DE102007043025B4 - Method of operating an airport and airport - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Betreiben eines Flughafens (10), der – mindestens zwei Flugzeugschlepper (12), – Endpunkte, in Form von mindestens einer Flugzeug-Standfläche (14) und mindestens einer Flugzeugschlepper-Standfläche (16) für die Flugzeugschlepper (12), – Bewegungsflächen, in Form von Pisten (18; 24), die ein erstes (20; 26) und ein zweites Ende (22; 28) besitzen, mindestens einer Rollbahn (30) zwischen der Flugzeug-Standfläche (14) und den Pisten (18; 24) und mindestens einer Zubringerstrecke für die Flugzeugschlepper (12), und – Kreuzungspunkte zwischen Bewegungsflächen umfasst, mit den Schritten: (a) Modellieren des Flughafens (10) als Petri-Netz (40), wobei (i) die Endpunkte und die Kreuzungspunkte als Plätze, (ii) die Bewegungsflächen als Übergänge, (iii) die Belegung der Bewegungsflächen und die Flugzeugschlepper (12) als Marken und (iv) Bewegungen der Flugzeugschlepper (12) als Übergänge der zugeordneten Marken von einem Platz zu einem anderen Platz modelliert werden, (b) Erfassen eines aktuellen Zustands des Flughafens (10), (c) Darstellen des aktuellen Zustands im Petri-Netz (40), (d) Errechnen eines Erreichbarkeitsgraphen (42) aus dem Petri-Netz (40) ausgehend von dem aktuellen Zustand, (e) Überprüfen der Erreichbarkeitsgraphen (42) auf kritische Zustände (48) (f) gegebenenfalls Sperren von Übergängen, die zu dem kritischen Zustand (48) führen, ...Method for operating an airport (10), the - at least two aircraft tractors (12), - endpoints, in the form of at least one aircraft footprint (14) and at least one aircraft tug base (16) for the aircraft tractors (12), - movement surfaces in the form of runways (18; 24) having a first (20; 26) and a second end (22; 28), at least one runway (30) between the aircraft landing surface (14) and the runways (18; 24) and at least one feeder route for the aircraft tractors (12), and - crossing points between movement surfaces, comprising the steps of: (a) modeling the airport (10) as a Petri net (40), wherein (i) the endpoints and the intersections (ii) the movement surfaces as transitions, (iii) the occupation of the movement surfaces and the aircraft tugs (12) as brands and (iv) movements of the aircraft tugs (12) as transitions of the associated brands from one place to another place w (b) detecting a current state of the airport (10), (c) representing the current state in the Petri net (40), (d) calculating an accessibility graph (42) from the Petri net (40) based on the current state, (e) checking the reachability graphs (42) for critical states (48) (f) optionally blocking transitions leading to the critical state (48), ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Flughafens, der mindestens zwei Flugzeugschlepper, Endpunkte in Form von mindestens einer Flugzeug-Standfläche und mindestens einer Flugzeugschlepper-Standfläche für die Flugzeugschlepper, Bewegungsflächen in Form von einer Piste, die ein erstes Ende und ein zweites Ende besitzt, mindestens einer Rollbahn zwischen der Flugzeug-Standfläche und der Piste und mindestens einer Zubringerstrecke für die Flugzeugschlepper, Kreuzungspunkte zwischen Bewegungsflächen und eine Leiteinrichtung zum Steuern der Flugzeugschlepper umfasst. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung einen solchen Flughafen.The invention relates to a method for operating an airport, which has at least two aircraft tractors, end points in the form of at least one aircraft footprint and at least one aircraft tug base for the aircraft tractors, moving surfaces in the form of a runway having a first end and a second end , At least one runway between the aircraft footprint and the runway and at least one feeder route for the aircraft tractors, crossing points between movement surfaces and a guide for controlling the aircraft tractors comprises. According to a second aspect, the invention relates to such an airport.
Ein gattungsgemäßer Flughafen und ein Verfahren zum Betreiben eines Flughafens sind aus der
Ein ähnliches System ist aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flughafen so betreibbar zu machen, dass Treibstoffeinsparungen beim Rollen realisierbar sind.The invention has for its object to make an airport so operable that fuel savings while rolling can be realized.
