИТЕЛЕЙ Отв. исполнитель Борисов О.Н. к.т.н., в.н.с. Исполнители Фесенко С.В. заместитель директора Примаков А.А. начальник отдела Соловьев И.А. зам. начальника отдела Зверев И.П. начальник сектора Северин А.В. начальник сектора Сычев М.И. д.т.н., в.н.с. Соколов Д.В. с.н.с. Пыжьянова О.А. н.с. 2 РЕФЕРАТ Отчет содержит 184 стр., 57 рис., 25 таблиц, 8 разделов, 42 использованных источника. Ключевые слова: Роль и место STCA в системе УВД, стратегии применения STCA, основные требования к STCA, требования к характеристикам входной информации STCA, параметры обнаружения конфликтных ситуаций, частота вырабатываемых тревог, унифицированные требования к STCA, среднесрочное обнаружение конфликтных ситуациях (MTCD). Объектом исследования являются средства предупреждения о конфликтных ситуациях. Целью работы является разработка унифицированных технических требований к системам краткосрочного и среднесрочного прогнозирования конфликтных ситуаций в АС (КСА) УВД. Результаты работы: определены роль и место STCA в системе УВД, возможные стратегии применения системы, показатели качества функционирования, требования к входной информации STCA, требования к параметрам системы, разработаны унифицированные технические требования к системам краткосрочного и среднесрочного прогнозирования конфликтных ситуаций, разработаны рекомендации по обеспечению эффективного функционирования средств предупреждения о конфликтных ситуациях в центрах УВД. Работа направлена на повышение безопасности воздушного движения. 3 СОДЕРЖАНИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ..................................................................... 7 ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................. 9 1 КРАТКОСРОЧНОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЯХ (SHORT TERM CONFLICT ALERT – STCA) ............................ 11 1.1 Роль и место STCA в системе УВД.............................................................. 11 1.2 Стратегии применения STCA....................................................................... 12 1.3 Основные определения ................................................................................. 13 1.4 Основные требования к STCA ..................................................................... 18 1.5 Эффект применения STCA ........................................................................... 20 1.6 Конфигурация STCA ..................................................................................... 20 1.7 Требования к характеристикам входной информации STCA ................... 23 1.8 Опции STCA................................................................................................... 25 1.9 STCA и сокращенные нормы эшелонирования .......................................... 25 1.10 Параметры STCA .......................................................................................... 27 1.11 Параметры разрешения конфликтных ситуаций ........................................ 28 1.12 Основные проблемы функционирования STCA ........................................ 29 1.13 Настройка и оптимизация STCA ................................................................. 30 1.14 Методы и инструментальные средства оптимизации ................................ 31 1.15 Отображение конфликтных ситуаций ......................................................... 31 1.16 Систематизация конфликтов ........................................................................ 32 1.17 Определение времени предупреждения ...................................................... 33 1.18 Редактирование и создание сценариев конфликтов ................................... 33 1.19 Контроль за уровнем тревог STCA .............................................................. 34 1.20 Документирование информации STCA....................................................... 34 1.21 Тестовые сценарии для оценки STCA ......................................................... 35 1.22 Человеческий фактор и эффективность STCA ........................................... 36 1.23 Организационная и технологическая схема внедрения и применения STCA ................................................................................................. 37 1.24 Группа анализа STCA.................................................................................... 37 4 2 ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЯХ ........................................................................ 39 2.1 ПКС фирмы “НИТА” ..................................................................................... 39 2.1 ПКС ВНИИРА-ОВД....................................................................................... 43 2.3 КСА УВД “Галактика” .................................................................................. 45 3 АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ДОКУМЕНТОВ ЕВРООКОНТРОЛЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ STCA ....... 49 3.1 Деятельность SPIN (Safety Nets: Planning Implementation & Enhancements) в 2005-2011 гг. ........................................................................................................ 53 3.2 Проекты ЕВРОКОНТРОЛЯ по исследованию и анализу STCA .............. 61 3.3 Экономическая составляющая внедрения STCA ....................................... 76 3.4 Системы Обеспечения Безопасности в странах ЕВРОКОНТРОЛЯ по состоянию на конец 2010 года ............................................................................. 81 4 ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ STCA ......................................................................... 94 4.1 Эффективность STCA ................................................................................... 94 4.2 Показатели качества функционирования STCA ......................................... 95 5 ПАРАМЕТРЫ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ ........... 98 5.1 Определение времени необходимого для обеспечения заданного расстояния расхождения конфликтующих ВС ................................................. 106 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЧАСТОТУ ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ ТРЕВОГ ................................................................................................................ 116 7 УНИФИЦИРОВАННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К STCA ................................... 126 7.1 Требования к входной информации STCA ............................................... 126 7.2 Унифицированные требования к STCA .................................................... 144 8 СРЕДНЕСРОЧНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ КОНФЛИКТОВ (MEDIUM TERM CONFLICT DETECTION – MTCD) ................................................................... 164 8.1 Входная информация для MTCD и ошибки прогнозирования ............... 165 8.2 Особенности применения MTCD .............................................................. 166 8.3 Функциональные требования к MTCD ..................................................... 167 5 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 173 Список литературы ............................................................................................. 181 6 ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ ACAS Airborne Collision Avoidance System – Бортовая система предупреждения столкновений APM Approach Path Monitor – Контроль захода на посадку APW Area Proximity Warning – Предупреждение о нарушении границ воздушного пространства ATC Air Travel Center – Управление воздушным движением CPA Closest Point of Approach – Точка минимального сближения GPS Global Positioning System – Глобальная спутниковая система определения местоположения MSAW Minimum Safe Altitude Warning – Предупреждение о минимально безопасной высоте полета MTCD Medium Term Conflict Detection – Среднесрочное предупреждение о конфликтных ситуациях PASS Performance an safety Aspects of STCA – Проект Евроконтроля по исследованию STCA PoR Point of Risk – Точка риска RVSM Reduced Vertical Separation Minima – Сокращенные нормы вертикального эшелонирования SESAR Single European Sky ATM Research – Программа Евроконтроля по разработке перспективных требований по обеспечению безопасности и пропускной способности системы УВД SNETS Программные средства контроля безопасности STCA Short Term Conflict Alert – Краткосрочное предупреждение о конфликтных ситуациях TCAS Traffic alert and Collision Avoidance System – Система предупреждения столкновений ВС 7 АПОИ Аппаратура первичной обработки информации АС УВД Автоматизированная система управления воздушным движением ВП Воздушное пространство ВС Воздушное судно ИВП Использование воздушного пространства ПКС Потенциально-конфликтная ситуация РЛС Радиолокационная станция 8 ВВЕДЕНИЕ Наземным системам краткосрочного предупреждения о конфликтных ситуациях (STCA) принадлежит важная роль в повышении безопасности воздушного движения. Этот вывод нашел свое отражение в документах ИКАО и Евроконтроля. С середины 90-х годов Евроконтроль последовательно осуществляет широкую программу исследований и анализа всех аспектов настоящего и будущего применения STCA, как составной части наземных систем обеспечения безопасности воздушного движения. Конечной целью этой программы является обеспечение эффективного функционирования STCA в странах Евроконтроля. В нашей стране, к настоящему времени, сложилась следующая ситуация: эксплуатируются несколько различных систем краткосрочного предупреждения о конфликтных ситуациях; отсутствуют унифицированные требования к STCA; отсутствуют организационно-методические рекомендации, регламентирующие процессы внедрения и эксплуатации STCA в центрах УВД и соответствующая инструментальная поддержка обеспечения этих процессов ; в силу известных причин, за последние 20 лет исследования по анализу, совершенствованию и перспективному развитию STCA, как системы способной вносить существенный вклад в повышение безопасности воздушного движения в РФ, не проводились. Целью проведения данной НИР является исследование и проработка вопросов эффективного применения STCA в центрах управления воздушным движением РФ, а именно: определение роли и место STCA в системе УВД, возможных стратегий применения системы, показателей качества ее функционирования; определение основных требований к STCA; 9 определение требований к входной информации STCA; определение требований к параметрам системы; разработка унифицированных требований к STCA; разработка унифицированных требования к системе среднесрочного обнаружения конфликтных ситуаций (MTCD); разработка методические рекомендации для центров УВД РФ по внедрению, оптимизации и эксплуатации систем предупреждения о конфликтных ситуациях; разработка рекомендаций по обеспечению эффективного функционирования средств предупреждения о конфликтных ситуациях в центрах УВД. Материалы отчета основаны на анализе многолетнего опыта эксплуатации средств предупреждения о конфликтных ситуациях в странах Евроконтроля и России. 10 1 КРАТКОСРОЧНОЕ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ О КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЯХ (SHORT TERM CONFLICT ALERT – STCA) 1.1 Роль и место STCA в системе УВД ИКАО определила три уровня управления конфликтами [Global ATM Operation Concept doc.9854 AN/458 п.2.7.8.]: 1) Стратегическое управление конфликтами. 2) Обеспечение эшелонирования. 3) Предотвращение столкновений. STCA (Short Term Conflict Alert) является частью третьего уровня наряду с бортовыми системами предупреждения столкновений – ACAS (рисунок 1.1). Рисунок 1.1 – Три уровня управления конфликтами ЕВРОКОНТРОЛЬ определяет STCA как Наземную Систему Обеспечения Безопасности, предназначенную для помощи диспетчеру в предотвращении столкновений между воздушными судами путем выдачи своевременных предупреждений о фактических или потенциальных нарушениях принятых норм разделения ВС. При этом предполагается, что: STCA спроектирована, настроена и используется для внесения значительного вклада в эффективность соблюдения установленных норм разделения ВС и предотвращение столкновений; 11 STCA предназначена для использования на краткосрочных промежутках времени со временем прогнозирования конфликтных ситуаций менее 2 минут. Предупреждения, выдаваемые за время более 2 минут, должны выдаваться Среднесрочной Системой Обнаружения Конфликтных Ситуаций (Medium Term Conflict Detection, MTCD). В отличие от STCA, MTCD в большей степени использует плановую информацию. В случае, если обе системы выдают предупреждение по одному и тому же воздушному судну, считается, что система STCA обладает более высоким приоритетом (EATCHIP PHASE III ORD ATM Added Functions Volume 2 – Safety Nets Part A: Functional Requirements § 1.1.1). 1.2 Стратегии применения STCA Основная цель применения STCA может быть достигнута с помощью различных стратегий, совмещающих с одной стороны функции обеспечения норм эшелонирования и, с другой стороны, функции предотвращения столкновения. Существуют три основные стратегии, которые могут быть приняты при внедрении STCA в конкретном центре УВД: либеральная стратегия, при которой STCA используется главным образом для внесения значительного вклада в повышение эффективности предотвращения столкновений ВС (и в меньшей степени в предупреждение нарушения принятых норм эшелонирования), вырабатывая сигнализацию диспетчеру только при «значительном» нарушении норм эшелонирования (например, половины от уставленного минимально допустимого значения). При такой стратегии применения STCA эффективно снижается уровень нежелательных тревог; промежуточная стратегия, при которой система STCA создается для внесения значительного вклада в повышение эффективности как предотвращения столкновений, так и соблюдения норм эшелонирования, 12 предупреждая диспетчера о нарушении норм эшелонирования при более чем 20% от установленного минимально допустимого значения, с большим или меньшим уровнем нежелательных тревог; консервативная стратегия, при которой система STCA создается, главным образом, для внесения значительного вклада в повышение эффективности соблюдения норм эшелонирования (и, как следствие, в повышение эффективности предотвращения столкновений), предупреждая диспетчера о любом нарушении норм эшелонирования, и имея более высокий уровень нежелательных тревог. Три стратегии применения STCA проиллюстрированы на рисунке 1.2. Рисунок 1.2 – Стратегии применения STCA 1.3 Основные определения 1.3.1 Конфликт (конфликтная ситуация) Ситуация сближения, характеризующаяся прогнозируемым нарушением заданных интервалов разделения ВС. -----------------EUROCONTROL Specification for Short Term Conflict Alert------------------------Conflict. Converging of aircraft in space and time which constitutes a predicted violation of a given set of separation minima. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------13 1.3.2 Опасные сближения ВС Предлагается различать 4 категории опасных сближений ВС в зависимости от степени нарушения интервалов безопасного разделения ВС. Таблица 1.1 – Категории опасных сближений ВС Опасность Определение Категория 1 Сближение с «серьезным» нарушением, при котором интервал между воздушными судами составляет менее 20% от минимально допустимого Категория 2 Сближение с «большим» нарушением, при котором интервал между воздушными судами составляет менее 50%, но более 20% от минимально допустимого Категория 3 Сближение со «значительным» нарушением, при котором интервал между воздушными судами составляет менее 80%, но более 50% от минимально допустимого Категория 4 Сближение с «минимальным» нарушением, при котором интервал между воздушными судами составляет менее 100%, но более 80% от минимально допустимого 1.3.3 Критическое сближение ВС Критическое сближение ВС – это такое сближение, при котором расстояние между воздушными судами составляет менее 300-500 метров в плане и менее 50 метров по высоте. Рисунок 1.3 – Категории опасных сближений 14 1.3.4 Категории предупреждений STCA Вырабатываемые STCA предупреждения можно разделить на следующие категории. 1) Категория 1: «необходимое» предупреждение. 2) Категория 2: «желательное» предупреждение. Ситуация, при которой не наблюдалось серьезных нарушений норм эшелонирования, но в которой было необходимо привлечь внимание диспетчера к потенциальному конфликту. 3) Категория 3: «ненужное» предупреждение. Предупреждение не являлось необходимым для разрешения конфликта, но было понятно диспетчеру. 4) Категория 4: «нежелательное» предупреждение. Ситуация, при которой существует лишь небольшая угроза нарушения норм эшелонирования и предупреждение будет отвлекающим или бесполезным. 5) Категория 5: «ложное» предупреждение. Причиной ложного срабатывания системы могут являться ошибочные данные траекторной обработки или срабатывание сигнализации в воздушном пространстве, не обслуживаемом системой STCA. 1.3.5 Виды предупреждений Вырабатываемые STCA предупреждения можно также разделить на следующие виды. Таблица 1.2 – Виды предупреждений STCA Пропущенное предупреждение Действительное предупреждение Нежелательное предупреждение Опасное сближение, по которому не было выдано предупреждение, несмотря на нарушение норм эшелонирования Предупреждение, игнорирование которого приведет к нарушениям норм эшелонирования Предупреждение, которое не может привести к нарушениям норм эшелонирования даже при отсутствии соответствующей реакции диспетчера 15 Ложное предупреждение Предупреждение, при котором ошибки в системе УВД привели к тому, что ситуация казалось опасной, хотя на самом деле таковой не являлась Преждевременно законченное предупреждение Предупреждение, действие которого закончилось, несмотря на то, что конфликт сохранился Кратковременное предупреждение Предупреждение, действие которого закончилось менее чем через 20 секунд после срабатывания STCA Раздробленное предупреждение Предупреждение, действие которого временно прекращалось (хотя бы один раз) за время действия Запоздалое предупреждение Предупреждение, влекущее нарушение норм эшелонирования, несмотря на правильную реакцию диспетчера Стоит отметить, что эти определения не учитывают серьезность самих опасных сближений. Допускается, что «достоверные конфликты», на которые система STCA должна реагировать, включают в себя все категории опасных сближений, которые приведут к нарушениям норм эшелонирования при отсутствии предупреждения, вне зависимости от степени нарушения норм эшелонирования (рисунок 1.4). Рисунок 1.4 – Область действия «достоверных» предупреждений системы STCA «Действительные» и «пропущенные» предупреждения охватывают сближения от «серьезных» до «минимальных». В то время как «нежелательные» и «ложные» предупреждения охватывают ситуации, 16 которые не приводят к нарушениям норм эшелонирования даже при отсутствии вмешательства диспетчера. Рисунок 1.5 – Кратковременные предупреждения системы STCA Термин «кратковременное» предупреждение взят из исследований, проведенных Министерством Гражданской Авиации США (HFF FAA), где предлагается следующее определение: «предупреждения, длительность которых составляет менее 20 секунд, могут считаться нежелательными, поскольку время их действия заканчивается до того, как ситуация изменяется в ответ на действия, предпринятые диспетчером». 1.3.6 Время предупреждения Время предупреждения измеряется как время от момента срабатывания STCA до «точки риска» (Point of Risk, PoR). Время предупреждения зависит от того как определена точка риска. 1.3.7 Точка риска Концепция «точки риска» вводится для определения момента, до которого измеряется время предупреждения. Точка риска может быть разной для различных реализаций STCA и зависит от логики реализации, лежащей в основе каждой отдельной системы. Точкой риска может считаться точка, принадлежащая реальной или предсказанной траектории движения воздушного судна (воздушных судов), и измеряемая дистанцией во времени, пространстве или комбинацией этих значений в зависимости от конкретной реализации. 17 Для STCA точка риска может быть определена как точка минимального расстояния между ВС (Closest Point of Approach, CPA) или граница нарушения каких-либо определенных критериев (например, установленных норм эшелонирования). Необходимо отметить, что если точка риска определена как CPA, то для обеспечения одинакового уровня безопасности время предупреждения должно быть большим, чем если точка риска определена как граница нарушения норм эшелонирования. На рисунке 1.6 показаны несколько вариантов определения точки риска, которые могут быть использованы в системе STCA. Рисунок 1.6 – Варианты определения точки риска для STCA 1.4 Основные требования к STCA Основные функциональные требования к STCA можно сформулировать следующим образом: обнаружение максимального числа конфликтов в зоне ответственности системы; обеспечение адекватного времени предупреждения; обеспечение минимального уровня нежелательных тревог. Для системы УВД с высоким уровнем безопасности воздушного движения количественные требования к STCA в исследовании (Safety and Performance requirements, PASS/WA5/WP2/168/W, версия 1.1, 26 Октября 2010) 18 предлагается определить следующим образом – таблица 1.3. Таблица 1.3 – Требования к STCA Характеристика Требование когда предпочтение отдается либеральной стратегии, STCA должна срабатывать по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2; • когда предпочтение отдается промежуточной стратегии, STCA должна срабатывать по опасным сближениям Категории 1, Категории 2 и Категории 3; • когда предпочтение отдается консервативной стратегии, система STCA должна срабатывать по опасным сближениям Категории 1, Категории 2, Категории 3 и Категории 4; Срабатывание STCA • при использовании либеральной стратегии система STCA должна срабатывать, по крайней мере, в 95% в зависимости от принятой стратегии случаев по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2; применения • при использовании промежуточной стратегии система STCA должна срабатывать, по крайней мере, в 95% случаев по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2, а также в 80% случаев – по опасным сближениям Категории 3; • при использовании консервативной стратегии система STCA должна срабатывать, по крайней мере, в 95% по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2, в 80% случаев – по опасным сближениям Категории 3, в 50% случаев – по опасным сближениям Категории 4 • Своевременность предупреждений • при использовании либеральной стратегии STCA должна выдавать своевременные предупреждения, позволяющие в 95% случаев избежать опасной ситуации по опасным сближениям Категории 1, в 80% случаев – по опасным сближениям Категории 2; • При использовании промежуточной стратегии система STCA должна выдавать своевременные предупреждения, позволяющие в 95% случаев избежать опасной ситуации по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2, в 80% случаев – по опасным сближениям Категории 3; • при использовании консервативной стратегии система STCA должна выдавать своевременные предупреждения, позволяющие в 95% случаев избежать опасной ситуации по опасным сближениям Категории 1 и Категории 2, в 80% случаев – по опасным сближениям Категории 3, в 50% случаев – по опасным сближениям Категории 4 19 Характеристика Допустимый уровень кратковременных предупреждений 1.5 Требование • при использовании либеральной стратегии STCA должна выдавать предупреждения, длительность которых не превышает 20 секунд, менее чем в 20% случаев по опасным сближениям Категории 1, Категории 2; • при использовании промежуточной стратегии STCA должна выдавать предупреждения, длительность которых не превышает 20 секунд, менее чем в 20% случаев по опасным сближениям Категории 1, Категории 2 и Категории 3; • При использовании консервативной стратегии STCA должна выдавать предупреждения, длительность которых не превышает 20 секунд, менее чем в 20% случаев по опасным сближениям Категории1, Категории 2, Категории 3 и Категории 4 Эффект применения STCA Эффект от применения STCA можно определить путем сравнения: первоначального уровня опасных сближений ВС без учета вмешательства диспетчера в ответ на срабатывание системы STCA с результирующим уровнем опасных сближений ВС в результате выполнения пилотом рекомендаций диспетчера после срабатывания STCA. Рисунок 1.7 – Первоначальный и окончательный уровни опасных сближений ВС 1.6 Конфигурация STCA В большинстве случаев STCA является функционалом АС (КСА) УВД (рисунок 1.8). 20 Рисунок 1.8 – Система STCA как одна из функций АС (КСА) УВД Общая архитектура построения STCA представлена на рисунке 1.9. Рисунок 1.9 – Общая архитектура построения STCA Как показано на рисунке, STCA получает данные от систем обработки радиолокационной информации, плановой информации и метеорологической информации. Треки, получаемые от системы обработки радиолокационной информации, включают в себя информацию о высоте воздушного судна (передаваемую в режиме «C» или режиме «S»), которая используется для прогнозирования траекторий воздушных судов в вертикальной плоскости. Для обеспечения эффективного функционирования система STCA должна быть реализована в составе АС УВД, использующей высококачественную информацию наблюдения и обработки с высоким темпом обновления. STCA может использовать данные от системы обработки плановой информации. Плановая информация может включать: тип или категория рейса; 21 статус RVSM для определения соответствующих параметров в воздушном пространстве RVSM; разрешенный или запрещенный эшелон полета для более достоверного определения конфликта; тип воздушного судна и категорию турбулентности; наличие группового полета для применения соответствующих параметров при боевых вылетах; введенное вручную значение высоты воздушного судна при отсутствии информации режима «C». Предупреждения STCA должны выдаваться как минимум на тот сектор УВД, в зоне ответственности которого находится воздушное судно. Информация о техническом состоянии системы STCA должна быть доступна на всех секторах УВД. Эффективное функционирование системы STCA требует наличия соответствующей функциональности самой АС УВД. Ниже перечислена функциональность, которая должна существовать в системе УВД и от которой зависит качество работы STCA: система обработки радиолокационной информации; система обработки метеорологической информации; система обработки и распределения информации планов полетов. Система УВД должна обладать следующими характеристиками: эффективной системой мультирадарной обработки; синхронизацией по времени (для точной корреляции плотов и корректного обновления трека); высоким качеством подсистемы наблюдения; достаточным темпом обновления информации; достоверной метеоинформацией; оперативным заданием запретных зон воздушного пространства. 22 1.7 Требования к характеристикам входной информации STCA Система STCA должна быть обеспечена точной и достоверной информацией наблюдения и качественной обработкой. В ЕВРОКОНТРОЛЕ минимальные определены требования как к требования характеристикам стандарта входной информации SUR.ET1.ST01.1000-STD-01-01, Edition 1.0, Март 1997 (EUROCONTROL Standard Document for Radar Surveillance in En-route Airspace and Major Terminal Areas), включающего как требования к информации наблюдения, так и к ее обработке. За последние годы в Европе активно внедряется траекторная обработка, основанная на использовании IMM метода (The Interacting Multiple Model Method). В настоящее время ЕВРОКОНТРОЛЬ рекомендует ее к применению ввиду того, что она позволяет заметно (рисунок 1.10) повысить выходные характеристики обработки (в 1,5-3,5 раза по сравнению с обработкой, основанной, например, на использовании альфа-бета фильтра) и, следовательно, качество решаемых АС УВД функциональных задач, включая задачи, решаемые STCA. Результаты проведенной оценки качества работы траекторной обработки, основанной на использовании IMM метода, по реальной радиолокационной информации от РЛС Московского и Иркутского центров, отличительной особенностью которых являются большие размеры зоны управления и большое количество используемых источников радиолокационной информации, показали, что она на 80-90% позволяет снизить имеющие место известные проблемы. В частности, использование в траекторной обработке функции автоматической юстировки и совмещения координатной информации позволяет эффективно справляться с проблемой расхождения координатной информации и обеспечивать совмещение координат с систематическими ошибками не более 1-1,5 минут по азимуту и не более 20-40 метров по дальности (рисунок 1.11). 