авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

«ФГУП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ «АЭРОНАВИГАЦИЯ» ISSN 1992-4860 СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ ...»

-- [ Страница 5 ] --

На рис. 10 и рис. 11 показаны схемы устройств вычисления Tµ в соответствии с выраже нием (4) для параллельной (2) и последовательной (3) процедур соответственно и любого меняющегося при необходимости узлов xi F. Эти схемы являются более сложными по сравнению со схемой, приведённой на рис. 9, так как здесь в блоках T (i ) производится ум ножение двух чисел (но не умножение числа на постоянную величину, как на схеме рис. 9, а также на схеме рис. 10 необходимо вычислять величины xi2, …, xir 1. Если узлы xi распола гаются случайным образом, но являются заранее известными, то величины xi2, …, xir 1 мож но вычислять предварительно и в блоках T (i ) производить умножение на них как на посто янные величины, которые будут различными для различных блоков T (i ). Тем самым схема рис. 10 по сложности приводится к схеме рис. 9. Но все блоки T (i ) будут различными, так как в каждом из них умножение производится для своего набора постоянных величин xi2, …, xir 1.

Определим сложность схем, представленных на рис. 9 - 11.

Аппаратурная сложность:

ST = nes у + n ( r 1) sп + [n (e + r ) r ]sс – для рис. 9, ST = n (2 r + e 3) s у + [n( e + r ) r ]sс – для рис. 10, ST = n ( r + e 1) s у + [n (e + r ) r ]sс – для рис. 11.

Время вычисления:

TT = et у + nt п + ( n 1)tс – для рис. 9, TT = (e + r 1)t у + (n 1)tс – для рис. 10 и рис. 11.

Рис. 9. Схема устройства вычисления синдромов Tµ в соответствии с (5) (при параллельном приёме сообщения, xi = i +1, xn 2 1, xn 1 0 ) В.И. Кубицкий Вычисление синдромов при декодировании … Рис. 10. Схема устройства вычисления синдромов Tµ в соответствии с (4) для параллельной процедуры (2) (при параллельном приёме сообщения, xi = i +1, xn 2 1, xn 1 0 ) В.И. Кубицкий Рис. 11. Схема устройства вычисления синдромов Tµ в соответствии с (4) для последовательной процедуры (3) (при параллельном приёме сообщения, xi = i +1, xn 2 1, xn 1 0 ) Вычисление синдромов при декодировании … 4. Сравнение сложностей схем и процедур вычисления синдромов Для алгоритма TS при реализации последовательной процедуры (3) с предварительным определением номеров всех стёртых узлов требуется операций сложения в поле GF (2 m ) одинаковое количество, операций умножения меньше на величину ( k + r )( r 2) по сравне нию с реализацией параллельной процедуры (2). По сравнению с реализацией последова тельной процедуры (3) реализация схемы Горнера требует больше модульных операций:

– сложения – на величину e( r + e) ( r 1), – умножения – на величину e( r + e 1) 2( r 1).

Схема устройства (рис. 1), реализующего параллельную процедуру (2) с предваритель ным определением номеров всех стёртых узлов, по сравнению со схемой устройства (рис. 2), реализующего последовательную процедуру (3), имеет:

– аппаратурную сложность больше на величину ( r 2) sу, – время вычисления меньше на величину ( k + r )( r 2)tу при e ( r 2) и на величину ( k + r )[tc + ( e 2)tу ] при e ( r 2).

Схема устройства вычисления синдрома (рис. 3а), применяющая схему Горнера, имеет:

а) по сравнению со схемой устройства (рис. 2), реализующего последовательную проце дуру (3):

– аппаратурную сложность меньше на величину ( r 1) sу ( rsп + sя + sк ), – разницу по времени вычисления на схемах, составляющую величину 2etс [(k + r )( r 1) e 2 ]tу + (n 2)tп + et я ;

б) по сравнению со схемой устройства (рис. 1), реализующего параллельную процедуру (2):

– разницу по времени вычисления на схемах, составляющую величину n[tс + (e r + 1)tу ] + ( n 2)tп + e[tс + ( r 1)tу + tя ] при e ( r 2).

Сравнивая алгоритм TS вычисления синдромов Tµ без предварительного определения номеров всех стёртых узлов при использовании параллельной (8) и последовательной (9) процедур, получаем:

а) количество модульных операций:

– сложения одинаково для обеих процедур;

– умножения меньше для последовательной процедуры (9) на величину (k + r )( e + r 2) ;

б) аппаратурная сложность меньше для схемы устройства, реализующего вычисление синдромов Tµ с применением последовательной процедуры (9) вычисления величин Qh (рис. 6), на величину ( e + r 2) sу ;

в) время вычисления одинаково для схем устройств, реализующих вычисление синдро мов Tµ с применением этих процедур при вычислении величин Qh (рис. 5 и рис. 6).

Сравним реализацию вычисления синдромов Tµ без предварительного определения но меров стёртых узлов при использовании последовательной процедуры (9) с реализацией вы числений по схеме Горнера. В результате получим, что для последовательной процедуры:

а) количество модульных операций:

– сложения меньше на величину ( r + e)( e 1) ;

– умножения меньше на величину ( r + e 1)e ;

136 В.И. Кубицкий б) разница по аппаратурной сложности схем составляет величину ( e + r 1) sу + ( sс + sя ) ( e + r 2) sп sк ;

в) разница по времени вычисления на схемах составляет величину ( k + r )( e + r 1)tу ] ( n 2)tп e(tс + tя ).

Сравнение вычислений синдромов с предварительным и без предварительного определе ния номеров стёртых узлов даёт следующее:

1) количество модульных операций меньше для процедур с предварительным определе нием номеров стёртых узлов:

а) для параллельных процедур (2) и (8) – сложений – на величину [(2 r + e 1)e / 2 e], – умножений – на величину [(k + r )e + (2 r + e 1)e / 2 e], б) для последовательных процедур (3) и (9) – сложений – на величину [(2 r + e 1)e / 2 e], – умножений – на величину (2r + e 1)e / 2 ;

2) сложности схем (аппаратурная и временная) меньше для процедур с предварительным определением номеров стёртых узлов.

а) для параллельных процедур (2) и (8) – аппаратурная – на величину ( e + r )( sу + sс + sя ) + (e 1) sу + esя, – временная – на величину ( k + r )[( r 2)tу tс ] + e(tу + tс + tя ) + (e 1)tя (при e r 2 ) и на величину (k + r )et у + e(tу + tс + tя ) + (e 1)tя (при e r 2 ), б) для последовательных процедур (3) и (9) – аппаратурная – на величину ( e + r )( sу + sс + sя ) + esя, e(tу + tс + 2tя ) [(k + r )tс + tя ], временная на величину т.е. при – – e(tу + tс + 2tя ) [(k + r )tс + tя ].

При применении схемы Горнера для вычисления синдромов с предварительным опреде лением номеров стёртых узлов требуется по сравнению с тем, если бы номера стёртых узлов предварительно не определялись:

а) меньше модульных операций сложения и умножения на величину e( 2 r + e 1) / 2 2 ;

б) меньшая аппаратурная сложность на величину ( e + r 1) sс + [2(e 1) + r ]sя + ( r 1) sу + (e 2) sп ;

в) большее время вычисления на величину ( n e)tс + (n 1)et у ( 2e 1)tя.

Заключение Разработанные процедуры и схемы устройств позволяют выполнить аппаратную реали зацию вычисления синдромов при декодировании ошибок и стираний. Полученные выраже ния сложностей схем и процедур определяют затраты на реализацию. Все рассмотренные схемы устройств вычисления Tµ имеют блочную наращиваемую структуру и могут быть легко адаптируемы к длине сообщения, количеству ошибок и стираний путём добавления (или исключения) соответствующих функциональных блоков.

Проведённый сравнительный анализ и полученные в результате сравнения соотношения сложностей схем и процедур дают возможность выбирать лучшие из этих схем и процедур по необходимым параметрам (количеству модульных операций, аппаратурным затратам, времени вычисления).

Вычисление синдромов при декодировании … ЛИТЕРАТУРА 1. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки / пер. с англ. / под ред. Р.Л. Добрушина и С.И. Самойленко. – М.: Мир, 1976.

2. Амербаев В. М. Теоретические основы машинной арифметики. – Алма-Ата: Наука, 1976.

3. Кубицкий В. И. Процедуры декодирования в каналах с ошибками и стираниями // Проблеми iнформатизацii та управління: збірник наукових праць. – К.: НАУ, 2007. - С. 90-98. - Випуск 3 (21).

Сведения об авторе Кубицкий Валерий Иванович, 1951 г. р., окончил КИИГА (1973), начальник сектора ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор более 50 научных работ, область научных интересов – проектиро вание, эксплуатация, надёжность, помехоустойчивость АС УВД и компьютерных сетей.

vkubitski@atminst.ru Рецензент – доктор технических наук, профессор Рудельсон Л.Е.

НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ГосНИИ «АЭРОНАВИГАЦИЯ № УДК 621.396.82:656.7.004:003. MODEL OF DETERMINING THE REQUIRED TIME OF THE STAYING RADIO SYSTEMS IN ONE OF POSSIBLE FUNCTIONAL CONDITIONS Doctor of science, professor Emelyanov V.E.

The research based on semi-Markov processes in condition of differential time of staying system in various functional states presents the time estimate model with the help of asymptotic expansion which is implemented by methods of statistical modeling.

Keywords: telecommunications, stochastic process, a semi-Markov process, a typical RTS, mathematical expectation, stochastic model.

МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОПУСТИМОГО ВОЗМОЖНОГО ВРЕМЕНИ ПЕРЕРЫВА В РАБОТЕ РАДИОСИСТЕМ Емельянов В.Е.

Исследование, основанное на полумарковских процессах, в условии разности времени пребывания системы в различных функциональных состояниях представляет собой модель временной оценки при помощи асимптотического разложения, которое осуществляется методами статистического моделирования.

Ключевые слова: электросвязь, случайный процесс, полумарковский процесс, типовая РТС, математическое ожидание, стохастическая модель.

При анализе эксплуатационной надёжности средств радиотехнического обеспечения полётов и электросвязи (РТОП и ЭС) зачастую возникает необходимость оценки интервалов времени нахождения рассматриваемой системы в одном из возможных функциональных состояний РТС Y y, y, …, y в рассматриваемый момент времени t 0,, где состояний. Решение этой задачи может быть представлено в виде оценки параметров вектора 0,.