Die Erfindung löst das Problem durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1.The invention solves the problem by a method according to
Gemäß einem zweiten Aspekt löst die Erfindung das Problem durch einen gattungsgemäßen Flughafen, bei dem die Leiteinrichtung eingerichtet ist zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens.According to a second aspect, the invention solves the problem by a generic airport, wherein the guide is arranged for performing a method according to the invention.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass drastische Treibstoffeinsparungen gegenüber dem Rollen mit Eigenantrieb erzielbar sind. Vorteilhafterweise ist das erfindungsgemäße System zudem sehr flexibel, so dass beispielsweise Verspätungen von Flugzeugen aufgefangen werden können.An advantage of the invention is that drastic fuel savings compared to self-propelled roles can be achieved. Advantageously, the system according to the invention is also very flexible, so that, for example, delays of aircraft can be absorbed.
Besonders vorteilhaft ist, dass die Sicherheit des Verfahrens bzw. des Flughafens mathematisch nachweisbar ist. Es genügt daher auch den im Flugverkehr gängigen, hohen Sicherheitsanforderungen. Vorteilhaft ist zudem, dass das System leicht rekonfigurierbar ist. Sollte beispielsweise die Zahl der pro Zeiteinheit zu schleppenden Flugzeuge variieren, so können mehr bzw. weniger Flugzeugschlepper eingesetzt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das System im Rahmen eines Testbetriebs teilautonom betrieben werden kann, wobei die Steuersignale an einen Bediener des Flugzeugschleppers abgegeben werden, der eine zusätzliche Plausibilitätsprüfung der auszuführenden Bewegung des Flugzeugschleppers durchführen kann. Vorteilhaft ist zudem, dass Unfälle durch Lotsenfehler oder Pilotenfehler weitgehend ausgeschlossen sind. Das System vereinfacht zudem die Arbeit der Lotsen.It is particularly advantageous that the security of the method or the airport is mathematically detectable. Therefore, it is also sufficient for the common in aviation, high security requirements. It is also advantageous that the system is easily reconfigurable. If, for example, the number of aircraft to be towed per unit of time varies, more or fewer aircraft tugs can be used. A further advantage is that the system can be operated partially autonomously as part of a test operation, wherein the control signals are delivered to an operator of the aircraft tractor, who can perform an additional plausibility check of the movement of the aircraft tractor to be executed. It is also advantageous that accidents are largely excluded by pilot error or pilot error. The system also simplifies the work of the pilots.
Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung wird unter dem aktuellen Zustand des Flughafens die Gesamtheit aller Marken verstanden. Das Erfassen des aktuellen Zustands kann beispielsweise über Sensoren oder Personen erfolgen. Beispielsweise können Sensoren in den Bewegungsflächen vorhanden sein, die detektieren, ob sich ein Flugzeug oder ein Flugzeugschlepper auf der jeweiligen Bewegungsfläche befindet. Derartige Sensoren können beispielsweise Radar- oder Funk-Sensoren sein.In the context of the present description, the current state of the airport means the entirety of all brands. The detection of the current state can be done for example via sensors or people. For example, sensors may be present in the movement surfaces, which detect whether an aircraft or an aircraft tractor is located on the respective movement surface. Such sensors may be radar or radio sensors, for example.