23 Рисунок 1.10 – Траекторная обработка на основе IMM метода (РЛС МВРЛ СВК) Рисунок 1.11 – Автоматическая юстировка РЛС на основе IMM метода (Экран-85 – ТРЛК) 24 1.8 Опции STCA В Таблице 1.4 представлены возможные опции STCA. Таблица 1.4 – Опции STCA Опция Описание Влияние на эффективность STCA A Подавление предупреждений при «двоении» треков Подавление предупреждений, причиной которых является «двоение» трека, либо другие подобные недостатки подсистемы мультирадарной обработки B Подавление предупреждений при военных боевых вылетах Подавление предупреждений, причиной которых являются боевые перелеты авиации МО C Быстрое обнаружение расхождения ВС Отключает предупреждение как только воздушные суда начали расходиться D Принимается во внимание неопределенность положения Учет неопределенности при воздушного судна в будущем. Может обеспечить обнаружении конфликтов дополнительное время предупреждения, равно как и увеличить количество нежелательных срабатываний E Использование заданного эшелона в фильтре прогнозирования вертикального движения Уменьшает количество нежелательных срабатываний для ситуаций, причиной которых является нарушение вертикального интервала. Снижается время предупреждения при пересечении воздушным судном заданного эшелона F Использование запрещенных эшелонов в фильтре прогнозирования вертикального движения Уменьшает количество нежелательных срабатываний для ситуаций, причиной которых является нарушение вертикального интервала. Снижается время предупреждения при пересечении воздушным судном заданного эшелона G Использование фильтра текущего минимального интервала для выдачи предупреждения Позволяет увеличить время предупреждения для конфликтных ситуаций при минимальном расстоянии между воздушными судами H Использование фильтра определения маневра для выдачи предупреждения Позволяет увеличить время предупреждения, однако, требует достоверной информации о признаке маневра воздушного судна I Использование времени стандартного маневра Позволяет осуществить точную настройку времени предупреждения и понизить количество нежелательных срабатываний J Использование параметра безопасного пересечения траекторий для определения конфликта Позволяет подавить некоторые нежелательные срабатывания, причиной которых является относительно безопасные условия пересечения траекторий воздушных судов 1.9 STCA и сокращенные нормы эшелонирования С введением сокращенных норм вертикального эшелонирования (Reduced Vertical Separation Minima, RVSM), допустимый вертикальный интервал между воздушными судами в воздушном пространстве RVSM был установлен равным 300 или 600 метров, в зависимости от того, какой RVSM25 допуск имеют воздушные суда. На рисунке 1.12 представлены различные возможные ситуации в воздушном пространстве RVSM. Рисунок 1.12 – Минимальные вертикальные интервалы в воздушном пространстве RVSM Высота воздушного пространства RVSM зависит от местных условий. Как следствие, некоторые параметры системы STCA, относящиеся к минимальным вертикальным интервалам, зависят от норм эшелонирования, установленных в зоне ответственности системы. В простейшем случае требованием для этих параметров является возможность установить два значения — 300 или 600 метров в зависимости от действующих норм эшелонирования. Если допуск воздушного судна к полетам по RVSM точно установить не удается (например, отсутствует план полета), воздушное судно должно восприниматься системой как не допущенное к полетам по RVSM. Однако, такая интерпретация может стать причиной проблем в районе границ центров УВД. Как следствие, для предотвращения большого количества 26 нежелательных срабатываний необходимо иметь дополнительные параметры, задающие нормы вертикального эшелонирования. 1.10 Параметры STCA В таблице 1.5 представлен набор параметров, который может использоваться в системе в процессе обнаружения конфликтных ситуаций. Точный набор параметров определяется использованием конкретных алгоритмов и реализуемыми в системе опциями. Таблица 1.5 – Параметры STCA Описание Единицы измерения Верхняя граница воздушного пространства Метры Нижняя граница воздушного пространства Метры Время прогнозирования грубого фильтра Секунды Минимальный горизонтальный интервал грубого фильтра Км Минимальный вертикальный интервал грубого фильтра Метры Пороговое значение горизонтальной скорости расхождения Км/час Минимальный горизонтальный интервал Км Пороговое значение вертикальной скорости расхождения Метры/Минуты Минимальный вертикальный интервал Метры Время прогнозирования линейного фильтра Секунды Минимальный горизонтальный интервал линейного фильтра Км Минимальный горизонтальный интервал линейного фильтра при расхождении Км Минимальный вертикальный интервал линейного фильтра Метры Допустимое отклонение курса для линейного фильтра Градусы Допустимое отклонение высоты для линейного фильтра Проценты Использование заданного эшелона Да/Нет Использование запрещенных эшелонов Да/Нет Минимальный горизонтальный интервал при сближении Км Минимальный вертикальный интервал при сближении Метры Время прогнозирования сближения при маневре Секунды Минимальный горизонтальный интервал при маневре Км Время срабатывания линейного фильтра Секунды Счетчик срабатываний линейного фильтра Целое 27 Единицы измерения Описание Счетчик обзоров линейного фильтра Целое Время предупреждения линейного фильтра Секунды Время реакции при единичном совпадении высоты Секунды Минимальный вертикальный интервал совпадения высоты Метры Время реакции при двойном совпадении высоты Секунды Время реакции определения стандартного маневра Секунды Минимальный горизонтальный интервал при стандартном маневре Км Счетчик количества сближений Целое Счетчик количества обзоров при сближении Целое Безопасный горизонтальный интервал при сближении Км Время срабатывания фильтра определения маневра Секунды Счетчик конфликтов фильтра определения маневра Целое Счетчик обзоров фильтра определения маневра Целое Время предупреждения фильтра определения маневра Секунды Примечание – Количественные значения соответствующих параметров STCA определяются в процессе настройки и оптимизации системы в конкретных условиях функционирования и зависят от принятой стратегии применения STCA в центре УВД. 1.11 Параметры разрешения конфликтных ситуаций Сигнализация STCA должны обеспечивать безопасное расстояние расхождения конфликтующих ВС. Спецификация ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA рекомендует использовать следующие минимальные значения интервалов расхождения воздушных судов при срабатывании системы (таблица 1.6). Таблица 1.6 – Интервалы расхождения ВС Параметр Воздушное Единица пространство измерения района Минимальный вертикальный интервал (300 м) м 150-210 Минимальный вертикальный интервал (600 м) м 450-480 Воздушное пространство аэродромной зоны 150-210 28 Воздушное Единица пространство измерения района Параметр Минимальный горизонтальный интервал км Воздушное пространство аэродромной зоны 3,7-5,5 2,8-3,7 При этом предполагается, что суммарное время, включающее время реакции диспетчера на предупреждение STCA, время на передачу команд на борт, время реакции пилота и время воздушного судна на маневр, должно быть в пределах значений, приведенных в таблице 1.7. Таблица 1.7 – Время предупреждения Параметр Единица измерения Воздушное пространство района Воздушное пространство аэродромной зоны Время при однократном совпадении высоты Секунды 50-70 50-70 Время при повторном совпадении высоты Секунды 60-80 60-80 Время при стандартном развороте Секунды 50-70 50-70 Рисунок 1.13 – Стандартный разворот 1.12 Основные проблемы функционирования STCA К основным проблемам функционирования STCA, которые могут иметь место в процессе внедрения и эксплуатации системы, следует отнести: 29 высокий уровень нежелательных тревог; пропуск конфликтов; позднее предупреждение о конфликте; ложные тревоги; вопросы координации взаимодействия с бортовой системой предупреждения столкновений; невысокий уровень доверия диспетчерского состава к STCA. Качественная взаимосвязь между пропусками конфликтов и уровнем нежелательных срабатываний показана на рисунке 1.14. Рисунок 1.14 – Баланс между нежелательными срабатываниями и пропущенными конфликтами 1.13 Настройка и оптимизация STCA Стандартные маршруты движения ВС, параметры воздушного пространства, технология управления воздушным движением — все меняется со временем. Эти факторы влияют на «оптимальную» настройку параметров системы STCA. Поэтому оптимизацию параметров необходимо рассматривать как постоянно продолжающийся процесс, который не должен прекратиться после введения системы в эксплуатацию. Эффективность системы должна постоянно отслеживаться, а установленные оптимальные параметры периодически проверяться, при этом STCA должна использовать различные параметры для различных районов воздушного пространства. Усовершенствование STCA, например, добавление новых фильтров и 30 зависимых от конкретной зоны параметров, делает систему более приемлемой для диспетчерского состава. Однако, одновременно с этим система становится более сложной и увеличивается необходимость ее постоянной поддержки. Сложные STCA требуют использования специальных инструментов и методик для настройки и оптимизации для обеспечения ее эффективного функционирования. 1.14 Методы и инструментальные средства оптимизации Применение STCA требуют проведения значительного объема работ, связанных с анализом и оптимизацией системы. Подобный анализ должен проводиться на регулярной основе, и способы его проведения должны быть технологически отработаны. Наиболее эффективным методом решения этой проблемы является использование компьютерных моделей, которые в точности повторяют алгоритмы STCA. При этом более предпочтительным является такой вариант, при котором моделирующий комплекс STCA не входит в состав основного тренажера, поскольку им будут активно пользоваться эксперты и аналитики STCA. Моделирующий комплекс STCA должен выдавать детальную информацию по каждой конфликтной ситуации, из которой должны быть понятны причины срабатывания или не срабатывания STCA. Кроме того, моделирующий комплекс STCA должен обеспечивать и оценку эффективности системы с возможностью работы в режиме ускоренного времени. 1.15 Отображение конфликтных ситуаций При анализе работы STCA необходимо обеспечивать наглядное отображение конфликтных ситуаций с индикацией момента срабатывания системы. Одним из удобных способов является возможность распечатки схем конфликтных ситуаций в горизонтальной и вертикальной проекциях, хотя 31 возможно применение и альтернативных методов. В некоторых обстоятельствах полезно использовать для воспроизведения рабочее место, для того чтобы диспетчеры могли воспринимать ситуацию в привычном контексте. Возможность отображения конфликтных ситуаций на карте действующего воздушного пространства может также оказаться полезной, прежде всего для проверки того, что границы зоны были правильно определены, а также для возможного определения района воздушного пространства, в котором срабатывание системы STCA происходит наиболее часто. Возможность отображения треков на карте может оказаться особенно полезной при определении границ зоны действия особых параметров. 1.16 Систематизация конфликтов В процессе оптимизации STCA может потребоваться изучение большого числа случаев опасных сближений, в подавляющем большинстве которых система не должна срабатывать. Поэтому наличие автоматизированной сортировки (анализа какой из конфликтов требует более тщательной обработки, а какой может быть пропущен) является весьма актуальной. Автоматизированная систематизация опасных сближений должна обеспечивать сортировку сближений по категориям, указанным выше. Для достижения такого результата «систематизатор» должен использовать алгоритмы STCA и быть настроенным таким образом, чтобы скорее переоценить опасность сближения, нежели недооценить ее. «Систематизатор» должен также иметь информацию о границах специальных зон. Эти зоны могут быть такими же, как и используемые в STCA, а могут и отличаться. Для того чтобы определить, являются ли причиной некоторых предупреждений ошибки в обработке данных, могут потребоваться дополнительные инструменты. Проверки STCA могут выявить проблемы в других модулях обработки информации. Необходимо отметить, что 32 оптимальная эффективность STCA может быть достигнута только тогда, когда ошибки такого рода полностью устранены. Сближения, причиной которых являются ошибки в мультирадарной обработке (категория 5), должны быть выявлены и удалены из набора данных, предназначенного для оптимизации STCA, что позволит провести оптимизацию STCA более корректно. Может быть также полезным использование «идеальных» треков, полученных путем сглаживания данных информации наблюдения. «Идеальный» трек будет более точно показывать фактическую траекторию воздушного судна, участвующего в конфликте, что позволит отличить действительно опасные сближения от тех, которые могли восприниматься как опасные в результате ошибок, допущенных при обработке информации наблюдения. 1.17 Определение времени предупреждения Время предупреждения рассчитывается как время между моментом срабатывания системы и точкой риска. Расчет должен производиться с помощью алгоритмов, содержащихся в действующей системе STCA. При оптимизации необходимо производить расчет времени предупреждения для всех значений точки риска. 1.18 Редактирование и создание сценариев конфликтов Даже если информация наблюдения, используемая для оптимизации STCA, записана за большой период, ее может быть недостаточно для поставленной цели, особенно по опасным сближениям категорий 1 и 2. Увеличение используемой базы конфликтных ситуаций может быть достигнуто путем искусственной генерации таких сценариев или путем изменения записанной информации. Такая возможность является полезной для проверки эффективности алгоритмов STCA как на этапе внедрения, так и в процессе модернизации системы. 33 При этом следует иметь в виду, что наиболее точные результаты проверки могут быть получены при использовании реальных данных, полученных от системы управления воздушным движением. Использование искусственных сценариев может также быть полезным при проведении формальных проверок. 1.19 Контроль за уровнем тревог STCA STCA может считаться эффективной только в том случае, если количество нежелательных срабатываний не превышает установленного порогового значения, а время предупреждения является достаточным для разрешения конфликтной ситуации, с учетом того фактора, что решения принимает человек-оператор. При контроле за уровнем тревог STCA необходимо: ежемесячно оценивать количество срабатываний STCA; неожиданное изменение количества срабатываний (например, не соответствующее интенсивности воздушного движения) должно исследоваться для установления причин; значительные отклонения в работе системы должны отслеживаться и адаптироваться к изменениям, особенно при изменении параметров воздушного пространства; формировать ежеквартальный отчет с детальной информацией о срабатываниях STCA. 1.20 Документирование информации STCA Измененные при оптимизации параметры системы должны быть проверены как минимум дважды – один раз с помощью записанных данных и один раз с помощью специально отобранных сценариев особо опасных сближений. Такая необходимость возникает не очень часто, но необходимо иметь ввиду, что очень важным является тестирование STCA с помощью именно этих сценариев. Необходимо также отметить, что период, за который 34 были выбраны данные для формирования особо опасных сценариев сближений, должен быть максимально длительным. Использование таких сценариев опасных сближений может гарантировать, что новые параметры системы, установленные после очередной оптимизации, обеспечивают достаточную эффективность STCA в реальных ситуациях. Особенно внимательно необходимо отслеживать соответствие сценариев особо опасных сближений, отобранных за продолжительный период времени, текущим параметрам воздушного пространства. Например, в случае изменения зон ожидания, соответствующие сценарии должны быть исключены. Записанные информацию и данные обладать STCA должны необходимой содержать точностью для достаточную обеспечения корректного функционирования проверяемой системы. К группам документируемых данных можно отнести: метеорологическую информацию; все доступные для системы STCA системные треки; пары треков, прошедшие грубую фильтрацию; пары треков, прошедших точную фильтрацию; параметры и результаты точной фильтрации; выданные предупреждения; дополнительную информацию. 1.21 Тестовые сценарии для оценки STCA Тестовые сценарии полезны для оценки качества работы STCA. Не рекомендуется повышение качества работы системы для одних типов конфликтных ситуаций, если при этом ухудшается качество работы системы для других типов конфликтных ситуаций. Для оценки эффективности системы должны использоваться конфликтные ситуации различных типов. Возможные категории тестовых сценариев: 35 одновременное горизонтальное и вертикальное сближение ВС; горизонтальное сближение воздушных судов, находящихся на одной высоте; занятие воздушным судном используемого эшелона (использование дополнительной информации о заданном эшелоне); вертикальное сближение воздушных судов при наборе высоты; конфликтные ситуация при маневрировании воздушных судов; пересечение траекторий воздушных судов в горизонтальной плоскости с последующим пересечением в вертикальной плоскости. 1.22 Человеческий фактор и эффективность STCA Использование STCA зависит от степени доверия диспетчера к системе. Это доверие зависит от многих факторов, включая надежность и прозрачность системы. Необходимая степень доверия достигается путем постоянного обучения и тренировок диспетчерского состава, в процессе которых следует избегать пограничных ситуаций – полного недоверия или полной удовлетворенности. Для того, чтобы обеспечить эффективное функционирование системы STCA, необходимо соблюдать следующие принципы: 1) Уместность и своевременность – правила срабатывания системы должны быть уместны, то есть должны быть продиктованы существующей технологией работы, при этом необходимо избегать заблаговременных срабатываний. 2) Эффективность – диспетчер должен обращать внимание на предупреждение и понимать причину срабатывания системы. Этот вопрос имеет отношение к пользовательскому интерфейсу. 3) Контроль эффективности – по мере увеличения сложности STCA и условий, в которых она эксплуатируется, необходимо постоянно проводить соответствующее контролем обучение знаний. диспетчерского Эффективность состава восприятия с последующим работы системы 36 диспетчерским составом должна проверяться регулярно и после внесенных изменений. Выводы, сделанные после рассмотрения конкретных ситуаций опасных сближений, в которых имело место срабатывание STCA, должны доводиться до всего диспетчерского состава. 1.23 Организационная и технологическая схема внедрения и применения STCA Для обеспечения эффективной работы STCA должна обеспечиваться соответствующей организационно-технической поддержкой Центра УВД. На рисунке 1.15 представлен полный жизненный цикл STCA. Каждый этап этого цикла должен подкрепляться соответствующими регламентирующими и инструктивными документами. 1.24 Группа анализа STCA Проведение анализа и оптимизация STCA должны осуществляться группой высококвалифицированных специалистов. Группа должна включать как технических экспертов и аналитиков, так и представителей службы движения. 37 Рисунок 1.15 – Жизненный цикл STCA 38 2 ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ О КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЯХ 2.1 ПКС фирмы “НИТА” Определение конфликтных ситуаций в АС УВД “Альфа”производится автоматически. Различают 3 вида конфликтных ситуаций: потенциальная рискованная ситуация ПРС (или конфликт по плану); потенциальная конфликтная ситуация ПКС; конфликтная ситуация КС(или нарушение интервалов). При расчете ПРС анализируются расчетные плановые траектории движения ВС, и определяются точки, где два или более ВС оказываются в одно и тоже время(с учетом заданной погрешности), на одной высоте(с учетом заданной погрешности). При расчете ПКС и КС применяется методика формирования защитного объема. Параметры горизонтальной плоскости формирования защитного объема в являются настроечными параметрами и настраиваются при пуско-наладочных работах совместно с представителями эксплуатирующей организации в соответствии с действующими руководящими документами. Параметры формирования защитного объема в вертикальной плоскости формируются в соответствии с правилами вертикального эшелонирования. В режиме RVSM расчет конфликтных ситуаций осуществляется с учетом эшелонирования RVSM. Если ВС не утверждено к полетам в условиях RVSM, для расчета конфликтных ситуаций будет применяться минимальный интервал вертикального эшелонирования в 600 метров (2000 футов).. 2.1.1 ПРС – потенциальная рискованная ситуация Сигнализация ПРС маркируется синим кружком, расположенным после позывного. При наведении маркера на формуляр отображается 39 дополнительная строка. При ПРС в ней отображается название точки, где фиксируется ПРС, высота и позывной конфликтующего ВС. Рисунок 2.1 – Срабатывание и отображение ПРС 2.1.2 ПКС – потенциальная конфликтная ситуация Сигнализация ПКС маркируется оранжевым кружком, расположенным после позывного. Позывной отображается желтым (предупредительным) цветом, а линия связки формуляра с координатной отметкой - оранжевым цветом. Конфликтующие ВС связаны между собой оранжевой линией. При наведении маркера на формуляр отображается дополнительная строка. При ПКС в ней отображается вид конфликта, время до КС, позывной конфликтующего ВС и интервал по дальности и высоте, который будет во время наступления КС (рисунок 2.2). 40 3:38 – время (мин : сек) до возникновения КС 85625 – позывной ВС, с которым связана потенциальная конфликтная ситуация 29 – продольное расстояние между ВС, при котором ПКС перерастет в конфликтную ситуацию (КС) 305 – текущая разница по высоте между конфликтующими ВС Рисунок 2.2 – Срабатывание и отображение ПКС 2.1.3 КС – конфликтная ситуация Сигнализация КС маркируется красным кружком, расположенным после позывного. Позывной отображается желтым (предупредительным) цветом, а линия связки формуляра с координатной отметкой – красным цветом. Конфликтующие ВС связаны красной линией (рисунок 2.3). Рисунок 2.3 – Срабатывание и отображения КС При наведении маркера на формуляр отображается дополнительная строка. При КС в ней отображается вид конфликта, позывной конфликтующего ВС и интервал по дальности и высоте (рисунок 2.4). 41 85625 – позывной ВС, с которым связана конфликтная ситуация 28.8 – текущее продольное расстояние между конфликтующими ВС 305 – текущая разница по высоте между конфликтующими ВС Рисунок 2.4 – Дополнительная информация по КС 2.1.4 Конфликт дисплей Открывающееся окно конфликт/риск дисплея показано на рисунке 2.5. Рисунок 2.5 – Окно конфликт дисплея Конфликт дисплей представляет собой специальное окно, в котором: отображается прогноз воздушной обстановки на заданное время; 42 выводится ситуациях; информация о зафиксированных конфликтных выводится информация о потенциальных конфликтных ситуациях и рисках их возникновения. Конфликт/риск дисплей состоит из: временной шкалы; поля конфликтов; окна прогнозируемой ДВО. На временной шкале движком задается на какое время прогноза отображается обстановка. Значение времени показывается в окне над шкалой. Просчитываются три вида ситуаций. Real: КС и ПКС по реальным радиолокационным данным с учетом плановой траектории, а также треков по планам. Risc: КС и ПКС по реальным радиолокационным данным, с учетом треков по планам, но без учета плановой траектории (строго по вектору экстраполяции). Hold: КС и ПКС с учетом планов, находящихся в активном состоянии. 2.1 ПКС ВНИИРА-ОВД Программные средства контроля безопасности (SNETS) предназначены для оказания помощи диспетчеру, ответственному за УВД в секторе, в своевременном предотвращении потенциально опасных ситуаций, связанных со сближением ВС, нарушением норм эшелонирования, входом ВС в запретное для полетов воздушное пространство или в зону опасных метеоявлений, снижением ниже минимальной безопасной высоты. Критерии срабатывания/отключения сигнализации каждой из функций SNETS и их параметры устанавливаются эксплуатирующим предприятием и уточняются в процессе работы системы, исходя из приемлемого качества решения этой задачи и условий функционирования. 2.1.1 Сигнализация об обнаружении потенциально конфликтных ситуаций (STCA) Сигнализация об обнаружении потенциально конфликтной ситуации или 43 о фактической конфликтной (STCA) предупреждает диспетчера о ситуации, в которой существует угроза опасного сближения или уже имеет место фактическое сближение – одновременное нарушение граничных норм вертикального, продольного и бокового эшелонирования между двумя ВС. Целью средства STCA является предупреждение диспетчера с таким временным упреждением, чтобы успеть предпринять действия для разрешения ситуации угрозы столкновения ВС . Сигнализация STCA появляется автоматически, как только система обнаружит в соответствии с системными параметрами, что два ВС сближаются так, что через 2 минуты будут достигнуты граничные значения норм эшелонирования. Если до начала нарушения норм эшелонирования остается больше 2 минут, срабатывает сигнализация MTCD. Сигнализация SТСA отображается в нулевых строках ФС желтыми знаками на красном фоне. Контуры символов треков ВС и векторы отображаются красным цветом. Концы векторов указывают минимальное расстояние между ВС в точке схождения. STCA отображается в ФС от момента ее появления до момента ее окончания, то есть до тех пор, пока не окажется, что два ВС пройдут с минимальным расстоянием большим, чем установленный параметр, или расстояние между двумя ВС увеличивается. Визуальное представление сопровождается звуковой сигнализацией. 2.1.2 Сигнализация о нарушении норм эшелонирования Сигнализация обеспечивается при нарушения граничных норм вертикального, продольного и бокового эшелонирования с прогнозом: 180 с, если нарушение между ВС, следующими в попутном направлении на одном эшелоне, а также при пересечении эшелона, занятого попутным ВС; 44 300 с, если нарушение между ВС, следующими во встречном направлении на одном эшелоне, а также при пересечении эшелона, занятого встречным ВС; 300 с, если нарушение между ВС, следующими по пересекающимся маршрутам (при углах пересечения от 450 до 1350 и от 2250 до 3150 на одном эшелоне), а также при пересечении эшелона, занятого другим ВС. Сигнализация выдается в ФС и в окне Alert Window от момента ее появления до момента ее окончания или до появления сигнализации STCA, после чего она сбрасывается как в ФС, так и в окне Alert Window. 2.3 КСА УВД “Галактика” Предупреждения о потенциально-конфликтных и конфликтных ситуациях генерируются на основе расчета (оценки) времени до наступления конфликта и передаются на рабочие места диспетчеров УВД, а также на средства документирования КСА УВД. Функция предупреждения об опасных сближениях ВС периодически анализирует параметры каждой пары системных треков ВС, при этом оба трека должны удовлетворять следующим условиям: Располагаться внутри зоны анализа конфликтов; Иметь достоверную текущую высоту; Трек должен быть достоверным; Хотя бы один трек должен быть под управлением диспетчера УВД. Если системный трек не имеет достоверную текущую высоту, то используется высота, введенная вручную диспетчером УВД. Зоны анализа конфликтов определяются как многоугольники с верхней и нижней высотными границами. Каждая из зон принадлежит к одной из групп. Группы зон предназначены для задания разных параметров конфликтов для разных частей воздушного пространства. Если трек принадлежит одновременно нескольким зонам, входящим в разные группы, то параметры конфликтов 45 выбираются в соответствии с приоритетами групп. Если оба трека располагаются в зоне исключений, то для такой пары предупреждения об опасных сближениях не генерируются. Группы зон анализа конфликтов и их приоритеты представлены в таблице 2.1. Таблица 2.1 – Зоны анализа конфликтов Зоны анализа конфликтов Приоритет Районное воздушное пространство 1 Аэродромное воздушное пространство 2 Зона посадки аэродрома 3 Зона взлета аэродрома 4 Зона ожидания 5 Зона исключения 6 Примечание Самый низкий Самый высокий Примечание – Зоны исключения могут использоваться для подавления генерирования предупреждений о конфликтах в различных областях ВП, например, в зонах, предназначенных для визуальных полетов, ограничений ИВП и т.п. Если трек находится в зоне коррекции высоты по давлению, приведенному к среднему уровню моря (QNH) ниже эшелона перехода, то для анализа нахождения ВС в зоне анализа конфликтов используется скорректированная текущая высота. Зоны сокращенных норм вертикального эшелонирования определяются нижней и верхней высотными границами. Если треки находятся в зоне СНВЭ, то функция конфликтов учитывает допуск ВС к полетам по нормам СНВЭ. Если допуск ВС к полетам по нормам СНВЭ неизвестен, то такое ВС рассматривается как ВС с отсутствием допуска к полетам по нормам СНВЭ. Функция предупреждения об опасных сближениях ВС поддерживает алгоритм адаптации параметров фильтров и зон, в соответствии со стандартом агентства EUROCONTROL. Адаптационные параметры также соответствуют стандарту агентства EUROCONTROL. 46 В целом, в нашей стране с STCA (ПКС, СПОС) к настоящему времени сложилась следующая ситуация: 1) Функция краткосрочного предупреждения конфликтных ситуаций реализована во всех находящихся в эксплуатации АС (КСА) УВД. 2) Эксплуатируются несколько различных систем краткосрочного предупреждения конфликтных ситуаций. 3) Каждый из разработчиков реализует STCA с использованием своих критериев и параметров обнаружения конфликтных ситуаций. 