В предположении, что изменение функционального состояния РТС описывается полумарковским случайным процессом, в соответствии с (1) будем считать, что процесс Y(t) • вектор вероятности исходных состояний P, P, …, P ;

может быть детально описан через:

• матрицу переходных вероятностей P ;

• матрицу V t дистрибутант времени пребывания процесса Y(t) в состоянии y при условии, что следующим будет состояние y.

Пусть T является временем существования РТС в состоянии y, тогда для функции распределения вероятностей можно записать, что Gt PT P · V t,i 1, n (1) P · M T, MT Из (1) имеем:

(2) MT tdV t.

где (3) В свою очередь, переходные вероятности запишем в виде:

Модель определения допустимого возможного времени … Pt 1 Gt P t y dF y, j, i j, где i, j 1, n;

0, i j.

Для решения полученных соотношений воспользуемся асимптотической оценкой P t :P t lim P t вероятности перехода Если полумарковский процесс эргодичен, то имеем:

P M T MT, (4) где является предельными вероятностями в цепи Маркова с матрицей для них P · |,, …, | |,, …, | Справедлива следующая система уравнений:

(5) Решение системы линейных уравнений (5) даёт возможность нахождения предельного разложения Pi, а также расчёта Ti в соответствии с соотношением (2).

Перейдём к определению суммарного времени пребывания процесса в одном из возможных состояний. В работе [2] показано, что суммарное время пребывания в состоянии µ Mµ P yi имеет нормальное асимптотическое распределение с параметром (6) Вернёмся к вопросу обсуждения потребности в уровнях функционального состояния анализируемого средства РТОП и ЭС.

состояниях, т.е. в каждом эксплуатационном состоянии y Y определённого подмножества Отметим, что РТС может выполнять свои функциональные задачи в различных всевозможных её значений:

,,…,, где, i, j 1, n и Определим векторы потребности в функциях системы в соответствующих состояниях,,…, эксплуатации в виде:

,,…,, (7),,…, а функцию V 0,,, …,, как процесс потребности в функциях (7), равенством A, P V t f PYt y.

явно определяемый условиями эксплуатации в соответствии с В общем случае, когда разложение времени пригодности в различных состояниях дифференциально, а процесс рассматривается в рамках принятой модели, задача решается методом имитационного моделирования.

Для РТС характерным является то обстоятельство, что поведение системы, описываемое в общем случае случайным процессом, не может прогнозироваться ввиду того, что сам 140 В.Е. Емельянов случайный процесс не поддаётся аналитическому исследованию. При этом практически единственным является статистическое моделирование в качестве метода определения характеристик оборудования.

Однако для современных систем РТОП и ЭС ГА характерна высокая надёжность и непосредственное моделирование её функционирования для определения параметров использования малоэффективно: чтобы получить хотя бы одну реализацию, в которой будет зафиксирован отказ или выход контролируемого параметра за пределы поля допуска, нужно произвести достаточно большое количество реализаций, в которых упомянутые события не произойдут, или необходимо иметь достаточный статистический материал. Наряду с этим известен ряд аналитических методов, позволяющих существенно ускорить моделирование исследуемых процессов. Одним из таких методов является метод малого параметра, при реализации которого среди параметров оборудования выделяется некоторый малый параметр (например, нестабильность частоты или интенсивность отказа элемента) и строится асимптотическое разложение искомой характеристики системы по степеням малого параметра. Коэффициенты этого разложения оцениваются посредством статистического моделирования. Такой подход разработан и показан в работе [3].

Рассмотрим надёжность типовой РТС, имеющей резерв, систему контроля и определённую стратегию поведения профилактического обслуживания. Определим главный член асимптотического разложения по малому параметру коэффициента готовности системы. Полученное выражение позволяет предложить алгоритм моделирования для оценки получаемого коэффициента методом Монте-Карло.

– резервных;

т.е. K a b. Имеются 1 m b каналов для восстановления отказавших Пусть мы имеем резервированную систему, состоящую из K элементов: a – основных и b элементов. РТС обслуживается в соответствии со стратегией технической эксплуатации по наработке, и, соответственно, периодически осуществляются техническое обслуживание и контроль функционального состояния.

Между двумя последовательными профилактиками проводится L контролей: 1-й – через контроля или непосредственно следующих за ним восстановительных работ. Через время T время T0 после профилактики, i-й контроль через время Ti-1 после окончания (i-1)-го после L-го контроля производится плановое профилактическое обслуживание, которое восстанавливает все элементы системы.

В промежутках между контролями отказавшие основные элементы мгновенно не менее a b элементов исправно.

заменяются исправными запасными при наличии последних. Система работоспособна, если экспоненциальному закону со своим параметром на каждом из L 1 участков между Все элементы системы идентичны, время безотказной работы распределено по контролями, что позволяет учесть процесс старения элементов. Время восстановления элемента имеет произвольное распределение с ФРВ G(x) и математическим ожиданием Тв.

1 i L, и представима в виде для основных элементов и для резервных, где – Предполагается, что интенсивность отказов элементов мала по сравнению с 1/Тв и 1/Тi, некий малый параметр, 0 i L – номер промежутка между контролями, 0 1.

При этих предположениях коэффициент готовности системы может быть оценен следующей формулой:

K 1 T 0 Модель определения допустимого возможного времени … В выражении (8) коэффициент определяется методом Монте-Карло на основе алгоритма, который задаётся следующим соотношением и может быть легко реализован на ПЭВМ:

T b 2 T _ M I b 1 … b 1! b = I b 1, b 1,…, b 1, T,…, T T b 2T b 2 T b 2 … … … … … ! ! !

I b 1, T b 1 ! b I T, b2 !

(9) где I(A) – индикатор события A;

– случайная величина, принимающая значения 0, 1, …, b+1;

, 1 r L 1 – случайные величины, принимающие с равными вероятностями значения,, …, b 1, если T и b 1, в противном случае, b1.

min T, T, …, µ T, µ T, …, µ T, …, µ 1, …, µ, (10) 1 r L, min, …,, min T, …, µ T µ T, …, µ T, …, µ T, …, µ T, µ,…,, (11) 1 r L 1, 0, где ab b 1 ;

0 r b;

0 r L;

, 1 i m – независимые случайные величины с распределением G(x);

µ min, m ;

0 i L 1;

если при некотором i будет µ m, то с номерами r в отношениях (10) и (11) отсутствуют.

примере: разыгрывается случайная величина – число отказов элементов на участке (0, Т0).

Сущность алгоритма моделирования можно более подробно пояснить на следующем Если b 1, т.е. система отказала до момента Т0, то реализуется m случайных величин, …, (времена восстановления отказавших элементов). В этом случае результат T b 1! Tb равен b 2, …,. Если b 1, то результат реализации случайной величины, стоящей под знаком математического ожидания в (9), реализации, первоначально равный единице, умножается на, …, T ! b 2, реализуется µ min m, µ независимых случайных величин, …, µ и проверяется условие T, означающее, что хотя бы один из элементов, отказавших на участке (0, Т0), успеет восстановиться за время T. Если T, то результат реализации умножается на b 2 !, и реализация оканчивается.

В противном случае разыгрывается случайная величина – число элементов, отказавших на участке T, T и т.д. до тех пор, пока на некотором j-м участке не произойдёт событие b 1 j на участке L-м полагаем b 1,и 142 В.Е. Емельянов результат реализации умножается каждый раз на соответствующий множитель.

Описанный алгоритм представляет собой не что иное, как одну из многочисленных реализаций событий, соответствующих отказам «по монотонной цепочке», впервые приведённых и подробно рассмотренных в работе [4] и широко используемых при асимптотическом анализе сложных технических устройств с «быстрым восстановлением».

ЛИТЕРАТУРА 1. Климов Г. П. Стохастические модели обслуживания. - М.: Наука, 1966.

2. Андронов А.М. Алгоритм нахождения оптимальных стратегий в управляемых полумарковских процес сах гибели и размножения // Изв. АН СССР. Техническая кибернетика. - 1980. - № 5. - С. 90 – 94.

3. Коваленко И.Н. Анализ редких событий при оценке эффективности и надёжности систем. - М.: Сов.

Радио, 1980.

4. Agarwal M., Templeton J.G.C. Stochastic analysis of a system under fluctuation weather // International Journal of Systems Science. – 1990. - № 27. - P. 34 – 47.

Сведения об авторе Емельянов Владимир Евгеньевич, 1951 г.р., окончил КИИГА (1974), доктор технических наук, профессор МГТУ ГА, автор более 90 научных работ, область научных интересов – техническая эксплуатация радиоэлектронного оборудования в сложной электромагнитной обстановке.

E-mail: vilandes@yandex.ru НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ГосНИИ «АЭРОНАВИГАЦИЯ» № УДК 656.021. THE AIRCRAFT FLIGHT SAFETY ASSESSMENT MODEL ON INTERSECTING ROUTES Isaakian K.L., Kuznetsov S.V., Dr. Sci. Tech. Spryskov V.B.

Any routes of aircraft will intersect sooner or later. To ensure flight safety of aircraft (AC) around the intersection point, the AC shall be spaced at the separation minimums. The paper describes a model allowing to solve scientifically the problem of AC separation for AC flying along the intersecting routes.

Keywords: intersecting routes, safety assessment model, air traffic management surveillance system.

МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ ПРИ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПО ПЕРЕСЕКАЮЩИМСЯ МАРШРУТАМ Исаакян К.Л., Кузнецов С.В., Спрысков В.Б.

Любые маршруты движения воздушных судов рано или поздно пересекаются. Для обеспечения безопасности полетов воздушные суда (ВС) в районе точки пересечения должны быть эшелонированы. В статье рассматривается модель, позволяющая научно решить задачу эшелонирования ВС при движении ВС по пересекающимся маршрутам.

Ключевые слова: пересекающиеся маршруты, модель оценки безопасности, система наблюдения обслуживания воздушного движения.