Unter dem Darstellen des aktuellen Zustands im Petri-Netz wird insbesondere verstanden, dass die Gesamtheit aller Marken der Flugzeugschlepper den Plätzen zugeordnet wird, auf denen sich die den Marken zugeordneten Flugzeugschleppern gerade befinden. Unter dem Errechnen des Erreichbarkeitsgraphen aus dem Petri-Netz ausgehend von dem aktuellen Zustand, wird der entsprechende Vorgang gemäß der Petri-Netz-Theorie verstanden. Insbesondere werden für alle möglichen Übergänge die auf Grund der Übergänge erreichbaren Zustände des Flughafens errechnet, wobei der Erreichbarkeitsgraph eine Tiefe von n hat. Das bedeutet, dass n sukzessive Übergänge nach dem aktuellen Zustand berücksichtigt werden. Die Tiefe n hängt maßgeblich von der zur Verfügung stehenden Rechenleistung einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Rechenanlage zur Verfügung. Je größer die Tiefe n, desto vorteilhafter ist das Verfahren. Besonders günstig ist es, wenn die Tiefe n größer ist als fünfzig und beispielsweise kleiner als einhundert.By representing the current state in the Petri net is meant, in particular, that the entirety of all brands of aircraft tugs is assigned to the places where the aircraft tugs associated with the brands are currently located. By calculating the accessibility graph from the Petri net, starting from the current state, the corresponding process is understood according to the Petri net theory. In particular, the states of the airport that can be reached on the basis of the transitions are calculated for all possible transitions, the reachability graph having a depth of n. This means that n successive transitions are taken into account according to the current state. The depth n depends decisively on the available computing power of a computer system used for carrying out the method according to the invention. The greater the depth n, the more advantageous the method. It is particularly favorable if the depth n is greater than fifty and, for example, less than one hundred.
Unter dem Überprüfen des Erreichbarkeitsgraphen auf kritische Zustände ist insbesondere zu verstehen, dass die im Erreichbarkeitsgraphen kodierten Zustände daraufhin überprüft werden, ob für einen solchen Zustand die Sicherheit des Betriebs des Flughafens gefährdet ist oder ob er zu einem Deadlock führt. Ein derartiger Deadlock ergibt sich beispielsweise dann, wenn zwei Flugzeugschlepper sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen und im weiteren Verlauf die gleiche Bewegungsfläche benutzen müssten. Ein kritischer Zustand ist damit insbesondere ein solcher Zustand des Flughafens, der geltenden Flugsicherheitsregeln widersprechen würde oder bei dem sich Fahrzeuge wie Flugzeuge und Flugzeugschlepper gegenseitig blockieren würden.By checking the reachability graph for critical states, it is to be understood in particular that the states coded in the reachability graph are checked to see whether the state of security of the airport is at risk for such a state or whether it leads to a deadlock. Such a deadlock arises, for example, when two aircraft tugs move in opposite directions and would have to use the same movement surface in the further course. In particular, such a state of the airport would be a critical condition that would conflict with applicable aviation safety rules or would block vehicles such as aircraft and aircraft towers from one another.
Unter dem Sperren von Übergängen, die zu dem kritischen Zustand führen, ist insbesondere zu verstehen, dass verhindert wird, dass im weiteren Verfahren ein Steuersignal erzeugt wird, auf Grund dessen sich Flugzeugschlepper so bewegen würden, dass ein kritischer Zustand eintritt. Zur Ermittlung des optimal zukünftigen Zustands wird beispielsweise eine, im Prinzip beliebige, Bewertungsfunktion verwendet, die jedem Übergang einen Wert zuordnet. Eine derartige Bewertungsfunktion ist beispielsweise der Kostenaufwand für den Übergang oder die Rollzeit.By blocking transitions that lead to the critical state, it is to be understood in particular that the further method prevents a control signal from being generated, with the result that aircraft tractors would move in such a way that a critical state occurs. In order to determine the optimally future state, for example, a, in principle arbitrary, evaluation function is used which assigns a value to each transition. Such a valuation function is, for example, the cost of the transition or the roll time.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Flughafen als farbiges Petri-Netz modelliert, da dieses Beschreibungsmittel eine kompakte Darstellungsform und eine hierarchische Strukturierung sowie eine automatische Analyse gewährleistet.In a preferred embodiment, the airport is modeled as a colored Petri net, as this means of description ensures a compact form of presentation and hierarchical structuring as well as automatic analysis.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Erfassen des aktuellen Zustands automatisch durchgeführt, insbesondere indem die Flugzeugschlepper absolute oder relative Koordinaten per Funk an eine Zentrale übermitteln. Möglich ist beispielsweise, dass die Flugzeugschlepper über eine Triangulationspeilung zu fest auf dem Flughafen angeordneten Sendern ihre relative Position zu diesen Sendern bestimmen. Alternativ oder additiv bestimmen die Flugzeugschlepper ihre absoluten Koordinaten durch ein satellitengestütztes Navigationssystem.According to a preferred embodiment, the detection of the current state is carried out automatically, in particular by the aircraft tractors transmitting absolute or relative coordinates by radio to a central station. It is possible, for example, that the aircraft tractors determine their relative position to these transmitters by means of triangulation bearings for transmitters which are fixedly arranged at the airport. Alternatively or additionally, the aircraft tractors determine their absolute coordinates by a satellite-based navigation system.