4) Отсутствуют унифицированные требования к STCA. 5) Отсутствуют организационно-методические рекомендации, регламентирующие процессы внедрения, оптимизации и эксплуатации STCA в центрах УВД. 6) Отсутствуют организационно-техническая поддержка, инструментальные средства, позволяющие адаптировать и оптимизировать характеристики STCA применительно к конкретной зоне функционирования, проводить анализ имеющих место проблем STCA в центрах УВД и осуществлять меры по повышению качества работы системы. 7) Имеют место нарекания диспетчерского состава на работу STCA и, как следствие, снижение доверия операторов к работе этих средств обеспечения безопасности воздушного движения. Важно отметить, что в значительной степени проблемы функционирования средств предупреждения о конфликтных ситуациях в Центрах УВД связаны и с входной информации, поступающей на вход этих систем, вызывающей большие ошибки в оценке параметров движения ВС. Основными причинами появления указанных ошибок является: наличие систематических ошибок при определении РЛС азимута и дальности воздушных целей, связанных с неточной юстировкой локатора на север и неверной установкой ноля дальности РЛС; 47 использование в АПОИ несовершенной межобзорной обработки, приводящей к выдаче координат целей с ошибками, достигающими нескольких километров; наличие зон переотраженных сигналов; наличие аномальных зон для отдельных РЛС. Ошибки также могут вносить: задержки в передачи информации с р/л позиций; используемые алгоритмы определения центра пакета в АПОИ. Поэтому необходимой основой для качественного функционирования ПКС является разработка требований к подсистемам радиолокационного наблюдения и обработки (первичной, вторичной, третичной) радиолокационной информации. Эти требования должны также включать и требования к системам контроля качества входной информации ПКС, а именно: наличие функции контроля характеристик РЛС; контроль характеристик вторичной (третичной) обработки информации в соответствии с установленной методикой; наличие контроля за величиной рассогласования координат, получаемых от различных РЛС и т.д. Подробно эти требования изложены в разделе 7. 48 3 АНАЛИЗ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ДОКУМЕНТОВ ЕВРООКОНТРОЛЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ЭФФЕКТИВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ STCA Практическое восьмидесятые применение годы STCA прошлого века. в Европе С было середины начато 90-х в годов ЕВРОКОНТРОЛЬ начал проводить работы, направленные на повышение качества функционирования STCA. В 1999 г. документом «The Operational Requirements Document (ORD) for EATCHIP Phase III Volume 2» были определены первые развернутые требования к STCA (в настоящее время они определяются как требования «Уровень 1» («Level 1 STCA»)), которые включали: функциональные требования к системе (Operational Requirements Document (ORD) for EATCHIP Phase III ATM Added Functions Volume 2 Safety Nets Part A – Functional Requirements); дополнительные требования, затрагивающие вопросы оптимизации характеристик системы (ORD for EATCHIP Phase III ATM Added Functions Volume 2 Safety Nets Part B – Not Functional Requirements); требования к инструментам и процедурам анализа и оптимизации характеристик STCA (ORD for EATCHIP Phase III ATM Added Functions Volume 2 Safety Nets Attachment 2: Analysis Tools Requirement Specification); требования к человеко-машинному интерфейсу (ORD for EATCHIP Phase III ATM Added Functions Volume 2 Safety Nets Attachment 1: HMI Aspects). После ряда серьезных инцидентов в 2001-2002 г.г., в частности, после столкновения над Боденским озером (1 июля 2002 года) Инициативная Группа на высшем уровне по Безопасности Воздушного Движения (High Level European Action Group for ATM Safety, AGAS) провела анализ ситуации и определила приоритетные действия по повышению безопасности воздушного движения над территорией Европы. В части предупреждения 49 конфликтных ситуаций Группа рекомендовала обязательное применение Наземных Систем Обеспечения Безопасности (Safety Nets), которые должны включать (рисунок 3.1): Краткосрочную Систему Предупреждения Конфликтных Ситуаций (Short Term Conflict Alert, STCA), призванную предупреждать диспетчера о фактических или потенциальных нарушениях воздушными судами норм эшелонирования. Систему Контроля Минимальной Безопасной Высоты (Minimum Safe Altitude Warning, MSAW), которая должна предупреждать диспетчера об увеличении риска столкновения воздушного судна с землей или с какимилибо препятствиями. Систему Предупреждения Нарушения Границ Воздушного Пространства (Area Proximity Warning, APW), которая должна предупреждать диспетчера о несанкционированном нарушении границ воздушного пространства, выдавая своевременные предупреждения о фактическом или потенциальном нарушении воздушным судном границ определенного воздушного пространства. Систему Контроля при Заходе на Посадку (Approach Path Monitor, APM), предупреждающую диспетчера об увеличении риска столкновения воздушного судна, находящегося на управлении, с землей, выдавая своевременные предупреждения о сближении воздушного судна с землей или с препятствиями во время захода на посадку. Краткосрочная Система Предупреждения Конфликтных Ситуаций Система Контроля Минимальной Безопасной Высоты Система Предупреждения Нарушения Границ Воздушного Пространства Система Контроля Захода на Посадку Рисунок 3.1 – Наземные Системы Обеспечения Безопасности Данные рекомендации стали началом работ по внедрению эффективной 50 STCA на территории всей Европы, которая будет являться важной составной частью системы УВД (рисунок 3.2). ВС (Авионика) РЛП, АЗН-В АРМ УВД STCA (предупреждения) Экипаж Диспетчер Рисунок 3.2 – STCA в контуре системы управления воздушным движением В 2005 году по контракту с ЕВРОКОНТРОЛЕМ компаниями «Deep Blue» и «Sofreavia» были завершены работы по анализу существующей практики применения в Европе STCA, MSAW и APW (SPIN: Survey of Practices in Safety Nets. Summary Report, 14.02.2005). Эти работы включали исследования по четырем направлениям: Реализация Наземных Систем Безопасности. В рамках этого полномасштабного исследования были изучены современные реализации STCA, MSAW и APW в Европе. Это исследование выявило отсутствие согласованных и унифицированных процедур по оптимизации, единой методики и критериям проверки эксплуатируемых систем. Научно-исследовательская деятельность. В рамках этих работ проводился поиск, отбор и анализ существующих исследований, касающихся Наземных Систем Обеспечения Безопасности. Анализ показал, что материалы исследований, которые способны внести существенный вклад в улучшение качества краткосрочных Наземных Систем Обеспечения Безопасности, являются лишь частично доступными. Существующая практика в применении бортовых систем предупреждения столкновений. В рамках этого исследования был проведен 51 анализ практики применения бортовых СПС, направленный на изучение потенциальной возможности ее применения в Наземных Системах Обеспечения Безопасности. Анализ существующих систем. В рамках этого исследования был проведен анализ существующих и эксплуатируемых Наземных Систем Обеспечения Безопасности. В результате был составлен список производителей соответствующих систем (таблица 3.1). Таблица 3.1 – Производители Систем Обеспечения Безопасности STCA Производитель Продукт Thales ATM / French STNA New generation STCA French STNA MSAW Barco Orthogon OPSenter X Lockheed Martin STCA System X QinetiQ STCA X Raytheon Guardian X Raytheon Auto Trac X Saab i-acs X Si ATM Si ATMsys X Comsoft C-STCA X По результатам проведенных MSAW APW X X работ X X X X X было признано, X что эффективное применение STCA, MSAW и APW может быть обеспечено только на основе стандартизации этих систем. Соответствующие цели были прописаны в European Convergence and Implementation Plan (ATC02.2) – документе, определяющим согласованные действия стран-членов ЕВРОКОНТРОЛЯ по совершенствованию системы УВД. 52 3.1 Деятельность SPIN (Safety Nets: Planning Implementation & Enhancements) в 2005-2011 гг. Рабочая группа SPIN (Safety Nets: Planning Implementation & Enhancements) была создана в 2005 году для разработки стандартов и рекомендаций для Наземных Систем Обеспечения Безопасности (STCA, MSAW и APW), разработки предложения в программу ECIP (European Convergence and Implementation Plan) для реализации стандартов среди странучастников Европейской Конференции Гражданской Авиации (European Civil Aviation Conference, ECAC), а также для разработки предложений по скорейшей модернизации существующей Наземной Системы Обеспечения Безопасности. В период с мая 2005 года по май 2008 года рабочая группа SPIN провела 15 совещаний с участием 12 провайдеров аэронавигационных услуг, 6 представителей промышленности и представителей ЕВРОКОНТРОЛЯ и разработала спецификации на Системы Обеспечения Безопасности. В Мае 2008 года у рабочей группы SPIN изменилось название – Safety nets Performance Improvement Network – для придания ей более высокого статуса. Основным назначением рабочей группы SPIN является: разработка стандартов и рекомендаций для Наземных Систем Обеспечения Безопасности (STCA, MSAW, APW, APM); координирование и создания общей концепции совершенствования Бортовых и Наземных Систем Обеспечения Безопасности; совершенствование Наземных Систем Обеспечения Безопасности с использованием новых технологий наблюдения; совершенствование Наземных Систем Обеспечения Безопасности с использованием информации, получаемой от бортового оборудования; совершенствование существующих или разработка новых Наземных Систем Обеспечения Безопасности. 53 Полномочия рабочей группы SPIN будут продолжаться как минимум до декабря 2013 года (этап ATC02 программы ECIP). По состоянию на май 2008 года в целевую группу SPIN входили 22 представителя провайдеров аэронавигационных услуг (как активные члены, так и наблюдатели) и 7 представителей промышленности. За время существования рабочей группы SPIN были разработаны спецификации и рекомендации для четырех Наземных Систем Обеспечения Безопасности (STCA, MSAW, APW и APM). Основными документами, разработанными группой SPIN, являются Спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ, рекомендации по Безопасности с каждому описанием типу которые содержат Наземных жизненного цикла всеобъемлющие Систем систем Обеспечения и детальной информации, представленной в соответствующих приложениях (приложения для удобства оформлены в виде отдельных документов). 3.1.1 Спецификация на STCA Спецификация ЕВРОКОНТРОЛЯ на STCA (редакция 1.1 от 19 мая 2009 года, проект) определяет требования по разработке, настройке и использованию STCA в Европе. В состав спецификации входят приложения, которые могут быть использованы как самостоятельные документы для решения соответствующих задач (таблица 3.2). Таблица 3.2 – Состав Спецификация ЕВРОКОНТРОЛЯ на STCA Общее описание жизненного цикла STCA, EUROCONTROL для персонала, Guidance Material for предназначенное Short Term Conflict Alert осуществляющего сопровождение STCA Appendix A: Reference STCA System Детальное техническое описание реализации STCA. Наиболее подробно описаны параметры системы и процессы их настройки 54 Appendix B: Safety Assurance Три документа, которые могут быть использованы в качестве отправной точки при работе по обеспечению надежной работы STCA в условиях конкретного применения Appendix B-1: Safety Argument for STCA System Документ описывает общие цели по обеспечению функциональной надежности STCA Appendix B-2: Generic Safety Plan for STCA Implementation Документ описывает какие действия по обеспечению функциональной надежности STCA необходимо предпринимать на каждом этапе жизненного цикла системы, кто их должен выполнять и какие критерии оценки должны применяться Appendix B-3: Outline Safety Case for STCA System Детально описывается обоснование обеспечения функциональной надежности STCA на начальном этапе реализации системы, предлагается концепция обеспечения надежности на последующих этапах Набор документов для оценки экономической Appendix C: Cost составляющей стандартизации STCA для Framework for the определенного провайдера аэронавигационных Standardization of STCA услуг Appendix C: Supporting Производственный план в формате Excel Spreadsheet Комплект из двух документов, частично описывающих оптимизацию и рекомендации по Appendix D: Case Study обеспечению безопасности в каждом конкретном случае Документ рассматривает возможные решения проблем STCA для строевых полетов и большого Appendix D-1: первичных целей. Решение Optimization of STCA for количества базируется на реализации STCA в Центре УВД ATCC Semmerzake «Семмерзаке», Бельгия Appendix D-2: Functional Hazard Assessment of STCA for ATCC Semmerzake Методика оценки рисков при внедрении возможной реализации системы STCA в Центре УВД «Семмерзаке», Бельгия, выполняемой на начальном этапе реализации 55 3.1.1.1 Требования Спецификации ЕВРОКОНРОЛЯ к STCA Требования к стратегии, организационной прозрачности, обучению и проверке знаний STCA-01 – стратегия. Провайдер аэронавигационных услуг должен иметь формальную стратегию использования STCA, согласованную с технологическими процессами и Системой Обеспечения Безопасности, которая должна ясно определять роль и использование STCA. Стратегия должна быть согласована с общими положениями, указанными в Спецификации, но может содержать более детальные или дополнительные аспекты, обусловленные местными условиями. Стратегия должна быть доведена до всего личного состава с целью обеспечения согласованности всего технологического процесса, связанного с планируемым использованием STCA. STCA-02 – ответственность за управление STCA. Провайдер аэронавигационных услуг должен назначить ответственное лицо по STCA. Назначенное лицо должно быть представлено всему личному составу. Назначенное лицо должно контактировать с производителем STCA для решения соответствующих вопросов. STCA-03 – обучение и проверка знаний. Диспетчерский состав провайдера аэронавигационных услуг должен пройти обучение по использованию STCA и получить соответствующий допуск к работе с использованием STCA. Примечание – Основной целью обучения является создание и поддержание определенной степени доверия к использованию STCA, доведение до диспетчерского состава информации о ситуациях, в которых STCA будет эффективным инструментом, и, что еще более важно, информации о ситуациях, в которых использование STCA не эффективно (резкие и неожиданные маневры и проч.). 56 Требования к технологическому процессу Технология работы STCA-04 – инструкции, относящиеся к применению STCA, помимо прочего, должны определять: а) типы полета (GAT/OAT, IFR/VFR, RVSM/NON-RVSM и проч.), по которым возможны предупреждения; б) границы воздушного пространства, в рамках которых действует STCA; в) метод отображения предупреждений STCA диспетчеру; г) условия и время срабатывания STCA; д) границы воздушного пространства, в котором действие STCA может быть выборочно ограничено, и условия, при которых данные ограничения вступают в силу; е) условия, при которых специфические предупреждения могут быть отключены для определенных типов рейсов; ж) технологии работы, применяемые в том воздушном пространстве или для тех типов рейсов, для которых STCA отключена. Действия диспетчера STCA-05 – в случае выдачи предупреждения в отношении ВС, находящихся под управлением, диспетчер должен немедленно оценить ситуацию и, если это необходимо, предпринять соответствующие действия для того, чтобы быть уверенным в том, что определенные нормы эшелонирования не будут нарушены или будут восстановлены. Примечание – STCA не существует в изоляции. Когда пилот докладывает о маневре, вызванном срабатыванием Бортовой Системы Обеспечения Безопасности (Aircraft Collision Avoidance System, ACAS), диспетчер не должен предпринимать попыток по изменению траектории полета воздушного судна. 57 Анализ эффективности STCA-06 – анализ эффективности функционирования STCA должен производится на регулярной основе для своевременного выявления недостатков и ошибок STCA. Статистический анализ Соответствующая Инспекция по Безопасности Воздушного Движения должна получать электронные записи всех предупреждений, выдаваемых STCA. Данные и обстоятельства, относящиеся к каждому выданному предупреждению, должны анализироваться для определения того, насколько оправдано было выдано предупреждение или нет. Неоправданные предупреждения, например, при которых соблюдение норм эшелонирования очевидно визуально, срабатываниям должен должны игнорироваться. проводится статистический По оправданным анализ в целях своевременного выявления возможных недостатков параметров воздушного пространства или используемой технологии, а также для контроля всех уровней обеспечения безопасности. Требования к функциональности STCA Эффективность STCA-07 – STCA должна предупреждать о конфликтных ситуациях, в которых участвует хотя бы одно находящееся под управлением воздушное судно. STCA-08 – STCA должна предупреждать о существенно значимых конфликтах. Примечание – Существенно значимым конфликтом является конфликт, удовлетворяющий набору правил и стратегии оптимизации. Набор правил и стратегия оптимизации должны быть разработаны с учетом параметров воздушного пространства, технологии работы и других локальных факторов, влияющих на обеспечение безопасности полетов. Допускается, что STCA не должна оповещать обо всех Существенно значимых конфликтах. 58 STCA-09 – предупреждения, выдаваемые STCA, должны привлекать внимание диспетчера и однозначно идентифицировать воздушные суда, участвующие в конфликте. Предупреждения, выдаваемые STCA, должны быть как минимум визуальные. Для привлечения внимания диспетчера может быть использована также и звуковая сигнализация. При использовании повторяющейся звуковой сигнализации может существовать возможность ее отключения. STCA-10 – количество нежелательных тревог, вырабатываемых STCA, должно быть минимально эффективным. Примечание – Эффективный минимум определяется человеческим фактором и условиями работы на местах. STCA-11 – количество ложных срабатываний STCA должно быть минимально эффективным. Примечание – Эффективный минимум ложных срабатываний определяется условиями работы на местах. Время предупреждения конфликта STCA-12 – когда ситуация позволяет, время предупреждения должно быть достаточным для совершения диспетчером всех необходимых действий по распознаванию конфликтной ситуации, и для последующего успешного выполнения соответствующего маневра воздушным судном. Примечание – Недостаточное время оповещения конфликта допускается при внезапном, неожиданном маневре. STCA-13 – STCA должна выдавать предупреждение до тех пор, пока текущая ситуация считается конфликтной (удовлетворяет условиям определения конфликта). Запрет срабатывания STCA-14 – STCA должна предусматривать возможность запрета выдачи предупреждений для заранее определенных границ воздушного 59 пространства и для определенных рейсов. Примечание – Запрет срабатывания STCA может быть необходимым для определенных границ воздушного пространства (например, тренировочное пространство) для подавления неоправданных срабатываний. Запрет срабатывания STCA может быть необходимым для определенных типов рейсов (например, боевых вылетов) для подавления неоправданных срабатываний. STCA-15 – информация о запрете срабатывания STCA должна быть доведена до всего диспетчерского состава. Информация о состоянии STCA-16 – информация о состоянии STCA должна быть представлена на рабочих местах диспетчеров и администратора системы на случай отказа STCA. Адаптируемость STCA должна быть легко адаптируемой к действующей технологии работы во всем определенном объеме воздушного пространства в любой момент времени. STCA может учитывать зону, в которой осуществляется полет воздушного судна, для определения параметров траектории ВС. Различные параметры могут применяться при ухудшении качества работы системы (например, отсутствии информации от одного или более радиолокаторов). В воздушном пространстве RVSM STCA должна по-разному применять минимальные нормы эшелонирования – 300 метров (1000 футов) или 600 метров (2000 футов) – в зависимости от статуса рейса (RVSM/NON-RVSM). Документирование информации STCA-17 – все относящаяся к работе STCA информация должна быть доступна для анализа работы системы. Примечание – В процессе анализа может потребоваться доступ и к 60 другой информации (например, информации наблюдения и диспетчерским переговорам) для полноценного анализа. 3.1.1.2 Спецификации на MSAW, APW, APM Спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ на MSAW, APW и APM определяют требования по разработке, настройке и использованию этих систем и включают соответствующие приложения, структура и содержание которых аналогичны рассмотренным выше документам на STCA. 3.2 Проекты ЕВРОКОНТРОЛЯ по исследованию и анализу STCA Неотъемлемой частью деятельности ЕВРОКОНТРОЛЯ по стандартизации STCA является анализ и исследование различных аспектов применения системы, осуществляемые в рамках нескольких проектов. 3.2.1 Проект I-AM-SAFE (июнь 2006 года – март 2007 года) Целью проекта I-AM-SAFE была оценка целесообразности применения методик, используемых в Бортовой Системе Предупреждения Столкновений (Aircraft Collision Avoidance System, ACAS), для оценки характеристик и эффективности функционирования STCA. Работа проводилась двумя организациями DSNA и Sofreavia, которые участвуют в проверке обеспечения функциональной надежности и стандартизации системы ACAS на протяжении более десяти лет. Проведение данных исследований стало возможным благодаря опыту, полученному при разработке Стандартных Процедур Применения системы ACAS (ICAO), а также методик и инструментов, использованных для оценки эффективности системы ACAS в рамках программы ЕВРОКОНТРОЛЯ ACAS и режима «S». Эти инструменты состоят из моделирующих комплексов, позволяющих воспроизводить среду, в которой функционирует система ACAS на территории Европы, включая два моделирующих комплекса для 61 генерации конфликтных ситуаций, разработанные в рамках проектов ASARP и IAPA. Для достижения целей исследований проекта I-AM-SAFE была разработана модель системы STCA с характеристиками, соответствующими спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ на STCA. В процессе исследований были использованы четыре варианта конфигурации STCA, с помощью которых стало возможным оценить параметры, рекомендуемые ЕВРОКОНТРОЛЕМ для настройки STCA. Для оценки качества работы STCA и определения проблем взаимодействия наземных и бортовых систем проводилось также моделирование работы системы ACAS. Основное внимание было сосредоточено на следующих характеристиках STCA – времени предупреждения и продолжительности сигнализации для различных ситуаций. Также были получены результаты о необходимом объеме взаимодействия с системой ACAS. 3.2.1.1 Основные результаты исследований Была определена необходимость реализации дополнительных функций, описанных в рекомендациях ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA, а также необходимость разработки модели имитации воздушной обстановки, максимально отражающей существующую на сегодняшний день в Европе ситуацию. Методика моделирования опасных сближений применимость для оценки качества работы доказала свою STCA. Согласованность взаимодействия с системой ACAS может потребовать модификаций STCA. В частности, результаты исследования продемонстрировали преимущество модели генерации опасных сближений на основе реальных ситуаций, имевших место в Европе. В результате исследования было выявлено, что на такие характеристики STCA, как вероятность выдачи сигнализации и ее оправданность, влияют характеристики конфликтной ситуации, 62 конфигурация и параметры STCA, качество входной информации. Для обоснования времени предупреждения STCA была выявлена необходимость разработки модели действий диспетчера в ответ на предупреждения системы, причем данная модель должна быть независима от модели генерации опасных сближений. 3.2.1.2 Выводы и рекомендации Результаты исследований показали, что в процессе стандартизации STCA необходимо учитывать опыт, полученный по системе ACAS, поскольку обе системы решают сходные задачи. Возможное взаимодействие между этими двумя системами должно быть рассмотрено в ближайшем будущем. Принимая во внимание основные результаты исследования, для оценки характеристик STCA была предложена более сложная модель, учитывающая работу бортовой системы ACAS. Эта система должна быть разработана с использованием модели генерации опасных сближений и с исправлением всех недостатков предыдущей системы, выявленных в процессе исследований. Для достижения максимального эффекта в плане обеспечения безопасности воздушного стандартизации STCA движения сопровождался рекомендуется, чтобы всеобъемлющими процесс проверками эффективности STCA и ее взаимодействием с ACAS. 3.2.2 Проект PASS (Performance an safety Aspects of STCA, full Study) Работы по проекту PASS были начаты ЕВРОКОНТРОЛЕМ в октябре 2007 года, результаты были получены в ноябре 2010 года. Проект PASS основывался на рекомендациях ЕВРОКОНТРОЛЯ, полученных в результате проекта FARADS и семинара, посвященного взаимодействию систем ACAS и STCA. Проект проводился в рамках работы группы SPIN (Safety nets Performance Improvement Network). Целью проекта было проведение исследований по оценке 63 характеристик STCA, анализу вклада системы в повышение безопасности воздушного движения, исследованию человеческого фактора и отработке вопросов взаимодействия с системой ACAS. Проект PASS включал три фазы: Фаза 1 – исследование и анализ процессов одновременного функционирования и STCA ACAS на основе использования задокументированной информации наблюдения в центрах УВД стран – членов Евроконтроля при участии Европейских провайдеров аэронавигационных услуг – DFS, DSNA и Skyguide. Фаза 2 – Разработка требований к характеристикам STCA. Фаза 3 – Отработка концепции взаимодействия систем STCA и ACAS. Проект PASS состоял из нескольких рабочих этапов, которые обеспечивали проведение всех трех фаз исследования. Техническая часть исследования проводилась четырьмя организациями (Deep Blue, DSNA, Egis Avia и QinetiQ*) под управлением экспертного отдела Surveillance Separation & Safety компании Egis Avia. К июню 2010 года в рамках проекта PASS по результатам проведенных работ были опубликованы следующие документы: 1) «Review of European STCA environment» – PASS/WA2/WP1/31/D, июнь 2008; 2) «Monitoring report of SNET performance in Europe» – PASS/WA1/WP5/64/D, версия 1.3, апрель 2009; Deep Blue – консалтинговая и исследовательская компания, находящаяся в Италии. Вовлекалась в несколько совместных Европейский проектов по исследованиям человеческого фактора и других аспектов безопасности. * DSNA, Air Navigation Services Department – провайдер аэронавигационных услуг во Франции, в зону ответственности которого также входят территории над морским пространством. Egis Avia – инженерная и консалтинговая компания, осуществляющая свою деятельность в области аэропортов, управления воздушным движением и воздушного транспорта. К клиентам компании относятся ЕВРОКОНТРОЛЬ, национальные провайдеры аэронавигационных услуг и администрация гражданской авиации. QinetiQ – научно-исследовательская компания, выполняющая исследования для таких заказчиков как Министерство Обороны Великобритании, ЕВРОКОНТРОЛЬ, а также для национальных провайдеров аэронавигационных услуг. 64 3) «European radar encounter report» – PASS/WA2/WP4/71/D, версия 1.1, май 2009; 4) «Encounter model for safety-net related occurrences – Specification» – PASS/WA2/WP5/75/D, версия 2.3, май 2010; 5) «Surveillance model validation» – PASS/WA2/WP3/88/D, версия 1.0, январь 2009; 6) «Specification of ATCO and pilot models» – PASS/WA2/WP6/115/D, май 2010; 7) «Validation of the reference STCA model» – PASS/WA2/WP2/116/D, версия 1.0, июнь 2009; 8) «Model-based performance evaluation of STCA operations – Interim report (Phase 2)» – PASS/WA2/WP9/137/D, версия 1.1, февраль 2010; 9) «Surveillance model description» – PASS/WA2/WP3/36/W, версия 2.2, апрель 2010; 10) «Performance metrics definition» – PASS/WA2/WP8/120/D, версия 1.2, cентябрь 2009; 11) «Operational scenarios for the assessment of STCA performance (slides)» – PASS/WA2/WP9/123/W, версия 1.2, октябрь 2009; 12) «Simulation approach & sensitivity analysis for Phase 3 (slides)» – PASS/WA2/WP10/145/W, версия 1.1, апрель 2010; 13) «Overview of model-based simulation results (Phase 3)» – PASS/WA2/WP10/161/W, версия 1.0, июль 2010. 3.2.2.1 Результаты исследований по проекту PASS Задачей первого этапа проекта PASS был анализ последовательности событий в управлении воздушным движением, в процессе которого системы STCA и/или TCAS вырабатывали предупреждающую информацию, а также факторов, оказывающих наибольшее влияние на эту последовательность. Это было достигнуто с помощью анализа 180 конфликтных ситуаций, в которых срабатывали системы STCA и/или TCAS (рисунок 3.3). 