Введение Воздушные суда, совершающие полеты в режиме стабилизации высоты, могут пересекать маршруты полета друг друга на одной высоте. Для обеспечения безопасности полетов они должны быть эшелонированы, то есть их плановые (наблюдаемые посредством систем наблюдения ОВД или на графике движения при процедурном эшелонировании) относительные расстояния в горизонтальной плоскости за все время пересечения не должны быть меньше разрешенного минимума. Величина минимального интервала эшелонирования должна выбираться так, чтобы при известных значениях плановых скоростей ВС, углов их пересечения, характеристиках отклонений фактических положений и фактических скоростей от их номинальных значений, вероятность столкновения ВС на пересекающихся маршрутах была бы не больше наперед заданной величины.

1. Стационарные и нестационарные модели рисков катастроф ИКАО Традиционные модели рисков катастроф ВС ИКАО, в честь автора первой опубликованной из них P.G. Reich, носят название рейховских и применяются для обоснования вертикальных, боковых и продольных минимумов эшелонирования.

Отличительной чертой всех рейховских моделей является тот факт, что риск катастроф в них существует только в моменты так называемых перекрытий ВС. Например, в модели риска для вертикального эшелонирования только в моменты времени, когда ВС на смежных эшелонах пролетают друг над другом [1]. Очевидно, что рейховские модели для всего воздушного пространства, на которое они настроены, используют одинаковые вероятности перекрытий. В этом смысле эти модели стационарные, так как предполагается, что характеристики отклонений фактических положений и фактических скоростей ВС от номинальных значений одинаковые по всему пространству, а риск возникает только при одинаковых плановых относительных расстояниях, так как оценивается только в моменты горизонтальных перекрытий ВС. Еще одной отличительной чертой рейховских моделей является тот факт, что риск катастроф в них равен произведению вероятности столкновения 144 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков ВС в момент горизонтального перекрытия на частоту горизонтальных перекрытий ВС в рассматриваемом пространстве. В этом смысле они характеризуют безопасность не какой-то отдельной пары ВС, а некоторое усредненное состояние риска всех возможных пар ВС в пространстве.

К сожалению, рейховские модели применимы не ко всем типам относительного движения ВС. Например, при движении ВС по пересекающимся маршрутам или при пересечении занятых эшелонов с соблюдением правил эшелонирования нельзя представить себе ситуацию, когда плановые проекции ВС на горизонтальной плоскости перекроются. Для оценки безопасности полетов в этих случаях используют так называемые нестационарные модели рисков.

В отличие от стационарных, в них риск существует в пределах достаточно продолжительного интервала времени [t 0,t1 ] от единиц минут при пересечении занятых эшелонов до десятков минут при движении по пересекающимся маршрутам. При этом плановые относительные расстояния во всем диапазоне [t 0,t1 ] будут меняться и, как следствие, будет меняться во всем интервале [t 0,t1 ] вероятность перекрытия ВС.

Наконец, в отличие от стационарных (рейховских) моделей, оценивающих глобальный риск в некотором воздушном пространстве, нестационарные модели оценивают вероятность столкновения конкретной пары ВС за интервал времени [t 0,t1 ].

Рассмотрим формализм построения нестационарной модели безопасности на примере оценки безопасности при движении ВС по персекающимся маршрутам.

2. Нестационарная модель безопасности полетов ВС по пересекающимся маршрутам Рассмотрим интервал времени [t 0,t1 ], в течение которого пара ВС пролетает точку пересечения маршрутов. Пусть ВС1 пары движется равномерно и прямолинейно со скоростью W1, ВС2 движется также равномерно и прямолинейно со скоростью W2, - угол T пересечения скоростей. Пусть - время достижения одним из ВС пары (положим, ВС1) точки пересечения маршрутов 0.

Схема движения ВС на пересекающихся маршрутах показана на рис. 1.

ВС 2 / t = T ВС T 1/ t = ВС 1 / t = T ВС1/ t = ВС T 2 /t= ВС2 / t = Рис. 1. Схема движения ВС по пересекающимся маршрутам Модель оценки безопасности полётов … Плановые относительные расстояния ВС при движении по пересекающимся маршрутам на одной высоте можно записать следующим образом:

T x2 (t ) x1 (t ) = S x (t ) = (W2 cos W1 ) t 2 S xy cos ;

T y 2 (t ) y1 (t ) = S y (t ) = (W2 sin ) t S xy sin ;

z 2 (t ) z1 (t ) = S z (t ) = 0, (1) 2T 2T где S xy = S x 2 + S y 2.

Риск катастроф при движении по пересекающимся маршрутам возникает из-за того, что для любого момента времени t [t0, t1 ] фактические скорости и фактические координаты ВС отличаются от плановых. Если отклонения координат и скоростей ВС нефинитны, то для любого момента времени t [t0, t1 ] существует вероятность того, что фактическое относительное расстояние будет настолько мало, что произойдет физический контакт ВС, несмотря на то, что номинально ВС разделены на S x (t ), S y (t ) и S z (t ) в системе координат 0 xyz.

Для строгого описания этой вероятности поступим следующим образом. Пусть ВС номинально движется так же, как на рис. 1. Фактические отклонения координат и скоростей каждого ВС пары существуют по всем трем направлениям. Введем общую для двух ВС систему относительных координат 0, совпадающую с системой, в которой описываются фактические отклонения положений и скоростей, предположим, ВС1 (рис. 2). Будем считать, что отклонения фактических позиций и скоростей по трем направлениям любого из ВС независимы друг от друга, а для обоих ВС – совместно независимы.

ВС1 (факт) ВС1 (номинал) = 2 = 2 ВС2 (факт) 2 = 2 ВС2 (номинал) Рис. 2. Общая система 0 фактических относительных положений и скоростей ВС на пересекающихся маршрутах Поставим в точку 0, совпадающую с центром ВС1, центр цилиндрического критического объема столкновения (рис. 3). Столкновение ВС, связанное с физическим контактом, будет означать с формальной позиции то, что относительные фактические координаты ВС (,, ) одновременно должны оказаться внутри цилиндра.

146 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков Рис. 3. Критический объем столкновений для оценки вероятности столкновения пары ВС при движении по пересекающимся воздушным трассам на одной высоте (t,Vt ) является парой многомерных компонент, составленной из относительных Если положений и относительных скоростей ВС в момент времени t [t0, t1 ], то пусть ft (,V ) является совместной плотностью вероятностей этой пары. С учетом допущения о независимости относительных координат и скоростей в горизонтальной и вертикальной плоскостях плотность ft (,V ) можно записать как f t (,V ) = f,,&,&,t (,,, ) f,&,t (, & ), && (2) где f,,&,&,t (,,, ) = f t,t (( t, t ) = (, ) ) && ( ) f & (, ) = (, ) /(, ) = (, ) - совместная функция плотности вероятностей && && t,t t t t t & фактических относительных положений и скоростей ВС в горизонтальной плоскости в момент времени t;

f,&,t (, & ) = f t ( t = ) f&t / t (&t = & / t = ) - совместная функция плотности вероятностей вертикальных фактических относительных положений и скоростей ВС в вертикальной плоскости в момент времени t.

Главное модельное допущение при формализации вероятности столкновения ВС на пересекающихся маршрутах заключается в том, что цилиндрический объем столкновения должен быть достаточно маленьким, чтобы считать обоснованной аппроксимацию любого значения t внутри цилиндра нулевым вектором фактических относительных расстояний (0,0,0).

Другое необходимое допущение заключается в предположении того, что в момент времени t = t0 вектор фактических относительных расстояний находится вне цилиндра.

При этих допущениях можно применять формализм оценки вероятности попадания многомерного случайного процесса (t,Vt ) в критический объем столкновения (цилиндр) за конечный интервал времени [t0, t1 ] на основе теории выбросов многомерных случайных процессов (формула Райса) [2]. Получим:

t P{столкновение ВС за интервал [t 0, t1 ]} = (t )dt, t (3) Модель оценки безопасности полётов … где rr (n V ) + f, (0,0) f & (, / 0,0) f t (0) f &t,/ t (& / 0) dS, (t ) = t,t / t,t & tt (,, ) & && (4) r r+ где (n V ) - проекция вектора относительной скорости Vt внутрь цилиндра на элементе его поверхности dS.

С учетом того, что представляет поверхность правильного кругового цилиндра, интеграл (4) может быть преобразован в выражение:

(t ) = 2 f t,t (0,0) Pr { t z } xy { (& }+ 1 E{& / = 0}, ) 2 E + t2 /( t, t ) = (0,0) & t t t xy z (5) где xy - радиус цилиндра ;

z - высота цилиндра ;

(& ) + t2 /( t,t ) = (0,0) - относительная скорость ВС в горизонтальной плоскости при & t столкновении в момент времени t [t0,t1 ] ;

&t / t = 0 - относительная скорость ВС в вертикальной плоскости при столкновении в момент времени t [t0,t1 ].

( ) Если вместо относительной скорости t2 + t & &использовать плановую относительную скорость ВС в горизонтальной плоскости Vrel, а вместо скорости &t / t = 0 использовать среднюю абсолютную относительную скорость ВС, применяемую в Рейховских моделях () z, то с учетом пересечения маршрутов на одной высоте окончательно получим:

& столновения ВС на пересекающихся 2 V 1 z &t = P(t 0, t1 ) = 2 Pz (0) rel + f t,t (0,0)dt, P xy 2 z t xy маршрутах за интервал [t 0, t1 ] (6) где ( ) Vrel = (W2 cos W1 ) + (W2 sin ) ;

2 Pz (0) - вероятность перекрытия ВС при полете на одной заданной высоте;

ft,t (0,0) - значение плотности вероятности фактических относительных расстояний ВС в горизонтальной плоскости в момент времени t [t0,t1 ] при условии, что ВС находятся в перекрытии.

Очевидно, наибольшие трудности при оценивании вероятности столкновения ВС при движении по пересекающимся маршрутам связаны с определением функции f t, t (0,0).

3. Плотность вероятности горизонтального перекрытия пары ВС при движении по пересекающимся маршрутам Рассмотрим отклонения фактических положений ВС от их номинальных положений в горизонтальной плоскости (рис. 4).

