RU2746058C1 - Air traffic control method and device - Google Patents
Air traffic control method and device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746058C1 RU2746058C1 RU2020124442A RU2020124442A RU2746058C1 RU 2746058 C1 RU2746058 C1 RU 2746058C1 RU 2020124442 A RU2020124442 A RU 2020124442A RU 2020124442 A RU2020124442 A RU 2020124442A RU 2746058 C1 RU2746058 C1 RU 2746058C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- air traffic
- information
- planning
- module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0017—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information
- G08G5/0026—Arrangements for implementing traffic-related aircraft activities, e.g. arrangements for generating, displaying, acquiring or managing traffic information located on the ground
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/003—Flight plan management
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/0043—Traffic management of multiple aircrafts from the ground
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G7/00—Traffic control systems for simultaneous control of two or more different kinds of craft
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиации, в частности к способам и устройствам управления движением воздушных судов (ВС). Технический результат заключается в повышении безопасности полетов и пропускной способности воздушного пространства (ВП). Известен способ управления воздушным движением (УВД) [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8] и планировании использования воздушного пространства (ПИВП) [5], из которых в качестве прототипов выбраны 4, 5 соответственно для способа и устройства, заключающийся в том, что при ПИВП создают базы данных, а именно: базы данных планов полетов, базы аэродинамических данных параметров ВС, базы аэронавигационных данных статических и динамических, доступ к которым имеют все средства комплекса средств автоматизации планировании использования ВП (КСА ПИВП). Загружают в базу планов полетов информацию об использовании ВП (планы полетов, зоны ограничений) из сети авиационной фиксированной электросвязи (АФТН) и выполняют синтаксическую и логическую проверку полученных данных. Загружают в базу аэронавигационных данных информацию о текущих аэронавигационных данных (точки воздушных трасс, воздушные трассы, зоны ожидания, стандартные схемы вылета и прилета, данные по аэродромам, зоны ограничений использования ВП и т.п), Загружают в базу данных аэродинамических параметров ВС информацию о параметрах ВС из справочников в согласованном формате, цифровые топографические карты местности в зоне ответственности и обрабатывают полученные данные, используя прикладное программное обеспечение, написанное на языке программирования высокого уровня с защитой от несанкционированного доступа, а информационные ресурсы от уничтожения, повреждения и искажения, в вычислительном устройстве КСА ПИВП, с учетом планов полетов, зон ограничений, аэронавигационных данных, опубликованных во Всемирной Геодезической Сисистеме-1984 (WGS-84) или аэронавигационные данные опубликованные в геодезической системе РФ ПЗ.90.11, 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий в масштабах зоны ответственности и рассчитывают прогнозируемую траекторию каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий, с привлечением информации об ограничениях ВП Хранят и обновляют данные о планах полетов, аэронавигационных данных о параметрах ВС в базах данных, к которым имеют доступ на запись и/или чтение потребители из состава модуля КСА ПИВП, и на их основе производят стратегическое и пред-тактическое планирование при этом управляют потоками ВС путем перераспределения воздушного трафика по разным трассам, секторам, учитывая потенциально опасные ситуации, зоны ограничений, пропускную способность секторов управления ВП, включая соседние центры, с учетом прогнозируемой метеорологической информации и выявляют потенциально конфликтные ситуации (пересечения ВС запретных объемов ВП). Вырабатывают рекомендации по безопасности использования ВП с отображением всей информации на рабочих местах диспетчеров планирования. Далее выполняют тактическое планирование. При этом получают информацию о воздушных судах, их координатах и параметрах их движения из модуля баз данных комплекса средств автоматизации управления воздушным движением (КСА УВД) (модуля базы планов полетов, модуля базы аэронавигационных данных, модуля базы аэродинамических параметров воздушных судов). Обрабатывают полученную информацию в вычислительном устройстве модуля КСА ПИВП и рассчитывают параметры планируемых полетов, обновленные динамические аэронавигационные данные, опубликованные во Всемирной Геодезической Сисистеме-1984 (WGS-84), или аэронавигационные данные опубликованные в геодезической системе РФ ПЗ.90.11, используют топографическую карту местности, а также ранее рассчитанные траектории в 4-мерном (3D геодезические координаты + 1D время) виде. Обеспечивают информацией о плановом использовании ВП модуль КСА УВД с помощью информационного обмена по согласованному протоколу и выполняют управление воздушным движением, включающее получение информации о данных наблюдения, метеорологических данных, информации об использовании ВП воздушного пространства от модуля КСА ПИВП, обработку полученных данных в вычислительном устройстве модуля КСА УВД, с учетом аэронавигационных данных, опубликованных во Всемирной Геодезической Сисистеме-1984 (WGS-84) или аэронавигационные данные опубликованные в геодезической системе РФ ПЗ.90.11, создание 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий в масштабах зоны ответственности, прогнозирование траектории каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий, хранение и обновление данных (планы полетов, аэронавигационные данные, данные параметров ВС) в базах данных, к которой имеют доступ на запись и/или чтение модули из состава КСА УВД, и выполняют тактическое планирование при этом создают базы данных, а именно: базы планов полетов, базы аэродинамических параметров воздушных судов, базы аэронавигационных данных, получают информацию от источников данных наблюдения о координатах ВС воздушных судов и параметрах их движения. Обрабатывают полученную информацию в вычислительном устройстве модуля КСА УВД, рассчитывают параметры полетов ВС, используя прикладное программное обеспечение, написанное на языке программирования высокого уровня с защитой от несанкционированного доступа, а информационные ресурсы от уничтожения, повреждения и искажения, обновленные аэронавигационные данные, опубликованные во Всемирной Геодезической Сисистеме-1984 (WGS-84), или аэронавигационные данные, опубликованные в геодезической системе РФ ПЗ.90.11, топографическую карту местности, а также рассчитанные траектории в 4-мерном (3D геодезические координаты + 1D время) виде, восстанавливают местоположение каждого ВС, используя алгоритмы слежения, основанные на нескольких фильтрах Калмана, объединенных вероятностной моделью динамики цели. Осуществляют контроль безопасности воздушного движения, включающий выявление конфликтных ситуации между воздушными суднами и обнаружение входа ВС в зоны ограничений использования воздушного пространства, снижение ниже безопасной высоты, контроль входа в зоны опасных погодных явлений, контроль отклонения ВС от линий курса и глиссады при заходе на посадку. При этом контроль осуществляют путем вычисления отклонения ВС от линий курса и глиссады при заходе на посадку с учетом эшелонирования по расстоянию и времени. При среднесрочном прогнозе (на время до 30 минут) определяют конфликтные ситуации между воздушными суднами, между ВС и зоной ограничений использования ВП. Вырабатывают очередь ВС на прилет, учитывая условия торможения ВС, времени освобождения взлетно-посадочной полосы (ВПП), временя занятия исполнительного старта, ограничения структуры ВП (в том числе в соседних зонах) очередность вылета ВС и представляют всю полученную информацию на рабочие места диспетчеров УВД и одновременно осуществляют централизованное обслуживание для нескольких аэропортов, при этом прогнозируют изменения параметров полета между каждым ВС и всеми другими ВС, находящимися в зоне ответственности, используя аэронавигационные данные, топографическую карту местности, метеорологическую информацию, и вырабатывают предупреждения об обнаружении потенциально конфликтных ситуаций и отображают полученную информацию на рабочих местах диспетчеров УВД.The invention relates to the field of aviation, in particular to methods and devices for controlling the movement of aircraft (AC). The technical result is to improve flight safety and airspace (airspace) capacity. The known method of air traffic control (ATC) [1, 2, 3, 4, 6, 7, 8] and planning the use of airspace (AID) [5], of which 4, 5 were selected as prototypes, respectively, for the method and device, consisting in the fact that at the AIDP create databases, namely: databases of flight plans, databases of aerodynamic data of aircraft parameters, databases of static and dynamic aeronautical data, access to which have all the means of the complex of automation for planning the use of airspaces (KSA AIPP). The information on the use of the airspace (flight plans, restricted areas) from the aeronautical fixed telecommunication network (AFTN) is loaded into the flight plan database and syntactic and logical checks of the received data are performed. Information on current aeronautical data is loaded into the aeronautical data base (points of air routes, air routes, holding areas, standard departure and arrival procedures, data on aerodromes, restricted areas for the use of aircrafts, etc.), Information on aircraft parameters from reference books in an agreed format, digital topographic maps of the area in the area of responsibility and process the obtained data using application software written in a high-level programming language with protection against unauthorized access, and information resources from destruction, damage and distortion in a computing device KSA TIPP, taking into account flight plans, zones of restrictions, aeronautical data published in the World Geodetic System-1984 (WGS-84) or aeronautical data published in the geodetic system of the Russian Federation PZ.90.11, 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) trajectories in scale areas of responsibility and calculate the predicted trajectory of each aircraft using algorithms for calculating 4-dimensional trajectories, with the involvement of information about airspace restrictions Store and update data on flight plans, aeronautical data on aircraft parameters in databases to which they have access for writing and / or reading consumers from the KSA TIPP module, and on their basis make strategic and pre-tactical planning while managing the aircraft flows by redistributing air traffic along different routes, sectors, taking into account potentially dangerous situations, restricted zones, the capacity of the airspace control sectors, including neighboring centers , taking into account the predicted meteorological information, and identify potentially conflict situations (aircraft intersections of the forbidden airspace volumes). Recommendations are developed on the safety of using the airspace with the display of all information at the workplaces of planning dispatchers. Next, tactical planning is carried out. At the same time, information about aircraft, their coordinates and parameters of their movement is obtained from the database module of the air traffic control automation (ATC) complex (flight plan database module, aeronautical data base module, aircraft aerodynamic parameters database module). The received information is processed in the computing device of the KSA TIDP module and the parameters of the planned flights are calculated, updated dynamic aeronautical data published in the World Geodetic System-1984 (WGS-84), or aeronautical data published in the RF geodetic system PZ.90.11, use a topographic map of the area, as well as previously calculated trajectories in 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) form. They provide information about the planned use of the airspace to the ATC KSA module using information exchange according to an agreed protocol and perform air traffic control, including obtaining information about observation data, meteorological data, information about the use of airspace airspace from the KSA TIPP module, processing the received data in the computing device of the module KSA ATC, taking into account aeronautical data published in the World Geodetic System-1984 (WGS-84) or aeronautical data published in the geodetic system of the Russian Federation PZ.90.11, creation of 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) trajectories in the scale of the area of responsibility, predicting the trajectory of each aircraft using algorithms for calculating 4-dimensional trajectories, storing and updating data (flight plans, aeronautical data, aircraft parameters data) in databases to which modules from the ATC CSA have write and / or read access, and perform tactical planning while create databases, namely: databases of flight plans, databases of aerodynamic parameters of aircraft, databases of aeronautical data, receive information from sources of observation data on the coordinates of aircraft of aircraft and parameters of their movement. The received information is processed in the computing device of the ATC KSA module, the aircraft flight parameters are calculated using application software written in a high-level programming language with protection against unauthorized access, and information resources from destruction, damage and distortion, updated aeronautical data published in the World Geodetic Survey. Sisystem-1984 (WGS-84), or aeronautical data published in the geodetic system of the Russian Federation PZ.90.11, a topographic map of the area, as well as calculated trajectories in a 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) form, restore the location of each aircraft using tracking algorithms based on several Kalman filters combined by a probabilistic model of target dynamics. They carry out air traffic safety control, including the identification of conflict situations between aircraft and the detection of the aircraft entering the zones of restrictions on the use of airspace, descent below the safe height, control of entry into the zones of dangerous weather phenomena, control of the deviation of the aircraft from the course and glide path lines during landing approach. In this case, control is carried out by calculating the deviation of the aircraft from the course and glide path lines during the approach, taking into account the separation in distance and time. With a medium-term forecast (for a period of up to 30 minutes), conflict situations are determined between aircraft, between the aircraft and the zone of restrictions on the use of the aircraft. They develop an aircraft queue for arrival, taking into account the aircraft braking conditions, the time of the runway (runway) release, the time of the executive start, restrictions on the airspace structure (including in neighboring zones), the sequence of aircraft departure and submit all the information received to the workstations of air traffic controllers and simultaneously carry out centralized service for several airports, while predicting changes in flight parameters between each aircraft and all other aircraft in the area of responsibility, using aeronautical data, a topographic map of the area, meteorological information, and generate warnings about the detection of potential conflict situations and display the received information at the workplaces of air traffic controllers.