65 Оперативные данные реальных случаев опасных сближений. (Срабатывания Систем Обеспечения Безопасности, инструкций по разрешению конфликтов от бортового оборудования) Рабочий этап 1: мониторинг деятельности Статистика последовательности событий (последовательность событий во времени, срабатывания Систем Обеспечения Безопасности, действия пилота и диспетчера) Оценка влияния технического состояния, оперативной обстановки и человеческого фактора Рисунок 3.3 – Этап 1 На этом этапе был проанализирован значительный объем информации по различным зонам УВД. Это стало возможным благодаря участию в проекте провайдера аэронавигационных услуг DSNA, который предоставил доступ к архиву базы данных опасных сближений и записям радиолокационной информации. Отдельный вклад в это исследование внесли организации DFS и Skyguide, предоставившие доступ к записям радиолокационной информации и отчетам по опасным сближениям. Кроме того, использовалась задокументированная информация и других Европейских провайдеров аэронавигационных услуг. Анализ выполнялся в несколько этапов, которые позволили лучше понять типичную последовательность событий, приводящих к ситуации, в которой срабатывают системы STCA и/или TCAS, а также факторов, оказывающих наибольшее влияние на характеристики этой аэронавигационных услуг последовательности. Поскольку каждый из провайдеров располагал различными ресурсами для обеспечения участия в проекте PASS, их вклад имел различный уровень: DSNA, провайдер аэронавигационных услуг Франции, участвовал в данном рабочем этапе проекта на протяжении семи месяцев, с сентября 2007 года по март 2008 года. Данные, предоставленные DSNA, покрывают территории районных Центров УВД «Париж», «Экс-ан Прованс», «Рейм», а также территорию аэроузлового центра «Париж». 66 Skyguide, провайдер аэронавигационных услуг Швейцарии, участвовал в рабочем этапе на протяжении трех месяцев, с мая 2008 по июль 2008. Данные, предоставленные Skyguide, покрывали территории зоны ответственности Центров УВД «Цюрих» и «Женева». данном DFS, провайдер аэронавигационных услуг Германии, участвовал в рабочем этапе на протяжении более месяца. Данные, предоставленные DFS, покрывали территории центров УВД «Дюссельдорф», «Франкфурт» и «Мюнхен». Другие данные по интересующим событиям были получены из публично доступных источников следующих стран: Великобритания, Дания, Чехия, Ирландия и Эстония. Информация, полученная от провайдеров аэронавигационных услуг, включала следующие данные: записи радиолокационной информации, рекомендации по разрешению конфликтов, полученные с бортового оборудования и данные о работе STCA. Из-за разнородности исходной информации возникла необходимость обработки и корреляции полученных данных. После обработки и корреляции информация была проанализирована техническими экспертами. В результате была создана база, включающая в себя 180 конфликтов. Целью второго этапа было изучение аспектов повышения безопасности воздушного движения при использовании STCA на основе определения требований к характеристикам STCA и взаимодействию STCATCAS. Как показано на рисунке 3.4, эта работа включала моделирование работы STCA и TCAS в условиях воздушного движения над территорией Европы, оценку характеристик STCA (включая взаимодействие с TCAS) по реальным данным и анализ влияния различных факторов, влияющих на характеристики системы. В процессе исследований использовалась модель генерации опасных сближений, разработанная для системы ACAS. Для решения поставленных задач были разработаны несколько моделей, воссоздающих максимально 67 адекватные условия для оценки STCA. Эти модели включали: модель генерации конфликтов для STCA и TCAS; модель STCA, соответствующую требованиям спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ; модель радиолокационной обстановки; а также модели поведения диспетчера и пилота при срабатывании STCA. Используя результаты исследований, полученных на первом рабочем этапе проекта, и описание действующих на территории Европы систем STCA, были определены различные варианты сценариев, как для аэродромных зон, так и для РЦ. Эти сценарии в значительной степени отразили реальное множество зарегистрированных конфликтов. Были выявлены различные концепции применения STCA, от «предупреждения столкновений» до «контроля норм эшелонирования». Также были разработаны специальные сценарии для оценки влияния на работу STCA технического состояния средств обеспечения полетов и человеческого фактора. Этап 1 Моделирование опасных сближений Модели систем STCA (для аэроузлового и районного воздушного пространства) Моделирование реакции диспетчера на предупреждения STCA Моделирование реакции пилота на инструкции диспетчера и команды TCAS Требования к характеристикам STCA. Требования к взаимодействию STCA и TCAS Моделирование реалистичных сценариев развития событий Анализ характеристик STCA Рисунок 3.4 – Этап 2 – Моделирование и определение требований к характеристикам STCA Параллельно с работой по созданию комплекса моделирования были определены количественные характеристики STCA по созданной базе сценариев конфликтов. 68 Результаты моделирования показали, что стратегия, которую выбирает провайдер аэронавигационных услуг при реализации и настройке системы STCA, напрямую влияет на вероятность выдачи предупреждений. Хотя все исследуемые системы STCA показали сравнимые результаты для большинства опасных сближений, те системы, которые были настроены прежде всего на «предупреждение столкновений», почти в 100 случаях не сработали при не очень опасных ситуациях по сравнению с системами, настроенными на «контроль норм эшелонирования». Общей характеристикой для всех исследуемых систем STCA стало неоправданное срабатывание в случаях сближений без нарушений норм эшелонирования. Частота этих неоправданных срабатываний может быть снижена благодаря использованию плановой информации о назначенном или заданном эшелоне, а также улучшением качества радиолокационного поля. Достоверность срабатывания STCA зависит от расстояния между воздушными судами, при котором провайдер аэронавигационных услуг считает необходимым выдачу предупреждения о конфликте и, следовательно, от стратегии, выбранной провайдером при реализации и настройке STCA. В то время как системы, одинаково настроенные как на «контроль норм эшелонирования», так и на «предупреждение столкновений», показывают большое количество срабатываний (более 90%) при нарушениях норм эшелонирования более, чем на 20% относительно допустимого минимума, STCA, настроенные на «предупреждение столкновений» показывают такой же уровень срабатываний при нарушениях норм эшелонирования, на порядок более опасных (более чем на 50% относительно допустимого минимума). Эффективность STCA главным образом связана с временем предупреждения, которое позволяет диспетчеру оценить ситуацию и предпринять соответствующие действия для того, чтобы нормы эшелонирования не были нарушены или восстановлены. STCA, предназначенные равно как для «контроля норм эшелонирования», так и для «предупреждения столкновений», выдают 69 большее количество тревог (требующих немедленной реакции диспетчера), чем системы, предназначенные только для «предупреждения столкновений». Безусловно, на эффективность STCA влияют действия оператора, который предпринимает соответствующие действия в ответ на предупреждение системы. Использование диспетчером подсказок позволяет избежать лишнего радиообмена и, в конечном итоге, снизить количество нарушений норм эшелонирования. Анализ показал, что системы STCA, предназначенные для «предупреждения столкновений» значительно увеличивают вероятность взаимодействия с системой ACAS, по сравнению с STCA, предназначенными для «контроля норм эшелонирования». Для типичных систем STCA инструкции, выдаваемые диспетчером, в основном относятся к вертикальному маневрированию. Однако запоздалые инструкции, относящиеся к вертикальному маневрированию, ведут к резкому увеличению вероятности последующего срабатывания ACAS. Комплексные исследования, проведенные в рамках второго этапа проекта PASS, позволили определить количественные и качественные характеристики STCA и нашли свое отражение более детально в спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ. Моделирование позволило охарактеризовать альтернативные стратегии, которыми может воспользоваться провайдер аэронавигационных услуг на этапах реализации и настройки системы STCA. Были определены три стратегии, основанные на мнении экспертов и характеристиках STCA: либеральная стратегия; промежуточная стратегия; консервативная стратегия (см. раздел 1.2). 70 3.2.2.2 Рекомендации по проекту PASS для дальнейшей работы 1) Максимальный эффект по обеспечению безопасности воздушного движения должен достигаться за счет обеспечения максимальной вероятности обнаружения конфликтных ситуаций (требование STCA-08 спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA). Для определения этой характеристики рекомендуется следующее: опасность сближения должна оцениваться параметром «минимального интервала расхождения ВС» без учета влияния инструкций, выданных диспетчером; сближения с «минимальным интервалом» менее 0,5 от допустимого при отсутствии вмешательства диспетчером должны считаться опасными событиями для систем STCA, которые предназначены главным образом для «предотвращения столкновений»; сближения с «минимальным интервалом» менее 0,8 при отсутствии вмешательства диспетчера должны считаться опасными событиями для систем STCA, которые в равной степени предназначены «предотвращения для столкновений», так и как «контроля для норм эшелонирования». 2) Максимальный эффект в плане обеспечения безопасности воздушного движения должен достигаться максимальным количеством достоверных срабатываний STCA и временем оповещения, достаточным для того, чтобы диспетчер смог предотвратить конфликт или свести нарушение к минимальному (требования STCA-05 и STCA-12 спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA). Также максимальный эффект должен достигаться предупреждениями, которые длятся до тех пор, пока «сохраняется реально или потенциально опасная ситуация» (требование STCA-13 спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA). Для того чтобы определить указанные характеристики, рекомендуется: определить пороговые значения нарушений норм эшелонирования, при котором срабатывает STCA; 71 определить пороговые значения количества срабатываний, при которых предупреждения STCA, не позволяют сохранить минимально допустимый интервал; определить пороговые значения количества срабатываний, при которых предупреждения STCA приводят к нарушению норм эшелонирования; определить пороговое значение краткосрочных срабатываний системы STCA. 3) Большое отрицательно количество сказывается на нежелательных обеспечении и ложных безопасности, тревог поскольку подрывают доверие диспетчерского состава к достоверным срабатываниям системы. Как следствие, количество нежелательных и ложных срабатываний должно быть минимальным (требования STCA-10, STCA-11 спецификации ЕВРОКОНТРОЛЯ для STCA). Для того, чтобы определить эти показатели, рекомендуется: определить пороговое значение количества нежелательных срабатываний; определить пороговое значение количества ложных срабатываний. 4) В конечном итоге, максимальный эффект при обеспечении безопасности должен достигаться при минимальном взаимодействии между Наземными и Бортовыми Системами Обеспечения Безопасности (или максимальной совместимости). Однако, неверным с концептуальной точки зрения является определение требований к характеристикам одной системы – STCA, относительно другой системы – ACAS, которые на самом деле являются независимыми. Тем не менее, результаты исследования показывают, что удовлетворение требований, приведенных выше, уже само по себе сводит к минимуму взаимодействие STCA и ACAS. На рисунке 3.5 показана структура отчетов и рабочих документов, полученных во время второго рабочего этапа. 72 Анализ характеристик STCA и ACAS на основе моделирования. Заключительный отчет Моделирование STCA. Промежуточный отчет (Фаза 2) Описание Описание Оценка модели Отчет об результатов условий работы STCA опасных моделировани STCA в Европе сближениях в я Европе по (Фаза 3) данным РЛИ Выбор Спецификация Спецификация Спецификация характеристик модели модели моделей генерации информации поведения опасных наблюдения диспетчера и сближений пилота Рисунок 3.5 – Основные результаты и рабочие документы проведенного исследования по оценке характеристик STCA на основе моделирования Четвертый этап проекта был направлен на оценку различных аспектов обеспечения безопасности воздушного движения при объединении систем STCA и TCAS, а также на возможности определения количественных показателей эффективности функционирования STCA. Особое внимание уделялось оценке эксплуатационных характеристик наряду с техническими характеристиками и другими факторами, которые могут оказывать влияние на безопасность при одновременном функционировании STCA и TCAS. Оценка обеспечения безопасности прежде всего состояла из оценки функциональных рисков STCA, уменьшения или увеличения опасности сближений и оценки влияния условий функционирования на выполнение задач системы. В процессе исследований были рассмотрены также ошибки системы и ошибки человека-оператора, которые могут влиять на обеспечение безопасности воздушного движения. На пятом этапе проекта проводилось обобщение проведенного анализа и исследований. В результат был разработан проект требований для STCA и взаимодействию STCA/TCAS с использованием методики, применяемой в рекомендациях EUROCAE ED78A и RTC DO-264. 73 3.2.3 Программа SESAR (Single European Sky ATM Research) Программа SESAR является одним из наиболее амбициозных проектов, когда-либо проводимых в рамках Евросоюза. Программа ставит своей целью разработку перспективных требований по обеспечению безопасности и пропускной способности системы УВД. Общий объем инвестиций по программе SESAR составляет 2,1 млрд. евро, которые распределены между Евросоюзом, ЕВРОКОНТРОЛЕМ и представителями промышленности (700 млн. евро – Евросоюз, 700 млн. евро – ЕВРОКОНТРОЛЬ, 700 млн. евро – представители промышленности). 3.2.3.1 Проект SESAR 4.8.1 – Эволюция Наземных Систем Обеспечения Безопасности Основная цель проекта SESAR 4.8.1 (P481) заключается в том, чтобы обеспечить такую эволюцию Наземных Систем Обеспечения Безопасности, чтобы они и в будущем продолжали играть роль последнего рубежа предотвращения столкновений в условиях новых норм эшелонирования. К целям проекта с высоким приоритетом относится работа по координации действий, направленных на обеспечение диспетчеров надежной Наземной Системой Обеспечения Безопасности, использующей в качестве входной информации не только информацию наблюдения, но и данные, полученные от бортовых систем. К существующим системам обеспечения безопасности, которые будут рассматриваться в этом проекте, относятся: Краткосрочная Система Предупреждения Конфликтных Ситуаций (Short Term Conflict Alert, STCA); Система Контроля Минимальной Безопасной Высоты (Minimum Safe Altitude Warning, MSAW); Система Предупреждения Нарушения Границ Воздушного Пространства (Area Proximity Warning, APW); Система Контроля при Заходе на Посадку (Approach Path Monitor, APM). 74 3.2.3.2 Проект SESAR 4.8.3 – Совместимость Бортовых и Наземных Систем Обеспечения Безопасности Этим проектом будут затронуты бортовые и наземные системы обеспечения безопасности. К целям проекта с высоким приоритетом относится работа по координации действий, направленных на оценку совместимости бортовых и наземных систем обеспечения безопасности. Проект ставит своей целью определить направления работ по совершенствованию этих систем и возможной разработке новой концепции системы обеспечения безопасности, которая будет органично вписываться в общую концепцию разрабатываемых систем УВД и увеличит общую безопасность этих систем. Интерфейс между системами безопасности и диспетчером/пилотом (например, Airborne Separation Assistance Systems, Medium Term Conflict Alerts, Conformance Monitoring и другие системы предупреждения ошибок) будет полностью переработан как технически, так и технологически в рамках проекта. Это потребует более тесного взаимодействия с другими подразделениями, задействованными в проекте. 3.2.3.3 Проект SESAR 10.4.3 – Адаптация систем обеспечения безопасности к новым режимам работы К целям проекта с высоким приоритетом относится определение и проверка усовершенствованных систем безопасности с учетом новых процедур снижения и набора высоты, использования пользовательских маршрутов и расположенных в непосредственной близости друг от друга трасс. Будет проведена оценка существующих систем обеспечения безопасности (STCA, MSAW, APW, APM). Будут определены требования к их характеристикам (включая количество ложных срабатываний и количество пропущенных срабатываний), совершенствования алгоритма. проведен Будет анализ проанализирована возможности возможность 75 использования дополнительной информации (например, полученной с бортового оборудования воздушного судна) для улучшения работы систем, сделано техническое обоснование адаптации параметров систем к типам воздушных судов. Будет изучена необходимость создания новых Систем Обеспечения Безопасности, специфическим образом адаптированных к новым технологическим операциям. Работа этого проекта будет базироваться на спецификации для систем обеспечения безопасности и тесно пересекаться с результатами проекта по исследованию оперативных требований по безопасности для воздушного пространства района и аэродромной зоны. 3.3 Экономическая составляющая внедрения STCA Результаты проведенной ЕВРОКОНТРОЛЕМ оценки экономических затрат для Центров УВД на внедрение и эксплуатацию STCA при стандартизации системы приведены в Таблицах 3.3 – 3.6. 76 Таблица 3.3 – Вариант «А» – провайдеры аэронавигационных услуг, которые еще не внедрили STCA, но планируют сделать это в новой системе УВД Стандартный вариант Вариант 2-го уровня Совместная разработка Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. 146 162 211 142 158 174 146 151 168 146 162 211 142 158 174 146 151 168 Оперативная концепция и требования 45 50 65 14 15 17 9 10 11 Испытания (в том числе заводские испытания) 23 25 33 23 25 28 23 25 28 Разработка модели безопасности 5 5 7 3 3 3 3 3 3 Разработка процедур 45 50 65 45 50 55 32 35 39 118 130 170 85 93 103 67 73 81 STCA 314 330 347 314 330 347 314 330 347 Human Machine Interface, HMI 62 65 68 62 65 68 62 65 68 ADAPT 7 7 7 7 7 7 7 7 7 FDP 7 7 28 7 7 28 7 7 28 RECAP 33 35 37 33 35 37 33 35 37 Адаптация на месте установки 209 220 286 209 220 242 209 220 242 Тестирование 52 55 72 52 55 58 52 55 58 684 719 845 684 719 787 684 719 787 Настройка STCA 9 10 13 7 8 9 5 6 7 Реализация модели безопасности 5 5 7 3 3 3 3 3 3 Оперативные испытания 5 5 7 4 4 4 4 4 4 454 504 554 454 504 554 454 504 554 473 524 581 468 519 570 466 517 568 Аппаратное обеспечение 135 150 165 135 150 165 135 150 165 Поддержка (более 10 лет) 380 400 420 380 400 420 380 400 420 515 550 585 515 550 585 515 550 585 238 250 275 238 250 275 190 200 220 Итого: 238 250 275 238 250 275 190 200 220 Стоимость в человек/день, € 495 500 505 495 500 505 495 500 505 Количество человек/день 1659 1785 2082 1617 1739 1909 1543 1660 1882 821 893 1051 800 870 964 764 830 920 1336 1443 1636 1315 1420 1549 1279 1380 1505 Управление проектом Итого: Итого: Итого: Тренировка Итого: Итого: Текущая поддержка Итого: Общая стоимость, тыс. € 77 Таблица 3.4 – Вариант «Б» – провайдеры аэронавигационных услуг, которые еще не внедрили STCA, но планируют сделать это в уже существующей системе УВД Стандартный вариант Вариант 2-го уровня Совместная разработка Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. 156 173 225 148 165 181 142 157 173 156 173 225 148 165 181 142 157 173 Оперативная концепция и требования 45 50 65 14 15 17 9 10 11 Испытания (в том числе заводские испытания) 23 25 33 23 25 28 23 25 28 Разработка модели безопасности 45 50 65 18 20 22 18 20 22 Разработка процедур 45 50 65 45 50 55 32 35 39 158 175 228 100 110 122 82 90 100 STCA 314 330 347 314 330 347 314 330 347 Human Machine Interface, HMI 62 65 68 62 65 68 62 65 68 ADAPT 7 7 7 7 7 7 7 7 7 FDP 7 7 28 7 7 28 7 7 28 RECAP 33 35 37 33 35 37 33 35 37 Адаптация на месте установки 209 220 286 209 220 242 209 220 242 Тестирование 52 55 72 52 55 58 52 55 58 684 719 845 684 719 787 684 719 787 Настройка STCA 9 10 13 7 8 9 5 6 7 Реализация модели безопасности 18 20 26 9 10 11 9 10 11 Оперативные испытания 45 50 65 41 45 50 41 45 50 Тренировка 454 504 554 454 504 554 454 504 554 526 584 658 511 567 624 509 565 622 Аппаратное обеспечение 135 150 165 135 150 165 135 150 165 Поддержка (более 10 лет) 380 400 420 380 400 420 380 400 420 515 550 585 515 550 585 515 550 585 238 250 275 238 250 275 190 200 220 Итого: 238 250 275 238 250 275 190 200 220 Стоимость в человек/день, € 495 500 505 495 500 505 495 500 505 Количество человек/день 1726 1901 2231 1681 1811 1989 1607 1731 1902 872 951 1127 832 906 1004 795 866 961 1387 1501 1712 1347 1456 1589 1310 1416 1546 Управление проектом Итого: Итого: Итого: Итого: Итого: Текущая поддержка Итого: Общая стоимость, тыс. € 78 Таблица 3.5 – Вариант «В» – провайдеры аэронавигационных услуг, которые уже внедрили STCA, однако система используется не на всех секторах УВД (включая воздушное пространство района и зону аэродрома) и/или не соответствует уровню 2 спецификации Стандартный вариант Вариант 2-го уровня Совместная разработка Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. 113 126 163 89 99 109 77 86 94 113 126 163 89 99 109 77 86 94 Оперативная концепция и требования 45 50 65 14 15 17 9 10 11 Испытания (в том числе заводские испытания) 23 25 33 23 25 28 23 25 28 Разработка модели безопасности 45 50 65 18 20 22 18 20 22 Разработка процедур 45 50 65 45 50 55 32 35 39 158 175 228 100 110 122 82 90 100 STCA 157 165 173 78 83 87 39 41 43 Human Machine Interface, HMI 31 33 34 15 16 17 8 8 9 ADAPT 3 4 4 2 2 2 1 1 1 FDP 3 4 14 2 2 8 1 1 4 RECAP 17 18 18 8 9 9 4 4 5 Адаптация на месте установки 209 220 286 139 147 161 93 98 108 Тестирование 52 55 72 52 55 58 52 55 58 472 497 601 296 313 342 198 208 228 Настройка STCA 9 10 13 7 8 9 5 6 7 Реализация модели безопасности 18 20 26 9 10 11 9 10 11 Оперативные испытания 45 50 65 41 45 50 36 40 44 Тренировка 454 504 554 454 504 554 454 504 554 526 584 658 511 567 624 504 560 616 Аппаратное обеспечение 135 150 165 135 150 135 135 150 165 Поддержка (более 10 лет) 380 400 420 380 400 420 380 400 420 515 550 585 515 550 585 515 550 585 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Стоимость в человек/день, € 495 500 505 495 500 505 495 500 505 Количество человек/день 1269 1382 1650 996 1089 1197 861 944 1038 628 691 833 493 544 604 426 472 524 1143 1096 1418 1008 1094 1189 941 1022 1109 Управление проектом Итого: Итого: Итого: Итого: Итого: Текущая поддержка Итого: Итого: Общая стоимость, тыс. € 79 Таблица 3.6 – Вариант «Д» – провайдеры аэронавигационных услуг, которые уже внедрили STCA, система используется на всех секторах УВД (включая воздушное пространство района и зону аэродрома) и соответствует уровню 1 спецификации Стандартный вариант Вариант 2-го уровня Совместная разработка Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. Мин. Сред. Макс. 0 0 0 4 5 6 4 5 6 0 0 0 4 5 6 4 5 6 Оперативная концепция и требования 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Испытания (в том числе заводские испытания) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Разработка модели безопасности 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Разработка процедур 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 STCA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Human Machine Interface, HMI 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ADAPT 0 0 0 0 0 0 0 0 0 FDP 0 0 0 0 0 0 0 0 0 RECAP 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Адаптация на месте установки 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Тестирование 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Настройка STCA 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Реализация модели безопасности 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Оперативные испытания 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Тренировка 0 0 0 45 50 55 45 50 55 0 0 0 45 50 55 45 50 55 Аппаратное обеспечение 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Поддержка (более 10 лет) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 495 500 505 495 500 505 495 500 505 0 0 0 49 55 61 49 55 61 0 0 0 24 28 31 24 28 31 0 0 0 24 28 31 24 28 31 Управление проектом Итого: Итого: Итого: Итого: Итого: Текущая поддержка Итого: Стоимость в человек/день, € Количество человек/день Итого: Общая стоимость, тыс. € 80 3.4 Системы Обеспечения Безопасности в странах ЕВРОКОНТРОЛЯ по состоянию на конец 2010 года Исследования ставили своей целью: 1) Собрать информацию по Наземным Системам Обеспечения Безопасности, эксплуатирующимися в странах – членах ЕВРОКОНТРОЛЯ. 2) Понять различные проблемы при эксплуатации (отсутствие возможности оптимизации, трудности при настройке) Систем Обеспечения Безопасности (преимущественно STCA и MSAW); понять, являются ли эти проблемы общими для каких-либо провайдеров аэронавигационных услуг или для производителей систем. 3) Начать налаживать взаимоотношения с провайдерами аэронавигационных услуг, которые еще не вовлечены в деятельность группы SPIN. 4) Определить степень удовлетворенности заинтересованными сторонами текущей поддержкой ЕВРОКОНТРОЛЯ (прямая поддержка, форумы, база знаний общего доступа и другие инструменты) и получить предложения по улучшению. 5) Определить общие потребности провайдера аэронавигационных услуг в поддержке ЕВРОКОНТРОЛЯ (прямая поддержка, форумы, база знаний общего доступа и другие инструменты). Анализ проводился на основе опросов центров УВД. Ниже приведены некоторые результаты проведенного ЕВРОКОНТРОЛЕМ анализа применения Систем Обеспечения Безопасности центрами УВД. 81 Рисунок 3.6 Заключение (рисунок 3.6): Как и ожидалось, STCA является наиболее широко используемой Наземной Системой Обеспечения Безопасности. Примерно 40% опрошенных провайдеров аэронавигационных услуг используют STCA в своей работе на протяжении более 10 лет. Очень небольшое количество систем APM используется на сегодняшний день или будет применяться в будущем. Однако опрос не учитывал возможность использования системы MSAW в качестве APM. Приблизительно 40% респондентов не используют ни систему MSAW, ни систему APM. 82 Рисунок 3.7 Заключение (рисунок 3.7): Большинство респондентов утверждают, что выполнялись операции по той или иной настройке каждой из Систем Обеспечения Безопасности. Небольшое количество опрошенных провайдеров аэронавигационных услуг работают с системами, которые никак не настраивались. Исследование не ставило своей целью выяснить способы настройки, однако выяснилось, что под понятием «настройка» понимается достаточно широкий спектр разнообразных действий. Результаты наблюдений: Большинство респондентов утверждают, что ими выполнялись операции по той или иной настройке Систем Обеспечения Безопасности. Действия по настройке варьируются: настройка около 100 параметров системы для определенного района действия STCA на протяжении нескольких месяцев; модификация небольшого количества параметров. 83 Рисунок 3.8 Заключение (рисунок 3.8): Респонденты утверждают, что для настройки системы STCA используются тренажеры или тесты (однако отмечается, что используются и другие методы – например, различные испытания и обратная связь с диспетчерами). Для некоторых провайдеров аэронавигационных услуг работу по настройке системы STCA выполняет поставщик. 4 респондента утверждают, что поддержка при настройке обеспечивается ЕВРОКОНТРОЛЕМ. Результаты наблюдений: Для настройки системы STCA используются два метода: тренажер; тесты. Отмечено, что для настройки системы используются и другие методы — например, различные испытания и обратная связь с диспетчерами. 84 Рисунок 3.9 Заключение (рисунок 3.9): За исключением системы MSAW практически все респонденты отмечают, что установленные у них Системы Обеспечения Безопасности функционируют «очень оптимально» или «достаточно оптимально», при этом термин «достаточно оптимально» понимается очень широко. Более 90% респондентов считают, что системы STCA и APW функционируют «очень оптимально» или «достаточно оптимально». Те респонденты, которые утверждают, что система STCA работает «достаточно оптимально», отмечают, что существует необходимость настройки для подавления ложных тревог. 75% респондентов, эксплуатирующих систему MSAW, считают, что она функционирует «очень оптимально» или «достаточно оптимально» (однако 3 респондента отмечают высокий уровень ложных тревог). 4 респондента считают, что их система MSAW функционирует «не очень оптимально» (3 из них уже работают с ЕВРОКОНТРОЛЕМ), 4 респондента отмечают, что их система MSAW выведена из эксплуатации. 