Исследователи SINTEF работают над оптимизацией схем движения автомобильным и железнодорожным транспортом более 25 лет. В последнее время они применяют свои модели к движению воздушных судов. Все началось с оптимального планирования руления и направления на взлетно-посадочную полосу и обратно.
Группа оптимизации сейчас находится в середине своего третьего проекта.«Результаты показывают, что наша система оптимизации способна определять оптимальные сроки и последовательность руления для использования взлетно-посадочной полосы данным воздушным судном», — говорит Патрик Шиттекат из SINTEF. «Он может планировать подробные маршруты руления, автоматически рекомендовать новые маршруты и отвечать на непрерывный поток обновленной информации. Теперь стало возможным повысить пунктуальность вылета самолетов до 60 процентов», — говорит он.Целостное понимание — ключ к успеху
Есть много факторов, которые в настоящее время ограничивают эффективное руление в современных аэропортах. К ним относятся использование множества программных систем и тот факт, что трафик контролируется из разных мест.
Диспетчеры, контролирующие взлет и посадку самолетов, в настоящее время сидят отдельно на своих башнях. Системы, координирующие их действия, нуждаются в улучшении.«Самолеты подруливают к концу взлетно-посадочной полосы и ждут в очереди перед вылетом», — говорит Шиттекат. "Ожидание расходует много топлива, и в тех случаях, когда множество самолетов должны взлетать в одно и то же время, время ожидания в 5 и 10 минут не является чем-то необычным.
Существует потенциал для сокращения времени ожидания на 30 процентов, и повышайте безопасность в сделке », — говорит он.Модель оптимизации учитывает основные правила и физические ограничения, которые применяются во всех аэропортах, такие как зоны безопасности вокруг разворачивающихся самолетов и маршруты руления с односторонним движением.
Модель предназначена для создания маршрутов, избегающих конфликтов при рулении. Он также определяет зону безопасности вокруг каждого самолета, которая различается по размеру и форме в зависимости от таких факторов, как скорость самолета, размах крыльев и характер его текущей деятельности. Для оптимального наземного движения необходимо, чтобы эти зоны никогда не перекрывались.
ОптимизацияИсследователи пытаются улучшить систему программного обеспечения диспетчерской вышки, используя математические методы и методы оптимизации. Контроллеры движения получают постоянный поток данных, и их необходимо постоянно обновлять в соответствии с схемами движения, которые наилучшим образом используют пропускную способность взлетно-посадочной полосы.В оптимизационную модель постоянно поступают данные о состоянии всех перемещений воздушных судов на земле и в воздушном пространстве вокруг аэропорта.
Эта информация получена из двух других систем, предоставленных шведской и французской компаниями SAAB и Thales соответственно.«Наша модель затем отвечает, отправляя рекомендованное время посадки и взлета обратно в эти две системы, прежде чем получить дополнительные данные.
Система работает как постоянный цикл», — говорит Шиттекат. «По разным причинам некоторые самолеты не смогут придерживаться данного плана, но новая информация позволяет алгоритмам вносить изменения, чтобы можно было отправить новую рекомендацию — и все это в течение 0,05 секунды», — говорит он.Исследователи стремятся определить лучший способ делегирования работы между человеком и машиной. «Нам нужны дополнительные исследования, чтобы определить идеальные средства координации работы между нашей системой оптимизации и диспетчерами дорожного движения», — говорит Шиттекат. «Вот почему мы запустили внутренний стратегический проект именно с этой целью», — говорит он. (http://www.sintef.no/nextgendst).Меньше самолетов, курсирующих по аэропорту
Норвежские исследователи тесно сотрудничают со шведской службой управления воздушным движением (LFV) и провели всесторонние испытания и моделирование, используя аэропорт Арланда в Стокгольме в качестве тестового примера. Обширная платформа моделирования LFV, расположенная в Мальмё, почти похожа на реальную Арланду. Есть комната, предназначенная для взлетной башни, вторая — для посадки, а третья — для управления маршрутами руления.
Также присутствуют около пяти-шести пилотов.«Арланда и раньше испытывала комбинацию взлет-посадка, но без особого успеха», — говорит Шиттекат. «Они тестировали фиксированную, повторяемую схему, такую как два взлета и две посадки в течение двухчасового периода. Но реальные схемы движения не являются достаточно регулярными или предсказуемыми, чтобы сделать этот подход эффективным.
Взлеты и посадки должны быть объединены в гораздо большей степени как часть динамической системы. Мы тестировали различные системы в течение целой недели и наблюдали, как авиадиспетчеры реагируют и общаются при совмещении взлета и посадки. Выяснилось, что у диспетчеров более низкие уровни стресс при использовании объединенной системы », — говорит он.
Моделирование и испытания также проводились в аэропорту Гамбурга. И здесь результаты показали, что новая система способствовала лучшему потоку трафика.
По аэропорту было меньше самолетов, и диспетчеры испытывали меньший стресс.НаградаЗавершается проект «Управление несколькими аэропортами прилетов / вылетов».
Программная система, разработанная исследователями, теперь готова и может взаимодействовать с другими системами.Недавно проект получил награду «Выдающийся проект» в рамках совместной программы ЕС SESAR. Исследователи SINTEF участвовали в небольшой, но важной части проекта, включающего объединение технологий Saab и Thales, который с тех пор был одобрен шведским LFV. В связи с наградой проект был процитирован на основе его инновационности.
Работа SINTEF принесла плоды и будет продолжена в рамках нескольких проектов, составляющих основную программу авиационных исследований ЕС SESAR 2020.«SINTEF имеет большое преимущество в том, что мы можем комбинировать технологии и опыт внутри организации», — говорит Шиттекат. «В прошлом мало кто связывал нас с экспертами в области управления воздушным движением, но за последние три-четыре года SINTEF консолидировала свои навыки и теперь может« разговаривать »с остальной частью авиационного сектора», — говорит он.