Теория управления воздушным движением. Тема 1 Основные задачи системы Орвд и её структура в России
 Скачать 0.83 Mb.
|
Дисциплина:Лектор: к.т.н., доцент Карчевский Ю.С.Лекция № 1Тема 1: Основные задачи системы ОрВД и её структура в Россииструктура дисциплиныТеория управления воздушным движением имеет общий объём 216 уч. часов, из них объем аудиторной нагрузки составляет 96 часов:лекции – 54 часа;практические занятия – 18 часов;лабораторные работы – 24 часа;курсовая работа в 4 семестре.Отчетность :зачет в 3 семестре;экзамен в 4 семестре.Основная учебная литература1. Автоматизированные системы УВД / Под ред. Ю.Г. Шатракова, СПб., ГУАП, 2013.2. Принятие решений в задачах управления воздушным движением. Методы и алгоритмы / Под ред. Е.Е. Нечаева, М.: Радиотехника, 2018.3. Нечаев Е.Е., Тельпуховская О.Н. Теория упра-вления воздушным движением. Пособие по выполнению лабораторных работ. М.: МГТУ ГА, 2011.4. Гладенков М.А. и др. Технология обслуживания воздушного движения. Пособие по выполнению лабораторных работ на диспетчерском тренажере. М.: МГТУ ГА, 2015.ПЛАНВведение1.3. ЕС ОрВД, общая характеристика1.5. Руководство системой ОрВДЗаключениеВВЕДЕНИЕРазвитие системы организации воздушного движения (ОрВД) и оптимизация процессов на всех этапах ее функционирования связано с решением проблем эффективного использования воздушного пространства. Совершенствование организации и функционирования системы ОрВД требует поиска новых решений, отвечающих требованиям времени. Теория управления воздушным движением (УВД) ставит своей целью обоснование положений и определение совокупности методов исследования процессов УВД, направленных на получение эффективных рекомендаций, а содержащиеся в теории понятия, положения, идеи и подходы могут применяться для создания новых оптимальныхВВЕДЕНИЕусловий функционирования системы в условиях многокритериальности и неопределенности, для обеспечения гарантированной безопасности полетов.Теория УВД основывается на достижениях в области моделирования, большая часть применяемых методов используется для решения задач УВД.Формирование методов исследования процессов УВД ведется по двум основным направлениям:– моделирование процессов УВД в целом, когда путем принятия ряда допущений удается использовать принцип агрегирования, т.е. объединения группы элементов или процессов,ВВЕДЕНИЕфункциональная целесообразность которых одинакова (или близка друг к другу), в один композиционный элемент или процесс, называемый в этом случае контуром, агрегатом, подсистемой.– моделирование отдельных процессов, задач и операций и последующее комплексирование их, когда используется принцип декомпозиции, т.е. рациональное расчленение структурных либо функциональных единиц и связей между ними на ряд самостоятельных элементов структуры либо процессов. Это позволяет существенно упростить исследование и получить результаты их оценки.ВВЕДЕНИЕПри обоих указанных направлениях целесообразно оценить предельно допустимые показатели эффективности процессов и тем самым решать проблемы синтеза методов, совокупность которых с успехом позволяет исследовать процесс на любом из этапов функционирования системы ОрВД.К основным методам прикладной теории УВД относятся:– методы моделирования и оптимизации динами-ческих процессов, учитывающие стохастический и многоцелевой их характер, наличие логических функций и запаздываний в системах ОрВД;ВВЕДЕНИЕ– методы исследования полиэргатических систем управления, используемые, когда характеристики человека – оператора (или коллектива) описываются не только в виде передаточной функции слежения и отработки сигнала, но и в более общем виде (например, структурно – алгоритмических процедур деятельности в рамках простейшего контура системы ОрВД); – методы моделирования и оптимизации процессов системы ОрВД как системы организационного упра-вления, к которым относятся структурный синтез систем, интерактивные методы генерации и оценки альтернатив и методы выработки, оценки и приня-тия решений по организации УВД,ВВЕДЕНИЕсвязей между ними на ряд самостоятельных эле-ментов структуры либо процессов.