85 Рисунок 3.10 Заключение (рисунок 3.10): Те респонденты, которые выделяют специфические источники помех и ложных срабатываний системы STCA, обычно выделяют и общие причины их появления. Некоторое количество респондентов уже устранили эти причины, другие же находятся в процессе решения проблемы. Не все причины ложных тревог относятся к настройке параметров STCA. Не удается выделить закономерность в причинах ложных тревог, также нет взаимосвязи с географическими регионами. Результаты наблюдений: Ложные тревоги, причиной которых является двоение трека, не обязательно связаны с настройкой параметров системы STCA. 86 Ложные тревоги, причиной которых являются боевые вылеты (полеты Министерства Обороны), в некоторых случаях обусловлены тем, что пользователи не соблюдают правила установки кодов ответчика. Ложные тревоги, причиной которых являются треки без сопровождения, объясняются тем, что системой STCA воздушные суда, имеющие допуск к полетам по RVSM, воспринимаются как не имеющие соответствующего допуска. Респонденты, которые отмечают ложные тревоги в зоне аэродрома, обычно связывают это со сложностями в настройке параметров системы STCA при параллельном заходе на посадку. Некоторые респонденты, которые находятся в процессе устранения причин ложных тревог, утверждают: в будущем планируется введение в эксплуатацию новой системы STCA; в процессе устранения причин ложных срабатываний провайдеры следуют рекомендациям ЕВРОКОНТРОЛЯ. Некоторые опрошенные провайдеры аэронавигационных услуг отмечают, что причины ложных срабатываний системы STCA им понятны и они надеются решить эту проблему в будущем. 87 Рисунок 3.11 Заключение (рисунок 3.11): 36% респондентов имеют какие-либо специальные инструменты для анализа работы Систем Обеспечения Безопасности; 33% респондентов планируют использование специальных инструментов для анализа с той или иной целью. Использование специальных инструментов для анализа в основном сфокусировано на системе STCA. Инструменты используются для расследования определенных случаев тревог и/или для сбора статистики. Многие инструменты были разработаны силами самих провайдеров, однако, некоторые системы УВД имеют в своем составе соответствующие средства. Результаты наблюдений: Провайдеры аэронавигационных услуг, которые уже используют специальные инструменты для анализа: в основном создавали эти инструменты своими силами, так что результаты, полученные с помощью таких инструментов, сильно отличаются друг от друга; некоторые респонденты отмечают, что эксплуатируемые системы УВД имеют в своем составе средства для анализа Систем Обеспечения Безопасности, позволяющие воспроизводить случаи, в которых отмечались 88 срабатывания, и получать журналы событий. Такие средства часто используются совместно с инструментами для анализа, разработанными собственными силами. небольшое количество респондентов используют инструменты, которые основаны на Surveillance Analysis Support System for ATC-Centre, SASS-C. Провайдеры аэронавигационных услуг, которые планируют использование специальных инструментов для анализа: 11 респондентов планируют или имеют намерение по приобретению каких-либо специальных инструментов для анализа в будущем; из них 3 запросили ATM Safety Monitoring Tool, ASMT от ЕВРОКОНТРОЛЯ. Примеры и результаты использования специальных инструментов для анализа Статистика по срабатываниям: выделение наиболее частых мест срабатываний; типы срабатываний (например, фильтрация срабатываний с участием ВС МО); детали срабатываний (время, место, позывные ВС); количество достоверных/не достоверных/ложных срабатываний; категоризация срабатываний. Расследование определенных случаев: анализ журналов событий; обеспечение инспекции по безопасности информацией для анализа; 2D/3D репродукция срабатывания (например, широта и долгота ВС, зависимость высоты от времени, зависимость вертикального интервала от времени, зависимость бокового/продольного интервала от времени). 89 Рисунок 3.12 Заключение (рисунок 3.12): Подавляющее большинство респондентов ответили, что их провайдер аэронавигационных услуг определил ответственных по Системам Обеспечения Безопасности. Результаты наблюдений: Большинство провайдеров аэронавигационных услуг имеют ответственных лиц по Системам Обеспечения Безопасности, назначенных официально, однако, некоторыми провайдерами ответственные лица официально не назначались. Типичные должности ответственных лиц по Системам Обеспечения Безопасности: Основная ответственность: у определенного количества провайдеров аэронавигационных услуг эта роль выполняется генеральным директором как основным лицом, отвечающим за безопасность. У других провайдеров аэронавигационных услуг данная роль выполняется начальником службы движения. Третьи относят эти обязанности к функциям инженерного состава или инспекции по безопасности. Оперативная ответственность: обычно оперативная ответственность возлагается на начальника службы движения или на начальников каждого из соответствующих подразделений. 90 Рисунок 3.13 Заключение (рисунок 3.13): Большинство провайдеров аэронавигационных услуг утверждают, что обучение диспетчерского состава по системам безопасности входит в программу первичной программы обучения. Провайдеры аэронавигационных услуг имеют общую практику обучения диспетчерского состава при изменениях, вносимых в Системы Обеспечения Безопасности (например, брифинги или специфические тренировки, в зависимости от масштаба изменений). Результаты наблюдений: В рамках исследования не удалось получить достаточно ясную картину относительно повышения квалификации диспетчерского состава. Некоторые провайдеры аэронавигационных услуг отмечают, что используют для обучения: самостоятельную подготовку и материалы, размещенные в сети Интернет; занятия по Системам Обеспечения Безопасности входят в программу ежегодного обучения на тренажере. 91 Рисунок 3.14 Результаты исследований Спецификация для STCA: 90% респондентов отзываются о спецификации и рекомендациях по STCA, как о «достаточно полезных» или еще лучше. 2 провайдера аэронавигационных услуг отнесли спецификацию к «бесполезному» материалу. Два провайдера аэронавигационных услуг, которые не были вовлечены в деятельность ЕВРОКОНТРОЛЯ по Системам Обеспечения Безопасности, считают спецификацию и рекомендации «необходимым» или «очень полезным». Спецификация для MSAW: Респонденты, которые считают спецификацию и рекомендации «необходимыми» или «очень полезными», отмечали трудности при настройке системы в связи с большим количеством ложных тревог. Спецификация для APM: Два респондента, которые отметили спецификацию и рекомендации как «необходимые», относятся к числу тех провайдеров аэронавигационных 92 услуг, которые планируют внедрить или протестировать систему APM в ближайшем будущем. 93 4 ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ И КАЧЕСТВА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ STCA 4.1 Эффективность STCA STCA входит в качестве подсистемы в более крупную систему – систему УВД – и, следовательно, эффективность ее функционирования следует оценивать через тот вклад, который STCA вносит в общую эффективность системы управления воздушным движением. Одной из основных задач системы УВД является обеспечение безопасности воздушного движения. Эта задача решается на основе строгого выполнения правил управления воздушным движением диспетчерским составом и правил полетов летным персоналом, точного выдерживания экипажами заданных навигационных параметров на всех этапах полета, надежной и качественной работой средств УВД и навигации. Количественно безопасность воздушного движения принято оценивать через риск столкновения самолетов в воздухе и с наземными препятствиями Q, которым определяет количество авиационных происшествий (АП), отнесенных к определенному объему налета ВС. Этот критерий используется ИКАО для определения существующего уровня безопасности и при его прогнозе на перспективу. Внедрение STCA ставит своей целью повышение безопасности воздушного движения за счет снижения риска столкновений самолетов в воздухе. Поэтому, в общем случае, эффект от внедрения STCA должен оцениваться показателем K Q2 Q1 , определяющим отношение риска столкновений ВС после Q2 и до Q1 внедрения системы. Являясь, по существу, истинным критерием эффективности STCA, этот 94 показатель, вместе с тем, трудно применим для практических целей, поскольку основывается на весьма редких событиях, каковыми являются столкновения ВС. Поэтому, более подходящей основой для интегральной оценки эффективности применения системы в заданной зоне УВД является использование показателя, который определяет эффективность STCA не через отношение риска столкновения, а через отношение фиксируемых конфликтных ситуаций соответствующей категории, соответственно до (N1) и после (N2) внедрения системы: Qstca=N1/N2 Хотя такой подход имеет некоторые ограничения, поскольку не учитывает случаи, при которых STCA, предотвращая столкновение, все же не обеспечивает расхождение ВС на безопасном расстоянии, тем не менее, его можно считать правомочным, если принять допущение о том, что вероятность столкновения ВС при заданных расстояниях критического сближения является постоянной величиной, что подтверждается результатами проведенных исследований [7]. 4.2 Показатели качества функционирования STCA Эффективность работы STCA в конкретной зоне УВД зависит не только от параметров системы, но и от условий ее функционирования. Поскольку STCA относится к эргатическим системам с наличием в контуре управления диспетчера УВД, ее надежность определяется не только эффективностью функционирования системы, но и безошибочностью действий оператора при разрешении конфликтных ситуаций. При этом роль человеческого фактора в соответствующих условиях может оказывать существенное влияние на успешное разрешение конфликта. Обозначим через Х хi , i 1, n множество параметров STCA, характеризующих как ее элементы, так и связи между ними, а через Y ys , s 1, m множество параметров внешней среды, определяющих условия 95 функционирования системы. Тогда риск критического сближения (ситуации расхождения самолетов на расстоянии менее 300-500 метров в плане и 30-50 метров по высоте) конфликтующих ВС будет определяться зависимостью вида: Qstca=F(X,Y,Pдисп) В этом выражении множество Х определяет ошибки оценки параметров движения ВС, алгоритмы, параметры и критерии обнаружения конфликтной ситуации. Множество Y включает в себя такие внешние факторы, как интенсивность воздушного движения, структура зоны, летно-технические характеристики самолетов. Показатель Pдисп определяет вероятность правильных действий диспетчера после выдачи предупреждения о конфликте. Ясно, что практическую ценность STCA может иметь только в том случае, если при ее использовании риск критического сближения ВС конфликтующих ВС не будет превышать некоторый пороговый уровень QПОР , величину которого определяют объективно имеющие место ограничения в надежности функционирования системы. Выявление функциональной зависимости (4.1) в строго формализованном виде представляется довольно сложной задачей. Один из возможных путей преодоления возникающих трудностей состоит во введении некоторых промежуточных показателей, которые обычно носят название показателей качества системы. Для показателями целесообразно STCA такими промежуточными выбрать вероятность своевременного обнаружения конфликтной ситуации Ро и вероятность пропуска конфликта * Рп. Для формального определения показателя Ро введем параметр rэ , определенный на области R, представляющий собой оценку прогнозируемого на время tэ расстояния между двумя воздушными судами. Логика STCA фиксирует конфликт в том случае, если rэ* Rk RkoURДОП , 96 где Rk - область, определяющая формируемый STCA защитный объем ВС; Rko - область критического сближения; R ДОП - дополнительная область, наличие которой вызвано ошибками в оценке взаимного положения целей. Тогда вероятность правильного обнаружения угрозы столкновения можно определить как Ро Р rg* Rk / rэ Rko , где величина rэ определяет истинное расстояние между ВС в момент времени tэ . Соответственно, вероятность пропуска угрозы столкновения РП будет равна РП Р rэ* R \ Rk / rэ Rko . В общем случае вероятность Ро можно сделать сколь угодно близкой к единице, увеличивая область Rk , однако это будет приводить к увеличению числа нежелательных тревог, вырабатываемых системой, высокий уровень которых может быть неприемлем для системы УВД. Поэтому, уровень нежелательных тревог (NTP) также следует принять показателем качества функционирования STCA, оказывающим непосредственное влияние на процесс управления воздушным движением. На основании вышеизложенного задача обеспечения эффективного функционирования STCA заключается в выполнении условия Qstca= F(Po,Pдисп) < Qпор Nтр min , в предположении, что пилот правильно выполнит рекомендацию диспетчера и в результате выполненного маневра будет обеспечено безопасное расстояние расхождения ВС. 97 5 ПАРАМЕТРЫ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ Из определения показателей качества ясно, что все они зависят от размеров формируемого STCA защитного объема безопасности ВС Rk . Защитный объем Rk задается как объем воздушного пространства, определяемый в текущий момент времени to для каждого упрежденного момента времени tg , попадание в который других ВС, в силу неполной достоверности информации о текущем и будущем положении самолета, приводит к образованию столкновения ситуации, превышающей характеризуемой заданную. Выявить вероятностью ситуацию угрозы столкновения можно на основе сравнения прогнозированного расстояния * между ВС r g с принятым пороговым значением безопасного разделения ВС rПОР . Однако, если принять во внимание те обстоятельства, что исходная информация, необходимая для работы STCA, включает данные по оценке координат и параметров движения ВС в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а точности измерения координат в горизонтальной и вертикальной плоскостях существенно различаются, а также то, что параметры движения и маневренные характеристики ВС в горизонтальной плоскости и по высоте имеют существенные различия, то определение * величины r g в пространстве не представляет большого практического значения и решение задачи обнаружения конфликтной ситуации складывается из двух задач: анализа движения ВС в горизонтальной плоскости и одновременного анализа движения самолетов в вертикальной плоскости. В этом случае, для обеспечения безопасного расхождения самолетов, необходимо, чтобы для каждого момента времени t выполнялось неравенство R t БЕЗ , t O, tэ , 98 Z t hБЕЗ , t O, tэ , где величины R t и Z t определяют относительное положение ВС в плане и по высоте, а значения БЕЗ и h БЕЗ – расстояние безопасного пролета, соответственно, в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Учитывая неполную достоверность информации о текущем и будущем положении ВС, вектор R t (аналогично и Z t ) целесообразно разложить на три составляющие R t R * t R p t P t . Первое слагаемое R * t определяет относительное положение ВС в будущем, рассчитываемое на основе данных подсистемы наблюдения. В случае равномерного и прямолинейного движения ВС, вектор R * t получают путем линейной экстраполяции вектора текущей относительной скорости V ОТН . Вектор R p t вводится с целью компенсации ошибок оценки взаимного положения целей. Вектор P t определяет возможные отклонения ВС от заданной траектории движения, вследствие относительной свободы действий пилота и его реакции на переданные команды системы УВД. Тогда для исключения угрозы столкновения ВС необходимо, чтобы на рассматриваемом интервале O, tэ выполнялось одно из условий: R* t БЕЗ R * t Р R t или Z * t hБЕЗ Z * t Р Z t . Приведенные неравенства определяют условие бесконфликтного, с точки зрения STCA, полета и их выполнение не должно приводить к срабатыванию системы. Если же в некоторой точке интервала [0, tэ] оба неравенства нарушаются, это означает, что угрожающий самолет попадает в 99 защитный объем RK данного ВС и ситуация требует вмешательства STCA. Длительность интервала прогнозирования [0, tэ] является одним из основных параметров STCA, определяющих размеры защитного объема RK. Интервал прогнозирования [0, tэ] должен обеспечивать возможность гарантированного разрешения обнаруживаемых конфликтов и, следовательно, включать все возможные задержки, связанные с выработкой, передачей и выполнением команд диспетчера, включая время, необходимое для выполнения маневра на уклонение tман, т.е. интервал [0, tэ] должен выбираться исходя из условия n tэ ti t ман , (4.1) i 1 n где t i 1 i суммарное время задержек, включающее также и ошибки в определении времени до минимального сближения ВС. Как можно видеть, величина tэ не является постоянной величиной, а зависит от ряда факторов и прежде всего от времени, необходимого для выполнения маневра на уклонение tман. Время tман, в свою очередь, является функцией нескольких переменных и, в частности, зависит от вида выполняемого маневра μ, его интенсивности a (вертикальной скорости VB или принятого угла крена γ), геометрии конфликта G, а также требуемого мин расстояния rман , на котором должны разойтись ВС в результате выполнения маневра, т.е.: МИН tМАН F , a G rМАН . Таким образом, время tэ , а также пороговые расстояния безопасного расхождения ВС в горизонтальной RПОР и вертикальной Z ПОР плоскостях, которые должны выбираться исходя из условия RПОР БЕЗ R * tэ Р R tэ Z ПОР hБЕЗ Z * tэ Р Z tэ 100 являются теми варьируемыми параметрами наземной STCA, значения которых определяют размеры защитного объема ВС Rk и, следовательно, значения показателей качества Ро и NТР . Для обнаружения конфликтной ситуации в горизонтальной плоскости могут быть использованы различные критерии. Наиболее естественным является пространственно-временной критерий, в соответствии с которым опасная ситуация в горизонтальной плоскости фиксируется при одновременном выполнении условий * Rмин Rпор * Т мин Т пор , (2.1) (2.2) * где Rмин , Rпор - соответственно, оценка и заданное пороговое значение * расстояния минимального пролета ВС; Т мин , Т пор - оценка и заданное пороговое значение времени до минимального сближения ВС. Параметры RМИН и Т МИН можно определить на основе анализа относительного движения ВС. Будем считать, что оба самолета совершают прямолинейное и равномерное движение. В этих условиях относительное движение ВС характеризуется следующими параметрами: вектором относительного горизонтального расстояния R и вектором относительной горизонтальной скорости V ОТН (рисунок 5.1). Опустив нормаль из точки определяющей положение второго ВС на продолжение вектора относительной скорости V ОТН получим минимальное расстояние пролета ВС RМИН , величина которого будет равна: RМИН R sin R V ОТН R V ОТН sin R V ОТН V ОТН R V ОТН V ОТН (2.1). Соответственно, время до минимального сближения ВС Т МИН (время, через которое ВС пройдут на расстоянии RМИН ) будет определяться по 101 формуле Т МИН R cos R V ОТН V ОТН R V ОТН cos R V ОТН V ОТН V ОТН R V ОТН V ОТН 2 (2.2). Рисунок 5.1 – Обнаружение конфликта при линейной фильтрации целей При проверке угрозы столкновения в вертикальной плоскости первоначально необходимо определить текущую разность высот рассматриваемой пары ВС Z to . Если указанная разность высот менее принятого безопасного Z to H 2 to H1 to Z ПОР интервала расхождения ВС, т.е. , то считается, что ВС находятся в одной плоскости и дальнейшая проверка угрозы должна осуществляться в горизонтальной плоскости. В том случае, если Z to Z ПОР необходимо оценить величину Z * Т МИН , которая будет равна: Z * Т МИН Z To VB*1,2 TМИН , 102 * где VB1,2 - оценка относительной вертикальной скорости ВС. Тогда при использовании пространственно-временного критерия общий алгоритм принятия решения о наличии угрозы столкновения может быть представлен в следующем виде: * * RМИН RПОР Т МИН Т ПОР Z * Т МИН Z ПОР , где значения системных параметров RПОР , Z ПОР и Т ПОР должны выбираться, исходя из условия: * RПОР БЕЗ RМИН РR TПОР ; Z ПОР hБЕЗ Z * TПОР РZ TПОР ; n TПОР ti t МАН , i 1 * * и RМИН , Z - погрешности оценки расстояния пролета ВС в горизонтальной и вертикальной плоскостях. 2 Для дисперсии определения расстояния пролета R МИН можно получить оценку сверху [49]: R МИН 2 R2 К2 * 2 TМИН МИН 2 max VОТН 1 2 2 Vmax . * Предполагая, что случайная величина R МИН закону распределения R* МИН подчиняется нормальному N RМИН ; R* МИН , найдем такое значение , для которого оценка величины RМИН с заданной вероятностью Ро попадет в интервал RМИН ; RМИН , т.е. * Р RМИН RМИН Ро Выразив вероятность в левой части . этого уравнения через нормальную функцию распределения 103 * Р RМИН RМИН 2* R* МИН 1, из уравнения 2* R* МИН 1 Ро получим 1 Ро arc * R* , 2 МИН где arc * x Тогда - функция обратная выбор * x порогового . значения минимального расстояния расхождения ВС в соответствии с условием 1 Ро RПОР ВЕЗ arc * 2 * RМИН (5.1) гарантирует в предположении прямолинейного и равномерного движения ВС пропуск конфликта с вероятностью не превышающей заданное значение РП 1 Ро . В том случае, если необходимо учитывать возможность выполнения ВС маневра, правую часть неравенства (5.1) следует дополнить членом РR t , определяющим относительную свободу действий пилота. На рисунке 5.2 построены расчетные кривые для выбора величины RПОР в зависимости от заданной вероятности пропуска угрозы столкновения РП и при различном значении ошибки оценки расстояния пролета. 104 Рисунок 5.2 – Выбор величины RПОР в зависимости от заданной вероятности пропуска угрозы столкновения РП Аналогично, для обеспечения безопасного расхождения ВС в вертикальной плоскости величина Z ПОР должна выбираться из условия 1 Ро Z ПОР hПОР аrc * 2 ZЭ РZ t , (5.2) 1 Ро аrc * 2 , как и ранее, определяется исходя из где значение коэффициента заданной вероятности пропуска угрозы столкновения РП 1 Ро , а член РZ t учитывает возможные отклонения ВС в вертикальной плоскости, вызванные регулировкой скорости и наличием ускорения. Составляющими для времени tр , необходимого для предотвращения угрозы столкновения, являются: t1 - время, необходимое STCA для обнаружения конфликтной ситуации; t 2 - задержки, связанные с наличием погрешности в оценке времени до минимального сближения ВС; t3 - время необходимое диспетчеру для оценки ситуации; t4 - время необходимое диспетчеру для передачи команды пилоту ВС; t5 - время задержки, определяемое реакцией пилота; t6 - задержки в серво-системе ВС; t7 - время на маневр, т.е. время, необходимое для обеспечения заданного 105 расстояния расхождения ВС в горизонтальной или вертикальной плоскости. Можно будет считать, что каждая из указанных составляющих ti является случайной и независимой величиной, изменяющейся от конфликта к конфликту, с матожиданием М[ti] и дисперсией D[ti]. Согласно центральной предельной теореме при суммировании независимых случайных величин, сравнимых по своему рассеиванию, закон распределения очень скоро становится нормальным с увеличением числа слагаемых. Поэтому, можно предположить, что суммарное время, необходимое для разрешения угрозы столкновения tр, будет подчиняться нормальному закону распределения с матожиданием 7 M t p M ti i 1 и дисперсией 7 D t p D ti i 1 . Тогда выбор порогового времени предупреждения о конфликтной ситуации Тпор в соответствии с условием Tnop M t p arc* P t p , должен гарантировать с заданной (5.3) вероятностью Р расхождение конфликтующих ВС на расстоянии, превышающем БЕЗ (hБЕЗ ) . 5.1 Определение времени необходимого для обеспечения заданного расстояния расхождения конфликтующих ВС 5.1.1 Разрешения конфликтов на основе использования вертикальных маневров на уклонение Время для выполнения маневра в вертикальной плоскости определим в предположении, что ВС находятся в горизонтальном полете и по данным высотомеров летят на одной и той же высоте, т.е. H 2 H1 0 . Поскольку случайные величины H1 и H 2 являются независимыми, то в соответствии с 106 правилом композиции нормальных законов случайная величина Z H 2 H1 будет также нормально распределена с характеристиками M Z 0; D Z D H1 D H 2 . Для того чтобы в результате выполнения вертикального маневра было обеспечено разделение ВС по высоте равное hБЕЗ , маневрирующему самолету необходимо изменить высоту на величину А, равную: h Z , если Z hБЕЗ , А БЕЗ 0 Z hБЕЗ (5.4) при этом, в случае Z 0 , маневр на уклонение выполняется в направлении немедленного увеличения разности высот ВС, а при Z 0 сначала происходит пересечение эшелонов, а затем уже увеличение разности высот до значения hБЕЗ . Поскольку достижение заданной вертикальной скорости VB маневра ВС осуществляется за конечное время, определяемое величиной ускорения а, то В время t МАН , необходимое для обеспечения разделения ВС по высоте на величину h , будет равно: В tМАН 2 А 1 2 , а В t7 VB A 2a V B если А VB 2a А VB 2a . В Рассматривая время на маневр t МАН как функцию случайной величины А, плотность распределения которой с учетом зависимости (5.4) будет равна: 1 g A е 2 Z АhБЕЗ 2 2 Z2 , В можно определить числовые характеристики случайной величины t МАН M t D t в В МАН 2А а 0 2 V A g A dA B 2а VB в 2 VB2 g A dA , в ; 2A 2 VB A 2А В g A dA g A dA M t МАН . а 2а VB 0 в в В МАН 1 107 5.1.2 Разрешения конфликтов на основе использования горизонтальных маневров на уклонение Для оценки конфликтных эффективности ситуаций использования горизонтальных маневров при на разрешении уклонение и определения времени на маневр введем показатель эффективности маневра мин rман , характеризующий конечный результат вносимый маневром данного вида в разрешение конфликтной ситуации мин rман F S t ман а , (5.5) где S t ман - вектор состояния динамической системы (конфликтующей пары ВС) в момент начала маневра; μ - вид выполняемого маневра на уклонение; а - параметры маневра. Тогда, задача оценки эффективности использования горизонтальных маневров сводится к определению и анализу функциональной зависимости (5.5) для различных вариантов маневров на уклонение. Первоначально рассмотрим случай разрешения конфликта за счет маневрирования только одного ив конфликтующих ВС (рисунок 5.3). Будем считать, что для рассматриваемой пары самолетов заданы скорости V1 и V2 и угол пересечения траекторий , а все управляющие воздействия осуществляются за счет изменения их курса. 108 Рисунок 5.3 – Определение траектории относительного движения ВС при выполнении одиночного маневра на уклонение Маневрируя, ВС выполняет правильный вираж, для которого имеют место равенства an 1 ; cos RВИР V2 g an2 1 (5.6) , (5.7) где an - нормальное ускорение; RВИР - радиус разворота ВС; g – ускорение свободного падения; - угол крена ВС. На основании (5.6) и (5.7) получим: RВИР V2 . gtg 109 За время t самолет проходит по окружности путь V1t , а изменение курса от начального составит угол , равный: gtg t V1 В результате маневра ВС сместится от первоначально прогнозируемого положения (точки С) в точку В на величину СМ . Рассматривая движение ВС в системе координат 0' ОС (точка 0' соответствует центру окружности, по которой движется ВС), определим проекции положения ВС в момент времени t на оси 0'0 и ОС, заметив при этом, что величина АВ соответствует боковому смещению ВС S Б от первоначальной траектории V12 at S Б V1 sin dt 1 cos a V1 o t и t V12 at OA V1 cos dt sin , a gtg a V1 o Величина смещения СМ может быть рассчитана по формуле СМ 2 SБ2 V1t OA 1 2 Рассмотрим теперь относительное движение ВС. На рисунке 5.1 вектор V ОТН V 1 V 2 определяет движение первого ВС относительно 2-го и его направление, при условии равномерного и прямолинейного движения самолетов, не зависит от времени. Тогда в случае, если первый ВС не разворачивается, он в момент времени t окажется в конце вектора V ОТН t (в точке D). Если же первый самолет маневрирует, смещаясь на величину СМ , то в момент времени t он окажется в точке F, положение которой определяется в результате сложения векторов V ОТН t и СМ . Тогда, в прямоугольной системе координат XOY, где ось ОХ совпадает с вектором относительной скорости V ОТН , траектория относительного движения первого самолета, при его маневрировании в направлении от угрожающего ВС, будет определяться следующими параметрическими уравнениями: 110 х1 t VОТН t y1 t CМ CМ cos 1 1 ; (5.8) sin 1 1 . При выполнении маневра на уклонение в направлении на угрожающее ВС (рисунок 5.3) параметрические уравнения принимают вид: х2 t VОТН t y2 t CМ cos 1 1 ; (5.9) sin 1 1 . CМ С учетом того, что VОТН V1 cos 1 V2 cos 2 ; V1 sin 1 V2 sin 2 cos1 V1t OA ; sin 1 СМ SБ СМ после соответствующих преобразований, получим следующую систему уравнений для маневра «от» х1 t V2t cos 2 V12 V2 at at sin cos 1 1 1 cos sin 1 ; a V1 a V1 V12 V12 at at y2 t V2t sin 2 sin sin 1 1 cos cos 1 a V1 a V1 . Аналогичным образом получим уравнения для маневра «на» х2 t V2t cos 2 V12 V2 at at sin cos 1 1 1 cos sin 1; a V1 a V1 y2 t V2t sin 2 V12 V2 at at sin sin 1 1 1 cos cos 1 , a V1 a V1 sin 1(2) где V2(1) sin VОТН ; cos1(2) VОТН V12 V22 2VV 1 2 cos 1 V1(2) V2(1) cos VОТН ; 2 . Таким образом, траектория относительного движения ВС при выполнении маневра на уклонение представляет собой циклоидальную кривую, характер которой определяется только величинами скоростей ВС V1 и V2 и начальным углом пересечения траекторий и не зависит от исходного положения второго ВС. Аналогичным образом можно получить уравнения для следующих совместных маневров на уклонение. 111 1. Маневра «от и от» (каждое ВС выполняет отворот в направлении, приводящем к уменьшению угла пересечения траекторий). 2. Маневра «от и на» (оба ВС отворачивают налево ). 