Способ и устройство для управления движением на аэродроме

Способ и устройство для управления движением на аэродроме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способам управления движением на аэродроме, представленном наземными элементами структуры аэродрома и его воздушным пространством, в частности, к способам и устройствам для мониторинга, контроля и управления движением воздушных судов и наземных транспортных средств с учетом реальной обстановки на аэродроме.

Проблема обеспечения безопасности полетов, взлета, посадки и маневрирования летательных аппаратов является весьма актуальной и включает в себя целый ряд как организационных аспектов, связанных с организацией наземного и воздушного движения на аэродроме в целях исключения транспортных происшествий, с обеспечением контроля технического состояния воздушных транспортных средств и различных наземных транспортных средств, контроля соблюдения предписанных им нормативов (правил) движения, соблюдения расписания движения, предписанных маршрутов и местоположения на аэродроме, так и научно-технических аспектов обеспечения безопасности движения на аэродроме.

Известно, что деятельность диспетчера аэродрома должна быть направлена на обеспечение контроля ситуации на аэродроме и управление движением мобильных объектов, в частности, в зоне его ответственности при предоставлении диспетчерского обслуживания.

Известные традиционные визуальные способы наблюдения, непосредственно выполняемые диспетчерами без использования инструментальных средств с контрольно-диспетчерского пункта (вышки), размещенного на аэродроме, имеют эксплуатационные ограничения при нарушении условий прямой видимости из-за неблагоприятных погодных условий (туман, интенсивные атмосферные осадки), а также из-за возможного перекрытия (затенения) области наблюдения другими объектами.

Значительные усилия разработчиков направлены на создание комбинированных способов управления движением, сочетающих моделирование поведения воздушных транспортных средств в реальных условиях и в прогнозируемых условиях осложненной метеорологической и вихревой обстановки, с возможностью подачи управляющих команд для изменения предписанного ранее маршрута движения, обеспечивающих необходимое маневрирование воздушных транспортных средств на аэродроме и при взлете/посадке.

Одним из аспектов безопасности полетов воздушных судов является обеспечение безопасности их взлета/посадки и полетов в воздушном пространстве аэродрома в условиях, когда фактором, определяющим уровень безопасности их движения, является возможность попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа, генерируемого объектом, находящимся в окрестности летательного аппарата и называемого «генератором вихрей». При этом в качестве генераторов вихрей рассматриваются не только летательные аппараты, генерирующие аэродинамические струи высокой степени турбулентности, но и наземные объекты, обтекаемые воздушными потоками, имеющими высокую степень турбулентности, вихревой след которых может быть опасным для летательного аппарата. Совокупность точек пространства, при попадании в которую действующие на воздушное судно силы и моменты могут привести к опасной ситуации, охарактеризована как «опасная зона вихревого следа».

Появление в авиации воздушных судов, имеющих крылья малых удлинений с большой удельной нагрузкой, приводит к увеличению интенсивности вихревого следа, что, соответственно, увеличивает опасность попадания в него воздушного судна.

Попадание воздушного судна в опасную зону вихревого следа, генерируемого другим объектом, например, другим воздушным судном, может приводить к значительному изменению углов атаки и скольжения. При этом на воздушное судно воздействуют аэродинамические силы и моменты, которые могут, например, отбросить его в сторону от следа генератора вихрей с нарушением предписанного маршрута полета и предписанных нормативов расстояний между воздушными судами, а при малых высотах, например, при посадке или взлете воздушного судна, привести к нарушению предписанной глиссады взлета или посадки и к нештатным ситуациям из-за невозможности компенсации такого воздействия органами управления воздушного судна и выполнения маневр уклонения от опасной зоны вихревого следа.

Многочисленные исследования перемещения и затухания вихрей показали, что такие атмосферные факторы, как ветер, сдвиг ветра, стратификация и турбулентность, играют также важную роль в этих процессах.

Существует потенциальная возможность оптимизации безопасных расстояний между воздушными судами в процессе посадки, взлета и полета на основе достоверного прогнозирования динамики вихревого следа с учетом текущего и краткосрочного прогноза соответствующих метеорологических условий, влияния атмосферных условий и близости земли на динамику вихревого следа.