148 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков y ВС1 / t Sx x Sy ВС2 / t Рис. 4. Общая система 0 xy отклонений фактических координат ВС (1,1 ;

2,2 ) от их номинальных значений Необходимо определить плотность вероятности горизонтального перекрытия ВС при условии, что номинально самолеты разделены относительными расстояниями S x (t ), S y (t ), а 1 2 = фактическое относительное расстояние равно нулю: = 0. Можно показать, что 1 2 искомая плотность будет сверткой на горизонтальной плоскости в системе координат 0 xy плотностей f1 (1,1 ) и f 2 ( 2, 2 ) :

f (, ) f (( S (t )) cos + ( S y (t )) sin ) C ( S x, S y ) = 1 2 x (7) ( ( S x (t )) + ( S y (t )) cos )dd, где f1 (, ) - плотность вероятностей отклонений фактических координат ВС1 от номинального положения в момент времени t, записанная в системе координат 0 xy ;

f 2 (, ;

S x, S y, ) - плотность вероятностей отклонений фактических координат ВС2 от номинального положения в момент времени t, записанная в системе координат 0xy.

Интеграл (7) описывает функцию f t, t (0,0) из модели (6), необходимую для оценки безопасности полета на пересекающихся маршрутах.

Для нахождения аналитического выражения функции, заданной интегралом (7), необходимо аналитически описать плотности вероятностей отклонений фактических положений ВС от их номинальных положений f1 (1,1 ) и f 2 ( 2,2 ). Наиболее просто сделать это для нормальных (гауссовских) плотностей f1 (1,1 ) и f 2 ( 2,2 ).

3.1. Гауссовский случай Пусть фактические положения ВС1 и ВС2 в системах координат 0111 и 0 2 2 2 (рис. 4) описываются плотностями:

Модель оценки безопасности полётов … 0 2 N 1, f ВС21 (1,1 ) N 2 1,1 ;

1 ;

0 0 (8) 0 2, ( 2, 2 ) N 2 2,2 ;

2, N f ВС 0 0 (9) где - вектор математических ожиданий случайных переменных i, i, i = 1,2;

2i 0 - матрица вторых моментов (ковариаций) случайных переменных i, i, i = 1,2;

i i,i N 2 - условная запись аналитического выражения двумерной нормальной плотности с заданными значениями математических ожиданий и ковариаций.

Функция (8) в системе координат 0 xy свою аналитическую запись не изменит (за исключением переименования переменных 1,1 в x, y ), а вот функцию (9) необходимо записать в виде:

S 2 cos 2 + sin 2 ( 2 )sin cos x, y x 2,.

f ВС2 (, ) N 2 ;

N S y ( 2 )sin cos 2 sin 2 + cos 2 2 2 2 (10) 2 2 2 Преобразование формулы (9) в (10) совершенно законно, так как соответствует преобразованиям двумерной нормальной плотности, связанным с переносом начала координат и поворотом осей на угол [3].

Известно, что при свертывании нормальных плоскостей получается снова нормальная плотность, но с аргументом, соответствующим сдвигу второй плотности по отношению к первой, нулевым математическим ожиданием и ковариационной матрицей, равной сумме ковариационных матриц свертываемых функций [3]:

varc (Sx, Sx ) covc (Sx, S y ) S x,S y CN2 (Sx, S y ) = N2cover, = 0 covc (Sx, S y ) varc (S y, S y ) = 2 varc (Sx, Sx ) varc (S y, S y ) 1 c2 (Sx, S y ) 1 Sx exp ( ) 2 1 c (Sx, S y ) varc (Sx, Sx ) Sx S y 2 c (S x, S y ), Sy + varc (S y, S y ) varc (S x, S x ) varc (S y, S y ) (11) где varc (S x, S x ) = x1 + x2 cos2 + y 2 sin 2 ;

2 2 varc (S y, S y ) = y1 + x2 sin 2 + y 2 cos2 ;

2 2 ( ) covc (S x, S y ) = x 2 y 2 sin cos ;

2 cov (S, S ) c (S x, S y ) = c x y var (S, S ) var (S,Sy ) c x x c y 150 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков 3.2. Случай двустороннего экспоненциального распределения на плоскости Если плотности вероятностей отклонений фактических положений ВС от номинальных в горизонтальной плоскости в системах o111 и o2 22 описываются функциями вида:

1 1 + f ВС1 2 (1,1 ) = 1 1 DE e, 41 2 2 + ( 2,2 ) = 1 2 2 DE f e, 4 2 ВС то в единой системе oxy, совпадающей с o111 (рис. 4), эти плотности будут равны:

x y + f ВС1 2 ( x, y ) = 1 1 DE e, 41 ( x S x ) cos + ( y S y ) sin f BC 2 2 ( x, y ) = exp + DE 4 2 2 ( x S x ) sin + ( y S y ) cos +.

2 i i = ;

i = ;

i 2 2 i = 1,2.

Здесь:

В этом случае свертка плотностей будет равна:

( x s x ) cos + ( y S y ) sin + + x y C (S x, S y ) = e 1 1 e 1 DE 161 1 2 2 ( x Sx ) sin + ( y Sy ) cos dxdy.

e (12) Очевидно, плотность CDE 2 (S x, S y ) нельзя получить в элементарных функциях так, как в случае нормальных отклонений. Для записи явной формы плотности C DE2 (S x, S y ) необходимо вычислить по всему пространству 0xy несобственный интеграл (12). Для этого пространство (oxy ) должно быть разделено на области, внутри которых выражения, стоящие под знаком модуль в подынтегральной функции (12), не меняют знак. При этом границы разбиений будут зависеть от соотношения параметров Sx, Sy и.

4. Оценка безопасности полетов при движении ВС по пересекающимся маршрутам Показателем безопасности полетов является риск катастроф ВС как ожидаемое число катастроф на летный час ВС. Стационарные модели безопасности сразу же оценивают риск катастроф. Нестационарные модели оценивают вероятность столкновения пары ВС за конечный интервал времени [t0, t1 ]. Строго арифметически риск катастроф при движении ВС по пересекающимся маршрутам будет равен отношению вероятности столкновения Paxy (t0, t1 ) на длину интервала t1 t0 :

Модель оценки безопасности полётов … Paxy (t 0, t1 ) N axy =.

t 0 t1 (13) Оценка (13) является оценкой сверху риска на пересекающихся маршрутах. Связано это с тем, что минимальный суммарный налет пары ВС при пролете точки пересечения, согласно модели (6), равен 2 (t1 t0 ). Фактический же налет ВС всегда больше, так как определенное время ВС уже налетали, прежде чем попасть в непосредственную близость к точке пересечения.

Этот дополнительный налет ВС существенно зависит от топографии маршрутов: при большой плотности точек пересечения дополнительный налет незначителен, а при плотности ниже средней можно считать, что он существенный и суммарное время налета двух ВС на одно пересечение может быть оценено как 2 л.часа.

В этом случае численно N axy = Paxy (t0, t1 ).

Анализ модели (6) показывает, что для вычисления Paxy (t 0, t1 ) необходимо найти C ( S x, S y ) площадь сечения поверхности вертикальной плоскостью, пересекающей ( ) плоскость 0S x S y по линии S (t ) = S x2 (t ) + S y (t ) 2, где S x, S y заданны уравнениями (1).

Указанные сечения показаны на рис. 5 и 6.

Для того, чтобы оправдать использование DE закона фактических отклонений, по сравнению с нормальным законом, необходимо сравнить риски N axy при одинаковых параметрах пересечения, но разных плотностях.

В табл. 1 представлены риски катастроф ВС на пересекающихся маршрутах при одних и тех же параметрах пересечения км, = 60o ;

1 = 2 = 8, 748 км;

1 = 2 = 4,374 км, но для различных S xy, W1 = W2 = ч законов фактических отклонений ВС от номинальных положений (Gaussian или DE).

Таблица 10 20 30 40 S xy [км] 4 1, 4212 4, 6846 10 1,1511 Gauss N axy 0, 0059 0, 4, 6594 104 1, 4718 10 4 2,9229 DE N axy 0, 0055 0, Продолжение табл. 56.45 60 70 80 104. S xy [км] 4,9737 109 6, 6078 1010 1,1571 10 12 7, 6304 1016 1,5840 Gauss N axy 1, 0304 10 5 5,8047 106 1,1535 10 6 2, 2999 10 7 4,9985 DE N axy Очевидно, DE плотности дают более реалистичную (осторожную) оценку риска при решении задач обоснования допустимых минимальных интервалов между ВС. Поэтому ИКАО рекомендует DE плотности для решения различных задач управления безопасности [4].

152 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков Рис. 5. Плотность вероятности перекрытия ВС в горизонтальной плоскости для нормальных отклонений от номинальных положений при движении по пересекающимся маршрутам и (S ) вертикальное сечение плотности по линии S (t ) = (t ) + S y (t ) 2 x Модель оценки безопасности полётов … Рис. 6. Плотность вероятности перекрытия ВС в горизонтальной плоскости для DE отклонений от номинальных положений при движении по пересекающимся маршрутам и (S ) вертикальное сечение плотности по линии S (t ) = (t ) + S y (t ) 2 x 154 К.Л. Исаакян, С.В. Кузнецов, В.Б. Спрысков Заключение Строго в соответствии с рекомендациями ИКАО разработана нестационарная модель оценки безопасности полетов при полетах ВС по пересекающимся маршрутам. Показано, что описание отклонений фактических положений ВС от номинальных посредством двумерных двусторонних экспоненциальных распределений дает при решении задач эшелонирования существенно более осторожные оценки рисков катастроф ВС по сравнению с использованием нормальных распределений.

Полученные результаты могут использоваться при сравнении отечественных и международных правил эшелонирования по критерию безопасности полетов, а так же для обоснования требований к точности системы наблюдения обслуживания воздушного движения, обеспечивающей заданный уровень безопасности полетов при использовании тех или иных правил эшелонирования.

ЛИТЕРАТУРА 1. Кравцов В.В., Спрысков В.Б., Щербаков Е.К. Оценивание технического риска катастроф ВС в пространстве сокращенных интервалов вертикального эшелонирования региона Евразия // Научный вестник ГосНИИ «Аэронавигация». - 2010. - № 10.

2. A unified Framework for Collision Risk Modeling in Support of the Manual on Airspace Planning Methodology for the Determination of Separation Minima (Doc 9689). – Monreal, ICAO, Cir 319 – AN/181, 2009.

3. Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и её инженерные приложения. – М.: Наука, 1988.

4. Doc 9689 – AN/955. Руководство по методике планирования воздушного пространства для определения минимумов эшелонирования. - 1-е изд. с доп. – Монреаль, ИКАО, 2002.

Сведения об авторах Исаакян Карен Левонович, 1951 г.р., окончил МЭИС (1973), МИЭМ (1981), старший научный сотрудник ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор более 30 научных работ, область научных интересов – безопасность воздушного движения.