Bevorzugt hat die Folge von Übergängen eine Tiefe von 50 oder mehr Übergängen, um so eine ausreichende Projektion in die Zukunft zu ermöglichen. Dies ist jedoch abhängig von der Flughafentopologie. Je größer die Tiefe ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass der ermittelte optimale zukünftige Zustand sich auch nach längerer Zeit im Rückblick als optimale Wahl herausstellt. Je geringer die Tiefe hingegen ist, desto weniger Rechenleistung wird benötigt.Preferably, the sequence of transitions has a depth of 50 or more transitions to allow for sufficient projection into the future. However, this depends on the airport topology. The greater the depth, the greater the likelihood that the determined optimal future state will turn out to be the optimal choice even after a long time in retrospect. The lower the depth, the less computing power is needed.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Ermitteln des optimalen zukünftigen Zustands die Schritte eines Errechnens einer Bewertungszahl, die einen Kostenaufwand und/oder einen Zeitbedarf für den Übergang kodiert, für alle Übergänge, eines Aufsummierens aller Bewertungszahlen für alle Übergänge, die zu einem Zustand höchster Tiefe führen, so dass eine Zustands-Bewertungszahl erhalten wird, und eines Auswählens eines Zustands minimaler Zustands-Bewertungszahl als optimalen zukünftigen Zustand. Vorteilhaft hieran ist, dass das Verfahren so mit einer hohen Gewissheit nur wenig von einem hinsichtlich Kostengesichtspunkten optimalen Verfahren abweicht.In a preferred embodiment, determining the optimum future state comprises the steps of computing an evaluation score that encodes a cost and / or time required for the transition for all transitions, summing up all score numbers for all transitions that result in a highest depth state so that a state score is obtained and selecting a state of minimum state score as optimum future state. An advantage of this is that the method differs so with a high degree of certainty only a little from an optimal in terms of cost process.
Um einerseits hinreichend schnell auf Änderungen reagieren zu können und andererseits mit einer vergleichsweise geringen Rechenleistung auszukommen, werden die Schritte (b) bis (h) bevorzugt ereignisabhängig und/oder in einem zeitlichen Abstand von mehreren Minuten wiederholt.On the one hand, to be able to react to changes sufficiently quickly and, on the other hand, to manage with comparatively low computing power, steps (b) to (h) are preferably repeated as a function of the event and / or at a time interval of several minutes.
Die Flugzeugschlepper können besonders effektiv und flexibel eingesetzt werden, wenn die Steuersignale per Funk an die Flugzeugschlepper übermittelt werden. Um Störsignale und Sabotageversuche zu verhindern, sind die Steuersignale bevorzugt kodiert.The aircraft tractors can be used particularly effectively and flexibly if the control signals are transmitted by radio to the aircraft tractors. In order to prevent interference signals and sabotage attempts, the control signals are preferably coded.