Недостатками прототипа являются:The disadvantages of the prototype are:
1. Неконтролируемый параллелизм в ряде действий. Так, например, происходит вычисление траектории ВС в 4-мерном (3D геодезические координаты + 1D время) пространстве с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) и визуализация на рабочих местах диспетчеров УВД и ПИВП данных траекторий на протяжении всего полета ВС из разных модулей баз данных: из модуля баз данных КСА УВД и модуля баз данных КСА ПИВП. Это приводит к неоднозначной трактовке диспетчерами УВД и ПИВП траектории полета ВС и к ошибке в принятии управленческого решения по организации потоков, что снижает безопасность полетов и пропускную способность ВП.1. Uncontrolled parallelism in a number of actions. So, for example, the aircraft trajectory is calculated in 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) space, taking into account domestic and international mathematical models of the Earth (P3-90.11, WGS-84) and visualization of these trajectories at during the entire flight of the aircraft from different database modules: from the database module of the KSA ATC and the database module of the KSA TIPP. This leads to an ambiguous interpretation by air traffic controllers and air traffic controllers of the aircraft flight trajectory and to an error in making a managerial decision on the organization of flows, which reduces flight safety and airspace capacity.
2. Для обработки всей полученной информации используются плоские проекции что приводить к искажениям и потере точности определения местоположения ВС в отличие от обработки в геоцентрической 3-мерной геодезической системе координат с использованием математических моделей Земли ПЗ.90.11 или WGS-84, а также с учетом всемирного координированного времени (UTC), что увеличивает географический диапазон действия комплекса УВД, и позволяет контролировать воздушную обстановку практически по всему земному шару.2. To process all the information received, plane projections are used, which leads to distortions and loss of accuracy in determining the aircraft position, in contrast to processing in a geocentric 3-dimensional geodetic coordinate system using the mathematical models of the Earth PZ.90.11 or WGS-84, as well as taking into account the world coordinated time (UTC), which increases the geographical range of the ATC complex, and allows you to control the air situation practically throughout the entire globe.
3. При экстраполяции местоположения воздушного судна с использованием фильтра Калмана не используется информация о параметрах движения ВС, полученная непосредственно с борта (путевая и приборная скорости, путевые углы и курсы, числа МВС), что существенно понижает точность определения местоположения ВС, его скорости и курса, что, в свою очередь, приводить к снижению точности прогноза времени захода ВС на посадку, прохождения точек по маршруту и понижает пропускную способности ВП и безопасность полетов.3. When extrapolating the position of the aircraft using the Kalman filter, the information on the aircraft movement parameters obtained directly from the board (ground and indicated speeds, track angles and courses, MBC numbers) is not used, which significantly reduces the accuracy of determining the aircraft position, its speed and course , which, in turn, leads to a decrease in the accuracy of forecasting the time of aircraft approach to landing, the passage of points along the route and reduces the airspace capacity and flight safety.
4. При выявлении краткосрочных конфликтов не используется цифровая карта местности что ведет к менее эффективному использованию ВП4. When identifying short-term conflicts, a digital map of the area is not used, which leads to less effective use of the airspace
5. При выявлении среднесрочных конфликтов наряду с контролем нарушения норм эшелонирования между ВС и входом в зоны ограничения использования ВП не контролируется снижение ниже минимальной безопасной высоты, и возможность входа ВС в зоны опасных явлений погоды, что уменьшает безопасность полета ВС5. When medium-term conflicts are detected, along with the control of violation of the separation norms between the aircraft and the entry into the restricted areas of the use of the aircraft, the decrease below the minimum safe height is not controlled, and the possibility of the aircraft entering the zones of dangerous weather phenomena, which reduces the safety of the aircraft flight
6. При анализе безопасности воздушного движения не контролируются ошибочные действия пилота ВС по установке заданной высоты на задатчике высоты ВС, что уменьшает точность управления ВС воздушного судна по командам диспетчера УВД и безопасность его полета.6. When analyzing the safety of air traffic, erroneous actions of the aircraft pilot to set the specified altitude on the aircraft altitude control are not monitored, which reduces the accuracy of the aircraft control by the commands of the ATC controller and the safety of its flight.
Технической задачей предложенного способа и устройства является повышение безопасности полетов и пропускной способности ВП. Поставленная задача достигается тем, что при предтактическом и тактическом УВД для каждого ВС используется один, общий для КСА ПИВП и КСА УВД объект управления, его системный план полета, скоррелированный с данными наблюдения (при их наличии), для чего создают общие базы данных как для КСА ПИВП, так и для КСА УВД, доступ к которым имеют все комплексы и устройства, входящие в единый КСА ПИВП и УВД, при этом исключают дублирование вычисления 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий в масштабах зоны ответственности, исключают пересылку обработанных данных между комплексами, так как информация хранится в одно месте и доступна пользователям осуществляющим как ПИВП, так и УВД, посылают диспетчерам ПИВП и УВД информацию из одних общих источников, что исключает неидентичность ее во всех вычислительных процессах, а также при отображении у диспетчеров ПИВП и УВД и улучшает точность определения местоположения ВС и повышает безопасность полетов.The technical task of the proposed method and device is to improve flight safety and airspace throughput. The set task is achieved by the fact that in pre-tactical and tactical ATC for each aircraft, one control object common to the KSA AIDP and KSA ATC is used, its system flight plan correlated with the observation data (if any), for which common databases are created both for KSA TIPP, and for KSA ATC, access to which have all the complexes and devices included in a single KSA TIPP and ATC, while eliminating the duplication of the calculation of 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) trajectories on the scale of the responsibility area, exclude the of processed data between the complexes, since the information is stored in one place and is available to users carrying out both the AIDP and ATC, they send information to the AIDP and ATC dispatchers from the same common sources, which eliminates its non-identity in all computing processes, as well as when displayed by the AIDP dispatchers and ATC and improves the accuracy of aircraft positioning and improves flight safety.
Для устранения указанных недостатков в предложенном способе УВД выполняют следующие действия: создают общую базу данных как для ПИВП, так и для УВД, а именно, базу данных планов полетов, базу аэронавигационных данных статических и динамических, базу параметров ВС, загружают в них текущие аэронавигационные данные (точки воздушных трасс, воздушные трассы, зоны ожидания, стандартные схемы вылета и прилета, данные по аэродромам, зоны ограничений ИВП и т.п.), параметры воздушных судов из справочников в согласованном формате, цифровую карту высот подстилающей поверхности земли, топографические карты в зоне ответственности, получают информацию о планируемом использования ВП из сети АФТН с последующей синтаксической и логической проверкой полученных данных, при этом, если полученные данные являются планом полета, то производят расчет 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий движения ВС в границах зоны ответственности с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) и параметров ВС, взятых из общей базы аэронавигационных данных и параметров ВС, и записывают информацию о плане полета в общую базу данных планов полетов, а если полученные данные являются изменением зоны ограничения использования ВП, то обновляют информацию об этом параметре в общей базе динамических аэронавигационных данных. Дополнительно получают информацию о координатах ВС и параметрах их движения от источников наблюдения (первичные и/или вторичные радиолокационные средства, станции автоматического зависимого широковещательного наблюдения и т.д.) и на ее основе обновляют информацию о фактическом местоположении ВС в плане полета в общей базе планов полетов и обрабатывают записанные в общую базу данные, как в вычислительных средствах комплекса автоматизации планирования ИВП, так и в вычислительных средствах комплекса автоматизации УВД с учетом планов полетов, зон ограничений ИВП, аэронавигационных данных, опубликованных как во Всемирной Геодезической Сисистеме-1984 (WGS-84), так и/или аэронавигационных данных опубликованных в геодезической системе РФ ПЗ.90.11, параметров ВС, хранящихся в общей базе данных с целью: решения задач стратегического, предтактического и тактического планирования для этого прогнозируют плановую траекторию движения каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий, основанных на модели полной энергии с привлечением информации о действующих в настоящий момент ограничениях использования ВП из общей базы аэронавигационных данных, используя параметры ВС из общей базы параметров воздушных судов, и передают информацию, полученную расчетным путем, на рабочее место диспетчера планирования для принятия им решений о возможном перераспределении воздушного трафика по разным воздушным трассам, секторам управления, учитывая потенциально опасные ситуации, зоны ограничений ИВП, пропускную способность секторов УВД, включая соседние центры, с учетом прогнозируемой метеорологической информации. Дополнительно рассчитывают потенциально конфликтные ситуации (пересечения ВС запретных объемов ВП) и предоставляют информацию на рабочее место диспетчера планирования для принятия решений, вырабатывают рекомендации по безопасному использованию ВП воздушного пространства и предоставляют информацию на рабочее место диспетчера планирования для принятия решений, рассчитывают нагрузку на элемент ВП и посылают результаты расчетов планируемого использования ВΠ воздушного пространства на рабочее место диспетчера планирования, а в вычислительных устройствах КСА УВД решают задачи тактического планирования и УВД. Для этого корректируют данные планов полетов в общей базе планов полетов с учетом информации о фактических полетах, полученной от источников данных наблюдения и/или смежных центров в согласованном формате, восстанавливают фактическую траекторию движения каждого ВС, используя алгоритмы обработки данных наблюдения, основанные на применении нескольких фильтров Калмана, переключаемых методом взаимодействующих моделей в зависимости от динамики цели с привлечением дополнительной информации о путевой и приборной скорости, путевых углах и курсы, числа МВС, полученной непосредственно с бота ВС с учетом ранее рассчитанных плановых траекторий движения ВС, хранящихся в общей базе планов полетов. Контролируют безопасность воздушного движение с учетом возможного сближения ВС по расстоянию или времени и при краткосрочном прогнозе (на время до 2 минут) и среднесрочном прогнозе (на время до 30 минут), используя данные о фактической воздушной обстановке, цифровой карте высот, топографической карте местности, обновленных аэронавигационных данных, информацию планов полетов, включая планируемые траектории движения ВС из общих баз данных, при этом выявляют: конфликтные ситуации между ВС, вход ВС в зоны ограничения ИВП, снижение ВС ниже безопасной высоты, отклонение ВС от линии курса и глиссады при заходе на посадку, вход ВС в зоны опасных метеорологический явлений и передают информацию о конфликтных