E-mail: isaacian@atminst.ru Кузнецов Сергей Вадимович, 1985 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), старший научный сотрудник ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», аспирант МГТУ ГА, автор 7 научных работ, область научных интересов – системы наблюдения обслуживания воздушного движения, безопасность воздушного движения.

E-mail: kuznetsov@atminst.ru Спрысков Владимир Борисович, 1951 г.р., окончил МАИ им. С. Орджоникидзе (1975), МГУ им. М.В. Ломоносова (1983), доктор технических наук, главный научный сотрудник ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор более 100 научных работ, область научных интересов – безопасность воздушного движения.

E-mail: spryskov@atminst.ru НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ГосНИИ «АЭРОНАВИГАЦИЯ» № УДК 656.7.052:351.814.335. ANALYSIS OF INCIDENTS AND EQUIPPING LEVEL OF AIRCRAFTS OPERATED IN RUSSIAN FEDERATION WITH AIRBORNE TRAFFIC COLLISION AVOIDANCE SYSTEM (TCAS) Alpeеv V.S., Kuvirkov A.I., Dr. Sci. Tech. Kushelman V.Y., Shimanov V.S.

The analysis shows the international and national regulations for the implementation of TCAS, stages of the mod ernization of TCAS systems. It contains information materials about incidents and equipping level of the main fleet of civil domestic and foreign aircrafts with TCAS. According to the analysis conclusions about the state of equipment of domestic civil aircrafts with TCAS there are given proposals for modernization of the fleet of civil domestic aircrafts with TCAS.

Keywords: analysis, aircrafts, Traffic collision avoidance system (TCAS), incident, equipping level, moderniza tion.

АНАЛИЗ ОСНАЩЕННОСТИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ РФ БОРТОВЫМИ СИСТЕМАМИ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ В ВОЗДУХЕ Алпеев П.В., Кувырков А.И., Кушельман В.Я., Шиманов В.С.

В анализе приведены международные и национальные нормативные документы по внедрению системы TCAS. Отражены этапы модернизации систем TCAS. Представлены информационные материалы по инциден там и оснащению основного парка гражданских ВС отечественного и зарубежного производства системами TCAS. По результатам анализа сделаны выводы о состоянии оснащения отечественных гражданских ВС систе мами TCAS, даны предложения по модернизации парка гражданских ВС системами TCAS.

Ключевые слова: анализ, самолеты, система предупреждения столкновений, инцидент, оснащение, мо дернизация.

Известно, что одним из средств повышения безопасности полетов являются системы предупреждения столкновений самолетов в воздухе TCAS особенно в зонах с высокой ин тенсивностью воздушного движения.

Система предупреждения столкновений самолетов в воздухе предназначена для:

- обнаружения и определения местонахождения других самолетов в ближней зоне полета данного самолета;

- оценки степени опасности столкновения данного самолета с каждым отдельным само летом;

- выдачи, в случае необходимости, соответствующей визуальной и речевой команды экипажу для выполнения необходимого вертикального маневра.

Система TCAS формирует вокруг самолета объемные участки воздушного пространства, состоящие из зон столкновения, предупреждения и повышенного внимания. Форма, горизонтальные и вертикальные размеры зон являются функцией дальности и скорости сближения с конфликтным самолетом. С помощью системы TCAS возможно одновременно отслеживать до 60 самолетов.

156 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов Вне зависимости от взаимной геометрии траекторий конфликтующих самолетов в данный момент времени предупреждения о воздушной обстановке (ТА) и рекомендации по устранению конфликтной ситуации (RA) выдаются экипажу приблизительно с одним и тем же запасом по времени. Периметр зоны повышенного внимания находится в 20-48 секундах полета от рассчитанного системой времени вторжения TCAS конфликтующего самолета в зону столкновения. Периметр зоны предупреждения находится в 15- секундах полета от времени вторжения в зону столкновения ( рис.1).

Рис. 1. Зоны предупреждения и повышенного внимания системы TCAS Отображение воздушной обстановки и выдача рекомендаций по устранению конфликт ной ситуации (RA) осуществляется на цветном индикаторе на жидких кристаллах, совме щенном с указателем вертикальной скорости, или на дисплеях электронной индикации (рис.2).

Рис. 2. Пример отображения воздушной обстановки В общем случае система TCAS со стоит из процессора (1 шт.), ответчика (1-2 шт.), индикатора (2 шт.), пульта управления (1 шт.), антенн (4 шт.) (рис.3).

Основными и единственными на сегодня производителями систем TCAS являются 3 американские фир мы: Honeywell, Rockwell Collins, ACSS. Системы TCAS этих фирм сей час эксплуатируются на самолетах как зарубежного, так и российского про изводства.

Основные характеристики систем TCAS приведены в табл. 1.

Рис. 3. Состав и связи системы TCAS Анализ оснащенности воздушных судов … Таблица Основные характеристики эксплуатирующихся систем TCAS Типы TCAS № HONEYWELL Rockwell COLLINS ACSS Характеристика п/п TCAS- TCAS CAS-67A CAS-81А CAS-100 TCAS-II TCAS- 4000 Дальность 1 40 100 100 40 100 действия (миль) Точность опреде ления пеленга не 2 15 15 15 15 15 15 хуже (град.) Сопряжение с датчи требуется не ками курса, крена, требуется требуется требуется требуется требуется по курсу требуется тангажа Изменение ПО 7. 4 + + + + + + + Чувствительность -74 ±2 dB -75 ±2dB -77 ±2dB 5 -77 dB -74±3 dB -74±3 dB -74±3 dB приемника Требуется Не Требуется Не Не Не Обеспечение Обеспе доработка обеспе- доработка обеспе- обеспе- обеспе режима ADS-B чивается ответчика чивается ответчика чивается чивается чивается 4MCU и 4MCU и Габариты 7 4MCU 6MCU 6MCU 6MCU 4MCU 6MCU 6MCU Вес, фунт 8 17.01 21 15 20.8 18.2 17.7 14.7/15. 28VDC и 28VDC и 28VDC и 28VDC и Электропитание 9 28VDC 115VAC 115VAC 115VAC 115VAC 115 VAC 115VAC Наработка на Нет Нет Нет Нет 10 7,000 7,000 13, отказ, ч данных данных данных данных Несмотря на некоторые отличия в характеристиках систем TCAS, они все отвечают тре бованиям стандартов TSO C119b и TSO C112.

Основными международными нормативными документами, определяющими требования к системам TCAS, являются стандарты, циркуляры FAA США и документы Евроконтроля.

Их перечень и сроки внедрения TCAS отражены в табл. 2.

Таблица Международные нормативные документы Наименование Категория Ссылка на Срок начала Категория ВС требования требований документ действия Циркуляр FAA AC 20-131A от ВС с ТрД 29.03.1993г.

с 1993г.

G15 т или TCAS - II FAR 25, ARINC 718 с 1999г.

4 от 15.12.1989г. 30 пассажиров ARINC 735 Прил. от 17.06.1992г.

Самолетная систе EUROCONTROL ма предупреждений ВС с G15т или SUR/SSTRAT 11/97, 01.03.2000г.

столкновений 30 пассажиров JAR-OPS 1/668, (TCAS) Вновь выпущенные TCAS - II с версией ПМО 7.0 с 01.01.2007 ВС, G15т или 30 пассажиров (ACAS - II) ИКАО Поправка 29 к Приложению 6, ч.2 Вновь выпущенные с 01.01.2008 ВС весом 5.7-15т или 19пассажиров 158 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов ИКАО Приложение TCAS (ELS) с верси- 10, Евроконтроль ВС с G5.7т или с 31.03.2005г.

ей ПМО 7.0 19 пассажиров Dok 7030/4, EUR/RAC- ИКАО Приложение TCAS (EHS) с верси- 10, Евроконтроль ВС с G5.7т или с 31.01. ей ПМО 7.0 19 пассажиров Dok 7030/4, EUR/RAC- ИКАО Поправка 85 к с 01.01.2014 Вновь выпущен. ВС Приложению 10 к 01.01.2017 Все эксплуатир. ВС TCAS с версией Евроконтроль с 01.01.2012 Вновь выпущен. ВС ПМО 7.1.

Поправка №2010- к 01.12.2015 Все эксплуатир. ВС В нашей стране в качестве нормативных документов по внедрению систем TCAS (БСПС) выступают документы типа: указания, распоряжения, директивные письма. Пере чень национальных нормативных документов в РФ приведен в табл. 3.

Таблица Национальные нормативные документы Наименование Категория Срок начала Ссылка на документ Категория ВС требования требований действия Указание о допуске к эксплуата ции Ту-154М(Б), Ил-62М, Ил-86, Ил-96-300, оборудованные БСПС Ту-154М(Б), Ил-62М, БСПС 1995г.

фирмы Bendix King и Collins Ил-86,Ил-96- (ДВТ МТРФ №ДВ-6.1-49 от 06.05.1995г.) Распоряжение о допуске к экс Ил-86, Ил-96, Ил-62М, плуатации ВС, оборудованных Ил-76Т(ТД), Ту-204-120, 1999г.

БСПС (ФАС России №6.9-7 от Ту-154М, Як- 11.03.1999г.) БСПС с версией ПМО 7.0 Самолеты Р15т. или Распоряжение ФАС России о с 01.01.2000г.

число пассажиров введении переходного периода для внедрения ACAS-II (№6.9- Самолеты Р5700кг, от 01.06.99г.) с 01.01.2005г.

число пассажиров Инструктивный циркуляр по мо Бортовая сис дернизации систем БСПС для тема преду- Стандартное работы в режиме S (ФСНСТ преждения наблюдение ре- с 31.03.2005г. МТРФ №5.9-284 от 06.10.04г., столкновений жима S (ELS) ФСНСТ МТРФ №5.3.11-1110ГА (БСПС) от 12.09.05г.) Директивные письма ФСНСТ Усовершенство МТРФ о порядке работ по вне ванное наблюде дрению усовершенствованного до 31.03.2007г. ние режима S наблюдения (№5.3.10-251ГА, (EHS) №5.9-596ГА от 09.10.07г.) Приказ МТ РФ №128 от 31.07.2009г. о введении в дейст- с 01.07.2012г вие ФАП «Подготовка и выпол- при полетах в Самолеты Р5700кг или БСПС нение полетов в ГА РФ» с изме- условиях число пассажиров нениями от 21.12.2009, RVSM 22.11.2010, 16.11.2011г.