При обоих указанных направлениях целесо-образно оценить предельно допустимые показа-тели эффективности процессов и тем самым решить проблемы синтеза методов, совокупность которых с успехом позволяет исследовать процесс на любом из этапов функционирования системы ОрВД.Прикладная теория УВД представляется ком-плексом объединенных единым целевым назначе-нием взаимосвязанных теорий, таких как общая теория управления и теория систем организацион-ного управления.ВВЕДЕНИЕОрганизация воздушного движения (ОрВД) – динамичный и комплексный процесс обслу-живания воздушного движения (ВД), органи-зации потоков ВД и воздушного пространства (ВП), осуществляемый безопасным, эконо-мичным и эффективным образом, путем предоставления сред непрерывного обслуживания всеми заинтересованными сторонами: органами УВД, пользователями ВП, аэропортов и т.п.ВВЕДЕНИЕТаким образом ОрВД включает:1. Обслуживание ВД1.1. Диспетчерское обслуживание- предотвращение столкновений между воздушными судами (ВС);- предотвращение столкновений между ВС, находящимися на площади маневрирования с препятствиями на этой площади;- ускорение и поддержание упорядоченного потока ВС;ВВЕДЕНИЕ
1.2. Полетно-информационное обслуживание- предназначено для предоставления консуль-таций и информации для безопасного и эффек-тивного производства полетов.1.3. Аварийное оповещение- предназначено для уведомления соответству-ющих органов о ВС, нуждающихся в помощи поисково-спасательных служб.ВВЕДЕНИЕ2. Организация потоков ВД
3. Организация ВПВВЕДЕНИЕВ зависимости от этапа полета диспетчерское обслуживание (ДО) подразделяется на :- районное ДО;- ДО подхода;- Аэродромное ДО.Система УВД является сложной системой одним из элементов которой является человек (группа людей).Такие системы называются эргатическими.В общем виде система УВД может быть пред-ставлена в виде трех систем, которые пред-ставляют самостоятельные уровни в иерархи-ческой структуре управления.ВВЕДЕНИЕДля управления воздушным движением при-нята так называемая «большая система УВД», кото-рая состоит из трех подсистем (малых систем), рас-положенных на различных уровнях.ВВЕДЕНИЕ1 - уровень (низший) – система регулирования ВД.2 - уровень (средний) – система планирования и обес-печения полётов.3 - уровень (высший) – система руководства ВД.«Большой системой» управления называют систему управления, в состав которой на уровне подсистем входят замкнутые системы, решающие самостоятельные задачи.Все эти уровни «Большой системы УВД» связаны между собой (по линии подчинённости) снизу вверх и по линии обратной связи (по линии руководства) сверху вниз.ВВЕДЕНИЕ«Большая система УВД» позволяет решать следующие основные задачи:- организацию планирования, обеспечения и непосредственного регулирования ВД;- координацию и взаимодействие органов УВД между собой и с органами различных служб и других ведомств;- принятие своевременных мер по оказанию помощи ВС, терпящим бедствие или находящимся в других особых случаях в полете.ВВЕДЕНИЕПростейший контур УВД – это упоря-доченный цикл, включающий поток информации или данных, их обработку, координацию, принятие решения, управление и контроль, что составляет полный объем функций органа УВД или замкнутый контур управления, включающий в себя, с помощью потоков информации, ВС, их экипажи, технические средства УВД, диспетчеров, а также программу полетов и регламент их осуществления.ВВЕДЕНИЕПростейший контур УВД ВВЕДЕНИЕРассмотрим, как осуществляется процессы в прос-тейшем контуре УВД 1) на диспетчерский пункт поступает заданная программа движения ВС (F0(t)). Диспетчер передает эту программу экипажу ВС, для которого она является планом полета. 