Специалистам в области воздушного движения известно, что расположение вихревого следа в пространстве зависит от динамики изменения параметров окружающей среды, от положения воздушного судна в пространстве с учетом изменения его конфигурации и установленных нормативов производства полета. Под изменением конфигурации состояния воздушного судна понимается, например, изменение режима работы двигателей, в том числе отказ одного или нескольких двигателей, изменение геометрии воздушного судна, например стреловидности крыла, обледенение поверхности летательного аппарата и другие изменения, приводящие к изменению режима обтекания его набегающим потоком и, следовательно, к изменению аэродинамических сил и моментов, обусловленных воздействием аэродинамических возмущений, в том числе вихревого следа, а также к изменению возможностей воздушного судна по компенсации таких воздействий.

Поэтому для осуществления контроля и управления движением в районе аэродрома очень важна задача предоставления пилоту воздушного судна определенного типа и диспетчеру информации о положении и конфигурации вихревых следов, являющихся для воздушного судна определенного типа опасными с учетом их движения в атмосферных условиях аэропорта, и положении воздушного судна относительно них в прогнозируемый момент времени его перемещения на малой высоте в воздушном пространстве аэродрома.

В связи с тем, что попадание воздушного судна в вихревой след может привести к явлению типа бафтинг (частотно-резонансное возбуждение элементов конструкции самолета), к неконтролируемой угловой скорости вращения по крену (до 200 градусов в секунду) с потерей высоты полета (до 150-200 м), а также к потере управляемости воздушного судна, для повышения безопасности полетов международной организацией ICAO были разработаны и введены правила, определяющие минимальные расстояния между первым и вторым воздушными судами, гарантирующие безопасный вход второго воздушного судна в след, генерируемый первым воздушным судном, с учетом конструктивных характеристик первого и второго воздушных судов и состояния атмосферы в зоне полета. При этом указанные минимумы расстояний были введены для продольного эшелонирования. В дальнейшем эти правила были подвергнуты неоднократной коррекции в сторону увеличения минимальных расстояний, что привело к тому, что в настоящее время главные аэропорты мира работают на пределе своей пропускной способности. Тем не менее, стандарты эшелонирования воздушных судов по условиям вихревой безопасности являются обязательными при выполнении полетов друг за другом при взлете или посадке на одну полосу или на две близко расположенные параллельные полосы или при полете друг за другом на близких уровнях по высоте.

Известен способ управления вихревой безопасностью воздушного судна при эшелонировании (US, 2008030375, А1), в котором на основе информации о лидирующем и о последующем самолетах и данных о погоде формируют прогноз будущей позиции вихревого следа лидирующего воздушного судна и прогноз будущей позиции последующего самолета; определяют, будет ли будущая позиция последующего воздушного судна пересекать будущую прогнозируемую позицию вихревого следа, генерированного лидирующим самолетом, в точке пересечения, и передают предупреждение управлению воздушным движением, касающееся точки указанного пересечения; определяют коррекцию курса последующего самолета, совместимую с трафиком, для уклонения от точки пересечения с вихревым следом, и передают коррекцию курса управлению движением. При этом система принятия решения не является быстродействующей, решение об изменении курса принимает диспетчер управления движением и сообщает пилоту последующего воздушного судна скорректированные данные его последующих полетных параметров. Однако маневрирование с временным изменением курса и последующим возвратом на первоначально заданный курс требует значительного пространства, времени и топлива и может привести к нежелательному значительному увеличению расстояния между самолетами и снижению пропускной способности аэродрома.

Известно, что Национальная администрация по аэронавтике и космонавтике США (NASA) уделяет большое внимание повышению эффективности зоны аэродрома, в частности, при взлете и посадке летательных аппаратов, и одним из направлений разработок являются работы по созданию Системы определения вихревого интервала (AVOSS), которая будет объединять выходы различных систем и вырабатывать зависящие от погодных условий динамические критерии величин интервалов вихревых следов (37 ^th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, January 11-14, 1999, Reno, NV, NASA Langly Research Center, Hampton, VA). Эти системы представляют текущие и прогнозируемые погодные условия, модели перемещения вихревого следа и его затухания в этих погодных условиях от поверхности земли до высоты посадочной или взлетной глиссады, а также осуществляют обратную связь поведения вихревых следов в реальном времени. Поведение следа сравнивают с определенными заранее размерами коридора безопасности и определением умирания следа, в результате чего находят искомые интервалы разделения для самолетов. Если следы продолжают существовать дольше, чем ожидалось, то уменьшение интервалов между взлетом самолетов или их посадкой запрещают. При этом поведение следа вычисляют на множестве «окон» захода на посадку от высоты глиссады до торца взлетно-посадочной полосы. Однако в этой системе имеется ряд ограничений, таких, как: отсутствие учета вертикального сдвига ветра, который может препятствовать опусканию следа или привести к его подъему, отсутствие учета конкретного масштаба турбулентности, необходимого для моделирования затухания следа, и другие, которые могут привести к нештатной ситуации вследствие несоответствия заранее предоставленных диспетчеру вычисленных параметров следа и фактических параметров следа. Кроме того, применение системы AVOSS приведет к увеличению нагрузки на операторов (диспетчеров) полетов, которые и в настоящих условиях испытывают значительные эмоционально-стрессовые нагрузки, а также к интенсификации их труда, что является нежелательным, так как увеличивает возможность принятия диспетчерами неадекватных решений.