Анализ оснащенности воздушных судов … Из перечней нормативных документов видно, что внедрение систем TCAS как за рубе жом, так и в России началось в 90-х годах прошлого столетия. С тем отличием, что за рубе жом установка систем TCAS была обязательной. В РФ только с 01.07.2012 г. установка БСПС становится обязательной на самолетах весом 7,5т или более 19 пассажиров для по летов и в Российском воздушном пространстве в условиях сокращенных интервалов эшело нирования (RVSM) в соответствии с приказом Минтранса № 128 от 31.07.2009 г. «Об ут верждении ФАП «Подготовка и выполнение полетов в ГА РФ» с учетом изменений от 21.12.2009, 22.11.2010, 16.11.2011 г.


До опубликования этого приказа установка БСПС на самолеты российского производст ва была обязательной только для тех самолетов, которые выполняли рейсы за рубеж.

Внедрение систем БСПС на самолетах российского производства происходило согласно определенной процедуре, представленной ниже.

Порядок внедрения систем БСПС на самолетах отечественного производства 1. Квалификационные испытания TCAS в стране производителя.

2. Оформление Решения о порядке внедрения.

3. Разработка конструкторской и эксплуатационной документации (КД и ЭД) по уста новке и эксплуатации системы БСПС на типе ВС.

4. Доработка головного самолета каждого типа системой БСПС.

5. Контрольные наземные и летные испытания головного самолета сертификационными центрами СЦБО и АСЦ.

6. Корректировка конструкторской и эксплуатационной документации по результатам контрольных испытаний.

7. Введение в действие КД (служебной записки) и ЭД в органах авиационной админист рации РФ.

8. Разработка документации на доработку парка самолетов (выпуск серийной докумен тации, бюллетеней).

Самолеты зарубежного производства поступают в эксплуатацию в российские авиаком пании, как правило, уже укомплектованными системами TCAS и сертифицированными соот ветствующими органами авиационной администрации стран производителей самолетов.

В соответствии с межправительственным соглашением между США и Россией о взаим ном признании норм и требований повторная сертификация систем TCAS на самолетах, по ступающих в авиакомпании из-за рубежа, в России не производится.

В процессе внедрения систем БСПС в течение последних 15 лет на самолетах российско го производства специалистами ГосНИИ «Аэронавигация» совместно с летным составом ГосНИИ ГА проведены испытания каждого типа БСПС. При этом специалистами ГосНИИ «Аэронавигация» был разработан ряд нормативных документов, таких как:

- Методические указания по проведению эксплуатационной проверки бортовых систем предупреждения столкновений в воздухе типа TCAS-II на самолетах авиакомпаний, 1996 г.

- Типовая программа подготовки диспетчеров ОрВД в авиационных учебных центрах по курсу: «Особенности обслуживания воздушных судов, оборудованных бортовой системой предупреждения столкновений (БСПС) и взаимодействия с летным экипажем», 2002 г.

- Типовая программа первоначальной подготовки членов экипажа в АУЦ по курсу: Лет ная эксплуатация бортовой системы предупреждения столкновений в воздухе (БСПС), 2003 г.

- Типовые рекомендации по особенностям пилотирования самолета при срабатывании БСПС, 2004 г.

- Унифицированные дополнения к РЛЭ по типам воздушных судов по действиям экипа жа при срабатывании БСПС, 2004 г.

160 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов - Методическое пособие пилота по летной эксплуатации систем CAS-67A/81А на основе инструкции фирмы Honeywell, 2005 г.

- Инструктивный циркуляр о порядке и сроках введения в эксплуатацию стандартного (ELS) и усовершенствованного (EHS) наблюдения режима S, 2005 г.

По мере увеличения интенсивности воздушного движения, сокращения норм вертикаль ного эшелонирования стали ужесточаться требования к системам TCAS.

В 2000-2001 гг. в TCAS были произведены доработки программно-математического обеспечения (ПМО) версии 6.04 на версию 7.0, что позволяет:

- исключить отвлекающие рекомендации о воздушном движении при низкой скорости сближения 2-х и более ВС;

- улучшить восприятие экипажем рекомендаций TCAS;

- добавить новые голосовые сообщения;

- обеспечить совместимость с требованиями по сокращенному минимуму вертикального эшелонирования (RVSM).

В настоящее время системы TCAS имеют версию ПМО 7.0.

При осуществлении контроля за полетами ВС используется вторичный обзорный радио локатор (ВОРЛ), работающий в режимах А и С.

Возможности этих режимов ограничены по разным причинам:

- наличия ограниченного количества кодов (только 4096) для опознавания ВС, что явля ется недостаточным с учетом возрастающей интенсивности воздушного движения;

- перекрытия ответов от двух или нескольких приемоответчиков ВОРЛ, создаваемых со седними ВС;

- помех, вызываемых приемоответчиком, отвечающим радиолокатору, которого не за прашивал этот приемоответчик;

- перегруженности полосы частот 1030/1090 МГц.

Для разрешения этих трудностей международная организация ИКАО приняла стандарты и рекомендации по внедрению режима S (адресный режим). В Европе введение режима S было основано на двухэтапном подходе. На первом этапе внедрялось стандартное (ELS ) на блюдение. При этом приемоответчик ВОРЛ, работающий в режиме S, обеспечивает передачу следующей информации:

- 24-битовый адрес ВС;

- данные опознавания ВС в полете;

- данные об абсолютной высоте с интервалом 7,62 м (25 фут);

- статус положения ВС (в воздухе или на земле);

- факт выдачи рекомендации БСПС типа «RA».

Стандартное наблюдение для всех ВС введено Евроконтролем с 31 марта 2005 г. Для обеспечения требований по стандартному (ELS) наблюдению для полетов в воздушном про странстве Европейского региона потребовалось на самолетах отечественного производства:

- заменить пульты управления приемоответчиками с тем, чтобы была возможность наби рать и индицировать 8-значный буквенно-цифровой идентификационный код самолета, - доработать программное обеспечение приемоответчиков;

- доработать отдельные типы ответчиков (TPR-720, TPR-900 фирмы Rockwell Collins) на фирме производителе.

На втором этапе внедрялось усовершенствованное наблюдение (ЕНS), позволяющее пе редавать с борта на землю следующие параметры: магнитный курс, приборная ско рость/число Маха, вертикальная скорость, истинная воздушная скорость, угол крена, изме нение путевого угла, истинный путевой угол, путевая скорость, заданная высота эшелона.

Внедрение усовершенствованного наблюдения (EHS) режима S потребовало доработки борта самолетов по сбору, преобразованию в цифровой код в стандарте ARINC 429 перечис ленных выше параметров движения самолета и выдаче их в самолетный ответчик режима S.

Анализ оснащенности воздушных судов … Для внедрения усовершенствованного режима S (EHS) Евроконтроль утвердил в Евро пейском регионе переходный период, который предусматривал поэтапную установку обору дования EHS с таким расчетом, чтобы к 31 марта 2007 г. оборудование было установлено на 90% самолетного парка, принадлежащего эксплуатанту, а затем в течение последующих двух лет (к 31.03.09 г.) установить оборудование ELS, EHS на оставшихся 10% своего самолетно го парка.

Основываясь на опыте эксплуатации, а также анализе конфликтных ситуаций система БСПС постоянно совершенствуется в соответствии с международными требованиями ИКАО и Евроконтроля. В 2008 г. Евроконтролем принята новая версия ПМО 7.1, предусматриваю щая два нововведения в логике сообщений RA:

1. Усовершенствованная логика сигналов RA противоположного содержания в тех слу чаях, если одно из двух оборудованных TCAS ВС маневрирует в направлении, противопо ложном сообщению RA, или есть указание службы УВД, или если ВС, не оборудованное TCAS, маневрирует не так, как предусмотрено логикой предотвращения столкновения. Тогда может поступить команда RA на выполнение корректирующего вертикального маневра.

2. Замена неоднозначного указания TCAS «изменить вертикальную скорость» более про стой командой «прекрати снижение/набор» или «Выровняйтесь», что позволяет исключить неумышленные противоположные действия пилотов, а также избежать нарушений правил эшелонирования.

Нововведения в логике сообщений RA в версии 7.1 проиллюстрированы рис. 4.

Аппаратура TCAS c версией 7.1 должна соответствовать стандартам TSOC119с, RTCA/DO-185B или EUROCAE/ED-143.

Исследования, проведенные Евроконтролем, показывают, что вероятность столкновения в Европейском воздушном пространстве в настоящее время составляет 2,7 х10-8. После вне дрения версии 7.1 вероятность столкновения будет снижена в 4 раза.

В соответствии с поправкой 85 к томам I, III, и IV Приложения 10 («Авиационная элек тросвязь»), введенного с 18.11.10 г., ИКАО рекомендует осуществлять новые установки TCAS с версией 7.1, начиная с 01.01.2014 г., и закончить доработки парка к 01.01.2017 г.

В то же время по документам Евроконтроля внедрение версии 7.1 систем TCAS плани руется с 1.01.2012 г. Внедрение программного обеспечения версии 7.1 потребует доработки ПМО всех типов TCAS и аппаратной части большинства типов процессоров, как правило у фирм-производителей, а также уточнения эксплуатационной документации.

162 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов Рис. 4. Изменения в логике сообщений RA системы TCAS c версии 7.0 на версию 7. Следующим этапом развития систем TCAS будет внедрение гибридного наблюдения, являющегося дополнительным расширением функций TCAS в рамках TSO C119с, представ ленное на рис. 5.

Гибридное наблюдение позволит снизить коли чество запросов ответчи ков путем использования данных о местоположе нии самолета-наруши теля, благодаря наличию системы автоматическо го зависимого наблюде ния АDS-B. По мере сближения с конфлик тующим самолетом час тота запросов будет ме няться от одного раза в минуту до одного раза в секунду.

Рис. 5. Гибридное наблюдение Анализ оснащенности воздушных судов … Анализ инцидентов самолетов, оборудованных TCAS Количество По данным Росавиации Самолетов 45 (Управление инспекции по безо пасности полетов) удельный вес Российские АК 25 21 инцидентов с TCAS относительно 20 Иностранные АК 15 общего количества инцидентов ежегодно составляет менее 10%.