2) В процессе движения на ВС воздействуют внеш-ние возмущения и помехи (F(t)). Под влиянием этих возмущений и помех движение ВС может не совпадать с заданной программой F(t) ≠ F0(t)). В процесса контроля воздушного движения по кана-лу обратной связи диспетчеру поступает инфор-мация с фактическом движении ВС. ВВЕДЕНИЕДиспетчер определяет отклонение управляемого ВС и на основании оценки обстановки в зоне УВД, по сигналам от других управляемых объектов и взаимодействующих подсистем, с учетом обнару-женного отклонения вырабатывает регулиру-ющую команду (Δ F0). При необходимости инфор-мация о новых параметрах движения ВС пере-дается на взаимодействующие диспетчерские пункты и в заинтересованные органы системы УВД. Этим заканчивается очередной и начинается каждый последующий цикл регулирования в простейшем контуре УВД. ВВЕДЕНИЕДеятельность диспетчера при УВД – это непрерыв-ный процесс восприятия, переработки и выдачи информации в виде принятых им решений экипа-жам ВС с целью предупреждения опасных сбли-жений в полете, выполнения плана полета и конт-роля за его выдерживанием. К особенностям деятельности диспетчера в прос-тейшем контуре УВД следует отнести: 1) полиэргатичность и монофункциональность: процесс управления полетом на всем его протя-жении осуществляется многими диспетчерами поочередно на различных диспетчерских пунктах, однако на определенном участке полета, в опре- ВВЕДЕНИЕделенной зоне непосредственное УВД осущест-вляется одним диспетчером; 2) информационный характер: взаимодействие диспетчеров различных пунктов управления, в том числе пунктов, служб обеспечения происхо-дит на информационном уровне взаимодействия посредством связи; 3) опосредствованный характер: управляемые объекты находится вне поля зрения диспетчеров (за исключением диспетчеров руления и старта); 4) дистанционный характер: информацию диспет-чер получает от приборов и экипажа в виде зако-дированных сообщений (азимут, дальность, ВВЕДЕНИЕрежим полета и т.д.), а воздействие на ВС осуществляет подачей команд экипажу; 5) образный характер: характер управления вы-нуждает диспетчера взаимодействовать в процес-се своей деятельности с образами, заменяющими объекты и среду, в которой они функционируют; 6) прогностичность: информация о движущемся ВС поступает к диспетчеру дискретно и он вынуж-ден прибегать к экстраполяции этого передвиже-ния; 7) динамичность: диспетчер чаще всего управляет одновременно несколькими ВС и его представле-ние о них связывается не только с большими ВВЕДЕНИЕскоростями полета, но и с постоянным измене-нием воздушной обстановки, параметров полета и метеорологических условий; 8) оперативность: диспетчер действует в условиях лимита времени; 9) сложный характер процесса управления: от диспетчера требуется одновременное решение нескольких самостоятельных задач, различных по своей важности и характеру; 10) эмоциональная напряженность: диспетчер всегда должен быть готов к принятию необходи-мых решений. Рассмотрим структурную схему деятельности диспетчера при непосредственном УВД. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 15 16 17 18 12 13 14 где: 1 – сбор информации о действительной динами-ческой воздушной обстановке; 2 – идентификация зоны УВД; 3 – идентификация ВС; 4 – учет метеоданных; 5 – анализ работы средств РТО и средств УВД; 6 – прием, согласование и передача управления ВС; 7 – оценка динамической воздушной обстановки; 8 – оценка планов полетов, планирование воз-душной обстановки; 9 – прогноз развития действительной воздушной обстановки; 10 – принятие решения о необходимости вмеша-тельства; 11 – оценка планов полета; 12 – выработка содержания и передача команд по корректировке движения ВС и согласование с планом полета; 13 – снижение ВС и сбор дополнительной информации; 14 – выдача команд; 15 – разбор нового плана полетов; 16 – выработка сообщений по корректировке суточного плана и выдача информации смежным диспетчерским пунктам; 17 – передача сообщений по корректировке плана полета; 18 – контроль