Известна интегрированная система вихревой безопасности летательного аппарата (RU, 2324953, С2), предназначенная для обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов (далее ЛА) с помощью предупреждения и/или предотвращения нештатных ситуаций, связанных с возможным попаданием летательного аппарата в опасную зону возмущенного воздушного потока - так называемого вихревого следа, генерируемого другим объектом - генератором вихря (далее - ГВ), в том числе, при обтекании объекта воздушным потоком. Система содержит информационные подсистемы, обеспечивающие фиксацию, сохранение и предоставление пользователю информации о предполагаемом взаимном расположении летательного аппарата и действующих на воздушное судно опасных аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генераторов вихрей, зон вихревых следов в прогнозируемый момент времени на упреждающем расстоянии от летательного аппарата. В качестве пользователя, который задает критерии опасности, может выступать экипаж летательного аппарата и/или диспетчерские службы воздушного движения. При этом информация может быть визуализирована в удобном для восприятия виде, в объеме, достаточном для формирования диспетчером предписывающего сигнала на выполнение маневра уклонения летательного аппарата от опасной зоны вихревого следа. При этом подсистема предупреждения о возможности попадания ЛА в опасную зону вихревого следа ГВ может быть реализована с использованием штатного бортового и наземного оборудования, например бортовой инерциальной навигационной системы ЛА (Airborne Inertial Navigation System (AINS), системы воздушных сигналов (Air Data Computer System (ADC), доплеровского измерителя скорости сноса ЛА (Doppler System (DS), радиолокатора переднего обзора ЛА (Forward View Radar (FVR), и использованием информации, поступающей от управления воздушным движением (Air Traffic Control (АТС), системы единой индикации (United Indication System (UIS), мультиплексного канала информационного обмена (Information Exchange Multiplex Channel (IEMC), a также от совместимых с указанными системами информационных систем, применяемых на ЛА других стран, например системы предотвращения столкновений Collision Avoidance System (TCAS), системы предупреждения об опасности движения Traffic Alert, США. Подсистема пользователя, размещенная как на борту ЛА, так и в месте размещения дисплея диспетчера, обеспечивает текущую коррекцию имеющейся у диспетчера информации о вихревой обстановке в районе приземления или посадки, что повышает безопасность взлета и посадки и позволяет сократить временной интервал между ЛА при взлете или приземлении.

Известна система предупреждения о вихре (US, 4137764, В1), в которой расстояние между воздушными судами при эшелонировании вблизи взлетно-посадочных полос сводится к минимуму с помощью определения степени опасности существующих ветровых условий в заранее выбранной точке траектории и прогноза движения вихревого следа самолета, в частности, удаления вихря от траектории полета при измеренных метеоусловиях. Однако применение указанной системы предполагает возможность снижения минимального расстояния между судами в зависимости от реальных погодных условий в каждой реальной ситуации, что является недопустимым для планирования и диспетчеризации полетов в условиях обязательного выполнения установленных нормативов эшелонирования.

Известно, что для уклонения от входа в опасную зону вихревого следа или в опасную зону турбулентности маневрирование может быть произведено с согласованным изменением величины текущей скорости самолета, например, путем согласованного расчетного изменения тяги или мощности двигателя (JP, 2000062698, А1).