Год 2008(5 мес) 2009 Общее количество самолетов российских и иностранных АК, зарегистрированных в инцидентах с TCAS в ВП РФ за период август 2008 г. - декабрь 2010 г., представ лено на рис. 6.

Рис. 6. Количество самолетов российских и иностран ных АК, зарегистрированных в инцидентах с TCAS Из представленных данных видно, что количество самолетов российских авиакомпаний, зарегистрированных в инцидентах с TCAS, ежегодно увеличивается по сравнению с самоле тами иностранных АК.


Рис. 7. ВС иностранных АК, зарегистрированные в инцидентах с TCAS в ВП РФ за период август 2008 г. - декабрь 2010 г.

164 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов Распределения самолетов, зарегистрированных в инцидентах между иностранными и рос сийскими авиакомпаниями, представлены на рис. 7, 8.

Рис. 8. Самолеты российских АК, зарегистрированные в инцидентах с TCAS в ВП РФ Доля «участия» самолетов российских авиакомпаний в инцидентах от парка самолетов с TCAS в одной и той же авиакомпании не превышала 25% (рис. 9).

% Самолеты участники инцидентов в % от парка самолетов АК c TCAS 23, 30 22, 15,7 20 13, Л т йр ро д ло В ия ан ор тэ аэ А оф сс ст Н Ю нс е Ро ар эр ки т ра ло А ат гс Т оф Т ур эр нб А ре О Рис. 9. Доля «участия» ВС российских АК в инцидентах от парка самолетов с TCAS Анализ материалов инцидентов по фактам срабатывания TCAS на ВС показывает, что:

1. Экипажи ВС, как правило, выполняют рекомендации RA TCAS.

2. Разница между конфликтующими ВС в момент срабатывания TCAS составляла:

Анализ оснащенности воздушных судов … - по высоте от 160 до 600 м;

- интервал движения от 2 до 4 км.

3. Отмечаются случаи ложного срабатывания TCAS при большой разнице высот (1000 1920 м) и интервалов движения между конфликтующими самолетами (20-30 км).

4. Отмечаются отдельные случаи невыполнения экипажами:

- рекомендаций TCAS по ограничению вертикальных скоростей до 7,6 м/с при подходе к заданному эшелону за 610 м(2000 фут);

- требований НПП ГА и ФАП по выдерживанию заданного эшелона (высоты полета).

Анализ оснащения самолетов системами TCAS по данным 49 авиапредприятий РФ на конец 2010 г. показывает, что оснащенность самолетов зарубежного производства составляет 94,4 %, российского производства- 55,3 % (табл. 4).

Таблица Уровень оснащенности ВС системами БСПС Количество самолетов (49 АК, по состоянию на 15.12.2010 г.) №п/п Производитель Представленная Оснащенных Уровень самолетов информация БСПС оснащенности Зарубежного 1 253 239 94,4% производства Отечественного 2 479 265 55,3% производства Столь относительно высокая оснащенность системами TCAS самолетов зарубежного производства объясняется тем, что в выборку данных из 49 авиапредприятий попали данные таких авиапредприятий, как Трансаэро и Аэрофлот, самолеты которых укомплектованы TCAS практически на 100%.

Распределение оснащенности самолетов зарубежного производства, оборудованных TCAS, по типам показано на рис 10.

Рис. 10. Самолеты зарубежного производства, оборудованные TCAS 166 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов Более 80% парка самолетов зарубежного производства, оборудованных TCAS, состав ляют самолеты фирмы Boeing (41%) и Airbus (41%). Не оборудовано TCAS порядка 5% са молетов: L-410 УВП-Э (2 ВС), DA-42 (9 ВС), B737-200 (1ВС).

Распределение по типам самолетов российского производства, оборудованных TCAS, показано на рис. 11.

Рис. 11. Самолеты отечественного производства, оборудованные БСПС.

Основная доля доработанного парка самолетов приходится на самолеты типа: Ту-154М, Ил-76ТД, Як-42Д.

Парк самолетов, подлежащих дооборудованию системами БСПС по состоянию на 01.09.2011 г. по данным Росавиации в основном составляют самолеты типа Ан-24, Ан-26, Як-40, Ту-134. При этом документация на установку и эксплуатацию отдельных типов БСПС для этих типов самолетов разработана и одобрена авиационной администрацией. Данные о самолетах, находящихся в эксплуатации и подлежащих дооборудованию системами БСПС по состоянию на 01.09.2011 г., показаны на рис.12.

ВС подлежащие 100 98 дооборудованию о иет о С ВС находящиеся Кл чс в В 65 63 в эксплуатации 53 60 20 11 99 56 33 2 2 Тип В С - к к н н н н н н у у Я Я Л А А А А А А Т Т Рис. 12. ВС, подлежащие дооборудованию системой БСПС Анализ оснащенности воздушных судов … Работы по внедрению систем БСПС на самолетах типа Ан-28, 30, 32, 38 и Л-410 УВП-Э до настоящего времени не начаты.

Распределение по типам TCAS, установленным на самолетах зарубежного и отечествен ного производства, представлено в табл. 5.

Таблица Типы TCAS, эксплуатирующиеся на самолетах РФ Тип CAS- CAS- TCAS- TCAS-2000 CAS- TCAS- TCAS TCAS (в т.ч. T2CAS) 81A 67A II 100 4000 Самолеты Зарубежного 120 8 60 10 7 производства (4) Отечественного 13 82 86 9 4 производства (12) Наибольшее применение получили TCAS таких фирм-производителей, как Honeywell (CAS-81A, CAS-67A) и Rockwell Collins (TCAS II).

Наряду с упомянутыми выше системами в эксплуатации имеется и комбинированная система Т2CAS фирмы ACSS, объединяющая в одном процессоре функции TCAS и TAWS.

Эта система эксплуатируется на самолетах типа Ту-154М, Ил-76ТД, В-767 и RRJ-95.

В отдельно взятых авиакомпаниях эксплуатируется до 5-ти типов TCAS, что создает до полнительные трудности с обменным фондом, а также летной и технической эксплуатацией систем TCAS.

Установка систем БСПС на самолетах отечественного производства ведется предпри ятиями, имеющими конструкторскую документацию и соответствующие сертификаты на выполнение этих видов работ. Доработки выполняются, как правило, на базе эксплуатацион ных предприятий и серийных заводов.

Распределение самолетов российского производства по предприятиям-установщикам БСПС представлено на рис. 13.

Рис. 13. Распределение ВС России по предприятиям-установщикам БСПС 168 П.В. Алпеев, А.И. Кувырков, В.Я. Кушельман, В.С. Шиманов Основной парк самолетов российского производства (79%) доработан системами БСПС силами 9 малых предприятий.

Большая часть парка самолетов (83%) доработана по служебным запискам, 17% - по бюллетеням и документации серийных заводов. Распределение по годам доработки самоле тов российского производства системами БСПС приведено на рис.14.

Рис. 14. Распределение по годам доработки самолетов российского производства Проведенный анализ состояния разработки, сертификации, внедрения и опыта эксплуа тации бортовых систем предупреждения столкновений самолетов в воздухе показывает:

1. Оснащенность парка самолетов российского производства системами TCAS по дан ным 49 авиапредприятий по состоянию на 2010 г. составляла 53,3 %.

2. Внедрение ПМО версии 7.1 в системы TCAS по данным Евроконтроля позволит сни зить вероятность столкновений самолетов в Европейском воздушном пространстве в 4 раза.

3. Дальнейшим развитием систем TCAS будет внедрение гибридного наблюдения, яв ляющегося дополнительным расширением функций TCAS.

С целью дальнейшего повышения безопасности полетов считать необходимым:

1). Ускорить выполнение комплекса мероприятий по переходу к полетам воздушных су дов в режиме «RBS».

2). Дооборудовать системами TCAS самолеты с газотурбинными двигателями, у которых максимальная масса свыше 5700кг или на борту которых разрешена перевозка более 19 че ловек при выполнении полетов по международным воздушным трассам и в условиях сокра щенных интервалов эшелонирования.

3). Обеспечить установку самолетного ответчика RBS на самолетах типа Ан-28, 30, 32, 38, L-410 УВП-Э с последующей установкой БСПС в течение 2012-2015 гг.

4). Органам российской авиационной администрации отработать процедуру внедрения ПМО версии 7.1 в TCAS на самолетах, эксплуатирующихся в РФ.

5). Обратить внимание летного состава российских АК на выполнение требований доку мента «Рекомендуемая практика летной эксплуатации бортовой системы предупреждения столкновения (БСПС)». Приложение №1 к Распоряжению Минтранса России от 15.05.2003 г.

№НА-124-р.

6). Провести анализ эффективности систем TCAS на самолетах, эксплуатирующихся в РФ при выполнении полетов в условиях сокращенных интервалов эшелонирования и в зонах с высокой интенсивностью полетов.

Анализ оснащенности воздушных судов … ЛИТЕРАТУРА 1. Проведение исследований по оснащенности ГВС бортовым навигационным оборудованием, в соответ ствии с нормами ИКАО, требованиями ФАП РФ и требованиями к RVSM: отчет по НИР. - № Госрегистрации 01201002403. – М., 2010.

2. ИКАО, Приложение 10, том IV.

3. ИКАО, Приложение 6, Поправка 29.

4. ИКАО, Приложение 10, Поправка 85.

5. TSO C119b, TSO C112.

6. Разъяснения фирмы Honeywell к изменению 7.1 системы TCAS, С61-0954-000-001, June 2010, Honeywell International Inc.

7. Приказ Минтранса РФ №128 от 31.07.2009г. об утверждении ФАП «Подготовка и выполнение полетов в ГА РФ» с изменениями от 21.12.2009, 22.11.2010, 16.11.2011г.

8. Анализ состояния безопасности полетов в гражданской авиации Российской Федерации в 2009 году, ФАВТ. – М., 2010.

9. Информация о состоянии безопасности полетов в гражданской авиации Российской Федерации за 9 ме сяцев 2010 года, ФАВТ Москва 2010.

10. Информация Евроконтроля TCAS II Version 7.1.,www.eurocontrol.int.

Сведения об авторах Алпеев Петр Валерьевич, 1972 г.р., окончил МГТУ ГА (1994), начальник отдела ФГУП Гос НИИ «Аэронавигация», область научных интересов – бортовое оборудование ВС.

