CZ29891U1 - Zařízení k monitorovaní leteckého hluku - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení k monitorování leteckého hluku s přiřazením identifikované akustické události konkrétnímu letadlu a s následně generovanou výstupní informací o případném nedodržení letových postupů, či hlukové kvóty.

Dosavadní stav techniky

Poskytnutí zpětné vazby k dodržování navržených (konvenčních) letových postupů a tím dodržování, či nedodržování hlukových dopadů do území v okolí letišť jev současné době možné na několika úrovních:

1. Predikcí předpokládaného anebo skutečného provozu letadel při respektování publikovaných postupů na základě různých výpočtových metodik, spojujících terénní model okolí letiště a pohyb letounu po předpokládané letové trati včetně předpokládaného možného rozptylu jejich pohybu v okolí letiště s použitím aktuální a vhodné hlukové databáze letadel. Tento postup je vhodný především na úrovni studií proveditelnosti při předběžném plánování infrastruktury letišť, plánování provozu na těchto letištích, či plánování letového řádu nebo jako doplňující nástroj bodově zjištěných hodnot při monitoringu hluku v okolí letišť pro vykreslení plošného zatížení území v okolí monitorovaných letišť. Zásadním nedostatkem je celková generalizace (typy letadel, předpokládaný pohyb, meteorologické podmínky, apod.), především však potom presumpce (nereálného) dodržování ideálních tratí a to zvláště na menších letištích, kde neexistuje přehledový systém.

2. Monitorováním skutečného hluku z letecké dopravy rozmístěním monitorovacích stanic v okolí letiště dle zásad definovaných v příslušných normách. Tento systém monitorování skutečného akustického tlaku sice vykazuje dávku přesnosti z hlediska akustického, nicméně nemá žádné informace o měřeném zdroji hluku tzn., zda měřená hodnota jedině odpovídá právě průletu letounu, nemá žádné informace o pohybu monitorovaného letadla ve vzduchu ve vztahu k předepsaným letovým drahám, typu letounu, společnosti, která ho provozuje, apod. Takováto přiřazení jsou následně nákladnou záležitostí řešenou pomocí ručního vyhodnocení jednotlivých hlukových událostí při započítání i případných časových zpoždění a s velmi obtížným prokazováním skutečného viníka nadměrné hlukové zátěže území z leteckého provozu. Jedná se tedy spíše o přehledové vyhodnocení monitorované situace bez reálné možnosti přesných analýz a vyhodnocení příčiny a nápravy pri poměrně vysokých nákladech na vybudování, údržbu a vyhodnocování dat z takovýchto systémů.

3. V případě, že je letiště vybaveno přehledovým systémem (SSR), je možné data z tohoto systému pomocí velmi sofistikovaných software propojit s naměřenými daty na jednotlivých monitorovacích stanicích hluku, takže k naměřeným datům o naměřených hladinách akustického tlaku na jednotlivých monitorovacích stanicích lze automatizovaně přiřadit a synchronizovat data o času, typu letadla, jeho poloze v daném okamžiku dle zaznamenané radarové stopy a tomu odpovídající hladině akustického tlaku odpovídající těmto parametrům pohybu letadla. Dále lze přiřadit i synchronní údaje o klimatických podmínkách v daném okamžiku buď z údajů na letišti anebo z údajů meteostanice umístěné na monitorovacích stanicích hluku. Tento systém lze při vhodném umístění monitorovacích stanic využít již pro dokladování, a při případných sankcích vůči jednotlivým společnostem, např. při nedodržování předepsaných hlukových postupů, či nedodržování předepsaných letových tratí a tím vyššímu zatěžování okolí letiště hlukem, apod. Podstata technického řešení

K odstranění nedostatků a omezení stávajících způsobů monitorování leteckého hluku přispívá zařízení k monitorování leteckého hluku podle předloženého technického řešení.

Podstata technického řešení spočívá v tom, že zařízení k monitorování leteckého hluku s přiřazením identifikované akustické události konkrétnímu letadlu a s následně generovanou výstupní

- 1 CZ 29891 Ul informací o případném nedodržení letových postupů, či hlukové kvóty je tvořeno alespoň jednou monitorovací stanicí hluku, která je prostřednictvím komunikační sítě připojena k řídicí jednotce, jež je propojena s pozemní přijímací a dekódovací stanicí, vyhodnocovacím centrem a zařízením tvorby výstupů.

Monitorovací stanice hluku obsahuje řídící, vyhodnocovací a záznamové zařízení, zpravidla koncipované na platformě PC nebo obdobné jednoúčelové mikroprocesorové techniky. K němu jsou pak připojeny další komponenty stanice: mikrofonní venkovní sonda zvukoměru (analyzátoru), přijímač a detektor signálu z letadel, komunikační zařízení (modem) pro přenos dat a záložní napájecí zdroj.

Aktuálně snímaná akustická situace z průletu letounu se v uvedeném zařízení propojí s přijatým a dekódovaným signálem o aktuální poloze příslušného letounu. Tento signál obsahuje časové a identifikační údaje a je průběžně vytvářen a vysílán palubním navigačním systémem letounu na základě zpracování zaznamenaného signálu ze satelitního navigačního systému. Na základě dat o skutečné poloze letounu, letových postupech, včetně zohlednění povolených odchylek a povolených hodnotách hluku v konkrétních místech jeho monitorovaní je pak po vyhodnocení nastavených kritérií a dat skutečného stavu letounu vdaném okamžiku, či předpokládaného dalšího letového postupu letounu určena a na palubu letounu a/nebo výstupní prezentační zařízení letiště vyslána informace o případném nedodržení letových postupů, či hlukové kvóty.

Zařízení podle technického řešení umožňuje propojení predikčního, monitorovacího a přehledového systému, kdy jsou monitorováním pohybu letadel zjištěny zároveň i jejich hlukové dopady na zemi tak, aby informace o poloze letadla nebyla závislá na přehledovém radaru (SSR), jenž:

Vykazuje nepřesnost v čase (zpoždění 3 až 5 s)

Vykazuje zároveň nepřesnost prostoru (±1 NM)

Je k dispozici pouze na letištích vybavených přehledovým radarem a pozemními radionavigačními zařízeními.

Odstraňuje tedy nevýhody jako je investiční náročnost a tedy i nedostupnost pro menší letiště, vázanost na náročné přehledové zařízení anebo to, že nedodají komplexní informaci o akustické události vztažené ke konkrétnímu letadlu a jeho letové trati.

Objasnění výkresu

K bližšímu objasnění podstaty technického řešení slouží přiložený výkres, kde představuje obr. 1 - blokové schéma zařízení k monitorování leteckého hluku s přiřazením identifikované akustické události konkrétnímu letadlu.

Příklad uskutečnění technického řešení

Zařízení k monitorování leteckého hluku v příkladném provedení (viz obr. 1) obsahuje monitorovací stanice 3 hluku, které obsahují standardní součásti, tzn. mikrofonní venkovní sondu 4, zvukoměr (analyzátor), řídící, vyhodnocovací a záznamové zařízení, zpravidla na platformě PC nebo obdobné jednoúčelové mikroprocesorové techniky, komunikační zařízení (modem) pro přenos dat a záložní napájecí zdroj. Monitorovací stanice 3 hluku je případně doplněna meteostanicí pro sledování klimatických podmínek. Každá monitorovací stanice 3 hluku je dále vybavena přijímačem a detektorem signálu z letadel, který bude mimo jiné detekovat z tohoto signálu informace o identifikaci letadla, typu letadla, časové údaje a údaje o jeho poloze.

Celý systém dále obsahuje pozemní přijímací a dekódovací stanici 5, která signál předává k dalšímu zpracování a opačně zase vysílá korekční a varovné signály. Veškeré datové toky se sbíhají v řídící jednotce 6, která je realizována prostředky počítačové techniky. K ní připojené vyhodnocovací centrum 7 slouží pro kontrolu, nastavení a korigovaní rozhodovacích dat v automatické jednotce a pro ruční rozhodnutí ve sporných případech, které systém vygeneruje jako nerozhodný stav. Případně pro tvorbu formátů výstupů v zařízení tvorby výstupů 8, které budou prezentovány směrem mimo letiště pro kontrolní orgány, veřejnost obce apod.

-2CZ 29891 Ul

Vlastní monitorování hluku a letových postupů letícího letounu probíhá tak, že letoun 2 a jeho palubní navigační systém zachytí a detekuje svou polohu pomocí signálu satelitního navigačního systému I. Letoun 2 zpracuje tuto informaci pomocí palubního navigačního systému a vysílá signál o své poloze včetně časových údajů a svých identifikačních údajů, které získává z palubní navigační sítě. Tyto informace může vysílat letoun nejen na zem pro řízení letového provozu, ale jako informaci o své poloze i pro ostatní letouny ve vzduchu. Tuto informaci přijímá a dekóduje jak pozemní přijímací a dekódovací stanice 5, umístěná zpravidla na letišti, tak i jednotlivé monitorovací stanice 3 hluku rozmístěné v okolí letiště. V monitorovací stanici 3 hluku dojde ke sloučení akustického signálu s identifikačními údaji o letadle, jeho poloze a času a k synchronizaci těchto dat. Tato synchronizovaná data jsou buď v závislosti na požadavcích letiště zasílána přímo on-line do řídící jednotky 6, anebo jsou ukládána na záznamové médium v monitorovací stanici 3 hluku a zasílána k off-line vyhodnocení v dávkových souborech dle požadavků letiště. Do této jednotky jsou tato data přenášena i z letištní přijímací a dekódovací stanice 5. V řídící jednotce 6 dochází pomocí specializovaného software k automatizovanému vyhodnocení informací z jednotlivých monitorovacích stanic 3 hluku, polohy jednotlivého letounu v daném čase vůči nastaveným kritériím, dojde k porovnání polohy letounu s předem stanovenými kritérii, porovnání hladiny akustického tlaku s předem nastavenými mezními hladinami pro přelet letadla v okolí některého z monitorovacích bodů a to i se započtením povolených a možných odchylek. Pokud dojde k vybočení z nastavených kritérií, je vyslán automatizovaně signál nazpět k letounu a tím dostane pilot informaci, že došlo k porušení předepsaných letových postupů pro dané letiště či stanovenou hlukovou kvótu pro letový postup.

Z řídící, záznamové a vyhodnocovací jednotky jsou přenášena vyhodnocená a zaznamenaná data i do vyhodnocovacího centra 7, kde může docházet k dalšímu zpracování těchto dat, či nastavení řídící jednotky 6. Současně je možné tato data zpracovávat i v predikčním matematickém modelu a vykreslovat na základě snímaného provozu plošné zatížení území a to prakticky on-line. Zpracování a výpočet on-line plošného zasažení území závisí na hadwarovém vybavení.

Synchronizace času jednotlivých zařízení 3, 6, 7, 8 je prováděna pomocí satelitního signálu. Řídící jednotka 6 může být realizována standardními prostředky a technologiemi výpočetní techniky - pomocí zařízení na bázi PC.

Komunikační sítě 9 mohou být provedeny běžnými dostupnými prostředky - systémy mikrovlnné, optické, radiové a kabelové techniky.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (3)

1. Zařízení k monitorování leteckého hluku s přiřazením identifikované akustické události konkrétnímu letadlu a s následně generovanou výstupní informací o případném nedodržení letových postupů, či hlukové kvóty, vyznačující se tím, že je tvořeno alespoň jednou monitorovací stanicí (3) hluku, která je prostřednictvím komunikační sítě (9) připojena k řídicí jednotce (6), jež je propojena s pozemní přijímací a dekódovací stanicí (5), vyhodnocovacím centrem (7) a zařízením tvorby výstupů (8).

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že monitorovací stanice (3) hluku obsahuje řídící, vyhodnocovací a záznamové zařízení, které je zpravidla koncipováno na platformě PC nebo obdobné jednoúčelové mikroprocesorové techniky, a k němuž jsou připojeny další komponenty monitorovací stanice (3): mikrofonní venkovní sonda (4) zvukoměru (analyzátoru), přijímač a detektor signálu z letadel, komunikační zařízení (modem) pro přenos dat a záložní napájecí zdroj.

3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že monitorovací stanice (3) hluku je doplněna meteostanici pro sledování klimatických podmínek.