Известен способ и устройство создания визуальных отображений вихревых следов путем математического моделирования их на основе характеристик летательного аппарата, генерирующего вихревой след, с учетом влияния атмосферных условий на состояние вихревого следа (US, 5845874, А). При этом в устройстве использован быстрореагирующий дисплей, на котором осуществляют визуализацию смоделированных вихревых следов от каждого летательного аппарата, находящегося вблизи защищаемого летательного аппарата. Причем при наличии в окружении летательного аппарата большого количества других летательных аппаратов, например, вблизи аэродрома, дисплей будет показывать большое количество смоделированных вихревых следов, что приведет к трудности определения, какие из вихревых следов представляют для летательного аппарата реальную опасность и какие из них можно игнорировать. Однако такая система не решает задачи информирования пилота и диспетчера воздушного движения о прогнозируемой степени опасности попадания в выявленные вихревые следы с учетом полетной высоты летательных аппаратов и о рациональном маневре летательного аппарата для исключения попадания в оставшийся вихревой след летательного аппарата, приземлившегося ранее.

Кроме того, описанные выше способы могут предоставлять диспетчеру визуализацию не реальных, а прогнозируемых ситуаций, которые требуют от пилота логических выводов для исключения входа в область прогнозируемой опасности путем изменения полетных характеристик, совершения маневра уклонения с изменением курса и/или положения воздушного судна в пространстве в согласованных с диспетчером пределах, что приводит к опасности значительного влияния на процесс управления полетом «человеческого фактора», обусловленного опытом пилота и диспетчера полетов и их способностью к принятию быстрых самостоятельных решений, не гарантируя соблюдение требований по эшелонированию и обеспечения требуемого уровня безопасности воздушном пространстве аэродрома при разрешении конфликтных ситуаций в реальном масштабе времени в реальной ситуации.

Другим аспектом безопасности воздушных транспортных средств является обеспечение безопасности их взлета/посадки в условиях движения различных транспортных средств в наземном пространстве зоны аэродрома.

Известны различные способы наблюдения, контроля и управления наземным движением в зоне аэродрома. При этом все известные способы управления движением наземных объектов включают передачу команд диспетчера транспортным средствам по каналам аудио-связи в виде текстовой информации, ясность воспроизведения которой в значительной мере зависит от помех и погодных условий. Кроме того, применяемые способы контроля в вышеуказанных способах наблюдения, основанные на устных докладах экипажей по каналам связи, не являются объективными, и в ряде случаев в истории авиации приводили к катастрофам.

Известен способ управления воздушными судами, находящимся на земле (RU 2369908, С1), в котором каждый элемент аэродрома, который находится в поле индикации просмотрового экрана на приборной доске самолета, снабжают формуляром, который содержит информацию, относящуюся к указанному элементу, что делает возможным осуществление воспроизведения особенно удобочитаемых и понятных изображений на указанном экране, обеспечивает возможность оказания помощи пилоту в части самостоятельного определения легким способом местоположения на аэродроме во время выруливания указанного самолета. При отображении используется средство для поиска элементов аэропорта, которые отображаются в поле индикации экрана. Имеется средство для проверки, будет ли каждый из указанных элементов составлять часть первой группы, для которой основная точка привязки находится внутри зоны формуляров, или второй группы, для которой основная точка привязки расположена за пределами зоны формуляров. Предусмотрены также средство для определения дополнительной точки привязки элементов второй группы, расположенной на пересечении оси указанного элемента и зоны формуляров, и средство для представления на экране каждого элемента формуляра, содержащего данные, относящиеся к указанному элементу. Формуляры, относящиеся к первой группе, расположены в основной точке, а формуляры, относящиеся ко второй группе, - в дополнительной зоне привязки. Способ позволяет исключить чрезмерную перегрузку поля отображения, однако является сложным в реализации. Кроме того, способ контроля наземного движения с помощью отслеживания текущих реальных ситуаций многочисленными радиоэлектронными средствами (локаторами, дальномерами, связными радиостанциями) требует разрешения на использование многих радиочастот, при этом возможны затенения одних объектов другими, а также ложные отметки, обусловленные наличием боковых лепестков антенны локатора. При этом не устранена зависимость решений диспетчера от показаний бортового оборудования самолета, зависящих от условий видимости на аэродроме.

Для обеспечения безопасности перемещения воздушных транспортных средств на аэродроме также необходимо контролировать и положение и перемещения вспомогательных транспортных средств, например, средств механизации, осуществляющих работы по обслуживанию аэродрома, заправке воздушных судов и другие необходимые работы, а также обслуживающих наземных транспортных средств, осуществляющих доставку грузов и людей.