выполнения команд и приема сообщений. На этапе непосредственного УВД можно выделить ряд характерных процессов. Первым можно считать процесс сбора диспетчером ин-формации о действительной воздушной обстанов-ке. В течение этого процесса выполняются иден-тификация и оценка ситуации на основе действи-тельной воздушной обстановки с учетом плани-рования движения ВС и текущих метеофакторов. На основе такого прогноза диспетчер принимает решение о необходимости вмешательства в развитие текущей воздушной обстановки. При этом, если вмешательство не требуется, то алгорим возвращается к первому процессу. Если же принятло решение об изменении действительной воздушной обстановки, то следующим процессом может быть процесс выработки решения о дальнейшем действии: - определение содержания и временная выда-ча команд для приведения действительной воздушной обстановки в соответствие с пла- ном, выдача команд о коррекции дейст-вительной воздушной обстановки; - разработка нового текущего плана полетов, команд по корректировке плана полетов и сообщение о новом плане смежным диспетчерским пунктам. Организация планирования использования воздушного пространства (ИВП) включает в себя следующие основные процессы:
3. Координирование ИВП с целью его распределения по месту, времени и выгоде между заинтересованными пользователями ВП. 4. Обеспечение организации потоков ВД. 5. Взаимодействие центров воздушной систе-мы между собой, с организациями управления и органами ПВО. 1.3. ЕС ОрВДЕдиная система организации воздушного движе-ния Российской Федерации — система, обеспечи-вающая безопасность использования ВП и уро-вень безопасности полетов (БП) при обслужи-вании воздушного движения. Имеет стратегическое значение для государства и является важнейшим компонентом сохране-ния национальной безопасности России. Деятельность Единой системы не подлежит ограничению или прекращению. ЕС ОрВД определяет отношения элементов и их полномочия в соответствии с организованной структурой для достижения цели — организации 1.3. ЕС ОрВДвоздушного движения в РФ, обеспечивая устой-чивую во времени упорядоченность и взаимо-связь, создавая единый динамичный и комплек-сный процесс. Полномочия каждого элемента (органа) определяются положением о нём, утвер-ждаемым вышестоящим органом и соглашениями при разграничении полномочий между органами одного уровня, а также международными договорами. Основные характеристики ЕС ОрВД: Обслуживаемая площадь — более 26 млн км2 Протяженность маршрутов — более 800 000 км Обслуживается более 1,5 млн полетов в год 1.3. ЕС ОрВДОдновременно под управлением находятся более 1 000 ВС Количество работников — более 30 тыс. из них специалистов службы движения более 10 тыс., в том числе диспетчеров, осуществляющих непосредственное УВД, около 8 тыс. Комплексы автоматизации УВД — 95 ед. АС УВД укрупненных центров — 10 ед. Средства наблюдения — около 800 ед. Средства навигации и посадки — около 2 000 ед. Средства ВЧ и ОВЧ р/связи — более 11 000 ед. Автоматизированные рабочие места — более 40 ед. 1.3. ЕС ОрВДСама ЕС ОрВД как таковая не является ни каким-либо отдельно взятым юридическим лицом (организацией), ни каким-либо ведомством, но полномочия конкретных её органов могут возла-гаться на определённые организации и ведомст-ва РФ. В военное время функционирование Системы определяется указами Президента РФ. Единая система осуществляет свои функции в пре-делах воздушного пространства РФ, а также в той 1.3. ЕС ОрВДчасти воздушного пространства, где ответствен-ность за организацию воздушного движения, возложена на Российскую Федерацию в соответствии с международными договорами. 1.3. ЕС ОрВДа) главный центр Единой системы (ГЦ ЕС ОрВД) — планирует и координирует использование воздушного пространства (ИВП), обеспечивает организацию ВД и разрешительный порядок использования воздушного пространства, контро-лирует соблюдение Федеральных правил использования воздушного пространства РФ в пределах ВП РФ и районов, где на Российскую Федерацию возложена ответственность за организацию ВД. Состоит из следующих подразделений:
1.3. ЕС ОрВД
б) зональные центры Единой системы (ЗЦ ЕС ОрВД); в) региональные центры Единой системы (РегЦ ЕС ОрВД); г) районные центры Единой системы (РЦ ЕС ОрВД); д) вспомогательные районные центры Единой системы (ВРЦ ЕС ОрВД). Оперативные органы в пределах своих зон и райо-нов осуществляют: планирование и координиро-вание использования воздушного пространства; 1.3. ЕС ОрВДорганизацию воздушного движения; контроль за соблюдением федеральных правил ИВП. Под планированием воздушного движения пони-мается процесс сбора и обработки информации о предполагаемом воздушном движении, расчета ожидаемой загрузки воздушного пространства и органов УВД отдельных зон, выработки порядка выполнения полетов в соответствии с существую-щими правилами и с учетом имеющихся ограни-чений, осуществляемый в целях использования ВП в интересах обеспечения полетов воздушных су-дов всех ведомств и исключения перегрузки от- дельных зон и органов УВД при управлении воз-душным движением. Полеты ВС в гражданской авиации в воздушном пространстве РФ выполняются по расписанию и вне расписания. Применяются три вида планирования и организа-ции потоков движения воздушных судов: предварительное (перспективное), суточное (предтактическое) и текущее. Планирование и координирование использования ВП выполняются центрами ЕС ОрВД во взаимо-действии с органами обслуживания воздушного движения (управления полетами) пользователей воздушного пространства. Центры ЕС ОрВД осуществляют предварительное, суточное и текущее планирование ИВП на осно-вании заявок, расписаний (графиков). Предварительное планирование ИВП осущест-вляется за двое и более суток до дня использова-ния ВП с целью согласования вопросов, связанных со специальной организацией ИВП и с его обеспе-чением. Суточное планирование ИВП осуществляется на-кануне дня использования ВП с целью обеспече-ния заявленной деятельности путем распределе-ния воздушного пространства по месту, времени и высоте. Текущее планирование ИВП осуществляется в процессе выполнения суточного плана путем перераспределения воздушного пространства по времени, месту и высоте с целью обеспечения безопасности спланированной деятельности и деятельности, заявки на которую поступают в текущие сутки. Координирование ИВП осуществляется в процессе планирования и обслуживания ВД с целью качест-венного и своевременного выполнения деятель-ности в зависимости от складывающейся воздуш- ной, метеорологической и аэронавигационной обстановки и в соответствии с государственными приоритетами в использовании ВП. 1.5. Руководство системой ОрВДРуководство ОрВД находится на 3-м уровне иерархии систему управления. Отличительной особенностью данного уровня является то, что на нем происходит разработка всех руководящих документов и издание распоряжений. Для руководства ОрВД в РФ создана Госкор-порация по ОрВД , возглавляемая Ген.дирекцией. Структура Госкорпорации по ОрВД представлена на схеме 1.5. Руководство системой ОрВД1 6 8 10 12 5 7 9 11 16 2 3 4 13 14 15 17 18 19 20 1.5. Руководство системой ОрВД
1.5. Руководство системой ОрВД
ЗАКЛЮЧЕНИЕВ заключение можно отметить, что при формиро-вании нового кабинета Министров Правительства РФ Росаэронавигация была подчинена Министер-ству транспорта. Как скажется такая реорганизация на эффектив-ности функционирования Единой системы орга-низации воздушного движения Российской Феде-рации и безопасности использования воздушного пространства его пользователями покажет время. ЗАДАНИЕ НА САМОПОДГОТОВКУ Дополнить конспект лекции, используя рекомендованную литературу. Рассмотрим структурную схему деятельности диспетчера при непосредственном УВД. 1 2 3 4 5 9 8 7 6 где: 1 – сбор информации о действительной динамической воздушной обстановке; 2 – идентификация зоны УВД; |