Um eine Wartezeit von Flugzeugen auf einen zugeordneten Flugzeugschlepper zu minimieren, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens die Schritte eines Erfassens eines Landezeitpunkts eines Flugzeugs im Landeanflug auf die Piste und eines Sperrens von Übergängen, die zu einem Zustand führen, in dem zum Landezeitpunkt kein Flugzeugschlepper zum Schleppen des Flugzeugs von der Piste weg zur Verfügung steht.In order to minimize aircraft waiting time for an associated aircraft tug, a preferred embodiment of the method includes the steps of detecting a landing time of an aircraft landing on the runway and blocking transitions that result in a condition in which no aircraft tugboat at the time of landing Towing the plane away from the runway is available.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein erfindungsgemäßer Flughafen mindestens zwei Flugzeugschlepper, die jeweils ein Chassis, einen Motor und eine Koppelvorrichtung zum Ankoppeln des Flugzeugschleppers an ein Fahrwerk eines Flugzeugs umfassen, wobei die Koppelvorrichtung über eine Schnellmontagevorrichtung an dem Chassis befestigt ist und einen Hauptfahrwerksadapter zum Verbinden mit einem Hauptfahrwerk des Flugzeugs und einen Bugfahrwerksadapter zum Verbinden mit einem Bugfahrwerk des Flugzeugs umfasst. Alternativ kann der Schlepper aus separaten, selbstfahrenden Modulen zusammengesetzt werden, die über Kupplungen aneinandergekoppelt sind. Der Flugzeugschlepper ist also bevorzugt modular aufgebaut, so dass er für den jeweiligen Einsatzzweck, beispielsweise auf eine Masse des abzuschleppenden Flugzeugs abgestimmt werden kann. Es ist zudem möglich, den Flugzeugschlepper auf unterschiedliche Geometrien von Haupt- bzw. Bugfahrwerk und deren Orientierung relativ zueinander abzustimmen.In a preferred embodiment, an airport according to the invention comprises at least two aircraft tractors, each comprising a chassis, an engine and a coupling device for coupling the aircraft tractor to a landing gear of an aircraft, the coupling device being connected to the vehicle via a quick-mounting device Chassis is attached and a main landing gear adapter for connecting to a main landing gear of the aircraft and a nose gear adapter for connecting to a nose gear of the aircraft comprises. Alternatively, the tractor can be composed of separate, self-propelled modules which are coupled to each other via couplings. The aircraft tractor is therefore preferably of modular construction, so that it can be tuned for the respective intended use, for example to a mass of the aircraft to be towed. It is also possible to tailor the aircraft tractor to different geometries of main or nose gear and their orientation relative to each other.
Um auch die Motorleistung anpassen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass ein oder mehrere selbstfahrende Motormodule mit ihrem Chassis zwischen Bugfahrwerksmodul und Hauptfahrwerksmodul eingekoppelt werden. Zur erhöhten Automatisierung ist der Flugzeugschlepper zudem bevorzugt selbstfahrend ausgebildet.In order to be able to adapt the engine power, it is preferably provided that one or more self-propelled engine modules are coupled with their chassis between nose landing gear module and main landing gear module. For increased automation, the aircraft tractor is also preferably designed to be self-propelled.
Um jederzeit den Zustand des Flughafens erfassen zu können, umfassen einzelne, insbesondere aber alle Bewegungsflächen vorteilhafterweise Sensoren zum Erfassen von Flugzeugschleppern.In order to be able to detect the state of the airport at any time, individual, but in particular all movement areas, advantageously comprise sensors for detecting aircraft tugs.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments. It shows
Der Flughafen
Bei dem Flughafen
Die Flugzeugschlepper können auf unterschiedliche Art realisiert werden. Beispiele sind schienengebundene Flugzeugschlepper mit Diesel-, Gas- oder Elektromotoren. Möglich ist auch, die Flugzeugschlepper