3. Маневра «на и от» (оба ВС отворачивают вправо). На рисунке 5.4 построены траектории относительного движения для одиночных и совместных маневров. Рисунок 5.4 – Траектории относительного движения ВС Поскольку в принятой системе координат направление оси ОХ совпадает с направлением вектора относительного движения V ОТН t , ее можно рассматривать как ось времени начала маневра на уклонение tМАН . Проведя из точки М нормаль к кривой траектории маневрирования, 112 МИН получим минимальное расстояние расхождения ВС rМАН , что позволяет наглядно оценить эффективность выполняемого маневра и правильность выбора направления отворота при разрешении заданной конфликтной ситуации. Рисунок 5.5 – Эффективность одиночного маневра «на» 1-го ВС На основе анализа полученных кривых эффективности можно сделать следующие выводы. Эффективность одиночных маневров "от" и "на" является немонотонной функцией угла пересечения траекторий, а диапазон ее изменения определяется соотношением скоростей конфликтующих ВС (рисунки 5.4-5.5). С ростом отношения скоростей V1/V2 эффективность маневра 1-го ВС увеличивается, а 2-го падает. При нулевой дистанции 113 пролета эффективность маневра ВС, имеющего большую скорость, всегда выше эффективности маневра ВС, имеющего меньшую скорость. Маневр "от" всегда эффективнее маневра "на" за исключением ситуаций, при которых маневр выполняется менее скоростными ВС, а угол пересечения траекторий находится в диапазоне 60°-90°. Эффективность совместных маневров ("от и на") и ("на и от") монотонно возрастет с увеличением угла пересечения траекторий (рисунок 5.6), практически не зависит от соотношения и абсолютных значений скоростей конфликтующих ВС и при углах θ>60° всегда превосходит эффективность любого варианта одиночного маневра. Рисунок 5.6 – Эффективность совместных маневров При нулевой дистанции пролета маневры "от и на" и "на и от" имеют практически отклонение равную эффективность, траектории но вызывают маневрирования противоположное относительно вектора прогнозируемого движения, что позволяет осуществлять выбор направления отворота ВС только на основе оценки знака дистанции пролета Rмин. Для сравнительной оценки на рисунке 5.7 приведены кривые эффективности всех рассмотренных вариантов одиночных и совместных маневров. 114 Рисунок 5.7 – Эффективность различных видов маневров на уклонение Анализ относительного движения ВС позволяют также определить время, необходимое для разведения конфликтующих ВС на заданное мин расстояние rман при выполнении соответствующих горизонтальных маневров (рисунок 5.8). Рисунок 5.8 – Время, необходимое для обеспечения заданного расстояния о расхождения ВС V1 V2 180 м / с; 70 115 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОБНАРУЖЕНИЯ КОНФЛИКТНЫХ СИТУАЦИЙ НА ЧАСТОТУ ВЫРАБАТЫВАЕМЫХ ТРЕВОГ Для определения влияния параметров обнаружения конфликтных ситуаций на частоту вырабатываемых STCA тревог воспользуемся моделью со случайным движением ВС в некоторой ограниченной радиусом Rw и высотой Нw области воздушного пространства. Будем считать, что в каждый момент времени в заданной области W находятся в состоянии прямолинейного и равномерного движения постоянное число ВС – n, скорости и относительные пеленги которых являются случайными и равномерно распределенными величинами соответственно на интервалах от Vмин до Vмакс и от 0 до 2π. В пределах рассматриваемой области ВС могут выполнять как горизонтальный полет, так и находиться в режиме снижения иди набора высоты. В этом случае, в области W будут иметь место конфликты трех видов: 1. Конфликты между горизонтально летящими ВС. 2. Конфликты между ВС, имеющими ненулевые вертикальные скорости. 3. Конфликты между ВС, летящими горизонтально, и ВС, находящимися в режиме снижения или набора высоты. Ожидаемое число конфликтных ситуаций Nтр в области W при этом составит 3 N тр N i , i 1 где Ni - число конфликтных ситуаций для каждого из рассматриваемых множеств ВС. В работе [40] показано, что при отсутствии корреляции между перемещениями данного ВС в горизонтальной и вертикальной плоскостях ожидаемое число конфликтных ситуаций (КС), под которыми 116 подразумевается одновременное нарушение определенных интервалов разделения самолетов в плане и по высоте, будет равно N N Г PВ N В PГ , где NГ, NВ - частота КС в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а РГ и РВ - вероятность КС между случайной парой самолетов соответственно в плане и по высоте. Тогда для расчета ожидаемого числа КС в заданной области W необходимо найти значения вероятностей и частоты указанных событий, соответственно, для каждого множества ВС. При этом, значения NГ, NВ, РГ, и РВ должны определяться, исходя из выбранных методов и критериев обнаружения угрозы столкновения. Для расчета ожидаемого числа конфликтных ситуаций в горизонтальной и вертикальной плоскостях NГ и NВ, в качестве объема безопасности воздушного судна, нарушение которого будет рассматриваться как конфликт, примем цилиндрическую область высотой Zпор и радиусом rпор. Тогда число КС за время t для ВС, находящихся в режиме горизонтального полета, составит: Nr rПОР n1 n1 1VОТН ср t Rw2 , (6.1) V где n1 - число ВС из множества i; ОТН ср - средняя относительная скорость ВС. При равномерном распределении ВС по высоте вероятность КС между парой ВС в вертикальной плоскости будет равна PB Z ПОР Hw (6.2) Учитывая, что значение N B для ВС множества 1 можно принять равным 0, то получим: 117 N1 rПОР n1 n1 1 VОТН ср t Z ПОР Rw2 Н w , Для расчета числа КС между самолетами, находящимися в режиме снижения или набора высоты будем считать, что горизонтальные составляющие скорости движения ВС при этих условиях изменяются незначительно. Тогда число КС в горизонтальной плоскости можно определить по формуле (6.1). При средней вертикальной скорости U ср ВС множества 2 число КС в вертикальной плоскости за время t составит: NВ n2 n2 1 U ср t 2 Нw , где n2 - число ВС из множества 2. При равномерном и случайном распределении ВС множества 2 по высоте, вероятность конфликта между парой самолетов в вертикальной плоскости будет определяться выражением (6.2). С учетом этого, общее число КС для ВС множества 2 будет определяться следующим выражением N2 rПОР n2 n2 1VОТН ср Z ПОРt R Нw 2 2 w n2 n2 1U срt 2 Нw PГ , Для ВС множества 3 число потенциально конфликтующих пар в горизонтальной и вертикальной плоскостях будет равно произведению n1n2 и, следовательно, число КС для этого множества будет равно: N3 где U ' ср 2rПОР n1n2 VОТН ср Z ПОРt R Нw 2 2 w n1n2U ' ср t Нw PГ , - модуль средней относительной вертикальной скорости ВС. 2 2 Принимая в целях упрощения n2 mn1, n1 n1 1 n1 и n2 n2 1 n2 , получим окончательное выражение для определения частоты тревог, вырабатываемых STCA в области W за время t. 118 3 n22 rПОРVОТН ср Z ПОРt i 1 Rw2 Н w m2 NТР Ni в котором вероятность КС m 1 2 между n22t mU ср 2U cр' PГ , 2 Н wm случайной парой (6.3) ВС в горизонтальной плоскости PГ будет зависеть от размеров формируемого защитного объема ВС, определяемого принятыми порогами обнаружения угрозы столкновения и критериями оценки опасной ситуации. На рисунке 6.1 построены зоны угрозы столкновения при обнаружении конфликта по критерию и пространственно-временному критерию. Рисунок 6.1 – Область угрозы столкновения для критерия Рисунок 6.2 – Область угрозы столкновения для пространственно-временного критерия При обнаружении угрозы столкновения по критерию ситуация признается конфликтной, если выполняется условие 119 0 ПОР и, следовательно, вероятность угрозы столкновения PГ для случайной пары ВС в рассматриваемой области W будет определяться выражением РГ Р1 Р2 , где Р1 Р VСБЛ 0 - вероятность того, что случайная пара ВС находится в состоянии сближения; Р2 Р 0 ПОР вероятность выполнения критерия для указанной пары самолетов. Для определения вероятности Р2 введем в рассмотрение модуль средней скорости ВС VСБЛ ср в области W. Величина VСБЛ ср может быть определена как математическое ожидание скорости сближения ВС VСБЛ ср М VСБЛ , где скорость сближения ВС VСБЛ будет равна (рисунок 6.2) VСБЛ V1 cos 1 V2 cos 2 . Учитывая, что для принятой модели движения ВС величина Vср VМИН VМАКС / 2 , получим VСБЛ ср Vср М cos 1 cos 2 (6.4) Выражение (6.4) позволяет определить среднее граничное расстояние rГР между ВС, нарушение которого приведет к срабатыванию STCA rГР VСБЛ ср ПОР Vср ПОР М cos 1 cos 2 . Раскрывая это выражение, получим rГР VСБЛ ср ПОР 2 cos 1 0 cos 2 g 1 ; 2 d 1d 2 8Vср 2 . Тогда предполагая, что Р1 0,5 приходим к следующей зависимости для определения вероятности угрозы столкновения для случайной пары ВС в 120 области W при использовании критерия РГ 2 32Vср2 ПОР 4 Rw2 . Для определения величины радиуса безопасности ВС rПОР примем, что эта величина равна математическому ожиданию расстояния минимального пролета d ГР , при котором STCA будет вырабатывать сигнал тревоги, т.е. rПОР М d ГР Vср ПОР 2 cos 1 2 2 0 sin 1 2 g 1 ; 2 d 1d 2 . При условии независимости случайных величин 1 и 2 и равномерной плотности их распределения на интервале от 0 до 2 величина rПОР будет равна rПОР Поскольку для принятой пересечения траекторий равна 4Vср ПОР 2 . модели g плотность вероятности угла 1 2 , то относительная скорость ВС VОТН и ее среднее значение будут определяться выражением VОТН Vср 2 1 cos ; 2 VОТН ср VОТН g d 0 Заменяя расчетную VОТН ср формулу на Vср для 4Vср . , ПОР на rПОР и PГ на РГ можно получить определения частоты тревог STCA при использовании критерия РГ 2 32Vср2 ПОР 4 Rw2 . Для определения величины rПОР примем, что эта величина равна математическому ожиданию расстояния минимального пролета d ГР , при 121 котором STCA будет вырабатывать сигнал тревоги, т.е. rПОР М d ГР Vср ПОР 2 cos 1 2 2 0 sin 1 2 g 1 ; 2 d 1d 2 . При условии независимости случайных величин 1 и 2 и равномерной NТР 2 2 16n22Vср2 ПОР t m 1 4 2 ПОР mU ср 2U ср' Z ПОР Rw H w m m . Аналогичным образом может быть получена формула для определения частоты тревог при использовании модифицированного критерия МОД 1 МОД DMOD , где DMOD - дополнительно вводимый радиус безопасности ВС (рисунок 6.1), обеспечивающий своевременную сигнализацию STCA при малых скоростях сближения самолетов МОД NТР 4 4Vср ПОР 2 DMOD Vср Z ПОР 8Vср ПОР 2 DMOD n22t 2 4 2 mU ср 2U ср' m 1 Rw H wm m 2 (6.5) Рисунок 6.3 – Зависимость интенсивности тревог STCA от принятого порога обнаружения конфликтной ситуации ПОР 122 Рисунок 6.4 – Зависимость интенсивности тревог STCA от принятого порога обнаружения конфликтной ситуации Т ПОР На рисунке 6.3 построены графические зависимости, полученные в соответствии с формулой (6.5). При обнаружении угрозы столкновения на основе использования пространственно-временного критерия вероятность конфликтной ситуации в ПВК горизонтальной плоскости между произвольной парой ВС РГ будет равна РГПВК S , Rw2 где S - область, в пределах которой выполняется условие RМИН RПОР Т МИН Т ПОР Размеры области S можно определить, исходя из рисунка 6.2. 123 Рисунок 6.5 – Зависимость интенсивности тревог от порогового значения дистанции пролета Rпор Рисунок 6.6 – Зависимость интенсивности тревог от принятого значения Zпор 2 S RПОР 2 RПОРVОТН Т ПОР ПВК Заменив в выражении (6.3) rПОР на RПОР и РГ на РГ , получим расчетную формулу для определения частоты тревог STCA при оценке угрозы столкновения на основе пространственно-временного критерия NТР 2 2 4n22 RПОРVсрt Z ПОР m 1 8Т ПОРVср RПОР 2 2 mU ср 2U ср' Rw H w m m 8Vср (6.6) 124 На рисунках 6.4-6.6 приведены графические зависимости, построенные в соответствии с формулой (6.6). Проведенный анализ показывает, что при использовании пространственно-временного критерия обнаружения угрозы столкновения наибольшее влияние на частоту тревог оказывает выбор величины Rпор. При использовании критерия τ уровень тревог будет определять в первую очередь величина τпор и в меньшей степени он будет зависеть от принятых значений DMOD и Zпор. При равных значениях DMOD и Rпор уровень тревог для критерия τ должен более чем в 2 раза превосходить уровень тревог для пространственно-временного критерия. 125 7 УНИФИЦИРОВАННЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К STCA 7.1 Требования к входной информации STCA 7.1.1 Требования к подсистеме обработки информации наблюдения 1. Подсистема обработки радиолокационной информации должна обеспечивать решение следующих функциональных задач: обработку входной радиолокационной информации; анализ (оценку) качества входной радиолокационной информации; вторичную и третичную (мультирадарную) обработку. Обработка входной радиолокационной информации 2. Прием от РЛС плотов/локальных треков. 3. Контроль формата принимаемых сообщений и задержек в поступлении сообщений. Отброс сообщений с некорректным форматом и недопустимыми задержками. 4. Установку времени приема сообщений в случае его отсутствия в посылке. 5. Коррекцию поступающих с радиолокационных позиций координат целей по азимуту и дальности на величину систематических ошибок измерений, определяемых в подсистеме анализа (оценки) качества входной радиолокационной информации. 6. Географическую фильтрацию плотов и оценку превышения количества поступающих от соответствующей РЛС плотов заданного уровня. 7. Общий мониторинг поступления информации от сопряженных РЛС, включая контроль поступления служебных сообщений (сигналов «север» и секторных меток). Анализ (оценка) качества входной радиолокационной информации 8. В режиме реального времени оценку систематических ошибок измерений РЛС по азимуту и наклонной дальности на основе использования поступающей от подсистемы наблюдения координатной информации. 126 9. Оценку систематических ошибок на основе использования информации от контрольных ответчиков. 10. Должна быть предусмотрена возможность оперативного запрета на использование информации от контрольных ответчиков для оценки систематических ошибок РЛС. 11. Должна быть предусмотрена возможность ручного ввода значений систематических ошибок РЛС. 12. В случае превышения значений систематических ошибок над установленным уровнем должна выдаваться сигнализация и соответствующая РЛС должна автоматически отключаться. 13. В режиме реального времени статистическую оценку характеристик радиолокационного поля в части: точностных характеристик РЛС (случайных ошибок измерения координат по азимуту и дальности); вероятности получения координатной и дополнительной информации; количества поступающих плотов по ПРЛ, ВРЛ и объединенных; количества получаемых ложных плотов по ПРЛ и ВРЛ. 14. Контроль за темпом вращения РЛС. 15. Ранжирование источников радиолокационной информации на основе учета точностных вероятностных характеристик РЛС, темпа вращения антенны. Требования к вторичной и третичной (мультирадарной) обработке 16. Должен обеспечиваться автоматический ввод ВС в сопровождение по данным ПРЛ, ВРЛ, ПРЛ/ВРЛ и АЗН. 17. Для моноимпульсных ВРЛ завязка трека должна осуществляться на втором последовательном обзоре после получения плота с тем же номером. 127 18. Для моноимпульсных ВРЛ с межобзорной обработкой завязка трека должна осуществляться при поступлении первого локального трека. 19. Для ВРЛ и объединенных плотов в зонах быстрой инициализации (SID и ВПП) завязка треков должна происходить по первому пришедшему плоту. 20. Должна предусматриваться возможность запрета автоматической завязки треков: по плотам, поступающим от заданного радиолокатора; по плотам, принадлежащим заданному сектору в координатах дальности и азимута относительно соответствующей РЛС; по плотам, принадлежащим заданному сектору, определенному в системных координатах. 21. Запрет автоматической завязки треков не должен распространяться на зоны быстрой инициализации и локальные треки РЛС. 22. Вероятность сопровождения целей, находящихся в поле наблюдения двух РЛС, должна быть не менее 0,9995. 23. В процессе сопровождения целей оценку вектора состояния ВС (координат, скорости, курса, вертикальной скорости, ускорения) рекомендуется осуществлять на основе использования IMM (Interacting Multiple Mode) метода. 24. Оценка вектора состояния ВС должна включать определение режима полета, а именно: постоянный курс; правый разворот; левый разворот; постоянная скорость; увеличение скорости; уменьшение скорости; горизонтальный полет; набор высоты; 128 снижение. 7.1.2 Требования к характеристикам вторичной и третичной обработки 7.1.2.1 Определение условий оценки характеристик вторичной и третичной обработки Настоящие требования к характеристикам вторичной и третичной обработки определены для следующих номинальных условий. А. Характеристики ВС 1. Путевая скорость 180 – 1100 км/час 2. Тангенциальное ускорение 2,5 – 6 м/с2 3. Продольное ускорение 0,3 – 1,2 м/с2 4. Скорость набора/снижения 5 – 20 м/с Б. Характеристики РЛС Таблица 7.1 – Характеристики РЛС Характеристики РЛС ПРЛ ВРЛ МВРЛ 60 - 360 160 - 400 160 - 400 2. Темп обзора, секунд 4 - 20 4 - 20 4 - 20 3. Вероятность получения координатной информации > 0,95 > 0,97 > 0,97 4. Вероятность получения номера - > 0,97 > 0,97 5. Вероятность получения номера - > 0,97 > 0,97 по азимуту, мин 0,12 0,12 0,08 по дальности, м 115 115 100 1. Дальность действия, км 6. Точность В. Траектории полета ВС относительно РЛС 1. Радиальный полет (на/от РЛС) 129 2. Тангенциальный полет Г. Режимы полета 1. Горизонтальный прямолинейный и равномерный ( Пр ) с поперечным ускорением ( Разв ) с продольным ускорением ( Ускор ) 2. В режиме набора/снижения ( Верт ) 7.1.2.2 Требования к характеристикам вторичной обработки Точность оценки параметров движения ВС определяется среднеквадратическими ошибками (RMS), которые, в том числе, зависят от времени нахождения ВС в данном режиме полета. Ошибки в оценке координат ВС подразделяются на продольные и поперечные относительно траектории движения цели. Следующие обозначения используются при определении указанных ошибок: T – период вращения антенны РЛС; V – путевая скорость ВС; R – удаление ВС от РЛС; | Vr | 1 – радиальный полет; |V| | Vt | 1 |V| – тангенциальный полет; а – тангенциальное ускорение; vv – вертикальная скорость; RMSpv – пиковое значение ошибки; RMScv – установившееся значение ошибки; Tau (а) – время переходного процесса. 130 7.1.2.2.1 Ошибки оценки параметров движения ВС для сценария старт – прямолинейный полет Ошибки оценки координат вдоль траектории движения ВС Vt RMSpv Max C1, C2 R V (м) Vt RMScv Max C3, C4 R V (м) t=0 t Рисунок 7.1 – Кривая ошибок оценки координат вдоль и поперек траектории движения ВС, скорости и курса Tau0.1 120 (с) Ошибки оценки координат поперек траектории движения ВС Vr RMSpv Max C1, C2 R V (м) Vr RMScv Max C5, C6 R V (м) Tau0.1 120 (с) Значения констант С1-С6 приведены в Таблице 7.2. 131 Таблица 7.2 ПРЛ ВРЛ МВРЛ С1 130 140 110 С2 2,8 х 10-3 3,1 х 10-3 1,6 х 10-3 С3 70 80 60 С4 1,35 х 10-3 1,45 х 10-3 0,8 х 10-3 С5 100 120 85 С6 1,35 х 10-3 1,45 х 10-3 0,8 х 10-3 Ошибки оценки скорости V RMSpv Max C7, C8 (м/с) RMScv C9 C10 R Vt V (м/с) Tau0.1 90 (с) Ошибки оценки курса RMSpv C11 T (град) C12 C13 R RMScv Tau0.1 60 Vr V V (град) (с) Ошибки оценки ускорения RMScv C14 (м/с2) Tau0.1 60 (с) Значения констант С7-С14 приведены в Таблице 7.3. 132 Таблица 7.3 ПРЛ ВРЛ МВРЛ С7 50 60 40 С8 3 2,8 3,5 С9 0,6 0,9 0,6 С10 1,45 х 10-5 2,15 х 10-5 0,8 х 105 С11 240 250 230 С12 135 180 90 С13 0,7 х 10-3 1 х 10-3 0,5 х 10-3 С14 0,3 0,5 0,2 7.1.2.2.2 Ошибки оценки параметров движения ВС для сценария прямолинейный полет – разворот Ошибки оценки координат вдоль траектории движения ВС RMSpv C15 R (м) Ошибки оценки координат поперек траектории движения ВС RMSpv C16 R (м) Ошибки оценки скорости RMSpv C17 C18 R (м/с) t=0 (начало маневра) t Рисунок 7.2 – Кривая ошибок оценки координат вдоль траектории движения ВС и по скорости 133 Ошибки оценки курса RMSpv C19 Tau 0.5 T a R VT (град) C20 a (с) t=0 (начало маневра) t Рисунок 7.3 – Кривая ошибок оценки координат поперек траектории движения ВС и по курсу Ошибки оценки нормального ускорения RMSpv a C21 a (м/с2) Tau0.5 T C22 a (с) t=0 (начало маневра) t Рисунок 7.4 – Кривая ошибок оценки тангенциального ускорения Значения констант С15-С22 приведены в Таблице 7.4. 134 Таблица 7.4 ПРЛ ВРЛ МВРЛ С15 1,4 1,7 1 С16 1,9 2,2 1,3 С17 6 6 6 С18 2,15 х 10-5 2,15 х 10-5 1,5 х 105 С19 45 45 40 С20 150 150 150 С21 3 5 4 С22 150 150 150 7.1.2.2.3 Ошибки оценки параметров движения ВС для сценария разворот – прямолинейный полет Ошибки оценки координат вдоль траектории движения ВС RMSpv C23 C24 R Vt V (м) Tau0.1 120 (с) t=0 (окончание маневра) t Рисунок 7.5 – Кривая ошибок оценки координат вдоль траектории движения ВС и по скорости 135 Ошибки оценки координат поперек траектории движения ВС RMSpv C25 C26 R Vt V (м) Tau0.1 120 (с) t=0 (окончание маневра) t Рисунок 7.6 – Кривая ошибок оценки координат поперек траектории движения ВС и по курсу. Ошибки оценки скорости RMSpv C27 C28 R (м/с) Tau0.1 120 (с) Ошибки оценки курса RMSpv C 29 RMSpv Tau (0.5) <= С30 x (град) T (с) Tau0.1 90 (с) Ошибки оценки нормального ускорения RMSpv a (оценивается в процессе разворота) (м/с2) Tau0.5 C31 3 T (с) 136 t=0 (окончание маневра) t Рисунок 7.7 – Кривая ошибок оценки тангенциального ускорения Значения констант С23-С31 приведены в Таблице 7.5. Таблица 7.5 ПРЛ ВРЛ МВРЛ С23 120 145 100 С24 0,6 0,7 0,5 С25 120 145 100 С26 1,4 1,7 1 С27 6 9 6 С28 2,15 х 10-5 2,15 х 10-5 1,5 х 10-5 С29 0,5 0,5 0,5 С30 20 25 25 С31 16 20 12 7.1.2.2.4 Ошибки оценки вертикальной скорости для сценария горизонтальный полет – набор/снижение RMSpv vv (м/с) RMScv Max1, 01 . vv Tau0.1 5 T (м/с) (с) 137 t=0 (начало маневра в вертикальной плоскости) t Рисунок 7.8 – Кривая ошибок оценки вертикальной скорости для сценария горизонтальный полет – набор/снижение 7.1.2.2.5 Ошибки оценки вертикальной скорости для сценария набор/снижение - горизонтальный полет RMSpv vv (м/с) RMScv 0.1 (м/с) Tau0.1 4 T (с) t=0 (окончание маневра в вертикальной плоскости) t Рисунок 7.9 – Кривая ошибок оценки вертикальной скорости для сценария набор/снижение – горизонтальный полет 7.1.2.2.6 Задержки в выявлении маневра ВС При изменении режима полета для сценариев: горизонтальный полет – левый/правый разворот; 138 левый/правый разворот – горизонтальный полет; горизонтальный полет – набор/снижение; набор/снижение – горизонтальный полет Задержки в определении факта изменения режима полета определяются следующими показателями: MDDmn – средним временем задержки (в обзорах или секундах). MDDsd – стандартным отклонением от MDDmn (в обзорах или секундах). Требования к задержкам для сценария горизонтальный полет – левый/правый разворот 1 MDDmn C1 R 4 a 1 2 (с) 1 MDDsd C2 a 1 T 2 (с) Требования к задержкам для сценария левый/правый разворот – горизонтальный полет 1 4 MDDmn C3 R a 1 2 (с) 1 MDDsd C4 T 2 (с) Значения констант С1-С4 приведены в Таблице 7.6. Таблица 7.6 ПРЛ ВРЛ MВРЛ C1 4,8 4,8 4,3 C2 12,5 12,5 12,5 C3 4,8 4,8 4,5 C4 5,2 5 4,2 139 Требования к задержкам для сценария горизонтальный полет – набор/снижение MDDmn C5 vv 1 2 1 T 2 (с) MDDsd C6 T (с) Требования к задержкам для сценария набор/снижение – горизонтальный полет 1 MDDmn C7 T 2 (с) MDDsd C8 T (с) Значения констант С5-С8 приведены в Таблице 7.7. Таблица 7.7 C5 19 C6 0,6 C7 8 C8 0,7 7.1.2.3 Требования к характеристикам третичной обработки Характеристики третичной обработки определяются показателями, приведенными в разделе 7.1.2.2 Ошибки оценки параметров движения ВС на выходе третичной обработки не должны превышать ошибки вторичной обработки информации, каждой из сопровождающих воздушное судно РЛС. 7.1.2.4 Требования к характеристикам обработки при сопровождении высокоманевренных целей. Для указанного класса воздушных судов должны определяться специальные требования по обработке, поскольку для них отводятся специальные зоны полетов, которые находятся вне контроля системы УВД. 140 Основным требованием для высокоманевренных целей является вероятность устойчивого сопровождения. 7.1.3 Требования к радиолокационной подсистеме наблюдения 1. Радиолокационная подсистема наблюдения должна обеспечивать непрерывный, надежный, качественный контроль за воздушной обстановкой в пределах всей зоны ответственности АС УВД. 2. Характеристики подсистемы радиолокационного наблюдения должны обеспечивать соблюдение действующих норм эшелонирования и точность определения текущего местоположения ВС с ошибками не более 300 м для аэродромной зоны и не более 500 м для РЦ. 3. На трассах должно обеспечиваться двойное радиолокационное перекрытие по каналу ВРЛ для всех используемых эшелонов полета. 4. В важных аэродромных зонах должно обеспечиваться двойное непрерывное радиолокационное перекрытие по каналу ВРЛ и однократное перекрытие по каналу ПРЛ от минимально требуемых высот до верхней границы аэродромной зоны. Примечание – Для зон с невысокой интенсивностью полетов требования по перекрытию могут регламентироваться отдельно. 5. Радиолокационная подсистема наблюдения должна обеспечивать темп обновления информации о воздушной обстановке не менее 5 сек для аэродромной зоны с высокой интенсивностью воздушного движения и 8 сек для РЦ. 6. Горизонтальное радиолокационное перекрытие должно простираться до 50 км за границу зоны ответственности АС УВД. 7. Максимальное время непоступления координатной и дополнительной информации от радиолокационной подсистемы не должно превышать 10 сек. Суммарное время непоступления координатной и дополнительной информации от радиолокационной подсистемы в течение года не должно превышать 6 мин. 141 8. Должен обеспечиваться (в режиме реального времени) постоянный контроль характеристик подсистемы радиолокационного наблюдения как на позициях, так и в центре управления воздушным движением. 9. Кодограммы сообщений, поступающих от радиолокационных позиций, должны включать время ВРФ (время радиолокации фактическое), определяемое с помощью системы точного времени (JPS). 10. Задержки от момента обнаружения цели (ВРФ) на радиолокационной позиции до поступления информации в подсистему обработки АС УВД не должны превышать 0,5 сек. 11. Моноимпульсные ВРЛ, планируемые на замену существующего оборудования, должны обеспечивать возможность наращивания для работы в режиме. 7.1.4 Требования к средствам контроля радиолокационной подсистемы наблюдения 1. Средства контроля радиолокационной подсистемы наблюдения должны обеспечивать в непрерывном режиме: в центре УВД – контроль за качеством поступающих радиолокационных данных и характеристиками сопровождения ВС; на радиолокационных позициях – контроль соответствия характеристик РЛС заданным требованиям. В центре УВД функциональные задачи, решаемые системой контроля, должны включать: 2. Оценку точности измерения РЛС координат целей по азимуту и дальности. 3. Оценку вероятности получения РЛС координатной и дополнительной информации. 4. Оценку систематических ошибок измерений координат целей по азимуту и дальности (с использованием информации АЗН и/или контрольных ответчиков). 142 5. Оценку зон видимости РЛС. 6. Контроль за темпом вращения РЛС. 7. Контроль получения служебных сообщений (сигналов «СЕВЕР») в части оценки задержек и пропусков получения у сообщений. 8. Оценку задержек в поступлении информации с радиолокационных позиций. 9. Оценку средней величины рассогласования координат по азимуту и дальности, получаемых от различных РЛС, с погрешностью не более 0,03 град по азимуту и 20 м по дальности. 10. Оценку максимальной величины рассогласования координат по азимуту и дальности, получаемых от различных РЛС. 11. Оценку ошибок определения истинного местоположения ВС (после третичной обработки) с погрешностью не более 20 м. 12. Оценку вероятности обновления (не обновления) трековой информации. 13. Определение среднего значения изменения от обзора к обзору оцениваемой скорости не маневрирующих ВС. 14. Определение среднего значения изменения от обзора к обзору оцениваемого курса не маневрирующих ВС. 15. Оценку вероятности скачков в изменении оцениваемой скорости ВС (более 10-15 м/с). 16. Максимальную наглядность, информативность, достоверность отображения информации о состоянии радиолокационного поля наблюдения. Удобство использования изделия службой эксплуатации с необходимостью минимального обращения оператора к клавиатуре или мышке. 17. Отображение информации о воздушной обстановке. 18. Отображение входной радиолокационной информации. 19. Отображение справочной информации. 20. Документирование и воспроизведение входной радиолокационной информации. На радиолокационных позициях функциональные задачи, решаемые 143 системой контроля, должны включать: 21. Отображение информации о воздушной обстановке. 22. Отображение входной радиолокационной информации. 23. Документирование и воспроизведение входной радиолокационной информации. 24. Оценку точности измерения РЛС координат целей по азимуту и дальности. 25. Оценку вероятности получения РЛС координатной и дополнительной информации. 26. Оценку систематических ошибок измерений координат целей по азимуту и дальности (с использованием информации АЗН и/или контрольных ответчиков). 27. Оценку зон видимости РЛС. 28. Контроль за темпом вращения РЛС. 29. Контроль передачи служебных сообщений (сигналов «СЕВЕР»). 7.2 Унифицированные требования к STCA 7.2.1 Стратегия применения Центр УВД должен иметь стратегию применения STCA, согласованную с принятой технологией работы, которая должна однозначно определять цели применения STCA. Внедрение, настройка, эксплуатация и обслуживание системы должны быть согласованы со всеми подразделениями, которые участвуют в процессе эксплуатации STCA. Примечание – Стратегия применения должна быть разработана с участием диспетчерского эксплуатации STCA, а состава, также имеющего персонала, практический понимающего опыт специфику применения системы. Местные условия, такие как интенсивность и тип воздушного движения, должны учитываться при разработке стратегии применения. Стратегия определяет каким образом используется STCA. Как следствие, это определяет все этапы жизненного цикла системы, включая 144 определение эксплуатационных требований, спецификацию системы, настройку параметров и тренировку диспетчерского состава. 