E-mail: alpeev@atminst.ru Кушельман Валерий Яковлевич, 1937 г.р., окончил МАИ (1961), доктор технических наук, за меститель директора ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», директор СЦБО, автор более 100 научных работ, область научных интересов – бортовое оборудование ВС.

E-mail: vkush@atminst.ru Кувырков Алексей Иванович, 1944 г.р., окончил МАТИ (1967), главный специалист ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», автор 14 научных работ, область научных интересов – сертификационные испытания систем БСПС, электронных средств отображения информации.

E-mail: kuvyrkov@atminst.ru Шиманов Владимир Сергеевич, 1986 г.р., окончил МГТУ ГА (2008), ведущий инженер по лет ным испытаниям ВС ФГУП ГосНИИ «Аэронавигация», область научных интересов - сертификаци онные испытания бортовых систем TCAS и систем автоматизированного обмена данными (ACARS).

E-mail: shimanov@atminst.ru НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК ГосНИИ «АЭРОНАВИГАЦИЯ» № НАУЧНО- ТЕХНИЧЕСКИЙ СОВЕТ ДОКТОРСКИЙ ДИССЕРТАЦИОННЫЙ СОВЕТ ОРГКОМИТЕТ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ, СОИСКАТЕЛЕЙ И АСПИРАНТОВ 7 декабря 2011 года в ГосНИИ «Аэронавигация» проведена 3-я Научно–техническая конференция молодых специалистов, соискателей и аспирантов вузов отрасли. Конференция проводится ежегодно постоянно действующим оргкомитетом ГосНИИ «Аэронавигация», научно техническим советом и докторским диссертационным советом Института. Тезисы выносимых докладов публикуются в СНТ «Научный вестник ГосНИИ «Аэронавигация».

МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ 1. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО СОЗДАНИЮ БАЗЫ ДАННЫХ ДЛЯ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АНС РОССИИ Апанасов А.А., Куприянюк М.М., Мищенко О.В.

Исследования по созданию системы анализа надежности «Комплексной функционирования технических средств Аэронавигационной системы России (САН ТС АНС)» проводятся с целью повышения качества функционирования АНС в целом за счет принятия своевременных решений на основании актуальных данных о текущем состоянии ТС и объектов ЕС ОрВД. Вместе с тем Исследования по созданию базы данных занимают важное место в процессе выполнения поставленных задач.

На этапе разработки ПО опытного образца (ОО) САН ТС АНС, в рамках научно исследовательских работ по теме «Создание комплексной системы анализа надежности функционирования технических средств Аэронавигационной системы России» Этап 2.

«Разработка опытного образца (программного обеспечения) системы анализа надежности функционирования технических средств Аэронавигационной системы России» (САН ТС АНС)» проводились исследования по созданию базы данных с целью обеспечения необходимых требований, предъявляемых к системе, в части:

сбора, учета, обобщения и анализа информации по объектам и средствам • радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи (РТОП и связи);

оперативного распределенного ввода и хранения информации о текущем состоянии • и паспортных данных объектов и средств РТОП и связи с учетом иерархической структуры этих объектов и их местонахождения;

оперативного распределенного ввода и хранения информации по событиям, • происходящим на объектах и средствах РТОП и связи;

хранения исторических данных по изменениям, происходящим с объектами и • техническими средствами РТОП и связи.

В докладе рассматриваются этапы создания базы данных ОО САН ТС АНС. Особое внимание уделено способам хранения исторических данных по изменениям, происходящим с техническими средствами РТОП и связи, а также задачам, решаемым на следующих этапах работ по созданию САН ТС АНС.

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТНЫХ ЗАДАЧ В ПРОЦЕССЕ РАЗРАБОТКИ СХЕМ МАНЕВРИРОВАНИЯ ВС В РАЙОНЕ АЭРОДРОМА Зелинский В.К.

Разработка схем требует проведения многих однотипных операций, которые приходится выполнять вручную в соответствии с документом ИКАО PANS-OPS 8168. Доступное программное обеспечение не всегда адаптируется и недостаточно гибко реализует функции и возможности, необходимые разработчику. Наиболее правильным решением представляется написание таких программных модулей, которые позволяли бы автоматизировать вычисление необходимых операций в задачах разработки схем маневрирования ВС в районе аэродрома. В докладе освещается алгоритм разработки и использования такого программного модуля. Немаловажной особенностью является тот факт, что модуль постоянно модифицируется с учетом актуальных потребностей.

Возможность использования таких разработок повышает оперативность предварительных расчетов, качество и точность аэронавигационной информации.

3. МЕТОДЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ОЦЕНКИ ОБЩЕГО РИСКА СТОЛКНОВЕНИЙ ВС ПРИ ВНЕДРЕНИИ RVSM В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ И РЕГИОНЕ ЕВРАЗИЯ Кравцов В.В.

17.11.2011 г. планируется введение системы сокращенных интервалов вертикального эшелонирования RVSM в Российской Федерации и ряде государств региона Евразия. В соответствии с требованиями ИКАО необходимым условием внедрения RVSM является соблюдение критериев безопасности полетов, в том числе показателя общего риска катастроф. Методы сбора и обработки данных для оценки общего риска основаны на материалах ИКАО и опыте внедрения RVSM в других регионах мира и предусматривают использование докладов об отклонениях ВС от заданного эшелона полета более 90 м (300 ft) за счет операционных ошибок экипажей, служб УВД, турбулентности и др.

В результате обработки данных докладов рассчитываются параметры математической модели общего риска для характерных участков отклонений трех типов:

- не приводящих к пересечению смежных эшелонов;

- приводящих к неразрешенному пересечению эшелонов;

- приводящих к длительному пребыванию ВС на неразрешенном эшелоне полета.

В докладе представлены методы организации сбора и алгоритмы обработки данных для расчета параметров математической модели оценивания общего риска столкновений ВС при внедрении RVSM в Российской Федерации и регионе Евразия.

4. СОЗДАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА НАДЕЖНОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АЭРОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ. ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ Семенов В.И., Мищенко О.В., Апанасов А.А.

Исследования и создание комплексной системы анализа надежности функционирования технических средств АНС России (САН ТС АНС) проводятся в три этапа:

1. Создание прототипа системы и разработка основных требований к САН ТС АНС России.

2. Разработка программного обеспечения опытного образца САН ТС АНС России (2010 г.) 3. Доработка программного обеспечения САН ТС АНС (2011 г.) Вместе с тем, одним из важных промежуточных этапов работ по разработке САН ТС АНС является проведение опытной эксплуатации программного обеспечения опытного образца (ПО ОО) САН ТС АНС. На этапе опытной эксплуатации ПО ОО САН ТС АНС решаются такие вопросы как:

- формирование первичных данных об организациях, объектах и технических средствах АНС;

- оценка функций ПО САН ТС АНС, разработанных в рамках второго этапа;

- выявление ошибок и необходимых доработок ПО САН ТС АНС;

- подготовка предложений по расширению функциональных возможностей САН ТС АНС.

В докладе рассматриваются вопросы формирования первичных данных и распределения ответственности при проведении опытной эксплуатации ОО ПО САН ТС АНС. Особое внимание уделено предложениям по доработке и расширению функциональных возможностей САН ТС АНС, а также результатам опытной эксплуатации, которых удалось достичь на сегодняшний день.

5. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИЛОЖЕНИЙ ЛИНИИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ В ОКЕАНИЧЕСКОМ ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Тараканов А.А.

В океаническом воздушном пространстве любое отклонение от номинальной траектории полета воздушного судна может быть причиной возникновения опасной ситуации сближения с другими воздушными судами и привести к катастрофе. Применение в океаническом воздушном пространстве приложений линии передачи данных позволит контролировать относительные расстояния между ВС и, следовательно, сократить минимальные интервалы между ВС. Тем самым повышается эффективность использования воздушного пространства при сохранении необходимого уровня безопасности полетов.

К настоящему времени в Магаданском центре УВД накоплен значительный эксплуатационный опыт использования АЗН-К и связи «диспетчер-пилот» по линии передачи данных, однако применяемые процедурные минимумы продольного эшелонирования заданы на основе времени, а не расстояния.

В докладе рассмотрены особенности использования приложений АЗН-К и связи «диспетчер-пилот» по линии передачи, а также перспективы применения этих приложений в океаническом воздушном пространстве Российской Федерации в части сокращения минимальных интервалов продольного эшелонирования.

6. ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ ОБОСНОВАНИЯ МИНИМАЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛОВ ЭШЕЛОНИРОВАНИЯ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ НАБЛЮДЕНИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ ВОЗДУШНОГО ДВИЖЕНИЯ В СООТВЕТСТВИИ С ОТЕЧЕСТВЕННЫМИ И МЕЖДУНАРОДНЫМИ ПРАВИЛАМИ Кузнецов С.В.

В докладе рассматриваются три прикладные задачи, решения которых позволяют применить известные модели рисков катастроф по обоснованию минимальных интервалов эшелонирования ВС при наблюдении, удовлетворяющих заданному уровню безопасности.

Полученные решения дают возможность приступить к оцениванию безопасности полетов при эшелонировании ВС с использованием системы наблюдения ОВД в соответствии с российскими и международными правилами и позволяют рассчитать риски катастроф ВС в зависимости от характеристик наблюдения, самолетовождения и применяемых правил эшелонирования. Тем самым создаются предпосылки к объективному сравнению по критерию безопасности полетов российских и международных правил эшелонирования при одинаковых моделях рисков катастроф, характеристиках наблюдения и самолетовождения и минимальных интервалах эшелонирования.

7. АРХИТЕКТУРА КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ АНАЛИЗА НАДЁЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АЭРОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РОССИИ Мищенко О. В., Апанасов А.А., Семенов В.И.

Исследования по созданию системы анализа надежности «Комплексной функционирования технических средств Аэронавигационной системы России (САН ТС АНС)» проводятся с целью повышения качества функционирования Аэронавигационной системы России (АНС) в целом за счет осуществления централизованного сбора данных в электронном виде о работе технических средств АНС и принятия своевременных решений на основании актуальных данных о текущем состоянии технических средств (ТС) и объектов ЕС ОрВД. Вместе с тем исследования по созданию эффективной архитектуры, учитывающей потребности и возможности пользователей создаваемой системы, занимают важное место в процессе выполнения поставленных задач.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.