Transitionen, in Petrinetzen als Rechtecke dargestellt, repräsentieren die Übergänge zwischen den Plätzen. In der Flughafentopologie bilden sie die Bewegungsflächen (Pisten, Rollbahnen, ...) ab. Die gerichteten Kanten, als Verbindungslinien zwischen Plätzen und Transitionen, geben die möglichen Bewegungsrichtungen der Flugzeuge und Flugzeugschlepper über die Bewegungsflächen (Transitionen) von Kreuzungspunkt/Standfläche (Platz) zu Kreuzungspunkt/Standfläche (Platz) an. Flugzeuge und Flugzeugschlepper werden als Marken repräsentiert. So bedeutet beispielsweise die Markierung
Wichtig ist die dem Petri-Netz inhärente Ressourcenbeschränkung und die formal abzuleitende Analyse der Erreichbarkeit aller möglichen Systemzustände. Eine weitere wichtige Eigenschaft ist die Möglichkeit der hierarchischen Strukturierung der Petri-Netze für komplexe Systeme über Subnetze. In
Im Folgenden werden die Schritte zur Konstruktion eines Petri-Netzes zum modellieren des Flughafens und dessen operationelle Steuerung im Einzelnen dargestellt. In einem ersten Schritt wird eine Analyse des Beschreibungsgegenstands Bodenverkehrssystem vorgenommen. In einem zweiten Schritt folgt die Formulierung des Beschreibungsgegenstands anhand einer systemtheoretischen Darstellung. In einem dritten Schritt erfolgt die Formalisierung des Beschreibungsgegenstands unter Verwendung farbiger Petri-Netze. Im Einzelnen werden die folgenden Schritte abgearbeitet:
- 1. Festlegung eines Netzwerkes von Wegstrecken und Kreuzungspunkten zur Beschreibung der Bodenverkehrsflüsse auf den Flughafen. (a) Die Bewegung (Schleppen) über ein Wegstück wird als Prozess im Petri-Netz durch das Schalten einer Transition beschrieben. (b) Das Erreichen eines Kreuzungspunktes als Prozesszustand wird durch die Belegung eines Platzes mit einer Marke beschrieben.
- 2. Festlegen von Regeln zur Benutzung der Wegstrecken durch Flugzeuge, dies umfasst Nutzungsstrategien (z. B. Nutzung in eine Richtung oder in beide Richtungen) und Ressourcenbeschränkungen (z. B. Nutzungsobergrenzen). (a) Wegstücke werden als Ressourcen verstanden und durch Marken ihre Auslastung im Petri-Netz repräsentiert. Art und Umfang der verfügbaren Markierungen beschreiben die Nutzungsart der Wegstücke. (b) Frei verfügbare Wegstücke befinden sich in einem Ressourcenspeicher und stehen den Verkehrsobjekten zur Nutzung zur Verfügung. Ressourcenspeicher werden im Petri-Netz als Plätze realisiert.
- 3. Erfassung möglicher Flugzeuge und deren für den Transport relevanten Eigenschaften (z. B. Gewichtsklasse). (a) Flugzeuge sind die dynamischen Objekte im Flughafenbodenverkehrsprozess und werden durch Marken repräsentiert. (b) Durch Färbung (Attributierung) der Marken erfolgt die Zuweisung von Eigenschaften, wie z. B. die Gewichtsklasse eines Flugzeugs Ableitung der Anforderungen an den automatisierten Flughafentransport:
- 4. Einführung von Flugzeugschleppern und Festlegung der Anforderungen an diese (a) Flugzeugschlepper sind Transportressourcen im System und werden als Marken repräsentiert. (b) Durch Färbung der Marken erfolgt die Zuweisung von Eigenschaften, wie z. B. Gewichtsklasse der transportierbaren Flugzeuge. (c) Die Verwendung unterschiedlicher Flugzeugschlepper für den Schleppprozess unterschiedlicher Flugzeuggewichtsklassen kann durch Verwendung unterschiedlicher Schlepperleistungsklassen oder durch Zusammenkoppeln mehrerer standardisierter Motor-Module realisiert werden.
- 5. Identifikation geeigneter Flugzeugschlepper-Standflächen, Festlegung Menge und Fassungsvermögen. (a) Flugzeugschlepper-Parkplätze sind Ressourcenspeicher (Speicher für Flugzeugschlepper) und werden als Platz im Petri-Netz dargestellt.
- 6. Identifikation notwendiger Unterstützungsprozesse, wie z. B. einer Verbindung von Flugzeug und Flugzeugschlepper. (a) Der Kopplungsvorgang von Flugzeug mit Flugzeugschlepper ist ein Prozess und wird durch das Schalten einer Transition beschrieben. Das Ergebnis ist die Verschmelzung von zwei Marken zu einer Produktmenge. (b) Die Zurverfügungstellung von Flugzeugschleppern (Fahrt zur Kopplungsstelle) als Prozess wird ebenfalls durch das Schalten einer Transition beschrieben.