ситуациях на автоматизированное рабочее место диспетчера УВД с целью выработки диспетчером УВД команд для управления ВС. Строят очередность прилета и вылета для нескольких аэродромов, основываясь на планируемой и фактической воздушной обстановке из общей базы планов полетов, на результатах контроля безопасности воздушного движения, на параметрах рабочей взлетно-посадочной полосы (ВВП) аэродромов назначения/вылета с последующим предоставлением всей информацию о фактическом использовании ВП на рабочее место диспетчера УВД, при этом доступ к критическим элементам баз данных, необходимым для обеспечения процедур управления воздушным движением, имеют только КСА УВД. При этом на всех этапах выполнения полета, стратегическом, предтактическом и тактическом для каждого ВС используется один, общий для КСА ПИВП и УВД объект управления, его системный план полета, скоррелированный с данными наблюдения (при их наличии), для чего создают общие базы данных как для КСА ПИВП, так и для КСА УВД, доступ к которым имеют все комплексы и средства, входящие в КСА ПИВП и УВД, при этом исключают дублирование вычисления 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий в масштабах зоны ответственности, исключают пересылку обработанных данных между комплексами, так как информация хранится в одном месте и доступна как пользователям осуществляющим ПИВП так и УВД, и посылают диспетчерам ПИВП и УВД информацию из одних общих источников, что исключает неоднозначность информации во всех вычислительных процессах и при отображении у диспетчеров ПИВП и УВД, что улучшает точность определения местоположения ВС и повышает безопасность полетов и повышает пропускную способность ВП воздушного пространства. Кроме этого обрабатывают всю полученную информацию в геоцентрической 3-мерной геодезической системе координат с использованием математических моделей Земли ПЗ.90.11 и/или WGS-84, а также с учетом всемирного координированного времени (UTC), что расширяет географический диапазон действия системы УВД и позволяет контролировать воздушную обстановку практически по всему земному шару. При экстраполяции местоположения ВС с использованием нескольких фильтров Калмана, переключаемых методом взаимодействующих моделей в зависимости от динамики цели используется информация о параметрах траектории ВС полученная, непосредственно с борта ВС (путевая и приборная скорости, путевые углы и курсы, числа МВС), что существенно повышает точность определения местоположения ВС, его скорости и курса. При выявлении краткосрочных конфликтов используется цифровая карта местности, что ведет к повышению безопасности полетов, особенно в горной местности и к более эффективному использованию ВП. При анализе безопасности полета воздушного движения контролируют действия пилота ВС по установке заданной высоты на задатчике высоты ВС воздушного судна, что увеличивает точность управления ВС по командам диспетчера УВД и безопасность его полета.To eliminate these shortcomings in the proposed ATC method, perform the following actions: create a common database for both AIDP and ATC, namely, a flight plan database, a static and dynamic aeronautical data base, an aircraft parameter database, load current aeronautical data into them (points of airways, airways, holding areas, standard departure and arrival procedures, data on aerodromes, air traffic control zones, etc.), aircraft parameters from reference books in an agreed format, digital elevation map of the underlying earth surface, topographic maps in area of responsibility, they receive information about the planned use of the airspace from the AFTN network with subsequent syntactic and logical verification of the received data, while, if the received data is a flight plan, then they calculate 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) trajectories of the aircraft within the boundaries areas of responsibility, taking into account domestic and international mathematical modes oil of the Earth (P3-90.11, WGS-84) and aircraft parameters taken from the common database of aeronautical data and aircraft parameters, and record information about the flight plan in the common database of flight plans, and if the data obtained is a change in the restricted area of the use of the aircraft, then update information about this parameter in the common dynamic aeronautical data base. Additionally, information about aircraft coordinates and parameters of their movement is obtained from observation sources (primary and / or secondary radar facilities, automatic dependent broadcast surveillance stations, etc.) and, on its basis, information about the aircraft's actual location in the flight plan is updated in the common base of plans. flights and process the data recorded in the common database, both in the computing facilities of the IVP planning automation complex, and in the computing facilities of the ATC automation complex, taking into account flight plans, TRS restriction zones, aeronautical data published both in the World Geodetic System-1984 (WGS-84 ), and / or aeronautical data published in the geodetic system of the Russian Federation PZ.90.11, aircraft parameters stored in a common database for the purpose of: solving strategic, pre-tactical and tactical planning problems for this, the planned trajectory of movement of each aircraft is predicted using calculation algorithms 4- dimensional trajectories, the basis data on the total energy model with the involvement of information about the current restrictions on the use of airspace from the common aeronautical database, using the aircraft parameters from the common database of aircraft parameters, and transmit the information obtained by calculation to the workstation of the planning controller for making decisions about possible redistribution of air traffic along different air routes, control sectors, taking into account potentially dangerous situations, TRS restriction zones, capacity of ATC sectors, including neighboring centers, taking into account forecasted meteorological information. Additionally, they calculate potentially conflict situations (aircraft intersections of prohibited airspace volumes) and provide information to the planning dispatcher's workplace for making decisions, develop recommendations for the safe use of airspaces in the airspace and provide information to the planning dispatcher's workplace for making decisions, calculate the load on the airspace element and send the results of calculations of the planned use of the airspace to the workstation of the planning dispatcher, and in the computing devices of the ATC KSA they solve the tasks of tactical planning and ATC. To do this, the flight plan data in the general database of flight plans is corrected taking into account information on actual flights received from observation data sources and / or adjacent centers in an agreed format, the actual trajectory of movement of each aircraft is restored using observation data processing algorithms based on the application of several filters Kalman, switched by the method of interacting models, depending on the dynamics of the target with the involvement of additional information about the ground and indicated speed, course angles and courses, the number of MFMs obtained directly from the aircraft bot, taking into account the previously calculated planned trajectories of the aircraft movement stored in the common database of flight plans. They control the safety of air traffic, taking into account the possible approach of the aircraft by distance or time and with a short-term forecast (for a period of up to 2 minutes) and a medium-term forecast (for a period of up to 30 minutes), using data on the actual air situation, a digital elevation map, a topographic map of the area, updated aeronautical data, information on flight plans, including the planned trajectories of aircraft from common databases, while identifying: conflict situations between aircraft, aircraft entry into the flight control zone, aircraft descent below the safe altitude, aircraft deviation from the course line and glide path when approaching landing, entry of aircraft into zones of dangerous meteorological phenomena and transmit information about conflict situations to the automated workstation of the ATC controller in order to develop commands for the aircraft control by the ATC controller. The sequence of arrival and departure for several aerodromes is built, based on the planned and actual air situation from the general database of flight plans, on the results of air traffic safety control, on the parameters of the working runway (GDP) of destination / departure aerodromes, with the subsequent provision of all information about the actual the use of the airspace at the workstation of the air traffic controller, while access to the critical elements of the databases necessary to ensure the air traffic control procedures are available only to the ATC SAC. At the same time, at all stages of the flight, strategic, pre-tactical and tactical for each aircraft, one control object common to the KSA AIDP and ATC is used, its system flight plan correlated with observation data (if any), for which common databases are created as for KSA TIPP, and for KSA ATC, access to which have all the complexes and means included in the KSA TIPP and ATC, while eliminating the duplication of the calculation of 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) trajectories on the scale of the area of responsibility, exclude the transfer processed data between the complexes, since the information is stored in one place and is available both to the users carrying out the AIDP and ATC, and they send information to the AIDP and ATC dispatchers from the same common sources, which eliminates the ambiguity of information in all computing processes and when displayed by the AIDP and ATC dispatchers , which improves the accuracy of aircraft positioning and improves flight safety and capacity airspace airspace. In addition, all the information received is processed in a geocentric 3-dimensional geodetic coordinate system using the mathematical models of the Earth PZ.90.11 and / or WGS-84, as well as taking into account the universal time (UTC), which expands the geographical range of the ATC system and allows you to control the air situation practically all over the world. When extrapolating the location of the aircraft using several Kalman filters, switched by the method of interacting models depending on the dynamics of the target, information about the parameters of the aircraft trajectory obtained directly from the aircraft (ground and indicated speed, track angles and headings, the number of MFMs) is used, which significantly increases the accuracy determining the location of the aircraft, its speed and course. When identifying short-term conflicts, a digital terrain map is used, which leads to improved flight safety, especially in mountainous areas and to a more efficient use of airspace. When analyzing the safety of air traffic, the actions of the aircraft pilot are monitored to set a given altitude on the aircraft altitude controller, which increases the accuracy of aircraft control according to the commands of the ATC controller and the safety of its flight.
Как показал проведенный заявителем информационный поиск, из уровня техники не известны способы УВД управления воздушным движением с перечисленной совокупностью существенных признаков, то есть, заявляемые способ с учетом зависимых пунктов формулы обладают новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него тем, что:As shown by the information search conducted by the applicant, ATC methods of air traffic control with the listed set of essential features are not known from the prior art, that is, the claimed method, taking into account the dependent claims, have novelty in comparison with the prototype, differing from it in that:
1. Создают общие базы данных как для ПИВП, так и для УВД, доступ к которым имеют все пользователи ПИВП и УВД.1. Create common databases for both the PIP and ATC, to which all PIP and ATC users have access.
