Способ и устройство для управления движением на аэродроме
METHOD AND DEVICE FOR TRAFFIC CONTROL AT AERODROME

Изобретение относится к способам управления движением на аэродроме, представленном наземными элементами структуры аэродрома и его воздушным пространством, в частности, к способам и устройствам для мониторинга, контроля и управления движением воздушных судов и наземных транспортных средств с учетом реальной обстановки на аэродроме.
Проблема обеспечения безопасности полетов, взлета, посадки и маневрирования летательных аппаратов является весьма актуальной и включает в себя целый ряд как организационных аспектов, связанных с организацией наземного и воздушного движения на аэродроме в целях исключения транспортных происшествий, с обеспечением контроля технического состояния воздушных транспортных средств и различных наземных транспортных средств, контроля соблюдения предписанных им нормативов (правил) движения, соблюдения расписания движения, предписанных маршрутов и местоположения на аэродроме, так и научно-технических аспектов обеспечения безопасности движения на аэродроме.
Известно, что деятельность диспетчера аэродрома должна быть направлена на обеспечение контроля ситуации на аэродроме и управление движением мобильных объектов, в частности, в зоне его ответственности при предоставлении диспетчерского обслуживания.
Известные традиционные визуальные способы наблюдения, непосредственно выполняемые диспетчерами без использования инструментальных средств с контрольно-диспетчерского пункта (вышки), размещенного на аэродроме, имеют эксплуатационные ограничения при нарушении условий прямой видимости из-за неблагоприятных погодных условий (туман, интенсивные атмосферные осадки), а также из-за возможного перекрытия (затенения) области наблюдения другими объектами.
Значительные усилия разработчиков направлены на создание комбинированных способов управления движением, сочетающих моделирование поведения воздушных транспортных средств в реальных условиях и в прогнозируемых условиях осложненной метеорологической и вихревой обстановки, с возможностью подачи управляющих команд для изменения предписанного ранее маршрута движения, обеспечивающих необходимое маневрирование воздушных транспортных средств на аэродроме и при взлете/посадке.
Одним из аспектов безопасности полетов воздушных судов является обеспечение безопасности их взлета/посадки и полетов в воздушном пространстве аэродрома в условиях, когда фактором, определяющим уровень безопасности их движения, является возможность попадания летательного аппарата в опасную зону вихревого следа, генерируемого объектом, находящимся в окрестности летательного аппарата и называемого «генератором вихрей». При этом в качестве генераторов вихрей рассматриваются не только летательные аппараты, генерирующие аэродинамические струи высокой степени турбулентности, но и наземные объекты, обтекаемые воздушными потоками, имеющими высокую степень турбулентности, вихревой след которых может быть опасным для летательного аппарата. Совокупность точек пространства, при попадании в которую действующие на воздушное судно силы и моменты могут привести к опасной ситуации, охарактеризована как «опасная зона вихревого следа».
Появление в авиации воздушных судов, имеющих крылья малых удлинений с большой удельной нагрузкой, приводит к увеличению интенсивности вихревого следа, что, соответственно, увеличивает опасность попадания в него воздушного судна.
Попадание воздушного судна в опасную зону вихревого следа, генерируемого другим объектом, например, другим воздушным судном, может приводить к значительному изменению углов атаки и скольжения. При этом на воздушное судно воздействуют аэродинамические силы и моменты, которые могут, например, отбросить его в сторону от следа генератора вихрей с нарушением предписанного маршрута полета и предписанных нормативов расстояний между воздушными судами, а при малых высотах, например, при посадке или взлете воздушного судна, привести к нарушению предписанной глиссады взлета или посадки и к нештатным ситуациям из-за невозможности компенсации такого воздействия органами управления воздушного судна и выполнения маневр уклонения от опасной зоны вихревого следа.
Многочисленные исследования перемещения и затухания вихрей показали, что такие атмосферные факторы, как ветер, сдвиг ветра, стратификация и турбулентность, играют также важную роль в этих процессах.
Существует потенциальная возможность оптимизации безопасных расстояний между воздушными судами в процессе посадки, взлета и полета на основе достоверного прогнозирования динамики вихревого следа с учетом текущего и краткосрочного прогноза соответствующих метеорологических условий, влияния атмосферных условий и близости земли на динамику вихревого следа.
Специалистам в области воздушного движения известно, что расположение вихревого следа в пространстве зависит от динамики изменения параметров окружающей среды, от положения воздушного судна в пространстве с учетом изменения его конфигурации и установленных нормативов производства полета. Под изменением конфигурации состояния воздушного судна понимается, например, изменение режима работы двигателей, в том числе отказ одного или нескольких двигателей, изменение геометрии воздушного судна, например стреловидности крыла, обледенение поверхности летательного аппарата и другие изменения, приводящие к изменению режима обтекания его набегающим потоком и, следовательно, к изменению аэродинамических сил и моментов, обусловленных воздействием аэродинамических возмущений, в том числе вихревого следа, а также к изменению возможностей воздушного судна по компенсации таких воздействий.