7.2.2 Ответственность Центр УВД должен назначить ответственное лицо по применению STCA. Назначенное лицо должно быть представлено всему личному составу. Назначенное лицо должно контактировать с производителем STCA для решения возникающих вопросов. Примечание – На разных этапах срока службы системы может возникать необходимость привлечения различных специалистов, включая технический и диспетчерский персонал, а также специалистов по безопасности. Несмотря на тот факт, что разработка STCA может казаться чисто технической задачей, крайне важно создать такую систему, которая будет полностью удовлетворять текущей технологии работы и вписываться в принятую концепцию обеспечения безопасности. Центр УВД должен организовать взаимодействие между техническим и диспетчерским персоналом, особенно на этапах настройки и испытаний системы. Диспетчерский персонал должен иметь опыт применения STCA. Например, при определении эксплуатационных требований к системе, предназначенной для функционирования в воздушных пространствах района и аэродрома, должны быть опрошены диспетчеры районного и аэродромного центров, а также диспетчеры внетрассового сектора. Также при разработке стратегии применения и анализе характеристик STCA должны привлекаться специалисты по безопасности воздушного движения. Роль STCA должна вписываться в концепцию безопасности, принятую провайдером аэронавигационных услуг. Необходимо отметить, что роли и ответственность могут меняться и адаптироваться для достижения необходимых целей на каждом этапе срока службы системы. Однако при этом роли должны быть однозначно определены в рамках организации для обеспечения четкого управления системой. 145 7.2.3 Обучение и компетентность Руководство Центра УВД должно быть уверено в том, что весь диспетчерский состав прошел обучение, проверку знаний и имеет допуск для работы с соответствующей системой STCA. Примечание – Основной целью обучения является создание определенного уровня доверия к STCA, то есть ознакомление диспетчерского состава с ситуациями, в которых применение STCA эффективно, и, что еще более важно, с ситуациями в которых применение STCA неэффективно (например, внезапное маневрирование). Программа обучения должна быть разработана таким образом, чтобы повысить эффективность функционирования системы. Программа обучения и тренировки должны включать: разъяснение роли STCA в управлении воздушным движением; отличия между STCA и другими инструментами диспетчера; отличие STCA от Бортовых Систем Обеспечения Безопасности (TCAS); информацию о принципах работы STCA (включая описание основных характеристик фильтров системы); отличие нежелательных предупреждений и оправданных предупреждений; типы воздушных судов, которые обрабатываются системой STCA; зоны воздушного пространства, в которых используется STCA, отличия в характеристиках системы в разных зонах воздушного пространства; каким образом предупреждения, выдаваемые системой STCA, отображаются и подтверждаются; работа системы STCA в различных ситуациях (с использованием воспроизведения задокументированных ситуаций); 146 какие действия необходимо предпринимать при срабатывании системы STCA; какие действия необходимо предпринимать в случае, если система STCA недоступна; процедуры обратной связи при оценке эффективности STCA; возможное взаимодействие между STCA и TCAS. Тренировка диспетчерского состава должна проводиться перед использованием STCA, а также после внесения изменений в систему. Рекомендуется также проводить регулярное обучение через определенный промежуток времени. Различные инструменты, такие как диспетчерские тренажеры, моделирующие комплексы STCA, воспроизведение видео — могут использоваться для демонстрации конкретных ситуаций диспетчерскому составу. Инженерный состав должен понимать принцип функционирования STCA и знать спецификацию системы. Спецификацию системы должен предоставить производитель. При приеме на работу технический персонал должен получать общие знания об алгоритмах, используемых в системе STCA. Инженерный состав должен иметь инструменты для анализа качества работы системы и настройки параметров, а также уметь квалифицированно пользоваться этими инструментами. Полезно иметь несколько задокументированных случаев, наглядно показывающих влияние различных параметров на работу системы, для демонстрации инженерному и диспетчерскому составу. Чем больше инженерный состав анализирует срабатывания системы, тем больше он будет понимать спецификацию и влияние параметров на эффективность STCA. 7.2.4 Должностные инструкции Должностные инструкции, относящиеся к использованию системы 147 STCA, должны включать: типы полетов (GAT/OAT, IFR/VFR, RVSM/NON-RVSM и так далее), которые обрабатываются системой STCA; зоны воздушного пространства, в котором работает STCA; метод отображения предупреждений STCA для диспетчера; общее описание параметров срабатывания и времени предупреждения; зоны воздушного пространства, в которых STCA может быть выборочно отключена, и условия, при которых выполняются данные отключения; условия, при которых предупреждения STCA могут быть запрещены для определенных рейсов; процедуры, выполняемые в отношении зон воздушного пространства и/или рейсов, для которых запрещены предупреждения STCA . 7.2.5 Действия диспетчера В случае срабатывания STCA по ВС, находящимся под управлением, диспетчер должен немедленно оценить обстановку и предпринять, в случае необходимости, действия в результате которых нормы эшелонирования не будут нарушены или будут восстановлены. Примечание – STCA не существует в изоляции — когда пилот докладывает о выполнении маневра, вызванного срабатыванием Бортовой Системы Обеспечения Безопасности (ACAS), от диспетчера требуется не пытаться изменить траекторию воздушного судна. 7.2.6 Анализ характеристик STCA Для выявления возможных недостатков системы характеристики STCA должны регулярно анализироваться. Примечание – При проведении анализа параметры STCA и специальные зоны воздушного пространства (а также алгоритмы, если 148 это необходимо), должны быть внимательно изучены, так как изменения некоторых параметров могут выявить необходимость модификаций, которые потенциально могут улучшить характеристики системы. Любые изменения параметров системы лучше всего тестировать на выделенном моделирующем комплексе, прежде чем вносить изменения в работающую систему. Сравнение ежемесячных отчетов с тенденцией за год позволит убедиться в том, что количество срабатываний остается на необходимом уровне. Для подтверждения того, что система STCA работает адекватно и удовлетворяет всем требованиям, может потребоваться дополнительный анализ зон повышенной опасности воздушного пространства. Соответствующая ведомственная организация должна получать записи всех срабатываний системы STCA в электронном виде. Все данные и обстоятельства конфликтной ситуации должны быть проанализированы для определения, было ли срабатывание системы оправданным или нет. Неоправданные срабатывания, то есть те случаи, где визуально видно отсутствие конфликтной ситуации, должны игнорироваться. Статистический анализ должен производиться только по оправданным срабатываниям в целях выявления недочетов в структуре воздушного пространства и отслеживания всех уровней безопасности. 7.2.7 STCA должна определять конфликтную ситуацию с участием хотя бы одного воздушного судна, находящегося под управлением. 7.2.8 STCA должна выдавать предупреждения по максимальному числу достоверных конфликтных ситуаций. Примечание – Конфликты считаются достоверными, если удовлетворяют установленным правилам и стратегии применения. Процедура оптимизации и установленные правила должны быть определены с учетом местных особенностей. Допускается, что система STCA не должна оповещать обо всех достоверных конфликтах. 149 7.2.9 Предупреждения системы STCA должны привлекать внимание диспетчера и выделять конфликтующие воздушные суда. Для привлечения внимания диспетчера дополнительно может использоваться звуковая сигнализация. Примечание – Условия работы на местах и человеческий фактор определяет эффективный минимум средств привлечения внимания диспетчера. 7.2.10 Уровень нежелательных тревог, вырабатываемых STCA, не должен быть выше максимально приемлемого. Примечание – Максимально приемлемый уровень определяется человеческим фактором и условиями работы диспетчера. 7.2.11 Уровень ложных тревог должен быть снижен до эффективного минимума. Примечание – Конкретные условия работы определяют эффективный минимум. 7.2.12 Время предупреждения Когда характер конфликтной ситуации позволяет, время предупреждения должно быть достаточным для того, чтобы предпринять все необходимые действия, начиная от момента реакции диспетчера на предупреждение STCA и заканчивая выполнением воздушным судном заданного маневра. Примечание – Недостаточное время предупреждения может иметь место в случаях резких и неожиданных маневров. Время предупреждения должно быть минимально возможным, чтобы не являться причиной нежелательных срабатываний. 150 7.2.13 STCA должна выдавать предупреждение до тех пор, пока существует конфликтная ситуация. 7.2.14 Запрет сигнализации STCA должна иметь возможность запрета сигнализации для определенных зон воздушного пространства и для определенных рейсов. Примечание – Может потребоваться наложение запрета срабатывания для определенных зон воздушного пространства (например, зон тренировочных предупреждений. полетов) Может для подавления потребоваться нежелательных наложение запрета срабатывания для определенных рейсов (например, боевых вылетов) для подавления нежелательных предупреждений. 7.2.15 Запрет на срабатывание системы STCA должен быть доведен до всего диспетчерского состава. 7.2.16 Информация о функционировании Информация о статусе STCA должна быть представлена на пульте технического контроля и на рабочих местах диспетчеров. 7.2.17 Адаптивность STCA STCA должна иметь возможность адаптации для функционирования во всех районах воздушного пространства и в любой момент времени. STCA может учитывать параметры определенной зоны воздушного пространства для оценки траектории воздушного судна. В случае ухудшения качества входной информации (например, отказ одного или более радиолокаторов) могут применяться другие параметры системы. В воздушном пространстве RVSM система STCA должна избирательно выбирать минимальный вертикальный интервал – 300 метров (1000 футов) или 600 метров (2000 футов) – в зависимости от статуса рейса (наличие или 151 отсутствие допуска к полетам по RVSM). 7.2.18 Документирование Все данные, относящиеся к работе STCA, должны быть доступны для последующего анализа. Примечание – Для получения более объективной картины в процессе последующего анализа могут потребоваться дополнительные данные (например, информация наблюдения или диспетчерские переговоры). 7.2.19 Требования к интерфейсу STCA должна функционировать автоматически, не создавая диспетчеру дополнительной нагрузки. Система STCA не должна требовать от диспетчера дополнительных вводов. Примечание – При необходимости система STCA может иметь возможность ввода пользовательской информации от диспетчера. 7.2.20 Отображение сигнализации STCA Предупреждения системы STCA должны отображаться на индикаторе воздушной обстановки по крайней мере на всех секторах, имеющих отношение к конфликтной ситуации. Примечание – Если конфликтной ситуацией затронут более чем один сектор, предупреждение должно отображаться на всех секторах, имеющих отношение к конфликтной ситуации. 7.2.21 Статусная информация На пульте технического контроля должна быть представлена информация о статусе работы STCA, включая информацию о параметрах и зонах действия. Примечание – Рабочие места диспетчеров могут быть обеспечены информацией о статусе STCA. 152 Рабочее место технического контроля может иметь возможность автоматически определять необходимость активирования STCA для различных зон воздушного пространства и выдавать соответствующую информацию инженерному составу. 7.2.22 Настройка и оптимизация STCA Оптимизация параметров должна осуществляться как минимум дважды – один раз с использованием тестовых сценариев и другой раз с использованием специально отобранных сценариев особо опасных сближений. Примечание – При определении зон воздушного пространства оптимизация должна выполняться для каждой зоны в отдельности. Однако зоны воздушного пространства не могут существовать в полной изоляции друг от друга, поскольку границы зон могли быть определены не оптимально. Это может привести к установке неверных значений параметров и некорректной работе системы. Для того, чтобы выделение специальных зон было выполнено корректно, эту работу необходимо проводить одновременно с изменением соответствующих параметров. Процесс последовательной оптимизации должен выполняться для всех фильтров системы и специально выделенных зон воздушного пространства. При любых изменениях границ выделенных зон необходимо выполнять проверку всех остальных районов, границы которых изменились. Оптимизация по тестовым сценариям конфликтов Первоначально STCA оптимизируется с использованием тестового набора данных. Значения параметров системы, установленные в процессе такой оптимизации, должны обеспечить функционирование системы в нормальных условиях. Оптимизация по реальным конфликтам Оптимизированная система должна быть проверена с использованием 153 определенного набора особо опасных сближений. При каждом опасном сближении система должна срабатывать, и время предупреждения, где это возможно, должно быть достаточным. Примечание – Если нет необходимости изменять значения параметров после проверки с использованием сценариев особо опасных сближений, можно начинать этап опытной эксплуатации системы. Однако если существует необходимость изменения параметров после проверок с использованием сценариев особо опасных сближений, систему нужно проверять снова с использованием тестовых данных. Проверка корректности оптимизации по тестовым сценариям конфликтов Теоретически, набор параметров, установленных при проверке с использованием сценариев особо опасных сближений, должен обеспечивать такие же или несколько худшие характеристики, чем значения параметров, установленных при проверке с использованием тестовых сценариев. Если же при этом наблюдается обратная ситуация, значит, скорее всего, оптимизация была проведена некорректно. По всем случаям особо опасных сближений необходимо добиваться срабатывания системы, однако, что касается времени предупреждения, возможны определенные отклонения. Уровень нежелательных срабатываний при использовании тестовых сценариев может превышать оптимальный минимум, для того чтобы обеспечить срабатывание во всех случаях при использовании сценариев особо опасных сближений. 7.2.23 Эксплуатационные испытания После того как STCA прошла все проверки в тестовом режиме, этапу штатной эксплуатации должен предшествовать период эксплуатационных испытаний. Это является обязательным, поскольку проверки в тестовом режиме не всегда могут выявить все особенности системы, в отличие от режима штатной эксплуатации. 154 Примечание – Период опытной эксплуатации дает возможность диспетчерскому составу сделать замечания по работе системы, которые будут учтены до этапа ввода STCA в штатную эксплуатацию, что в свою очередь повышает уровень доверия к системе в целом. Период опытной эксплуатации является хорошей возможностью для доведения основных целей системы до диспетчерского состава. Целью опытной эксплуатации является: тестирование STCA с различным уровнем нагрузки; представление STCA диспетчерскому составу; получение замечаний по работе системы от диспетчерского состава. В результате опытной эксплуатации также можно получить мнение диспетчерского состава по поводу количества нежелательных срабатываний системы. Это очень важно, так как большое количество нежелательных срабатываний понижает эффективность необходимых срабатываний и потенциально понижает качество работы системы. Действительное минимальное количество нежелательных срабатываний можно определить только опытным путем. Во время опытной эксплуатации могут быть выявлены проблемы, связанные с некорректной результате чего, настройкой параметров системы, в возможно, потребуется проводить повторную настройку и проверку параметров. Если это возможно, желательно задокументировать данные периода эксплуатационных испытаний, так как они могут пригодиться при устранении замечаний. Если параметры системы были изменены, необходимо вновь провести проверку с использованием сценариев особо опасных сближений. 7.2.24 Контроль функционирования STCA Оптимизация параметров STCA должна восприниматься как регулярный процесс, который не заканчивается после ввода системы в штатную эксплуатацию. Характеристики системы необходимо периодически 155 проверять, так же как и оптимизировать значения параметров. 7.2.25 Требования к характеристикам STCA Требования к характеристикам STCA приведены в Таблице 7.8. Таблица 7.8 – Требования к характеристикам STCA Параметр % предупреждений по конфликтам категории 1 (Табл.1.1) % предупреждений по конфликтам категории 2 (Табл.1.1) % предупреждений по конфликтам категории 3, 4 и 5 (Табл.1.1) % предупреждений по конфликтам категории 3 % предупреждений по конфликтам категории 4 % предупреждений по конфликтам категории 5 % запоздалых предупреждений по конфликтам категории 1 и 2, в условиях, когда существует возможность своевременного предупреждения Среднее достигаемое время предупреждения по конфликтам категории 1 и 2 , в условиях, когда существует возможность своевременного предупреждения Среднее достигаемое время предупреждения по конфликтам категории 1 и 2 , в условиях, когда не существует возможность своевременного предупреждения Макс/ мин Требуемое значение максимизировать > 95% Предпочтительное значение 100% максимизировать > 80% > 90% минимизировать < 75% < 50% минимизировать минимизировать минимизировать минимизировать - < 30% - < 1% < 45% < 35% максимизировать > 90% от адекватного > 95% от адекватного максимизировать > 70% от адекватного > 70% от адекватного - - 7.2.26 Требования к инструментальным средствам анализа STCA Инструментальные средства анализа STCA должны обеспечивать 156 оценку характеристик системы и качества ее функционирования. Примечание – Инструментальные средства анализа STCA должны включать моделирующий комплекс. Моделирующий комплекс необходим для проверки характеристик системы и оптимизации параметров с использованием задокументированных и тестовых сценариев. Моделирующий комплекс может представлять из себя копию системы, находящейся в штатной эксплуатации, для которой в качестве входной информации используются записанные данные. Альтернативным вариантом является создание специального моделирующего комплекса вне зависимости от основной системы. Функционирование моделирующего комплекса должно быть строго проверено на соответствие спецификации и, если моделирующий комплекс поставляется независимо от основной системы, на соответствие основной системе. Моделирующий комплекс должен иметь возможность быстрой загрузки сценариев и параметров системы. Способ внесения параметров в моделирующий комплекс должен быть простым и понятным – в процессе оптимизации может потребоваться большое количество конфигурационных файлов. Функционирование моделирующего комплекса должно быть тщательным образом проверено. В отчете по срабатываниям STCA, полученным по результатам представлены работы моделирующего времена и комплекса, продолжительность должны быть срабатывания предупреждения для каждого обработанного сценария. Так же должны определяться значения категории опасности для каждого сценария конфликтных ситуаций. Моделирующий комплекс должен иметь возможность предоставления детальной информации о работе STCA. 7.2.27 Требования к документированию Входная и выходная информация STCA должна документироваться для обеспечения анализа работы системы. 157 Должна документироваться вся информация о процедурах по управлению воздушным движением, имеющим отношение к конфликтной ситуации. Примечание – Должна существовать возможность записи информации в ключевых точках трассировки для более детального анализа работы алгоритмов системы. Такие точки трассировки должны быть предусмотрены на этапе проектирования программного обеспечения системы. Должны документироваться все значения параметров системы STCA, включая те, изменения которых производились во время работы. Желательно документировать и плоты от радиолокаторов, относящиеся к трекам, участвующим в конфликтной ситуации. Это поможет более точно воспроизвести траекторию воздушного судна и может выявить несовершенство системы мультирадарной обработки. 7.2.28 Отбор сценариев конфликтных ситуаций Идентификация сценариев В результате процесса идентификации из всего объема данных должны быть отобраны те сценарии, которые относятся к STCA. В частности, как сценарии, для которых срабатывание системы обязательно, так и сценарии, для которых срабатывание системы нежелательно. Примечание – Выборка сценариев должна быть достаточно репрезентативна, с наличием сценариев различных категорий опасных сближений. Систематизация сценариев В процессе систематизации каждому сценарию должно быть присвоено значение соответствующей категории. Изначально это значение показывает, надо ли выдавать предупреждение по данному конкретному случаю или нет. В процессе систематизации сценариев должен привлекаться 158 квалифицированный диспетчерский персонал. Проверка результатов систематизации Должна быть возможность проверки ручным способом результатов работы автоматизированной системы систематизации конфликтов, а также возможность изменения ручным способом назначенное значение категории. Примечание – Автоматизированный процесс систематизации сценариев не дает идеальных результатов. В целом, все сценарии, которым назначена серьезная категория опасности, должны быть перепроверены вручную. Расчет времени предупреждения Средствами инструментального анализа должна быть обеспечена возможность измерения времени предупреждения. Для всех сценариев необходимо определить точку риска. Там, где необходимо, должно быть определено несколько точек риска для каждого сценария. Отображение конфликтных ситуаций Графический метод отображения сценариев для системы STCA должен позволять четко сопоставлять треки с воздушными судами. Положение, высота и скорость воздушного судна должны единовременно отображаться графическим способом. Также должна отображаться координатная сетка и карта воздушного пространства. Должна быть возможность распечатки информации, отображающейся в графическом виде. Также должно отображаться время начала и продолжительность конфликта. Допустимо отображение другой информации, относящейся к процессу работы STCA. 7.2.29 Обобщенный анализ характеристик STCA Обобщенный анализ характеристик STCA предоставляет информацию по отношению оправданных и нежелательных срабатываний, а также среднему времени предупреждения для оправданных срабатываний. Эти 159 результаты могут использоваться для оценки эффективности и недостатков функционирования системы STCA. В результате обобщенного анализа должны быть выделены сценарии, по которым не произошло необходимое срабатывание. Такие сценарии могут продемонстрировать серьезные недостатки системы, которые должны быть устранены. Результаты обобщенного анализа должны быть сгруппированы по районам воздушного пространства или по специфическим фильтрам, применяемым в системе для определения конфликтной ситуации. Информация, представленная таким образом, окажется полезной при последующей оптимизации параметров системы. Процесс обобщенного анализа должен быть автоматизирован таким образом, чтобы была возможность запустить в автоматизированную обработку множество сценариев конфликтных ситуаций и получить по ним результаты. 7.2.30 Технические требования на алгоритмы обнаружения и прогнозирования нарушения норм эшелонирования (конфликтов) STCA I Пороговые значения интервалов продольного и бокового эшелонирования для срабатывания сигнализации STCA (таблица 7.9) Таблица 7.9 Характер движения Во встречном направлении на одном эшелоне (высоте) В попутном направлении на одном эшелоне (высоте) Зона диспетчерского обслуживания Аэродром Подход Район Аэродром Подход Район Продольный интервал в км спереди сзади 15 5.5 20 7 30 10 4 5 9 - при следовании за ВС с массой 136 тонн 9 6 19 10 Боковой интервал в км 5.5 7 10 5 6 10 160 Характер движения По пересекающимся маршрутам на одном эшелоне (высоте) При пересечении эшелона (высоты), занятого встречным воздушным судном в момент пересечения При пересечении эшелона (высоты), занятого воздушным судном, следующим в попутном направлении, в момент пересечения По пересекающимся маршрутам при пересечении эшелона (высоты), занятого другим воздушным судном в момент пересечения Зона диспетчерского обслуживания Аэродром Подход Район Аэродром Подход Район Продольный интервал в км спереди сзади 10 1.5 20 3 25 6 15 5.5 20 7 30 10 Боковой интервал в км 1.5 3 6 5.5 7 10 Аэродром 4 9 - при следовании за ВС с массой 136 тонн 9 9 10 20 25 5 5 6 10 1.5 3 6 6 10 1.5 3 6 Подход Район Аэродром Подход Район Примечания: 1) Верхняя граница зоны аэродромного диспетчерского обслуживания определяется значением эшелона перехода, установленного для аэропорта. 2) Если местонахождение обоих ВС находится в разных секторах, то устанавливаются минимальные нормы продольного и бокового эшелонирования. 3) Если ВС находится за границей зоны ответственности АУВД и выше эшелона перехода, установленного для аэропорта, то устанавливаются нормы продольного и бокового эшелонирования зоны диспетчерского обслуживания района. 4) Если ВС находится за границей зоны ответственности АУВД и ниже или на эшелоне перехода, установленного для аэропорта, то устанавливаются нормы продольного и бокового эшелонирования зоны диспетчерского обслуживания аэродрома. 5) Вне слоя RVSM должна осуществляться сигнализация при 161 отклонении более 90 м от заданного эшелона, в слое RVSM - при отклонении более 60 м. II Пороговые значения эшелонирования для интервалов срабатывания вертикального сигнализации STCA (таблица 7.10) Таблица 7.10 Сценарий Эшелон (высота) в футах (метрах) Включительно и ниже FL290 (8850) При наличии у обоих воздушных судов признака статуса утвержденного к полетам в условиях RVSM При отсутствии у одного из воздушных судов признака статуса утвержденного к полетам в условиях RVSM При отсутствии у обоих воздушных судов признака статуса утвержденного к полетам в условиях RVSM Если хотя бы одно воздушных судов не находится в зоне диспетчерского обслуживания района, подхода и аэродрома От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) При отказе радиосвязи у одного из воздушных судов От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) От FL290(8850) до включительно и ниже FL410 (12500) При наличии у обоих воздушных судов признака статуса утвержденного к полетам в условиях RVSM и признака группового полета хотя бы у одного из них Вертикальный интервал в м Аэродром-150 Подход-150 Район-150 180 420 420 420 420 420 Выше FL410 (12500) 420 Примечание – При пересечении эшелона (высоты), занятого воздушным судном, следующим во встречном направлении или по пересекающимся маршрутам вертикальный интервал в момент расхождения: на эшелонах полета включительно и ниже FL290 (8850м) – 300 м; от эшелона FL290 (8850м) до эшелона FL410 (12500м) включительно при наличии у обоих ВС признака статуса утвержденного к полетам в условиях RVSM – 300 м; в остальных случаях – 600 м. 162 III Вид и приоритет выдачи сигнализации диспетчеру УВД Сигнализация STCA должна выдаваться в формуляре сопровождения и в специальном окне от момента ее появления до момента ее окончания, а также должна отображаться в секторах к которым она имеет отношение, а также на РМ РП. 163 8 СРЕДНЕСРОЧНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ КОНФЛИКТОВ (MEDIUM TERM CONFLICT DETECTION – MTCD) Функция среднесрочного обнаружения конфликтных ситуаций MTCD обеспечивает автоматический бесконфликтность, анализ автоматическое прогнозируемой обнаружение и ВО на отображение в соответствующих окнах следующих проблемных ситуаций: потенциальных конфликтов между ВС, т.е. прогнозируемое сокращение дистанции между ВС до значений ниже разрешенных безопасных расстояний; проникновение в зоны ограничения полетов (запретные зоны). MTCD является средством прогнозирования на интервале от 2 до 20 минут. Основное назначение MTCD с точки зрения технологии работы диспетчера – обеспечение «бесстриповой» (без графика «время-путь») технологии работы диспетчеров УВД. Реализация MTCD обеспечивает автоматический анализ прогнозируемой ВО на бесконфликтность, автоматическое обнаружение и отображение в окне потенциальных проблем совокупности проблемных ситуаций и их основных параметров: минимального расстояния пролета и времени до сближения на величину критерия обнаружения. Потенциальные проблемы, обнаруживаемые MTCD, могут подразделяться на следующие виды: проблемы на входе: проблемы, обнаруженные от входа плюс/минус 2 минуты между предполагаемым эшелоном за 2 минуты до входа и планируемым эшелоном входа; проблемы на выходе: проблемы с планируемым эшелоном выхода, обнаруженные от выхода плюс/минус 2 минуты; внутрисекторные проблемы: проблемы, обнаруженные на крейсерских эшелонах; проблемы, обнаруженные в режиме набора/снижения. 