Так как для пилота воздушного транспортного средства перед заходом на взлет или посадку должна быть обеспечена возможность контроля положения воздушного транспортного средства относительно визуально различимых границ взлетно-посадочной полосы, рулевых дорожек и мест стоянки, что обеспечивается размещением светосигнального оборудования на их границах, то контроль за исправностью светосигнального оборудования также включена в сферу ответственности оператора. Причем имеются нормативы допустимого отказа в работе светосигнального оборудования, при которых функционирование работоспособного светосигнального оборудования обеспечивает безопасность воздушного транспортного средства при взлете/посадке и маневрировании в зоне аэродрома. При превышении отказов светосигнального оборудования выше нормативных движение воздушных транспортных средств в области взлетно-посадочных полос должно быть прекращено, что приводит к необходимости повторного маневра захода на посадку прибывающего воздушного транспортного средства или к запрету взлета/посадки.

Известен способ управления наземным движением воздушных судов и средств механизации (RU, 2080033, С1), в котором осуществляют: определение местоположения транспортного средства на пути его перемещения с использованием сигналов датчиков; включение оптической сигнализации сопровождения и барьера остановки; автоматическое включение дискретной предупреждающей сигнализации перед выездом на взлетно-посадочную полосу, при несанкционированном пересечении барьера остановки в импульсном режиме включения прожекторов, установленных с возможностью перекрытия поля зрения пилота. При этом в диспетчерском пункте автоматически включается звуковая и световая тревожная сигнализация. Способ предназначен для обеспечения экстренной остановки транспортных средств при попытке их несанкционированного выезда, например, на взлетно-посадочную полосу аэродрома. Однако применение способа ограничено в связи с зависимостью от погодных условий в районе аэродрома: при снижении прямой видимости диспетчером воздушного судна для изменения уже сложившейся ситуации должны быть предприняты меры для срочного маневрирования не только одного самолета, но и других самолетов и наземных транспортных средств, что требует значительных затрат времени и приводит к задержкам вылетов.

Известен способ наблюдения за наземным движением подвижных объектов в пределах установленной зоны аэродрома, представленной взлетно-посадочными полосами, рулежными дорожками и местами стоянки воздушных судов и обслуживающей техники (RU, 2521450, С2), в котором используют подключенный к когерентному оптическому рефлектометру чувствительный волоконно-оптический кабель в качестве виртуальных датчиков вибраций для обнаружения подвижных объектов на защищаемой площади поверхности в пределах установленной зоны аэродрома. При этом чувствительный волоконно-оптический кабель выполнен неразрывным, помещен в грунт вблизи границ взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники или в бетонное покрытие взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок и пересекает, по крайней мере, один раз взлетно-посадочную полосу и/или рулежную дорожку и/или место стоянки воздушных судов и/или обслуживающей техники, или расположен зигзагообразно вдоль взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники. При этом измеряют амплитуды и фазы регистрируемых вибраций и проводят совместную цифровую обработку полученной информации для отслеживания в режиме реального времени параметров движения подвижных объектов, их взаимного положения и положения относительно характерных топографических точек на защищенной площади поверхности. Кроме того, в процессе наблюдения за наземным движением подвижных объектов их идентифицируют по типам воздушных судов на основе алгоритмов распознавания спектров вибраций в известных режимах работы их двигателей, например, на малом газу, а обслуживающей техники - по частоте оборотов двигателя в характерных режимах, например, в режиме холостых оборотов. Система наблюдения за наземным движением подвижных объектов в пределах установленной зоны аэродрома включает чувствительный волоконно-оптический кабель, подключенный к когерентному оптическому рефлектометру и расположенный в пределах установленной зоны аэродрома вдоль взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и/или обслуживающей техники, причем расположение чувствительного волоконно-оптического кабеля в плане повторяет конфигурацию расположения взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники. Однако способы наблюдения, использующие вибрационные измерения в большом диапазоне чувствительных зон, требуют от диспетчера опознания ситуации на аэродроме после анализа огромного объема информации, принятой по каналам связи или представленной в виде текстовых блоков на экране диспетчера и вызванных из памяти, что требует больших затрат времени и приводит к быстрому накоплению усталости диспетчера.