- 1. Definition of a network of routes and intersections describing the ground traffic flows to the airport. (a) Movement (towing) over a span is described as a process in the Petri net by switching a transition. (b) Achieving a crossing point as a process state is described by occupying a place with a mark.
- 2. Establish rules for the use of the routes by aircraft, including usage strategies (eg unidirectional or bi-directional use) and resource constraints (eg usage limits). (a) Distances are understood as resources and brands represent their utilization in the Petri net. The nature and extent of the available markings describe the usage of the way pieces. (b) Freeways are located in a resource repository and are available for use by the traffic objects. Resource storages are realized in the Petri net as places.
- 3. Recording of possible aircraft and their relevant properties for transport (eg weight class). (a) Aircraft are the dynamic objects in the airport ground handling process and are represented by brands. (b) By staining (attribution) of the marks, the assignment of properties, such as. B. the weight class of an aircraft Derivation of requirements for automated airport transportation:
- 4. Introduction of aircraft tugs and the requirements for them (a) Aircraft tugs are transport resources in the system and are represented as brands. (b) By staining the marks, the assignment of properties such. B. Weight class of transportable aircraft. (c) The use of different aircraft tractors for the towing process of different aircraft weight classes can be realized by using different tractor performance classes or by coupling together several standardized engine modules.
- 5. Identification of suitable aircraft tractor stand areas, determination of quantity and capacity. (a) Aircraft tug parking spaces are resource stores (storage for aircraft tugs) and are represented as a place in the Petri net.
- 6. identification of necessary support processes, such. B. a connection of aircraft and aircraft tractor. (a) The coupling process of aircraft with aircraft tractors is a process and is described by the switching of a transition. The result is the merger of two brands into one product. (b) The provision of aircraft tugs (trip to the coupling point) as a process is also described by switching a transition.
Ein entscheidender Aspekt für die Operateure des Bodentransportsystems, die bei fortschreitender Automatisierung zunehmend eine Überwacherrolle (supervisory control) einnehmen, ist die rechtzeitige Feststellung von kritischen Systemzuständen. Dies geschieht durch kontinuierliche Berechnung des so genannten Erreichbarkeitsgraphen. Erreichbarkeitsgraphen, die sich automatisch aus dem Petri-Netz generieren lassen, bilden ereignisdiskret alle Varianten im Verkehrsverlauf ab, die sich im Petri-Netz bei einem gegebenen Flugzeug-Flugzeugschlepper-Szenario ereignen können. In der
Ein Erreichbarkeitsgraph bildet vom aktuellen Zeitpunkt ausgehend alle möglichen Alternativen im Verkehrsablauf ab. Es können optimale Verlaufspfade identifiziert, ausgewählt und umgesetzt werden, oder kritische Pfade ausgemacht und frühzeitig ausgeschlossen werden.An accessibility graph depicts all possible alternatives in the traffic flow starting from the current time. Optimal trajectories can be identified, selected and implemented, or critical paths can be identified and eliminated early.
Die Möglichkeit einer sich periodisch wiederholenden Erreichbarkeitsanalyse ermöglicht das Einspeisen sich ändernder Prozessdaten in das ablaufende Szenario.The possibility of a periodically recurring accessibility analysis enables the entry of changing process data into the running scenario.
Für jeden Zeitpunkt kann der Zustand des Flughafens beispielsweise in Form eines Graphen oder in Form einer dazu äquivalenten Matrix formuliert werden. Aus diesem aktuellen Zustand können sich in der Regel eine Vielzahl anderer Zustände ergeben, beispielsweise indem ein Flugzeug und/oder ein Flugzeugschlepper von einer Position zu einer anderen Position bewegt werden. Alle möglichen, so entstehenden Zustände, werden in einem Erreichbarkeitsgraphen dargestellt. Das Vorgehen zum Erstellen eines Erreichbarkeitsgraphen aus einem Petri-Netz kann Standard-Literatur entnommen werden.For each point in time, the state of the airport can be formulated, for example, in the form of a graph or in the form of a matrix equivalent thereto. As a rule, a large number of other states can result from this current state, for example by moving an aircraft and / or an aircraft tractor from one position to another position. All possible, resulting states are displayed in a reachability graph. The procedure for creating a reachability graph from a Petri net can be taken from standard literature.