2. Производят вычисление траектории ВС в 4-мерном (3D геодезические координаты + 1D время) пространстве в масштабах всей Земли с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) в блоке, общем для ПИВП и УВД, визуализацию на рабочих местах диспетчеров УВД и ПИВП данных траекторий на протяжении всего полета ВС судна из общих модулей баз данных Это приводит к однозначной трактовке диспетчерами траектории полета ВС и к исключению ошибок в принятии управленческого решения, что увеличивает безопасность полетов;2. The aircraft trajectory is calculated in 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) space on a scale of the entire Earth, taking into account domestic and international mathematical models of the Earth (P3-90.11, WGS-84) in a block common for the IRP and ATC, visualization at the workplaces of air traffic controllers and air traffic controllers of the data of trajectories throughout the entire flight of the aircraft's aircraft from the common database modules.This leads to an unambiguous interpretation of the aircraft flight path by dispatchers and to the elimination of errors in making managerial decisions, which increases flight safety;
3. Обрабатывают всю полученную информацию в геоцентрической 3-мерной геодезической системе координат с использованием математических моделей Земли ПЗ.90.11 и/или WGS-84, а также с учетом всемирного координированного времени (UTC), что повышает диапазон (географический) действия системы УВД, что позволяет контролировать воздушную обстановку практически по всему земному шару.3. All the information received is processed in a geocentric 3-dimensional geodetic coordinate system using the mathematical models of the Earth PZ.90.11 and / or WGS-84, as well as taking into account universal time (UTC), which increases the range (geographic) of the ATC system, which allows you to control the air situation almost throughout the globe.
4. При экстраполяции местоположения ВС с использованием нескольких фильтров Калмана, переключаемых методом взаимодействующих моделей в зависимости от динамики цели, используют информацию о параметрах траектории ВС, полученную непосредственно с борта ВС (путевая и приборная скорости, путевые углы и курсы, числа МВС), что существенно повышает точность определения местоположения ВС, его скорости и курса.4. When extrapolating the position of the aircraft using several Kalman filters, switched by the method of interacting models depending on the dynamics of the target, information on the parameters of the aircraft trajectory obtained directly from the aircraft is used (ground and indicated speed, track angles and headings, MBC numbers) significantly increases the accuracy of determining the location of the aircraft, its speed and course.
5. При выявлении краткосрочных конфликтов используют цифровую карту местности что ведет к повышению безопасности полетов и более эффективному использованию ВП.5. When short-term conflicts are identified, a digital terrain map is used, which leads to improved flight safety and more efficient use of airspace.
6. При выявлении среднесрочных конфликтов наряду с контролем нарушения норм эшелонирования между ВС и входом в зоны ограничения использования ВП контролируют снижение ниже минимальной безопасной высоты и возможность входа ВС в зоны опасных явлений погоды, что увеличивает безопасность полета ВС.6. When medium-term conflicts are detected, along with the control of violation of separation standards between the aircraft and the entry into the restricted areas of the use of the aircraft, they control the decrease below the minimum safe height and the possibility of the aircraft entering the zones of dangerous weather phenomena, which increases the aircraft flight safety.
7. При анализе безопасности воздушного движения контролируют неверные действия пилота ВС по установке заданной высоты на задатчике высоты ВС, что увеличивает точность управления ВС по командам диспетчера УВД и безопасность его полета. Таким образом, за счет новых действий, перечисленных выше, авторами решена поставленная техническая задача повышения безопасности полетов и пропускной способности ВП.7. When analyzing the safety of air traffic, the wrong actions of the aircraft pilot are monitored to set the preset altitude on the aircraft altitude controller, which increases the accuracy of aircraft control under the commands of the ATC controller and the safety of its flight. Thus, due to the new actions listed above, the authors have solved the technical problem posed to improve flight safety and airspace capacity.
Предложенный способ может быть реализован с использованием таких математических алгоритмов, как метод взаимодействующих моделей с использованием нескольких фильтров Калмана для разных типов движения, методов линейного программирования, решения уравнений движения материальной точки в трехмерном пространстве. Для расчета плановых траекторий может быть использован метод полной энергии, что подтверждает техническую реализуемость способа.The proposed method can be implemented using such mathematical algorithms as the method of interacting models using several Kalman filters for different types of motion, linear programming methods, solving the equations of motion of a material point in three-dimensional space. To calculate the planned trajectories, the total energy method can be used, which confirms the technical feasibility of the method.
Устройство для реализации нового способа также относится к области авиации, в частности к устройствам автоматизации управления движением ВС. Технический результат заключается в повышении безопасности полетов и пропускной способности ВП, в упрощении структуры устройства и уменьшении связей между частями устройства, что повышает надежность устройства и, как следствие, увеличивает безопасность полетов. В качестве прототипа выбраны два устройства КСА УВД «Синтез» и КСА ПИВП «Синтез» разработки и производства АО «ВНИИРА». Описание КСА УВД «Синтез» и КСА ПИВП «Синтез» приведено в буклетах и на сайте производителя: http://www.vniira.ru/ru/products/806/817/1181?text=basic-purpose http://www.vniira.ru/ru/products/806/818/1182?text=basic-purpose.The device for the implementation of the new method also relates to the field of aviation, in particular to devices for the automation of aircraft traffic control. The technical result consists in increasing the flight safety and airspace throughput, simplifying the structure of the device and reducing the connections between the parts of the device, which increases the reliability of the device and, as a result, increases the safety of flights. As a prototype, two devices KSA ATC "Sintez" and KSA PIVP "Sintez" developed and manufactured by JSC "VNIIRA" were selected. Description of KSA ATC "Sintez" and KSA PIVP "Sintez" is given in booklets and on the manufacturer's website: http://www.vniira.ru/ru/products/806/817/1181?text=basic-purpose http: // www .vniira.ru / ru / products / 806/818/1182? text = basic-purpose.
Устройство объединенного прототипа представлено на фиг.1, 2, 3.The device of the combined prototype is shown in Figs. 1, 2, 3.
На фиг.1. 2. 3 обозначено:Fig. 1. 2.3 denoted:
1 - раздельная система планирования и управления воздушным движением;1 - separate air traffic planning and control system;
2 - модуль баз данных УВД;2 - ATC database module;
3 - КСА УВД;3 - ATC KSA;
4 - блок базы планов полетов;4 - block of the base of flight plans;
5 - блок базы аэронавигационных данных;5 - block of aeronautical data base;
6 - блок базы аэродинамических параметров воздушных судов;6 - block of the base of aerodynamic parameters of aircraft;
7 - автоматизированные рабочие места диспетчеров УВД;7 - automated workstations of air traffic controllers;
8 - блок контроля безопасности воздушного движения;8 - air traffic safety control unit;
9 - блок обработки данных наблюдения;9 - block of observation data processing;
10 - блок обработки плановой информации;10 - block of planning information processing;
11 - первый блок построения 4D траектории;11 - the first block for constructing a 4D trajectory;
12 - КСА ПИВП;12 - KSA PIVP;
13 - автоматизированные рабочие места диспетчеров ПИВП;13 - automated workstations of dispatchers of AIDP;
14 - блок организации потоков воздушного движения;14 - block of air traffic flow management;
15 - блок первичной обработки плановой информации;15 - block of primary processing of planned information;
16 - блок модуль построения 4D траектории;16 - block module for constructing a 4D trajectory;
17 - модуль баз данных ПИВП;17 - module of databases of TIDI;
18 - блок базы планов полетов;18 - block of the base of flight plans;
19 - блок базы аэронавигационных данных;19 - block of aeronautical data base;
20 - блок базы аэродинамических параметров воздушных судов.20 - block of the base of aerodynamic parameters of aircraft.
Раздельная система планирования и управления воздушным движением 1, состоит из КСА УВД 3 и КСА ПИВП 12. КСА УВД 3 включает модуль баз данных УВД 2, состоящий из блока базы планов полетов 4, блока базы аэронавигационных данных 5, блока базы аэродинамических параметров воздушных судов 6. Кроме этого в состав КСА УВД 3 входят: автоматизированные рабочие места диспетчеров УВД 7, блок контроля безопасности воздушного движения 8, блок обработки данных наблюдения 9, блок обработки плановой информации 10 и первый блок построения 4D траектории 11. КСА ПИВП 12 состоит из модуля баз данных ПИВП 17, включающий блок базы планов полетов 18, блок базы аэронавигационных данных 19, блок базы аэродинамических параметров воздушных судов 20, и кроме этого в состав КСА ПИВП входят: автоматизированные рабочие места диспетчеров планирования 13, блок организации потоков воздушного движения 14, блок первичной обработки плановой информации 15, второй блок построения 4D траектории 16.Separate air traffic planning and
На фиг.1 показаны связи между частями раздельного устройства и видно, что выход 1 базы данных УВД 2 подключен ко 2 входу блока контроля безопасности воздушного движения 8. Вход 2 базы данных УВД 2 подключен к первому выходу автоматизированных рабочих мест диспетчеров УВД 7, а выход 3 модуля базы данных УВД 2 подключен к входу 2 автоматизированных рабочих мест диспетчеров УВД 7 Выход 4 модуля базы данных УВД 2 подключен к входу 1 блока обработки плановой информации 10, выход 2 которого подключен к 5 входу модуля базы данных УВД 2, а вход 6 модуля базы данных УВД 2 подключен к 1 выходу первого блока построения 4D траектории 11, 2 вход которого подключен к 7 выходу модуля базы данных УВД 2, выход 1 блока контроля безопасности воздушного движения 8 соединен с 3 входом автоматизированных рабочих мест диспетчеров 7, а выход 5 блока обработки данных наблюдения 9 подключен к 4 входу автоматизированных рабочих мест диспетчеров 7, при этом 3 и 4 выход и соответственно вход блока контроля безопасности воздушного движения 8 соединены соответственно с 1 входом и 2 выходом блока обработки данных наблюдения 9, выход 4 которого подключен к 8 входу блока обработки плановой информации 10, а 3 вход блока обработки данных наблюдения 9 подключен к 3 входу КСА УВД 3, а 4 выход блока обработки плановой информации 10 соединен с 1 выходом КСА УВД 3, вход 2 которого соединен с 5 входом блока обработки плановой информации 10, вход 3 которого соединен с 4 выходом первого блока построения 4D траектории 11, а выход 9 блока обработки плановой информации 10 соединен с входом 3 блока построения 4D траектории 11, а вход 6 блока обработки плановой информации 10 соединен с 4 входом КСА УВД 3, а 7 выход блока обработки плановой информации 10 соединен с 5 выходом КСА УВД 3.Figure 1 shows the connections between the parts of the separate device and it can be seen that the
Аналогично модуль баз данных ПИВП 17 своим 1 входом соединен с 1 выходом автоматизированными рабочими местами диспетчеров планирования 13, выход 3 которого соединен с выходом 1 блока организации потоков воздушного движения 14, вход 2 которого соединен с выходом 2 модуля баз данных ПИВП 17, а его 3 выход соединен с 2 входом блока организации потоков воздушного движения 14, выход 1 которого соединен с 3 входом автоматизированных рабочих мест диспетчеров планирования 13, при этом 4 выход и 5 вход модуля баз данных ПИВП 17 соединены соответственно с 8 входом и выходом 7 блока первичной обработки плановой информации 15; модуль баз данных ПИВП 17 своим входом 6 и выходом 7 соединены соответственно с 3 выходом и 4 входом второго блока построения 4D траектории 16, выход 1 и вход 2 которого соединены соответственно с 5 входом и 6 выходом блока первичной обработки плановой информации 15, а его 3 выход и 4 вход соединены с выходом 1 и входом 2 КСА ПИВП 12, а 1 вход и 2 выход блока первичной обработки плановой информации 15 соединены с 3 входом и 4 выходом соответственно КСА ПИВП 12, а его 3 вход и 4 выход соединены с 5 выходом и 4 входом соответственно КСА УВДЗ.Similarly, the database module TIPP 17 with its 1 input is connected to 1 output by the automated workstations of the planning dispatchers 13, the output 3 of which is connected to the output 1 of the air traffic flow management unit 14, the input 2 of which is connected to the output 2 of the database module of the TIPP 17, and its 3 the output is connected to the 2nd input of the air traffic flow management unit 14, the output 1 of which is connected to the 3rd input of the automated workstations of the planning dispatchers 13, while the 4th output and the 5th input of the TIPP 17 database module are connected, respectively, to the 8th input and output 7 of the primary processing unit of the planned information 15; the TIDP database module 17 with its input 6 and output 7 are connected, respectively, with output 3 and input 4 of the second block for constructing a 4D trajectory 16, output 1 and input 2 of which are connected, respectively, with input 5 and output 6 of the block of primary processing of planning information 15, and its 3 output and 4 input are connected to output 1 and input 2 of KSA PIVP 12, and 1 input and 2 output of the primary processing unit of planning information 15 are connected to 3 inputs and 4 outputs, respectively, KSA PIVP 12, and its 3 input and 4 output are connected to 5 output and 4 inputs, respectively, KSA UVDZ.
На фиг.2 показаны связи блоков баз данных 4, 5, 6 с выходами и входами модуля баз данных УВД 2. Так выходы 1, 2, 3, 4 блока базы планов полетов 4 соединены с выходами 1, 3, 4, 7 модуля баз данных УВД 2, а его входы 5, 6, 7 соединены с входами 2, 5, 6 модуля баз данных УВД 2. Выходы 1, 2, 3, 4 блока базы аэронавигационных данных 5 соединены соответственно с выходами 1, 3, 4, 7 модуля баз данных УВД 2, а выход 5 блока базы аэронавигационных данных 5 соединен с входом 5 модуля баз данных УВД 2. Выход 7 модуля блока аэронавигационных данных 5 соединен с выходом 7 модуля баз данных УВД 2. Выход 1 блока базы аэродинамических параметров воздушных судов 6 соединен с выходом 7 модуля баз данных УВД 2.Figure 2 shows the connections of the database blocks 4, 5, 6 with the outputs and inputs of the
На фиг.3 показаны связи блоков баз данных 18, 19, 20 с входами и выходами модуля баз данных ПИВП 17. Выходы 1, 2, 3, 4 блока базы планов полетов 18 оединены с выходами 2, 3, 4, 7 модуля баз данных ПИВП 17, а его входы 5, 6, 7 соединены с входами 1, 5, 6 модуля баз данных ПИВП 17. Выход 1 блока базы аэродинамических параметров воздушных судов 20 соединен с выходом 7 модуля баз данных ПИВП 17. Выходы 1, 2, 3, 4 блока базы аэронавигационных данных 19 соединены соответственно с выходами 2, 3, 4, 7 модуля баз данных ПИВП 17, а вход 5 соединен с входом 5 модуля баз данных ПИВП 17.Figure 3 shows the connections of the database blocks 18, 19, 20 with the inputs and outputs of the
Раздельная система УВД 1 работает следующим образом. В модуль КСА УВД 3 на вход 3 раздельной системы УВД 1 поступает информация от внешних источников данных наблюдения (первичные или вторичные радиолокаторы, станции зависимого наблюдения и т.д.), которая передается на вход 3 КСА УВД 3 и далее на 3 вход блока обработки данных наблюдения 9 для определения фактического местоположения каждого ВС, используя алгоритмы обработка данных наблюдения, основанные на применении фильтров Калмана. Обработанную информацию о фактическом местоположении ВС блок обработки данных наблюдения 9 через выходы 2, 4 и 5 передает на вход 8 блока обработки плановой информации 10, вход 4 автоматизированных рабочих мест диспетчеров УВД 7 и вход 8 блока контроля безопасности воздушного движения 8. На вход 6 блока обработки плановой информации 10 КСА УВД 3 всего устройства 1, с выхода 4 КСА ПИВП 12 поступает информация о планах полетов и зонах ограничений для хранения в модуле баз данных. Через выход 1 и вход 2 КСАУВД 3 осуществляется связь со смежными центрами для обмена информацией о координационных данных о взлетающих ВС, эта информация поступает через выход 1 и вход 2 КСА УВД 3 и далее через выход 4 и вход 5 блока обработки плановой информации 10. Полученная информация служит для обновления информации в плане полета по ВС, находящемуся в воздухе, для этого на вход 1 блока обработки плановой информации 10 с выхода 4 модуля баз данных УВД 2 и с выхода 1 блока базы планов полетов 4 поступает информация о всех планах полетов для ее корреляции с полученными данными с целью обновления. После обновления или создания плана полета производится расчет 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий с помощью первого блока построения 4D - траектории ВС 11. С его выхода 1 через вход 6 модуля баз данных УВД 2 поступает на вход 7 блока базы планов полетов 4 обновленная информация для хранения. После обновления или создания зоны ограничений полета с выхода 2 блока обработки плановой информации 10 через вход 5 модуля баз данных УВД 2 на вход 5 блока базы аэронавигационных данных 5 поступает обновленная информация для хранения. Первый блок построения 4D траектории ВС 11 через вход 3 получает информацию о плане полета от 9 выхода блока обработки плановой информации 10, через вход 2 получает информацию с выхода 7 модуля баз данных УВД 2, такую как: аэронавигационные данные (выход 1 блока базы аэронавигационных данных 6), параметры воздушных судов (выход 1 блока базы параметров воздушных судов 5), для расчета 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий движения каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий с привлечением информации об ограничениях ВП в масштабах зоны ответственности с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) и параметров ВС из блока базы аэронавигационных данных и блока базы параметров ВС. Обработанную информацию, включающую в себя план полета с рассчитанной 4-х мерной траекторией из первого блока построения 4D траектории ВС 11 передают через выход 4 на вход 3 модуля обработки плановой информации 10. Блок обработки плановой информации 10, получая информацию с выхода 4 блока обработки данных наблюдения 9 на свой вход 8, а также информацию о ранее рассчитанных 4-х мерных траекториях планов полетов и аэронавигационной информации, полученную на свой вход 1 через выход 4 модуля баз данных УВД 2, на который поступает информация с выхода 3 блока базы планов полетов 4 и выхода 3 блока базы аэронавигационных данных 5 с учетом расчета по расстоянию или времени при краткосрочном прогнозе (на время до 2 минут) выявляют: конфликтные ситуации между ВС, вход ВС в зоны ограничения использования ВП, снижение ВС ниже безопасной высоты, отклонение ВС от линии курса и глиссады при заходе на посадку, вход ВС в зоны опасных метеорологических явлений и при среднесрочном прогнозе (на время до 30 минут) выявляют: конфликтные ситуации между ВС, вход ВС в зоны ограничения использования ВП, и выдают информацию о конфликтных ситуациях через выход 1 блока контроля безопасности воздушного движения 8 на вход 3 автоматизированных рабочих мест диспетчеров УВД 7. Автоматизированное рабочее место диспетчера УВД 7 отображает всю информацию о фактической воздушной обстановке, полученной от блока обработки данных наблюдения 9 со своего выхода 5 на вход 4 автоматизированного рабочего места диспетчера УВД 7, конфликтные ситуации, полученные от блока контроля безопасности воздушного движения 8, а также информацию о планах полетов и аэронавигационные данные, полученные на вход 2 с выхода 2 блока базы планов полетов 4 и 2 блока базы аэронавигационных данных 6 с выхода 3 блока баз данных УВД 3 с целью выработки диспетчером УВД команд для управления ВС, очередности прилета и вылета для нескольких аэропортов, основываясь на фактической воздушной обстановки, на результатах контроля безопасности воздушного движения, на параметрах ВВП аэродромов назначения/вылета.
В блоке организации потоков воздушного движения 14 через вход 2 и выход 1 раздельной системы УВД 1 осуществляется обмен данными использования ВП через сеть АФТН в согласованном формате. Это информация поступает через выход 1 и вход 2 КСА ПИВП 12 и далее через выход 3 и вход 4 блока первичной обработки плановой информации 15 для последующей синтаксической и логической проверки полученных данных. Если полученные данные являются планом полета, то производят расчет 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий с помощью второго блока построения 4D траекторий ВС 16 и через выход 7 на вход 5 модуля баз данных ПИВП 17 входа 6 планов полетов 18 записывают информацию о плане полета блок в базу планов полетов, а если полученные данные являются изменением ограничения зоны ИВП - обновляют информацию об этом параметре в блока базы аэронавигационных данных через вход 5 блока базы аэронавигационных данных 20. Так же для всех планов полетов рассчитываются потенциально конфликтные ситуации (пересечение ВС зоны ограничения использования ВП) для этих целей на вход 8 с выхода 4 модуля баз данных ПИВП 17 с выхода 2 блока базы аэронавигационных данных 20 берется информация о всех зонах ограничений ИВП и сравнивается с рассчитанной ранее 4-х мерной траекторией в плане полета. Обработанная информация (планы полетов, зоны ограничений использования ВП) с 3 выхода через 4 выход блока средств автоматизации использования воздушного пространства 12 передаются на 4 вход КСА УВД 3. Второй блок построения 4D траектории ВС 16 через вход 2 получает информацию о плане полета с 6 выхода блока первичной обработки плановой информации 15, через вход 4 получает информацию с выхода 7 блока баз данных ПИВП 17, такую как: аэронавигационные данные (выход 4 блока базы аэронавигационных данных 20), параметры воздушных судов (выход 1 блока базы параметров воздушных судов 19), для расчета 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий движения каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий, с привлечением информации об ограничениях ВП в масштабах зоны ответственности с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) и параметров ВС из базы аэронавигационных данных и базы параметров ВС. Обработанную информацию, включающую в себя план полета с рассчитанной 4-х мерной траекторией, второй модуль построения 4D траектории ВС 16 передает через выход 1 на вход 5 блока первичной обработки плановой информации 15. Блок организации потоков воздушного движения 14, используя информацию о планах полетов и зонах ограничений использования ВП, полученных на вход 2 блока базы планов полетов 18 и выхода 2 блока базы аэронавигационных данных 20 через выход 3 модуля баз данных ПИВП 17, анализируют возможность перераспределения воздушного трафика по разным воздушным трассам и маршрутам, секторам управления, учитывая потенциально опасные ситуации, зоны ограничений, пропускную способность секторов УВД, включая соседние центры, с учетом прогнозируемой метеорологической информации, вырабатывают рекомендации по безопасному использованию ВП, рассчитывают нагрузку на элементы ВП и посылают результаты расчетов через выход 1 на вход 3 автоматизированного рабочего места диспетчера планирования 13. Автоматизированное рабочее место диспетчера планирования 13 отображает информацию, полученную от блока организации потоков воздушного движения 14, а также информацию о планах полетов и аэронавигационных данных полученных на вход 2 с выходов 1 блока базы планов полетов 18 и 1 базы аэронавигационных данных 20 через 2 выход модуля баз данных ПИВП 17 с целью выработки диспетчером планирования соответствующих решений по увеличению пропускной способности ВП.In the air traffic
Отличительной особенностью предлагаемого устройства от прототипа является отсутствие обратной связи от КСА УВД к КСА ПИВП, наличие общей базы данных и единого модуля расчета траектории ВС в каждом из комплексов. Устройство для реализации предлагаемого способа упрощается за счет создания общих баз данных, объединенных в модуль общих баз, и изменения связей внутри устройства. Схема устройства представлена на фиг.4, 5, где обозначено:A distinctive feature of the proposed device from the prototype is the lack of feedback from the ATC KSA to the ATC KSA, the presence of a common database and a single module for calculating the aircraft trajectory in each of the complexes. The device for implementing the proposed method is simplified by creating common databases, combined into a module of common databases, and changing the connections within the device. The diagram of the device is shown in Fig. 4, 5, where it is indicated:
1 - КСА ПИВП и УВД;1 - KSA PIVP and ATC;
2 - модуль КСА УВД;2 - ATC KSA module;
3 - модуль общих баз данных;3 - module of common databases;
4 - модуль КСА ПИВП;4 - module KSA TIPP;
5 - блок автоматизированного рабочего места диспетчера УВД;5 - block of the automated workstation of the ATC dispatcher;
6 - блок контроля безопасности воздушного движения;6 - air traffic safety control unit;
7 - блок обработки плановой информации;7 - block of planning information processing;
8 - блок обработки данных наблюдения;8 - block for processing observation data;
9 - блок общей базы аэронавигационных данных;9 - block of the general aeronautical data base;
10 - блок общей базы планов полетов;10 - block of the general base of flight plans;
11 - блок общей базы аэродинамических параметров воздушных судов;11 - block of the general base of aerodynamic parameters of aircraft;
12 - автоматизированное рабочее место диспетчера ПИВП;12 - automated workstation of the dispatcher of the AIDP;
13 - блок организации потоков воздушного движения;13 - block of air traffic flow management;
14 - блок первичной обработки плановой информации;14 - block of primary processing of planned information;
15 - блок построения 4D- траектории ВС.15 - block for constructing a 4D aircraft trajectory.
На фиг.2 обозначеноFigure 2 shows
3 - модуль общих баз данных;3 - module of common databases;
9 - блок общей базы аэронавигационных данных;9 - block of the general aeronautical data base;
10 - блок общей базы планов полетов;10 - block of the general base of flight plans;
11 - блок общей базы аэродинамических параметров воздушных судов.11 - block of the general base of aerodynamic parameters of aircraft.
Стрелкой с двумя цифрами обозначено присоединение входа/выхода блока баз данных с входом/выходом модуля общих баз данных 3.An arrow with two digits indicates the connection of the I / O of the database unit with the I / O of the
В КСА ПИВП и УВД 1 обозначены цифрами 1, 3, 5 его входы, а цифрами 2, 4 - выходы. В модуле КСА УВД 2 обозначены цифрами 1, 3, 4, 6, 8, 9, 11 его входы, а цифрами 2, 5, 7, 10 - выходы. В модуле общих баз данных 3 цифрами 1, 3, 4, 6, 9, 10, 11 его выходы, а цифрами 2, 5, 7, 8, 12 - входы. В модуле КСА ПИВП 4 цифрами 1, 5, 6, 8 обозначены его выходы, а цифрами 2, 3, 4, 7, 9 - его входы. В блоке автоматизированного рабочего места диспетчера УВД 5 цифрами обозначены 1, 2, 3 его входы. В блоке контроля безопасности воздушного движения 6 цифрами 2, 3 обозначены его входы, цифрой 1-выход. В блоке обработки плановой информации 7 цифрами 1, 3, 4, 6 обозначены входы, а цифрами 2, 5 - его выходы. В блоке обработки данных наблюдения 8 цифрами 1,2,3 обозначены его выходы, а цифрой 2 - его вход. В блоке общей базы планов полетов 9, цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6 обозначены его выходы, а цифрами 7, 8, 9, 10 - входы (см фиг.2). В блоке общей базы аэродинамических данных 10 цифрами 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 его выходы, а цифрой 8 обозначен вход (см фиг.2). В блоке общей базы параметров воздушных судов 11 цифрой 1 обозначен его выход (см фиг.2). В автоматизированном рабочем месте диспетчера планирования 12 цифрой 1 обозначен его выход, а цифрами 2, 3 его вход. В блоке первичной обработки плановой информации 14 цифрой 1 обозначен его выход, цифрой 2 - его вход. В блоке организации потоков воздушного движения 13 цифрами 1, 3,5 обозначены его входы, а цифрами 2, 3, 4 - его выходы. В блоке построения 4D траектории ВС 15 цифрами 2, 3, 5 обозначены его входы, а цифрами 1, 3, 6 - его выходы. При этом вход 1 КСА ПИВП и УВД 1 связан с внешними источниками данных наблюдения (первичные или вторичные радиолокаторы, станции зависимого наблюдения широковещательные и т.д.), а вход 3 со смежными центрами для получения координационных данных о влетающих ВС, а вход 5 с сетью АФТН для получения данных использования ИП, а выход 2 связан со смежными центрами для выдачи координационных данных о вылетающих ВС и выход 4 связан соответственно с сетью АФТН для передачи данных внешним потребителям. Аналогично выходы 2, 5 модуля КСА УВД 2 соединены с входами 2 и 5 соответственно модуля общих баз данных 3, а входы 1 и 4 КСА УВД 2 соединены соответственно с выходами 1 и 4 модуля общих баз данных 3. Вход 6 модуля КСА УВД 2 соединен с входом 1 КСА ПИВП и УВД 1, а выход 7 модуля КСА УВД 2 связан с выходом 2 КСА ПИВП и УВД 1. Вход 8 КСА УВД 2 соединен с входом 3 КСА ПИВП и УВД 1. Вход 9 и выход 10 модуля КСА УВД 2 соединены соответственно с выходом 1 и входом 2 блока построения 4D траектории ВС 15. Выход 1 и вход 3 автоматизированного рабочего места диспетчера УВД 5 соединены соответственно с входом 1 и выходом 2 модуля КСА УВД 2, а его вход 2 с выходом 1 блока контроля безопасности воздушного движения 6, вход которого 2 соединен со входом 3 КСА УВД 2. Выходы 2, 5 и входы 3, 4 блока обработки плановой информации 7 соединены соответственно с входами 8, 9 и выходами 7, 10 модуля КСА УВД 2. Вход 1 автоматизированного рабочего места диспетчера УВД 5 соединен с выходом 2 блока обработки данных наблюдения 8, а его выход 3 соединен с входом 3 блока контроля безопасности воздушного движения 6, а выход 1 соединен с входом 1 блока обработки плановой информации 5. Вход 2 соединен с входом 6 модуля КСА УВД 2, который соединен с входом 1 КСА ПИВП и УВД 1. Выход 6 и вход 7 модуль общих баз данных 3 соединены соответственно с входом 3 и выходом 4 блока построения 4D траектории ВС 15. Выходы 9, 10, 11 модуля общих баз данных 3 соединены соответственно с входами 2, 3, 4 модуля КСА ПИВП 4. Выходы 6, 8 и входы 7, 9 модуля КСА ПИВП 4 соединены соответственно с входом 5 и выходом 6 блока построения 4D траектории ВС 15 и с выходом 4 и входом 6 модуля КСА ПИВП и УВД 1. Выход 1 и вход 2 автоматизированного рабочего места диспетчера планирования 12 соединены соответственно с входом 2 и выходом 1 модуля КСА ПИВП 4, а его вход 3 с выходом 1 блока организации потоков воздушного движения 13, вход которого 2 соединен со входом 3 модуля КСА ПИВП 4. Выходы 3, 5 и входы 4, 6 блока первичной обработки плановой информации 14 соединены соответственно с входами 7, 9 и выходами 6, 8 модуля КСА ПИВП 4. Выходы 1, 2, 3, 4, 5, 6 блока общей базы планов полетов 9 соединены с выходами 1, 3, 4, 9, 10, 11 модуля общих баз данных 3, а его входы 7, 8, 9, 10 соединены с входами 2, 5, 8, 12 модуля общих баз данных 3. Выходы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 блока общей базы аэродинамических данных 10 соединены соответственно с выходами 1, 3, 4, 6, 9, 10, 11 модуля общих баз данных 3, а вход 8 соединен с входом 12 модуля общих баз данных 3 (см. фиг.5). Выход 1 блока общей базы параметров воздушных судов 11 соединен с выходом 6 модуля общих баз данных 3.In KSA TIPP and
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
На вход 1 КСА ПИВП и УВД 1 поступает информация от внешних источников данных наблюдения (первичные или вторичные радиолокаторы, станции зависимого наблюдения широковещательные и т.д.), которая передается на вход 6 модуля КСА УВД 2 и далее на 2 вход блока обработки данных наблюдения 8 для расчета и определения фактического местоположения каждого ВС, используя алгоритмы обработка данных наблюдения, основанные на применении нескольких фильтров Калмана, переключаемых методом взаимодействующих моделей в зависимости от динамики цели с привлечением дополнительной информации о путевой и приборной скорости, путевых углах и курсы, числа МВС, полученной непосредственно с бота ВС. Обработанную информацию фактическом местоположении ВС блок обработки данных наблюдения 8 через выходы 1, 2 и 3 передает на вход 1 блока обработки плановой информации 7, вход 1 автоматизированного рабочего места 5 и вход 3 блока контроля безопасности воздушного движения 6. Через выход 2 и вход 3 КСА ПИВП и УВД осуществляется связь со смежными центрами для обмена информацией о координационных данных о влетающих ВС, эта информация поступает через выход 7 и вход 8 модуля автоматизации управления воздушным движением УВД 2 и далее через выход 2 и вход 3 попадает или выдается с блока обработки плановой информации 7. Полученная информация служит для обновления информации в плане полета по ВС находящемуся в воздухе для этого на вход 7 с входа 4 модуля КСА УВД 2 с выхода 4 модуля общих баз данных 3 выход 3 блока общей базы планов полетов 9 поступает информация о всех планах полетов для ее корреляции с полученными данными с целью обновления. После обновления с выхода 6 через выход 5 модуля КСА УВД 2 на вход 5 модуля общих баз данных 3 вход 8 общей базы планов полетов 9 поступает обновленная информация для хранения. Через вход 5 и выход 4 КСА ПИВП и УВД 1 осуществляется обмен данными ИВП через сеть АФТН в согласованном формате. Это информация поступает через выход 8 и вход 9 модуля автоматизации планирования использования воздушного пространства ПИВП 4 и далее через выход 5 и вход 6 блока первичной обработки плановой информации 14 для последующей синтаксической и логической проверки полученных данных. Если полученные данные являются планом полета, то производят расчет 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий с помощью блока построения 4D траектории ВС 15 и через выход 2 и далее через выход 5 модуля КСА ПИВП 4 на вход 12 модуля общих баз данных 3 входа 10 блока общей базы планов полетов 9 записывают информацию о плане полета в общую базу планов полетов, а если полученные данные являются изменением ограничения зоны ИВП, то обновляют информацию об этом параметре в общей базе аэронавигационных данных через вход 7 блока общей базы аэронавигационных данных 10. Так же для всех планов полетов рассчитываются потенциально конфликтные ситуации (пересечение ВС зоны ограничения ИВП) для этих целей на вход 1 через выход 4 модуля КСА ПИВП 4 с выхода 11 модуля общих баз данных 3 выхода 8 блока общей базы аэронавигационных данных 10 берется информация о всех зонах ограничений ИВП и сравнивается с рассчитанной ранее 4-х мерной траекторией в плане полета. Блок построения 4D - траектории ВС 15 через входы 2 и 5 получает информацию о плане полета от 10 выхода модуля КСА УВД 2, который в свою очередь получает информацию от 5 выхода блока обработки плановой информации 7, и 6 выхода модуля КСА ПИВП 4, который в свою очередь получает информацию от 3 выхода блока первичной обработки плановой информации 14, через вход 3 получает информацию с выхода 6 модуля общих баз данных 3, такую как: аэронавигационные данные (выход 1 блока общей базы аэронавигационных данных 10), параметры воздушных судов (выход 1 блока общей базы параметров воздушных судов 11), для расчета 4-мерных (3D геодезические координаты + 1D время) траекторий движения каждого ВС, используя алгоритмы расчета 4-мерных траекторий, основанных на модели полной энергии с привлечением информации об ограничениях воздушного пространства в масштабах зоны ответственности с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) и параметров воздушного судна из общей базы аэронавигационных данных 10 и общей базы параметров воздушных судов 11. Обработанную информацию, включающую в себя план полета с рассчитанной 4-х мерной траекторией, блок построения 4D траектории ВС 15 передает через выход 1 на вход 9 модуля автоматизации управления воздушным движением УВД 2 и далее на вход 4 блока обработки плановой информации 7, а через выход 6 так же передается информация на вход 7 КСА ПИВП 4 и далее на вход 4 выхода блока первичной обработки плановой информации 14. Блок контроля безопасности воздушного движения 6, получая информацию от блока обработки данных наблюдения 8, а также информацию о ранее рассчитанных 4-х мерных траекторий планов полетов и аэронавигационную информацию, поступающую на вход 2 через вход 3 модуля КСА УВД 2 через выход 3 модуля общих баз данных 3 с выхода 2 блока общей базы планов полетов 9 и выхода 2 блока общей базы аэронавигационных данных 10 с учетом расчета по расстоянию или времени при краткосрочном прогнозе (на время до 2 минут) выявляют: краткосрочные конфликтные ситуации между ВС, вход ВС в зоны ограничения ИВП, снижение ВС ниже безопасной высоты, отклонение ВС от линии курса и глиссады при заходе на посадку; вход ВС в зоны опасных метеоявлений и при среднесрочном прогнозе (на время до 30 минут) выявляют: конфликтные ситуации между ВС, вход ВС в зоны ограничения ИВП, снижение ВС ниже безопасной высоты, вход ВС в зоны опасных метеоявлений и выдают информацию о конфликтных ситуациях через выход 1 на вход 2 автоматизированного рабочего места диспетчера УВД 5. Блок организации потоков воздушного движения 13, используя информацию о планах полетов и зонах ограничений ИВП полученных с выходов 5 блока общей базы планов полетов 9 и выхода 6 блока общей базы аэронавигационных данных 10 через выход 10 модуля общих баз данных 3 и вход 3 модуля КСА УВД 2 на вход 2, анализируют возможность перераспределения воздушного трафика по разным воздушным трассам и маршрутам, секторам управления, учитывая потенциально опасные ситуации, зоны ограничений, пропускную способность секторов УВД, включая соседние центры, с учетом прогнозируемой метеорологической информации, вырабатывают рекомендации по безопасному использованию воздушного пространства, рассчитывают нагрузку на элементы воздушного пространства и посылают результаты расчетов через выход 1 на вход 3 автоматизированного рабочего места диспетчера планирования 12. Автоматизированное рабочее место диспетчера УВД 5 отображает всю информацию о фактической воздушной обстановке, полученной от блока обработки данных наблюдения 8, конфликтных ситуаций, полученных от блока контроля безопасности воздушного движения 6, а также информацию о планах полетов и аэронавигационных данных полученную на вход 3 через вход 1 модуля КСА УВД 2 с выходов 1 блока общей базы планов полетов 9 и 1 блока общей базы аэронавигационных данных 10 через выход 1 модуля общих баз данных 3 с целью выработки диспетчером УВД: команд для управления ВС, очередности прилета и вылета для нескольких аэропортов, основываясь на планируемой и фактической воздушной обстановки, на результатах контроля безопасности воздушного движения, на параметрах ВВП аэродромов назначения/вылета, всей информации о фактическом использовании воздушного пространства. Автоматизированное рабочее место диспетчера планирования 12 отображает информацию, полученную от блока организации потоков воздушного движения 13, а также информацию о планах полетов и аэронавигационных данных, полученные на вход 2 через вход 2 модуля КСА УВД 2 с выходов 4 блока общей базы планов полетов 9 и 5 блока общей базы аэронавигационных данных 10 через 8 выход модуля общих баз данных 3 с целью выработки диспетчером планирования соответствующих решений повышающих пропускную способность ВП.Information from external sources of surveillance data (primary or secondary radars, broadcast dependent surveillance stations, etc.) is received at the
Таким образом, за счет нового устройства управления воздушным движением, предложенного авторами, решена поставленная техническая задача повышения безопасности полетов и эффективности использования ВП.Thus, due to the new air traffic control device proposed by the authors, the set technical task of increasing flight safety and the efficiency of using aircrafts has been solved.
Устройство может быть реализовано с использованием таких аппаратных средств как двухпроцессорные серверы типа ProLiant DL380 и рабочие станции Z2/Z6/Z8 производства Hewlett Packard Enterprise или аналогичных моделях других производителей. Сетевая архитектура может строиться с использованием управляемых сетевых концентраторов типа Aruba 2930 и Aruba 2530 производства Hewlett Packard Enterprise или аналогичных моделях других производителей. В качестве индикаторов диспетчерских рабочих мест могут быть использованы профессиональные мониторы высокого разрешения типа Raptor RP4325, Raptor SQ2825 производства компании EIZO или аналогичные модели других производителей. В качестве средств размещения оборудования могут использоваться 19-ти дюймовые монтажные шкафы производства Hewlett Packard Enterprise или других производителей высотой 27U, 32U и 42U.The device can be implemented using hardware such as dual-processor ProLiant DL380 servers and Z2 / Z6 / Z8 workstations from Hewlett Packard Enterprise or similar models from other manufacturers. The network architecture can be built using Hewlett Packard Enterprise Aruba 2930 and Aruba 2530 managed hubs or similar models from other manufacturers. Professional high-resolution monitors such as Raptor RP4325, Raptor SQ2825 manufactured by EIZO or similar models from other manufacturers can be used as indicators of dispatching workplaces. Hewlett Packard Enterprise or other 19-inch enclosures, 27U, 32U, and 42U in height, can be used for equipment placement.
Как показал проведенный заявителем информационный поиск, из уровня техники не известны способы и устройства с перечисленной совокупностью существенных признаков, то есть, заявляемые способ и устройство с учетом зависимых пунктов формулы обладают новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него тем, что:As shown by the information search conducted by the applicant, the prior art does not know methods and devices with the listed set of essential features, that is, the claimed method and device, taking into account the dependent claims, have novelty in comparison with the prototype, differing from it in that:
1. Создают общие базы данных как для ПИВП, так и для УВД, доступ к которым имеют все пользователи ПИВП и УВД.1. Create common databases for both the PIP and ATC, to which all PIP and ATC users have access.
2. Производят вычисление траектории ВС в 4-мерном (3D геодезические координаты + 1D время) пространстве в масштабах всей Земли с учетом отечественных и международных математических моделей Земли (П3-90.11, WGS-84) в блоке, общем для ПИВП и УВД, визуализацию на пультах диспетчеров УВД и ПИВП данных траекторий на протяжении всего полета ВС из общих модулей баз данных. Это приводит к однозначной трактовке диспетчерами траектории полета ВС и к исключению ошибок в принятии управленческого решения, что увеличивает безопасность полетов.2. The aircraft trajectory is calculated in 4-dimensional (3D geodetic coordinates + 1D time) space on a scale of the entire Earth, taking into account domestic and international mathematical models of the Earth (P3-90.11, WGS-84) in a block common for the IRP and ATC, visualization on the consoles of air traffic controllers and air traffic controllers of the data of trajectories throughout the flight of the aircraft from the common database modules. This leads to an unambiguous interpretation by the controllers of the aircraft flight trajectory and to the elimination of errors in making managerial decisions, which increases flight safety.
3. Обрабатывают всю полученную информацию в геоцентрической 3-мерной геодезической системе координат с использованием математических моделей Земли ПЗ.90.11 и/или WGS-84, а также с учетом всемирного координированного времени (UTC), что повышает диапазон (географический) действия системы управления ВС, что позволяет контролировать воздушную обстановку практически по всему земному шару.3. All received information is processed in a geocentric 3-dimensional geodetic coordinate system using the mathematical models of the Earth PZ.90.11 and / or WGS-84, as well as taking into account universal time (UTC), which increases the range (geographic) of the aircraft control system , which allows you to control the air situation almost throughout the globe.
4. При экстраполяции местоположения ВС с использованием нескольких фильтров Калмана, переключаемых методом взаимодействующих моделей в зависимости от динамики цели, используют информацию о параметрах траектории ВС полученную, непосредственно с борта ВС (путевая и приборная скорости, путевые углы и курсы, числа МВС), что существенно повышает точность определения местоположения ВС, его скорости и курса.4. When extrapolating the location of the aircraft using several Kalman filters, switched by the method of interacting models depending on the dynamics of the target, use the information on the parameters of the aircraft trajectory obtained directly from the aircraft (ground and indicated speed, track angles and headings, MVS numbers), which significantly increases the accuracy of determining the location of the aircraft, its speed and course.
5. При выявлении краткосрочных конфликтов используют цифровую карту местности что ведет к повышению безопасности полетов и более эффективному использованию ВП.5. When short-term conflicts are identified, a digital terrain map is used, which leads to improved flight safety and more efficient use of airspace.
6. При выявлении среднесрочных конфликтов наряду с контролем нарушения норм эшелонирования между ВС и входом в зоны ограничения использования ВП контролируют снижение ниже минимальной безопасной высоты и возможность входа ВС в зоны опасных явлений погоды, что увеличивает безопасность полета ВС.6. When medium-term conflicts are detected, along with the control of violation of separation standards between the aircraft and the entry into the restricted areas of the use of the aircraft, they control the decrease below the minimum safe height and the possibility of the aircraft entering the zones of dangerous weather phenomena, which increases the aircraft flight safety.
7. При анализе безопасности воздушного движения контролируют ошибочные действия пилота ВС по установке заданной высоты на задатчике высоты ВС воздушного судна, что увеличивает точность управления ВС по командам диспетчера УВД и безопасность его полета.7. When analyzing the safety of air traffic, the erroneous actions of the aircraft pilot are monitored to set the preset altitude on the aircraft altitude control unit, which increases the accuracy of aircraft control under the commands of the ATC controller and the safety of its flight.
8. устройство УВД существенно упрощено за счет создания модуля общих баз данных, единого модуля вычисления траектории полета ВС и новой организации связей внутри КСА ПИВП и КСА УВД, обеспечивающей доступ всем пользователям КСА ПИВП и КСА УВД к модулю общих баз данных.8. The ATC device is significantly simplified due to the creation of a common database module, a single module for calculating the aircraft flight trajectory and a new organization of communications within the KSA TIPP and KSA ATC, which provides access to all users of the KSA TIPP and KSA ATC to the module of common databases.
Заявляемые способ и устройство может быть реализовано с применением современного оборудования и технологий и может найти широкое применение при управлении воздушным движением, поэтому соответствует критерию промышленной применимости.The claimed method and device can be implemented using modern equipment and technologies and can be widely used in air traffic control, therefore, meets the criterion of industrial applicability.
Соответствие изобретательскому уровню подтверждается результатами анализа аналогов и прототипа. Авторам не известны способ и устройство для его реализации, обладающие совокупностью существенных признаков предложенного способа управления воздушным движением и устройства для его реализации.Compliance with the inventive step is confirmed by the results of analogs and prototype analysis. The authors are not aware of a method and device for its implementation, which have a set of essential features of the proposed method of air traffic control and a device for its implementation.
Литература.Literature.
1 ЛЕМЗ АС ОрВД «Топаз»ЛЕМЗ РФ1 LEMZ AS ATM "Topaz" LEMZ RF
https://lemz.ru/%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D0%B7-10/https://lemz.ru/%D1%82%D0%BE%D0%BF%D0%B0%D0%B7-10/
2. Фирма НИТА РФ КСА УВД «Альфа»2. Firm NITA RF KSA ATC "Alpha"
http://www.nita.ru/product/%d0%ba%d1%81%d0%b0-%d1%83%d0%b2%d0%b4-%d0%b0%d0%bb%d1%8c%d1%84%d0%b0/http://www.nita.ru/product/%d0%ba%d1%81%d0%b0-%d1%83%d0%b2%d0%b4-%d0%b0%d0%bb%d1%8c % d1% 84% d0% b0 /
3 Фирма НИТА РФ КСА ПИВП РФ «Планета»3 Firm NITA RF KSA PIWP RF "Planet"
http://www.nita.ru/product/%d0%ba%d1%81%d0%b0-%d0%bf%d0%b8%d0%b2%d0%bf-%d0%bf%d0%bb%d0%b0%d0%bd%d0%b5%d1%82%d0%b0/http://www.nita.ru/product/%d0%ba%d1%81%d0%b0-%d0%bf%d0%b8%d0%b2%d0%bf-%d0%bf%d0%bb % d0% b0% d0% bd% d0% b5% d1% 82% d0% b0 /
4.ВНИИРА РФ КСА УВД «Синтез»4. VNIIRA RF KSA ATC "Sintez"
http://www.vniira.ru/ru/products/806/817/1181?text=basic-purposehttp://www.vniira.ru/ru/products/806/817/1181?text=basic-purpose
5. ВНИИРА КСА ПИВП «Синтез»5. VNIIRA KSA PIVP "Sintez"
http://www.vniira.ru/ru/products/806/818/1182?text=basic-purposehttp://www.vniira.ru/ru/products/806/818/1182?text=basic-purpose
6. Патент на изобретение RU №2236707.6. Patent for invention RU No. 2236707.
7. Патент на изобретение RU №2134910.7. Patent for invention RU No. 2134910.
8. Патент на изобретение RU №2662321.8. Patent for invention RU No. 2662321.
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020124442A RU2746058C9 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Air traffic control method and device |
PCT/RU2021/050221 WO2022019808A2 (en) | 2020-07-23 | 2021-07-16 | Air traffic management method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020124442A RU2746058C9 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Air traffic control method and device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746058C1 true RU2746058C1 (en) | 2021-04-06 |
RU2746058C9 RU2746058C9 (en) | 2021-12-14 |
Family
ID=75353206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020124442A RU2746058C9 (en) | 2020-07-23 | 2020-07-23 | Air traffic control method and device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746058C9 (en) |
WO (1) | WO2022019808A2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769544C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-04-01 | Игорь Владимирович Догадкин | Method for joint traffic control |
RU2769478C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-04-01 | Игорь Владимирович Догадкин | Method for traffic flow management |
RU2788101C1 (en) * | 2022-09-07 | 2023-01-16 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") | Method for controlling the flow of takeoffs and landings of aircraft and a device for its implementation |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002099769A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-12 | The Boeing Company | Air traffic management system and method |
RU2007124379A (en) * | 2006-06-29 | 2009-01-10 | Локхид Мартин Корпорейшн (US) | FORECAST REQUIREMENTS FOR AIR TRAFFIC |
EA201500389A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-30 | Кирилл Юрьевич Пономарев | METHOD OF MANAGEMENT OF AIR TRAFFIC |
RU2634502C2 (en) * | 2014-09-04 | 2017-10-31 | Открытое акционерное общество "Концерн "Международные аэронавигационные системы" | Method and device for traffic control at aerodrome |
RU2677833C2 (en) * | 2013-05-09 | 2019-01-21 | Зе Боинг Компани | Providing a description of aircraft intent |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2134910C1 (en) | 1998-03-25 | 1999-08-20 | Крыжановский Георгий Алексеевич | Air traffic control process |
RU2236707C1 (en) | 2003-01-13 | 2004-09-20 | Сухолитко Валентин Афанасьевич | Method of air traffic control |
GB2404468B (en) * | 2003-04-29 | 2007-11-28 | Blaga N Iordanova | The new IODS technology, processes, control mechanisms and communications via satellites for managing knowledge, global traffic and resources |
WO2017173417A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | Netjets Inc. | Aviation virtual surface systems and methods |
RU2662321C2 (en) | 2016-12-21 | 2018-07-25 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Цифровые радиотехнические системы" | Method for controlling air traffic of aircraft in the vicinity of an airport |
-
2020
- 2020-07-23 RU RU2020124442A patent/RU2746058C9/en active
-
2021
- 2021-07-16 WO PCT/RU2021/050221 patent/WO2022019808A2/en active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002099769A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-12 | The Boeing Company | Air traffic management system and method |
RU2007124379A (en) * | 2006-06-29 | 2009-01-10 | Локхид Мартин Корпорейшн (US) | FORECAST REQUIREMENTS FOR AIR TRAFFIC |
RU2677833C2 (en) * | 2013-05-09 | 2019-01-21 | Зе Боинг Компани | Providing a description of aircraft intent |
RU2634502C2 (en) * | 2014-09-04 | 2017-10-31 | Открытое акционерное общество "Концерн "Международные аэронавигационные системы" | Method and device for traffic control at aerodrome |
EA201500389A1 (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-30 | Кирилл Юрьевич Пономарев | METHOD OF MANAGEMENT OF AIR TRAFFIC |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769544C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-04-01 | Игорь Владимирович Догадкин | Method for joint traffic control |
RU2769478C1 (en) * | 2021-06-21 | 2022-04-01 | Игорь Владимирович Догадкин | Method for traffic flow management |
RU2788101C1 (en) * | 2022-09-07 | 2023-01-16 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") | Method for controlling the flow of takeoffs and landings of aircraft and a device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2022019808A2 (en) | 2022-01-27 |
WO2022019808A3 (en) | 2022-03-03 |
RU2746058C9 (en) | 2021-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6873903B2 (en) | Method and system for tracking and prediction of aircraft trajectories | |
US10154096B2 (en) | Method for integrating a new service into an avionics onboard system with open architecture of client-server type, in particular for an FIM manoeuvre service | |
EP2481039B1 (en) | Air traffic control | |
US20060089760A1 (en) | System and method for stochastic aircraft flight-path modeling | |
RU2746058C1 (en) | Air traffic control method and device | |
US10026327B2 (en) | Managing the trajectory of an aircraft in case of engine outage | |
Allignol et al. | Constraint programming for air traffic management: A survey1: In memory of Pascal Brisset | |
US10147327B2 (en) | Method for integrating a constrained route(s) optimization application into an avionics onboard system with open architecture of client server type | |
Breil et al. | Multi-agent systems for air traffic conflicts resolution by local speed regulation and departure delay | |
Dönmez et al. | Air traffic management in parallel-point merge systems under wind uncertainties | |
US10497269B2 (en) | Integrated management for airport terminal airspace | |
Tang et al. | Strategic deconfliction of 4D trajectory and perturbation analysis for air traffic control and automation system | |
Ohneiser et al. | Bad weather highlighting: Advanced visualization of severe weather and support in air traffic control displays | |
Izadi et al. | Evaluating Air Traffic Controllers’ Workload Through Computer Simulations | |
Denery et al. | Challenges of air traffic management research-Analysis, simulation, and field test | |
Di Vito et al. | Real-Time pilot support system for airborne Self-Separation | |
Saifutdinov et al. | A Model For Ground Transportation Systems Simulation At Airports Under Centralized Control. | |
Hafidi et al. | Review of optimization and automation of air traffic control systems | |
Kirk et al. | Parametric real-time navigation en-route | |
US20220292993A1 (en) | Airspace management systems and methods | |
RU2785811C1 (en) | Method and device for preventing dangerous approach of aircraft using parallel displacement | |
Liu et al. | [Retracted] Intelligent Management of Air Traffic Flow Based on Intelligent Motion Coordinate Data Model | |
Marzuoli et al. | Air traffic optimization on data-driven network flow model | |
Kamgarpour et al. | Modeling and optimization of terminal airspace and aircraft arrival subject to weather uncertainties | |
Lau et al. | Predicting runway configuration transition timings using machine learning methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TH4A | Reissue of patent specification |