Известна система контроля воздушного движения (US, 2009143968, А1), содержащая процессор, память, источник электронных полетных данных, устройство сенсорного дисплея, клавиатуру, шаровой манипулятор/вспомогательную клавиатуру, и известен способ отслеживания, записи, взаимодействия и организации электронных полетных данных в отношении пространства поверхности аэропорта, включающий:

- отображение поверхности аэропорта в виде карты на сенсорном дисплее;

- отображение полетной информации в виде элемента цветных кодированных полетных данных на карте аэропорта;

- привязка указанного элемента полетных данных к местоположению воздушного судна на карте аэропорта;

- перемещение указанного элемента путем касания и волочения указанного элемента на желаемое местоположение на карте аэропорта;

- отображение только необходимой информации для конкретной операции;

- отображение полной полетной информации для самолета, находящегося в области считывания данных;

- использование набора сенсорных кнопок, отображенных на карте, для предоставления самолету взлетно-посадочной полосы, предоставления данных о пересечениях или других маршрутных данных, для индикации разрешения к вылету и для передачи полетных данных между местом размещения операторов и каналами воздушного движения;

- указание зон на карте, в которых указанные полетные элементы данных будут связаны между собой поочередно;

- использование системы информационных окон на карте аэропорта для отображения текущих данных, времени и кодов автоматической информационной системы терминала;

- использование набора напоминаний, которые включают обработку вида индикации родовых и самолетных таймеров, родовой и специфической ярко высвеченной критической информации, индикации рулевых дорожек, таймеров, ассоциированных с взлетно-посадочной полосой, информации о статусе воздушного судна в пространстве и времени вылета, и связи наземного оператора и экранов местных операторов так, что изменения, сделанные в полетных элементах на одном дисплее, отражаются на других.

При этом шаг отображения полетной информации в виде элемента цветных кодированных полетных данных на карте аэропорта дополнительно включает:

- отображение ожидающего полетного элемента в позиции наземного оператора вылета воздушного судна на карте аэропорта около точки указанного самолетного трапа, и этот ожидающий элемент состоит из данных полетных характеристик, содержащих его позывной, тип, первую привязку вылета, привязку взлетно-посадочной полосы, пересечение предписанных маршрутов, прогнозируемое время вылета или контролируемое измененное время, индикацию обслуживания, индикацию обработки полетных данных, индикацию таймера, индикацию статуса задержки;

- отображение указанного элемента полетных данных как отправляемого на указанной позиции наземного оператора и позиции указанного местного оператора для этого вылетающего элемента, когда наземный оператор двигает указанный ожидающий полетный элемент за указанную точку ожидания взлета в карте аэропорта, и указанный отправляемый элемент полетных данных содержит характеристики полетных данных, содержащие позывной, тип, первую привязку вылета, привязку взлетно-посадочной полосы, пересечение предписанных маршрутов, прогнозируемое время вылета или контролируемое измененное время, индикацию обслуживания, индикацию обработки полетных данных, индикацию таймера, индикацию статуса задержки.

Однако отображение указанных полетных элементов на плоской карте аэропорта без визуализации соотношения высоты положения объектов между собой и над рельефом аэродрома не позволяет оператору быстро оценить ситуацию и быстро принять решение по выбору управляющей команды. Кроме того, предоставление оператору значительного объема пошаговой словесной и цифровой информации о полетных данных по каждому самолету в многочисленных окнах значительно отвлекает внимание оператора от контроля соответствия реальных данных контролируемого объекта предписанным визуализированным полетным данным и, кроме того, приводит к необходимости опознания оператором (диспетчером) ситуации на основе логического выстраивания полученной информации по критериям ее важности для разрешения возможного конфликта, что также требует времени. Кроме того, принудительное перемещение полетных элементов на экране не отражает реального положения этого элемента на аэродроме.

Таким образом, является весьма актуальным совершенствование технологии обслуживания воздушного движения с использованием перспективных средств и способов наблюдения и управления движением для обеспечения требуемого уровня безопасности полетов и пропускной способности аэродромов, а также повышение экономичности воздушного движения.

Специалистам в области организации воздушного движения понятно, что основными причинами, затрудняющими диспетчеризацию и маршрутизацию при управлении мобильными объектами на аэродроме, являются:

- отсутствие видимости на аэродроме из-за метеорологических условий (туман и др.);

- ограничения по использованию эфирного времени при ведении радиосвязи с большим объемом передаваемой информации;

- наличие искусственных препятствий, мешающих непосредственному обзору места наблюдения;

- условия ограниченной видимости в ночное время;

- наличие высотных препятствий в зонах захода на посадку и вылета, учитывающихся при расчете нормативных минимумов дистанций и интервалов движения, что значительно осложняет решение задач регулирования движения, связанных с конфликтными ситуациями на аэродроме, с помощью вычислительных средств;

- отсутствие видимой информации о перемещениях опасных зон вихревых следов, индуцированных генераторами вихрей, в том числе, воздушными судами при взлете/посадке и высотными препятствиями.