Alle in dem Erreichbarkeitsgraphen von
Durch das Einführen von Randbedingungen und Einschränkungen, wie beispielsweise der Positionierung und Wegzuweisung der Flugzeugschlepper, im Petri-Netz, wird der Umfang des Erreichbarkeitsgraphen auf den optimalen Transportverlauf eingeschränkt Auf Grund des Sperrens von Übergängen in kritische Zustände wird sichergestellt, dass der Flughafen stets nur sichere Zustände annehmen kann. Nachdem der optimale zukünftige Zustand ermittelt ist, werden die Transitionen, die zu dem optimal zukünftigen Zustand führen, aus dem Erreichbarkeitsgraphen extrahiert. Anschließend werden per Funk über eine Funkanlage
Der Flughafen
Es verbleiben in dem in
Die Überwachung des Systemszustands des Flughafens, dass heißt, der anfliegenden, landenden und startenden Flugzeuge sowie der Flugzeugschlepper erfolgt mittels eines Bodenverkehrsüberwachungssystems mit Datenfusion (ASMGCS, Advanced Surface Movement Guidance and Control System), dessen Informationen die Grundlage für die Petri-Netz-Systemsteuerung liefert. Kritische Situationen, wie beispielsweise Runway Incursions, werden vermieden, da sämtliche Verkehrsabläufe in der Hand der Überwachungszentrale in Form eines virtuellen Towers liegen. Dadurch sind Pilotenfehler unmöglich, wie beispielsweise ein unzulässiges Rollen auf eine nicht freigegebene Piste auf Grund Unkenntnis der örtlichen Gegebenheiten oder fehlerhafter Kommunikation.The monitoring of the system state of the airport, that is to say the approaching, landing and taking off aircraft and the aircraft towers, is carried out by means of an Advanced Surface Movement Guidance and Control System (ASMGCS), the information of which provides the basis for the Petri-Net Control Panel , Critical situations, such as runway incursions, are avoided, since all traffic flows are in the hands of the monitoring center in the form of a virtual tower. As a result, pilot errors are impossible, such as an inadmissible rolling on a non-released runway due to ignorance of local conditions or faulty communication.
Die Flugzeuge
Mindestens ein selbstfahrendes Motormodul
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- FlughafenAirport
- 1212
- Flugzeugschlepperaircraft tractor
- 1414
- Flugzeug-StandflächeAircraft stand area
- 1616
- Flugzeugschlepper-StandflächeAircraft tractor-footprint
- 1818
- erste Pistefirst runway
- 2020
- erstes Endefirst end
- 2222
- zweites Endesecond end
- 2424
- zweite Pistesecond runway
- 2626
- erstes Endefirst end
- 2828
- zweites Endesecond end
- 3030
- Rollbahnrunway
- 3232
- Vorfeldadvance
- 3434
- virtueller Towervirtual tower
- 3636
- Fahrbahnsystemtrack system
- 3838
- Flugzeugplane
- 4040
- Petri-NetzPetri net
- 4242
- Erreichbarkeitsgraphreachability graph
- 4444
- Funkanlageradio system
- 4646
- Sensorsensor
- 4848
- kritischer Zustandcritical condition
- 5050
- Kreuzcross
- 5252
- Steuersignalcontrol signal
- 5454
- Chassischassis
- 5656
- Motorengine
- 5858
- Koppelvorrichtungcoupling device
- 6060
- HauptfahrwerksadapterMain gear adapter
- 6262
- BugfahrwerksadapterBugfahrwerksadapter
- 6464
- Funkeinheitradio unit
- 6666
- elektrische Steuerungelectrical control
- 6868
- Positionssensorposition sensor
- 7070
- Kreuzungspunktecrossing points
- 7474
- optimaler Zustandoptimal condition
- nn
- Tiefedepth
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Effective date: 20130824 |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: GRAMM, LINS & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWAEL, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |