|
DOI: 10.14489/vkit.2024.03.pp.010-019
Лебедев Г. Н., Кананадзе С. С., Малыгин В. Б.
КООРДИНИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЫЛЕТОМ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИХ ДВИЖЕНИЯ В ТРАНСПОРТНОМ УЗЛЕ
(с. 10-19)
Аннотация. Поставлена задача координированного выбора времени вылета из разных аэропортов большого числа воздушных судов для устранения случаев их опасного сближения в оживленном транспортном узле. Функция управления конфликтными ситуациями предполагает снижение до приемлемого уровня риска столкновения воздушного судна с источником опасности. Конфликтной ситуацией является любая ситуация с участием воздушного судна и источника опасности, в которой могут быть нарушены существующие минимумы эшелонирования. Сформулирована постановка задачи оптимизации времени задержки вылета воздушных судов при их сближении в транспортных узлах и предложено ее решение на основе мультипликативной свертки по критерию максимума комфортности пассажиров. Сформирован единый критерий комфортности пассажиров при взлете и в самом полете, а также предложен алгоритм оптимизации времен задержки вылета группы воздушных судов. При оценке комфортности учтены штрафные функции за задержку вылета, риск небезопасного сближения судов в транспортных узлах и фактор нежелательного маневрирования при изменении эшелона высоты и скорости полета. Сформирован алгоритм оптимального четырехальтернативного назначения времени задержки вылета каждого воздушного судна с учетом параметров его сближения с другими воздушными судами. Приведены примеры расчета и результаты сравнения оптимального решения с известным подходом. Установлен выигрыш в существенном сокращении длительности конфликтного сближения.
Ключевые слова: сближение воздушных судов; конфликтная ситуация; транспортный узел; управление вылетом; оптимизация качества обслуживания; мультипликативная свертка.
Lebedev G. N., Kananadze S. S., Malygin V. B.
COORDINATED MANAGEMENT OF AIRCRAFT DEPARTURES TO ENSURE THE SAFETY OF THEIR MOVEMENT AT TRANSPORT HUB
(pp. 10-19)
Abstract. The task is to coordinate the timing of departure from different airports of a large number of aircraft in order to eliminate cases of their dangerous approach in busy transport hub of a group flight. The conflict management function involves reducing the risk of an aircraft colliding with a source of danger to an acceptable level. A conflict situation is any situation involving an aircraft and a source of danger in which existing separation minima may be violated. The formulation of the problem of optimizing the delay time in the departure of aircraft when they approach at transport hubs is formulated and its solution is proposed on the basis of multiplicative convolution according to the criterion of maximum passenger comfort. It is required to form a single criterion for passenger comfort during takeoff and in flight itself, as well as to propose an algorithm for optimizing the departure delay times of a group of aircraft. When assessing comfort, penalty functions for delay in departure, the risk of unsafe approach of ships at transport hubs, and the factor of undesirable maneuvering when changing the flight level and flight speed are taken into account. An algorithm has been developed for the optimal four-alternative assignment of the delay time in the departure of each aircraft, taking into account the parameters of its approach to other aircraft. The examples of calculation and the results of comparing the optimal solution with the known approach are given. A gain has been established in significantly reducing the duration of the “conflict rapprochement”.
Keywords: Aircraft convergence; Conflict situation; Transport hub; Departure management; Optimization of service quality; Multiplicative convolution.
Г. Н. Лебедев, С. С. Кананадзе (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия)
В. Б. Малыгин (Московский государственный технический университет гражданской авиации, Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
G. N. Lebedev, S. S. Kananadze (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia)
V. B. Malygin (Moscow State Technical University of Civil Aviation, Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Принятие решения в задачах управления воздушным движением. Методы и алгоритмы / В. А. Борсоев, Г. Н. Лебедев, В. Б. Малыгин и др. // М.: Радиотехника, 2018. 415 с.
2. Малыгин В. Б. Определение характеристик конечных участков стандартных маршрутов прибытия с помощью аппарата системы массового обслуживания // Научный Вестник МГТУГА. 2022. Т. 25, № 3. С. 26–35.
3. Гончаренко В. И., Лебедев Г. Н, Малыгин В. Б. Многомерная маршрутизация с повышенной навигационной точностью при обслуживании заявок на полеты летательных аппаратов // Научный Вестник МГТУГА. 2021. Т. 24, № 4. С. 28–37.
4. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б. Нейросетевая система выбора трасс захода на посадку воздушных судов при изменении направления ветра // Научный Вестник МГТУГА. 2015. № 221. С. 125–137.
5. Малыгин В. Б., Нечаев Е. Е. Метод снижения конфликтности на стандартных маршрутах вылета и прибытия // Научный Вестник МГТУГА. 2014. № 209. С. 124–128.
6. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б., Нечаев Е. Е., Тин Пхон Джо. Использование системы приоритетного обслуживания при внедрении автоматизированного управления прилетом – вылетом в воздушном пространстве московского аэроузла // Научный вестник МГТУГА. 2012. № 180. С. 90–99.
7. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б. Оценка возможности применения генетического алгоритма для оптимизации операций в аэропортах на основе принципов совместного принятия решений // Научный Вестник МГТУГА. 2019. Т. 22, № 5. С. 85–93.
8. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б., Михайлин Д. А., Тан Бяо. Постановка многокритериальной задачи маршрутизации и планирования графиков полета пилотируемой и беспилотной авиации в динамической обстановке и подход к ее решению с помощью генетических алгоритмов // Научный Вестник МГТУГА. 2018. Т. 21, № 5. С. 67–77.
9. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б., Михайлин Д. А. Постановка и решение задачи оперативной коррекции потоков прилета и вылета воздушных судов в районе аэродрома с помощью генетического алгоритма // Научный Вестник МГТУГА. 2017. Т. 20, № 4. С. 8–17.
10. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б. Оперативная коррекция потоков прилета и вылета воздушных судов в районе аэродрома // Научный Вестник МГТУ-ГА. 2016. № 226. С. 29–35.
11. Лебедев Г. Н., Малыгин В. Б. Интеллектуальная поддержка в задаче приоритетного обслуживания группы пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов при выборе маршрутов полета и контроля безопасности их движения // Научный Вестник МГТУГА. 2015. № 221. С. 125–137.
12. Попов А. С. Методика проведения исследований по анализу эффективности использования воздушного пространства и инфраструктуры аэродрома // Тр. ГосНИИАС. Сер.: Вопросы авионики. 2021. № 4(55). С. 47–64.
13. Вишнякова Л. В., Попов А. С. Выбор структуры воздушного пространства и инфраструктуры аэродромов при их модернизации методами математического моделирования // Известия РАН. Теория и системы управления. 2021. № 6. С. 66–105.
14. Vyshnyakova L. V., Popov A. S. Selection of Airspace Structure and Aerodrome Infrastructure During Their Modernization by Methods of Mathematical Modeling // Journal of Computer and Systems Sciences International. 2021. V.60, № 6. P. 918–955.
1. Borsoev V. A., Lebedev G. N., Malygin V. B. et al. (2018). Decision making in air traffic control problems. Methods and algorithms. Moscow: Radiotekhnika. [in Russian language]
2. Malygin V. B. (2022). Determining the characteristics of the final sections of standard arrival routes using a queuing system apparatus. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 25(3), 26 – 35. [in Russian language]
3. Goncharenko V. I., Lebedev G. N, Malygin V. B. (2021). Multidimensional routing with increased navigation accuracy when servicing requests for aircraft flights. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 24(4), 28 – 37. [in Russian language]
4. Lebedev G. N., Malygin V. B. (2015). Neural network system for selecting aircraft approach routes when the wind direction changes. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 221, 125 – 137. [in Russian language]
5. Malygin V. B., Nechaev E. E. (2014). Method for reducing conflicts on standard departure and arrival routes. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 209, 124 – 128. [in Russian language]
6. Lebedev G. N., Malygin V. B., Nechaev E. E., Tin Phon Dzho. (2012). Using a priority service system when introducing automated arrival and departure control in the airspace of the Moscow air hub. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 180, 90 – 99. [in Russian language]
7. Lebedev G. N., Malygin V. B. (2019). Assessing the feasibility of using a genetic algorithm to optimize airport operations based on the principles of shared decision making. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 22(5), 85 – 93. [in Russian language]
8. Lebedev G. N., Malygin V. B., Mihaylin D. A., Tan Byao. (2018). Statement of a multicriteria problem of routing and planning flight schedules for manned and unmanned aircraft in a dynamic environment and an approach to solving it using genetic algorithms. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 21(5), 67 – 77. [in Russian language]
9. Lebedev G. N., Malygin V. B., Mihaylin D. A. (2017). Formulation and solution of the problem of operational correction of aircraft arrival and departure flows in the airfield area using a genetic algorithm. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 20(4), 8 – 17. [in Russian language]
10. Lebedev G. N., Malygin V. B. (2016). Operational correction of aircraft arrival and departure flows in the airfield area. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 226, 29 – 35. [in Russian language]
11. Lebedev G. N., Malygin V. B. (2015). Intellectual support in the task of priority servicing of a group of manned and unmanned aerial vehicles when choosing flight routes and monitoring the safety of their movement. Nauchniy Vestnik MGTUGA, 221, 125 – 137. [in Russian language]
12. Popov A. S. (2021). Methodology for conducting research to analyze the efficiency of using airspace and airfield infrastructure. Trudy GosNIIAS. Seriya: Voprosy avioniki, 55(4), 47 – 64. [in Russian language]
13. Vishnyakova L. V., Popov A. S. (2021). Selection of airspace structure and airfield infrastructure during their modernization using mathematical modeling methods. Izvestiya RAN. Teoriya i sistemy upravleniya, (6), 66 – 105. [in Russian language]
14. Vyshnyakova L. V., Popov A. S. (2021). Selection of Airspace Structure and Aerodrome Infrastructure During Their Modernization by Methods of Mathematical Modeling. Journal of Computer and Systems Sciences International, 60(6), 918 – 955.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2024.03.pp.010-019
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2024.03.pp.010-019
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»