164 Все проблемы должны отображаться в окне потенциальных проблем (ОПП), в окне вертикального разреза (ОВР) и при вызове упрежденной воздушной обстановки (УВО). 8.1 Входная информация для MTCD и ошибки прогнозирования MTCD получает прогнозируемые траектории ВС от комплекса обработки плановой информации (FDP) в реальном масштабе времени. Траектории строятся с использованием имеющихся плановых данных, коррелированных с данными подсистемы наблюдения. Адекватный синтез траекторий для MTCD – главный залог качественного решения задачи. Достоверность прогнозирования траекторий ограничена ошибками измерения, моделирования и, в частности: ошибками прокладки маршрута; ошибками прогнозирования метеоданных; ошибками оценки текущих параметров движения; ошибками моделирования характеристик ВС; ошибками пилотирования. Прогнозируемая траектория ВС строится посредством интегрирования функции изменения путевой скорости по времени. Если в момент построения прогноза ВС находится в крейсерском полёте, то для построения текущего сегмента траектории можно использовать путевую скорость до момента, при котором сохраняются текущие погодные условия. Во всех других случаях путевая скорость рассчитывается на основе ЛТХ ВС и треугольника ветра. При этом следует отметить, что как заданные в плане значения воздушной скорости (в отсутствие передачи информации на землю от бортовой системы управления полётом, заранее рассчитывающей параметры движения), так и полученные от МЕТЕОСЕРВЕРА значения скорости и направления ветра на момент прогноза характеризуются большими погрешностями. Главными источниками ошибок продольного прогнозирования являются: ошибки выдерживания воздушной скорости; 165 неопределенность сведений о ветре; неопределенность сведений о температуре. Так, по результатам тестирования алгоритмов обработки РЛИ в АС УВД, разработанных ЗАО “ВНИИРА-ОВД”, установлено, что ошибка в определении времени пролёта какой-либо точки на расстоянии 600 км составляет ~ ±60с. При средней скорости 200 м/с за 60 с ошибка в расстоянии составит 12 км, а скорости – 4 м/с. Главными источниками ошибок вертикального прогнозирования являются: ошибки измерения вертикальной скорости; вариации характеристик тяги с температурой, которые различаются для разных двигателей. Другими факторами, влияющими на отклонение траектории от прогнозируемой, являются: точность средств навигации (инерциальные, GPS, и т. д.), характеристики автопилота, поведение пилота (время реакции, уровень доверия к рекомендациям по разрешению конфликтов и т. д.). Соответствующая точность может быть названа интегральной точностью навигации ВС. Главными источниками ошибок в боковом направлении являются ошибки навигации и техники пилотирования. Для системы навигации RNP-1, например, суммарная среднеквадратическая ошибка прогнозирования траектории в боковом направлении не превышает 0,9 км. Таким образом, точность среднесрочного прогнозирования траектории изменяется динамически и базируется на различных механизмах формирования погрешностей для боковой, вертикальной и продольной осей. 8.2 Особенности применения MTCD В сравнении с существующей технологией работы MTCD обеспечивает более точный прогноз на полную глубину и, следовательно, снижает вероятность ложных тревог, обеспечивает автоматическое улучшение точности прогноза, сокращает время прогноза для конкретной проблемы. 166 Кроме того, функция MTCD работает независимо от сложности структуры воздушных трасс, чего нельзя сказать о работе с графиком «времяпуть». Дополнительно следует отметить, что функция MTCD обеспечивает наглядное визуальное представление потенциальных проблем в виде отображения маршрутов полета соответствующих ВС с выделенными участками потенциального конфликта, а также графического отображения окна помощи в вертикальной плоскости (вертикального разреза ВО для конфликтующей пары ВС). В то же самое время необходимо отметить, что при решении задачи MTCD используются предположения, которые могут и не выполняться, а также данные, содержащие ошибки. В целом, представление информации в окне проблемных ситуаций играет важную организационную роль для работы диспетчеров УВД. Большая роль при использовании функции MTCD должна быть отведена использованию опыта диспетчеров, многократно наблюдавших результаты решения задачи MTCD в многократно повторяющихся ситуациях, порождающих обнаружение ПП, и реальные результаты функционирования MTCD. 8.3 Функциональные требования к MTCD 8.3.1 Конфликты по плановым траекториям Выявление конфликтов по плановым траекториям 8.3.1.1 Система должна обнаруживать конфликты между всеми контролируемыми ВС и с учетом обновляемых параметров движения ВС. 8.3.1.2 Система должна обнаруживать конфликты между контролируемыми ВС и воздушными судами других ведомств, пересекающих контролируемое воздушное пространство. 8.3.1.3 Должна обеспечиваться возможность запрета работы MTCD в определенных районах воздушного пространства. 167 8.3.1.4 Должен предусматриваться запрет уведомлений о проблемных ситуациях на определенных участках маршрута движения ВС. 8.3.1.5 В системе должен предусматриваться выбор параметров безопасного разделения ВС в продольном, боковом и вертикальном направлении. 8.3.1.6 Параметры системы должны выбираться с учетом режима RVSM. 8.3.1.7 Параметры системы должны выбираться применительно к заданной зоне воздушного пространства. 8.3.1.8 Система должна динамически учитывать неопределенность в положении ВС в каждом из направлений с учетом фазы полета и времени предупреждения. Обнаружение проблем на входе 8.3.1.9 Система должна обнаруживать проблемы на входе в случае выполнения следующих условий: 1) Траектории движения ВС, одно из которых входит в сектор, приведут к нарушению норм горизонтального и вертикального эшелонирования в предположении, что входящее в сектор воздушное судно сохранит текущий эшелон полета. 2) Потеря эшелонирования произойдет в пределах заданного времени после входа в сектор и до выхода из него. 3) Проблема не рассматривалась как проблема выхода из предыдущего сектора. Обнаружение проблем на выходе 8.3.1.10 Система должна обнаруживать проблемы на выходе в случае выполнения следующих условий: 1) Траектории движения ВС, одно из которых выходит из сектора, приведут к нарушению норм горизонтального и вертикального эшелонирования в предположении, что выходящее из сектора воздушное 168 судно сохранит текущий эшелон полета. 2) Потеря эшелонирования произойдет в пределах заданного времени перед выходом ВС из сектора и входом в следующий сектор. Обнаружение и классификация внутрисекторных проблем 8.3.1.11 Система должна обнаруживать внутрисекторные проблемы в случае выполнения следующих условий: 1) Траектории движения ВС вызывают нарушение норм горизонтального и вертикального эшелонирования. 2) Потеря эшелонирования произойдет в пределах заданного времени перед входом ВС в сектор и выходом в следующий сектор. 8.3.1.12 Система должна классифицировать проблемы внутри сектора между текущими и заданными эшелонами ВС (или на уровне эшелона входа, если воздушное судно еще не вошло в сектор) как конфликт. 8.3.1.13 Система должна классифицировать внутрисекторные проблемы между назначенными эшелонами ВС (или на уровне эшелонов входа, если воздушное судно еще не вошло в сектор) как ситуации риска. 8.3.2 Конфликты по тактическим траекториям Тактическая траектория представляет ожидаемую траекторию воздушного судна, учитывающую все полученные экипажем к данному моменту диспетчерские команды и разрешения. 8.3.2.1 Система должна выявлять конфликты между тактическими траекториями ВС, а также между тактическими и плановыми траекториями. 8.3.2.2 Система должна выявлять конфликты, связанные с ситуациями отклонения траекторий ВС как от тактических, так и от плановых траекторий. 8.3.3 Конфликты, связанные с нарушением ограничений использования воздушного пространства 8.3.3.1 При введении временных ограничений или изменений на 169 использование воздушного пространства система должна выявлять все ВС, плановые маршруты которых вызовут вторжение в запретные зоны. 8.3.3.2 При снятии ограничений на использование воздушного пространства система должна выявлять все ВС, которым может быть назначен более короткий маршрут полета по сравнению с маршрутом, назначенным с учетом введенных ранее ограничений. 8.3.3.3 При изменении времени ограничения использования соответствующих зон воздушного пространства система должна выявлять все ВС, плановые маршруты которых вызовут вторжение в запретные зоны в указанное время. 8.3.4 Анализ взаимодействия 8.3.4.1 Система должна анализировать все возможные взаимодействия ВС при оценке конфликтов для представления целостной картины диспетчеру при следующих условиях: 1) Конфликты относятся к одному сектору. 2) Конфликты могут иметь место в пределах времени прогнозирования. 3) Одно из ВС вовлечено в каждый из конфликтов. 8.3.4.2 Система должна идентифицировать каждое из возможных взаимодействий и указанная идентификация остается неизменной до разрешения проблемы. 8.3.5 Выдача сообщений 8.3.5.1 Выдача сообщений системы о возможных взаимодействиях должна происходить в предопределенное время и до начала возникновения конфликта. 8.3.5.2 Система может задерживать выдачу сообщений по конфликтам ВС-ВС до момента, пока вероятность потери эшелонирования не достигнет определенного уровня. 8.3.5.3 Система должна выдать сообщение о конфликте ВС-зона тому сектору, в котором ВС пересечет границу зоны ограничения. 170 8.3.5.4 Система может выдать сообщение о конфликте ВС-зона сектору, контролирующему полет или первому сектору, который будет его контролировать. 8.3.5.5 Система должна выдать сообщение о тактическом конфликте ВС-ВС сектору, контролирующему полет, и в случае, если происходит передача управления, соседнему сектору. 8.3.5.6 Система должна выдать сообщение о внутрисекторном конфликте ВС-ВС сектору, где это может иметь место. 8.3.5.7 Система должна выдать сообщение о конфликте ВС-ВС на выходе сектору выхода. 8.5.5.8 Система должна выдать сообщение о конфликте ВС-ВС на входе сектору входа. 8.3.5.9 Система может выдать сообщение о конфликте ВС-ВС на входе сектору выхода. 8.3.5.10 Система может выдать сообщение о конфликте ВС-ВС на выходе сектору входа. 8.3.6 Проверка 8.3.6.1 Система должна обеспечивать возможность оценивать предполагаемые диспетчером действия по разрешению конфликта перед передачей команд экипажу воздушному судну. 8.3.7 Человеко-машинный интерфейс 8.3.7.1 Система должна информировать сектор ответственности о возможных проблемных ситуациях. 8.3.7.2 Должна предусматриваться возможность индикации о степени серьезности проблемы на основе отображения информации о минимальном разделении ВС и времени до существенной потери эшелонирования. 8.3.7.3 Должен указываться вид (тип, статус) существующей проблемы. 171 8.3.7.4 Должна указываться ответственность за существующую проблему (диспетчер планирования, ДРУ). 8.3.7.5 Система должна обеспечивать возможность диспетчеру радиолокационного управления разрешать отображение только тех проблем, которые находятся в зоне его ответственности. 8.3.7.6 Система должна обеспечивать отображение выбранных диспетчером проблемных ситуаций в горизонтальном плане. 8.3.7.7 Отображение проблемных ситуаций должно включать отображение тех ВС, траектории которых могут затруднять разрешение конфликтов. 8.3.7.8 Система должна обеспечивать отображение выбранных диспетчером проблемных ситуаций в вертикальном плане с отображением траекторий ВС, вовлеченных в конфликт, а также ВС, которые могут блокировать разрешение конфликта. 8.3.7.9 Система должна уведомлять диспетчера о невозможности решения поставленных задач для определенных сложившихся ситуаций с индикацией тех ВС, по которым анализ не представляется возможным. 8.3.7.10 Система должна уведомлять диспетчера о ненадежности осуществляемого анализа вследствие отказа влияющих на работу системы функций. 172 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Данная НИР явилась первым практическим исследованием вопросов эффективного применения STCA в центрах управления воздушным движением РФ. В процессе выполнения НИР рассмотрены следующие основные вопросы: определены роль и место STCA в системе УВД, стратегии применения системы, показатели качества функционирования; сформулированы основные требования к STCA и количественные требования к характеристикам входной информации системы; определены требования к параметрам системы; установлены количественные зависимости влияния параметров систем на частоту вырабатываемых тревог; проведен анализ деятельности ЕВРОКОНТРОЛЯ по обеспечению эффективного функционирования STCA; разработаны унифицированные требования к STCA; разработаны функциональные требования к MTCD; разработаны методические рекомендации для центров УВД РФ по внедрению, оптимизации и эксплуатации систем предупреждения о конфликтных ситуациях; разработаны конкретные рекомендации по созданию системы организационно-технической поддержки, направленной на обеспечение эффективного функционирования средств предупреждения о конфликтных ситуациях в центрах УВД. По результатам проведенной НИР сделаны следующие выводы и рекомендации. Выводы 1. Признано, что важная роль в повышении безопасности воздушного движения должна принадлежать наземным системам краткосрочного 173 предупреждения о конфликтных ситуациях. Эти выводы нашли свое отражение в соответствующих документах ИКАО и Евроконтроля. 2. В тоже время, международный опыт применения STCA показал, что они не относятся к системам «plug and play» и для обеспечения их эффективной работы требуется проведение целого ряда исследований и организационно-технических мероприятий. 3. Осознавая это, Евроконтроль с середины 90-х годов последовательно осуществляет широкую программу исследований и анализа всех аспектов настоящего и будущего применения STCA (как составной части наземных систем обеспечения безопасности воздушного движения), которая была интенсифицирована после столкновения над Боденским озером. Конечной эффективного целью этой функционирования программы STCA на является обеспечение территории Европы с необходимой основой – стандартизацией STCA в странах - членах организации. Значительным шагом на пути к стандартизации системы явилась разработка в 2009 г. Спецификации на STCA (EUROCONTROL Specification for Short Term Conflict Alert редакция 1.1 19 мая 2009, проект), которая определяет минимальные требования к разработке, конфигурированию и применению STCA и включает соответствующие развернутые инструктивные материалы (EUROCONTROL Guidance Material for Short Term Conflict Alert). 4. В нашей стране с STCA к настоящему времени сложилась следующая ситуация: эксплуатируются несколько различных систем краткосрочного предупреждения конфликтных ситуаций; отсутствуют унифицированные требования к STCA; отсутствуют организационно-методические рекомендации, регламентирующие процессы внедрения и эксплуатации STCA в центрах УВД; 174 отсутствует организационно-техническая поддержка, позволяющая оптимизировать характеристики STCA применительно к конкретной зоне функционирования, проводить анализ имеющих место проблем STCA в центрах УВД и осуществлять меры по повышению качества работы системы; отсутствуют планы по совершенствованию и перспективному развитию STCA как системы, способной вносить существенный вклад в повышение безопасности воздушного движения. 5. Очевидно, что текущие проблемы функционирования STCA в центрах УВД РФ могут быть решены только при условии создания системы организационно-технической поддержки жизненного цикла STCA, обеспеченной соответствующими регламентирующими и инструктивными документами и необходимой технической и инструментальной базой. 6. Применение SТCA в конкретном центре УВД может основываться на одной их трех возможных стратегий: Либеральной стратегии, призванной, в первую очередь, внести вклад в предотвращение столкновений ВС при ограниченном вкладе в соблюдение норм эшелонирования с выдачей предупреждений только для «серьезных» конфликтных ситуаций, при которых прогнозируемые дистанции расхождения ВС менее половины от принятых норм. Очевидно, что при таком подходе обеспечивается значительное снижение уровня нежелательных тревог для менее «серьезных» конфликтных ситуаций. Консервативной стратегии – стратегии призванной, в первую очередь, внести вклад в соблюдение норм эшелонирования (а, следовательно, и в предотвращение столкновений ВС) с выдачей предупреждений при их нарушении и, соответственно, с повышенным уровнем нежелательных тревог. Промежуточной стратегии. Окончательный выбор стратегии применения STCA должен определяться в Центрах УВД с учетом условий функционирования системы и пониманием того, что STCA будет эффективна только в том случае, если уровень нежелательных тревог не будет превышать приемлемого для 175 диспетчеров уровня, а время предупреждения будет достаточным для разрешения конфликтной ситуации. 7. Выбор стратегии применения, оптимизация характеристик STCA (как на этапе внедрения (модернизации), так и в процессе эксплуатации) требуют проведения большого объема полунатурного и статистического моделирования, а также трудоемкого анализа работы системы. Поэтому, необходимо, чтобы в каждом центре УВД эти процессы были в максимальной степени автоматизированы и обеспечены соответствующей технической и инструментальной базой. 8. Неотъемлемой основой для анализа и оптимизации STCA является использование в процессе моделирования соответствующей выборки реальных конфликтных ситуаций. Это определяет необходимость создания системы формирования и хранения базы реальных конфликтов, которая должна функционировать как на уровне центров УВД, так и, возможно, на отраслевом уровне, и быть доступной для всех заинтересованных структур. 9. должны В организационном плане все этапы жизненного цикла STCA поддерживаться соответствующего центра назначенной УВД с группой возможностью специалистов привлечения, при необходимости, экспертов и разработчиков системы. 10. Функциональные возможности (используемые опции) STCA и ее характеристики, определяющие качество функционирования, напрямую зависят от качества информации, поступающей на вход системы. Поэтому требования к характеристикам STCA должны обуславливаться требованиями к характеристикам подсистем наблюдения и обработки радиолокационной информации. В Евроконтроле эти требования прописаны в соответствующем стандарте. 11. Эффективность применения STCA зависит от степени доверия диспетчерского состава. Степень доверия зависит от многих факторов. В частности, от надежности и прозрачности системы. Поэтому, внедрение (модернизация) и эксплуатация системы должны сопровождаться процессами 176 обучения, тренировки и анализом диспетчерским и техническим персоналом каждой зафиксированной реальной конфликтной ситуации. Рекомендации Для обеспечения эффективного функционирования STCA в отечественных центрах УВД рекомендовать: 1. Создать систему организационно-технической поддержки процессов внедрения (модернизации) и применения STCA в центрах УВД . Создание системы организационно-технической поддержки означает необходимость проведения следующих работ: а) Разработка спецификации на STCA, определяющей все аспекты внедрения, применения и эксплуатации системы. б) Создание технических и программных средств анализа, оценки и оптимизации STCA для центров УВД. в) Создание системы формирования и хранения базы реальных конфликтных ситуаций. г) Создание централизованной службы оперативного мониторинга, системного анализа и методической поддержки функционирования STCA в центрах УВД. д) Создание необходимой технической базы для централизованной службы мониторинга, анализа и поддержки STCA. е) Организацию процессов обучения диспетчерского и технического персонала. 2. Распространить действия п.1 также на такие системы обеспечения безопасности воздушного движения как: Систему Контроля Минимальной Безопасной Высоты (Minimum Safe Altitude Warning, MSAW), которая должна предупреждать диспетчера об увеличении риска столкновения воздушного судна с землей или с какими-либо препятствиями; Систему Предупреждения Нарушения Границ Воздушного Пространства (Area Proximity Warning, APW), которая должна 177 предупреждать диспетчера о несанкционированном нарушении границ воздушного пространства, выдавая своевременные предупреждения о фактическом или потенциальном нарушении воздушным судном границ определенного воздушного пространства; Систему Контроля при Заходе на Посадку (Approach Path Monitor, APM), предупреждающую диспетчера об увеличении риска столкновения воздушного судна, находящегося на управлении, с землей, выдавая своевременные предупреждения о сближении воздушного судна с землей или с препятствиями во время захода на посадку. 3. В целях ускорения работ и сокращения затрат, в процессе разработки спецификации на STCA, основываться на следующих документах Евроконтроля – Таблица 9.1. Таблица 9.1 Документ Содержание Рекомендация На этапе разработки минимальных требований к STCA 1.EUROCONTROL Specification for Short Term Conflict Alert (2009 г) Определяет минимальные требования к разработке, конфигурированию и применению STCA Основываться на документе в целом (*) 2.EUROCONTROL Guidance Material for Short Term Conflict Alert Инструктивный материал для эксплуатационных служб УВД по применению STCA Основываться на документе в целом (*) 3. Appendix A: Reference STCA System Детальное техническое описание базиса STCA, выбора параметров и оптимизации системы Основываться с учетом замечаний и рекомендаций отечественных разработчиков STCA (*) 4. B-2: Generic Safety Plan for STCA implementation Определяет организационнотехнические процедуры внедрения STCA в центрах УВД Использовать при разработке инструктивных материалов для центров УВД 5. Appendix C: Cost Framework for the Standardisation of STCA Оценивает экономические аспекты применения STCA Использовать как информационный материал при оценке трудозатрат на внедрение и эксплуатацию STCA в центрах УВД 6. D-1: Optimisation of STCA Рассматривается оптимизация Использовать при 178 Документ for ATCC Semmerzake Содержание STCA в конкретной зоне УВД Рекомендация разработке соответствующих методических рекомендаций 7. Appendix D-2: Functional Hazard Assessment of STCA for ATCC Semmerzake Рассматриваются проблемы функционирования STCA на примере центра УВД Semmerzake и предлагаются варианты их решения Использовать при разработке соответствующих методических рекомендаций На этапе разработки количественных требований к характеристикам STCA 1. Performance metrics definition, PASS/WA2/WP8/120/D, version 1.1, 2nd September 2009 В отчетах рассматриваются различные аспекты количественной оценки характеристик STCA Использовать в качестве информационных и методических материалов при разработке программного обеспечения инструментальных средств анализа и оценки характеристик STCA и требований к системе 2. Safety and Performance requirements, PASS/WA5/WP2/168/W, version 1.1, 26th October 2010 3. Model-based performance evaluation of STCA and ACAS operations - Final report’, PASS/WA2/WP10/170/D, version 1.0, 10th September 2010 4. Performance and safety Aspects of Short-term Conflict Alert – full Study – Final report 17-11-2010 PASS/WA5/WP3/171/D Version 1.1 (*) С учетом рекомендаций заключительного отчета по программе PASS “Performance and safety Aspects of Short-term Conflict Alert – full Study – Final report 17-11-2010 PASS/WA5/WP3/171/D Version 1.1” 4. Разработать характеристикам и входной внедрить информации нормативные STCA в требования части к подсистемы радиолокационного наблюдения и подсистемы обработки радиолокационной информации. 5. Провести анализ применения STCA в центрах УВД РФ. 6. Осуществлять ежегодный анализ деятельности Евроконтроля по стандартизации STCA и совершенствованию системы и, в частности, 179 исследований и работ, проводимых в рамка программы SESAR, общий объем инвестиций по которой составляет 2,1 миллиарда евро. 180 Список литературы 1. Автоматизированные системы управления воздушным движением: Новые информационные технологии в авиации. / Под ред. С.Г. Пятко, А.И. Красова. – СПб., 2004. 2. системах Большев А.И. Снижение уровня тревог в наземных и бортовых предупреждения столкновений. Третье совещание группы экспертов ИКАО СИКАСП. Док.SICASP/3WP/26, Монреаль, 1987. 3. Большев А.И. Принципы построения и взаимодействия бортовых и наземных СПС. Третье совещание группы экспертов ИКАО СИКАСП. Док.SICASP/3WP/27, Монреаль, 1987. 4. Борисов О.Н. Исследования по оценке и оптимизации характеристик систем предупреждения столкновений. Сб. “Вторичные радиолокационные системы УВД и СПС”. Новгород, 1985. 5. Борисов О.Н. Влияние характеристик системы предупреждения столкновений и условий ее функционирования на частоту вырабатываемых тревог. Труды ГосНИИ ГА, 1985. 6. Борисов О.Н., Трикоз В.К. Горизонтальные маневры на уклонение в системах предупреждения столкновений ВС. Сб. “Проблемы УВД, навигации и посадки ”, Труды ГосНИИ ГА, 1988. 7. Грэхем В., Орр Р. Воздушное движение и опасность столкновений самолетов в районе аэродромного узла. Сб. ТИИЭР, т. 53, №3, 1970. 8. Кузнецов Б.Ш., Лапин Б.А. Решение задач комплексной обработки информации в АС УВД. Сб. “Управление воздушным движением”, вып. 2, М., Воздушный транспорт, 1983. 9. Кузьмин С.Э. Основы цифровой обработки радиолокационной информации. М., Советское радио, 1974. 10. Крыжановский Г.А. Теоретические основы управления воздушным движением. М., Транспорт,1986. 11. Уиллис К. и др. Дискретное управление воздушным движение. Сб. ТИИЭР, т.58, №3, 1970г. 181 12. Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации (утв. постановлением Правительства РФ от 11 марта 2010 г. № 138). 13. Федеральные Авиационные Правила «Организация воздушного движения в Российской Федерации» (утвержден приказом Минтранса России от 25 ноября 2001 г. №293). 14. «Surveillance Radar and Collision Avoidance Systems» – ICAO, Annex 10, Volume IV, 4th edition, July 2007. 15. «Air Traffic Services», ICAO Annex 11, Thirteenth edition, July 2001. 16. «Procedures for Air Navigation Services - Air Traffic Management», ICAO Doc 4444 ATM/501, Fifteenth edition, November 2007. 17. «Procedures for Air Navigation Services – Aircraft Operations», ICAO Doc 8168 OPS/611, Fifth edition, November 2007. 18. «EUROCONTROL Specification for Short Term Conflict Alert», Edition 1.1, May 2009. 19. «EUROCONTROL Guidance Material for Short Term Conflict Alert», Edition 2.0, May 2009. 20. «EUROCONTROL Safety Nets – Ensuring effectiveness Guide», 19 May 2009. 21. «SRC Policy on Ground Based Safety Nets», EUROCONTROL Safety Regulation Commission, SRC28.06, 15 March 2007. 22. «Final report on ACAS / RVSM Interaction in European Airspace», EUROCONTROL ACAS Programme, ACASA/WP3.6/185/D, September 2001. 23. «Final report on the safety of ACAS II in the European RVSM environment», EUROCONTROL Mode S & ACAS Programme, ASARP/WP9/72/D, May 2006. 24. «Human Factors Analysis of Safety Alerts In Air Traffic Control», Federal Aviation Administration, DOT/FAA/TC-07/22, November 2007. 25. «I-AM-SAFE Feasibility Study Report», EUROCONTROL ATC Domain, I-AM-SAFE/WP5/15/D2, Version 1.1, March 2007. 182 26. «IAPA Project Final Report – Synthesis and guidelines», EUROCONTROL Mode S & ACAS Programme, IAPA/WP11/114/D, Version 1.2, October 2005. 27. «Radar Surveillance in En-Route Airspace and Major Terminal Areas», EUROCONTROL, SUR ET1.ST01.1000-STD-01-01, Edition 1.0, March 1997. 28. «PASS – Project Management Plan» – PASS/WA0/WP1/01/D, version 1.1, January 2008. 29. «Monitoring framework description» – PASS/WA1/WP1/08/D, version 1.1, February 2008. 30. «Review of European STCA environment» – PASS/WA2/WP1/31/D, version 1.2, June 2008. 31. «Monitoring report of SNET performance in Europe» – PASS/WA1/WP5/64/D, version 1.3, April 2009. 32. «European radar encounter report» – PASS/WA2/WP4/71/D, version 1.1, May 2009. 33. «Encounter model for safety-net related occurrences – Specification» – PASS/WA2/WP5/75/D, version 2.3, May 2010. 34. «Surveillance model validation» – PASS/WA2/WP3/88/D, version 1.0, January 2009. 35. «Specification of ATCO and pilot models» – PASS/WA2/WP6/115/D, version 2.0, May 2010. 36. «Validation of the reference STCA model» – PASS/WA2/WP2/116/D, version 1.0, June 2009. 37. «Model-based performance evaluation of STCA operations – Interim report (Phase 2)» – PASS/WA2/WP9/137/D, version 1.1, February 2010. 38. «Surveillance model description» – PASS/WA2/WP3/36/W, version 2.2, April 2010. 39. «Performance metrics definition» – PASS/WA2/WP8/120/D, Version 1.2, September 2009. 40. «Overview of model-based simulation results (Phase 3)» – PASS/WA2/WP10/161/W, version 1.0, July 2010. 183 41. Functional and Performance Specification of ARTAS. Edition 2.6.1999. 42. Marks A.L. ATC Separation Standarts and Collision Risk. RAE Technical Note, 1963,March 91. Ответственный исполнитель О.Н. Борисов Начальник отдела АС УВД А.А. Примаков 184