Кроме того, при движении воздушных судов на аэродроме должны быть исключены возможности создания конфликтных ситуаций и катастроф, вызванных столкновениями воздушных судов со вспомогательными транспортными средствами, осуществляющими движение по территории аэродрома, с учетом изменения времени, маршрута и направления их движения, и их присутствия на взлетно-посадочных полосах и площади маневрирования воздушных средств, например, в случае их внезапной несанкционированной остановки, например, вследствие их неисправности.

Кроме того, должна быть обеспечена информированность оператора о наличии свободных рулевых дорожек, мест стоянки и маневрирования воздушных судов, свободных от препятствий и приемлемых для маневра воздушного судна определенного типа, необходимого для разрешения конфликтных ситуаций, и для устранения последствий разрешения таких ситуаций или последствий катастроф, при контролируемом движении наземных транспортных средств, с минимальными затратами времени.

Кроме того, для диспетчера возможно управление движением только объектами, имеющими нормально функционирующие системы управления их движением и систему двусторонней связи с ними, в условиях полной осведомленности диспетчера об обстановке в зоне его ответственности и вокруг мобильных объектов и о возможностях корректировки маршрутов движения и их маневрировании с учетом осведомленности диспетчера об обстановке в соседних зонах ответственности других диспетчеров. При этом, в случае возникшей неисправности систем управления движением и систем связи на воздушном судне, находящемся в положении захода на посадку, диспетчер должен быстро принять решение для обеспечения возможности его посадки с учетом свободных взлетно-посадочных полос аэродрома.

Известно, что в диспетчерской деятельности наиболее сложным является принятие решения в экстремальной ситуации. Оно состоит из двух этапов: опознания ситуации и определения порядка действий по ее ликвидации. Перед выполнением каждого следующего действия диспетчер должен предвидеть свои последующие действия.

Известно, что восприятие речевых сигналов в словесной форме или визуализированных текстовых сигналов на средствах отображения требует определенного времени, необходимого и достаточного для последующего опознания ситуации и принятии решения в условиях дефицита времени. Предоставление диспетчеру информации, необходимой для принятия решения, в форме легко узнаваемого облика контролируемых мобильных объектов с индикацией нормального режима или предупреждающей тревожной индикацией их состояния и положения контролируемого объекта является предпочтительным.

Причем для предоставления диспетчеру дополнительного времени для принятия решения должна быть обеспечена индикация мобильного объекта, находящегося в текущий момент времени в граничном положении: от возникновения прогнозируемой конфликтной ситуации до момента ее реального наступления, что может быть обеспечено привлекающей внимание индикацией мобильного объекта в пространстве в пределах предписанной зоны его безопасности. Время восприятия изображений (образов), ассоциирующихся в сознании диспетчера с определенным известным ему объектом, значительно меньше, чем восприятие текстовой информации, а опознание ситуации при различной индикации выделенных зон отображения ситуаций на аэродроме позволяет повысить адекватность принятия решения.

Целью создания настоящего изобретения являлось повышение безопасности движения на аэродроме при обеспечении согласованных действий диспетчеров управления движением, пилотов воздушных судов и водителей наземных транспортных средств по соблюдению ими предписанных нормативов движения и выполнению корректировок положения, параметров движения и состояния воздушных судов и наземных транспортных средств, необходимых для устранения угроз безопасности их движения.

При создании настоящего изобретения была поставлена техническая задача создания способа управления движением на аэродроме, обеспечивающего:

- исключение зависимости решений диспетчера от условий прямой видимости и от погодных условий на аэродроме;

- предоставление диспетчеру в динамическом режиме текущего времени визуализированных результатов адекватного моделирования реальной обстановки на аэродроме, включая моделирование расположения и движения реальных объектов, погодных условий и вихревой обстановки, с предоставлением диспетчеру возможности наиболее быстрого визуального опознавания объектов в реальной контролируемой области и возможности выбора области обзора, направления и ракурса наблюдения контролируемой области, оптимальных для опознания объекта, его расположения на аэродроме и обеспечения возможности всестороннего обозрения реальных контролируемых мобильных объектов в затененных частях элементов структуры аэродрома;

- возможность оперативного формирования двусторонней связи