Поэтому для осуществления контроля и управления движением в районе аэродрома очень важна задача предоставления пилоту воздушного судна определенного типа и диспетчеру информации о положении и конфигурации вихревых следов, являющихся для воздушного судна определенного типа опасными с учетом их движения в атмосферных условиях аэропорта, и положении воздушного судна относительно них в прогнозируемый момент времени его перемещения на малой высоте в воздушном пространстве аэродрома.
В связи с тем, что попадание воздушного судна в вихревой след может привести к явлению типа бафтинг (частотно-резонансное возбуждение элементов конструкции самолета), к неконтролируемой угловой скорости вращения по крену (до 200 градусов в секунду) с потерей высоты полета (до 150-200 м), а также к потере управляемости воздушного судна, для повышения безопасности полетов международной организацией ICAO были разработаны и введены правила, определяющие минимальные расстояния между первым и вторым воздушными судами, гарантирующие безопасный вход второго воздушного судна в след, генерируемый первым воздушным судном, с учетом конструктивных характеристик первого и второго воздушных судов и состояния атмосферы в зоне полета. При этом указанные минимумы расстояний были введены для продольного эшелонирования. В дальнейшем эти правила были подвергнуты неоднократной коррекции в сторону увеличения минимальных расстояний, что привело к тому, что в настоящее время главные аэропорты мира работают на пределе своей пропускной способности. Тем не менее, стандарты эшелонирования воздушных судов по условиям вихревой безопасности являются обязательными при выполнении полетов друг за другом при взлете или посадке на одну полосу или на две близко расположенные параллельные полосы или при полете друг за другом на близких уровнях по высоте.
Известен способ управления вихревой безопасностью воздушного судна при эшелонировании (US, 2008030375, А1), в котором на основе информации о лидирующем и о последующем самолетах и данных о погоде формируют прогноз будущей позиции вихревого следа лидирующего воздушного судна и прогноз будущей позиции последующего самолета; определяют, будет ли будущая позиция последующего воздушного судна пересекать будущую прогнозируемую позицию вихревого следа, генерированного лидирующим самолетом, в точке пересечения, и передают предупреждение управлению воздушным движением, касающееся точки указанного пересечения; определяют коррекцию курса последующего самолета, совместимую с трафиком, для уклонения от точки пересечения с вихревым следом, и передают коррекцию курса управлению движением. При этом система принятия решения не является быстродействующей, решение об изменении курса принимает диспетчер управления движением и сообщает пилоту последующего воздушного судна скорректированные данные его последующих полетных параметров. Однако маневрирование с временным изменением курса и последующим возвратом на первоначально заданный курс требует значительного пространства, времени и топлива и может привести к нежелательному значительному увеличению расстояния между самолетами и снижению пропускной способности аэродрома.
th
Известно, что Национальная администрация по аэронавтике и космонавтике США (NASA) уделяет большое внимание повышению эффективности зоны аэродрома, в частности, при взлете и посадке летательных аппаратов, и одним из направлений разработок являются работы по созданию Системы определения вихревого интервала (AVOSS), которая будет объединять выходы различных систем и вырабатывать зависящие от погодных условий динамические критерии величин интервалов вихревых следов (37  Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, January 11-14, 1999, Reno, NV, NASA Langly Research Center, Hampton, VA). Эти системы представляют текущие и прогнозируемые погодные условия, модели перемещения вихревого следа и его затухания в этих погодных условиях от поверхности земли до высоты посадочной или взлетной глиссады, а также осуществляют обратную связь поведения вихревых следов в реальном времени. Поведение следа сравнивают с определенными заранее размерами коридора безопасности и определением умирания следа, в результате чего находят искомые интервалы разделения для самолетов. Если следы продолжают существовать дольше, чем ожидалось, то уменьшение интервалов между взлетом самолетов или их посадкой запрещают. При этом поведение следа вычисляют на множестве «окон» захода на посадку от высоты глиссады до торца взлетно-посадочной полосы. Однако в этой системе имеется ряд ограничений, таких, как: отсутствие учета вертикального сдвига ветра, который может препятствовать опусканию следа или привести к его подъему, отсутствие учета конкретного масштаба турбулентности, необходимого для моделирования затухания следа, и другие, которые могут привести к нештатной ситуации вследствие несоответствия заранее предоставленных диспетчеру вычисленных параметров следа и фактических параметров следа. Кроме того, применение системы AVOSS приведет к увеличению нагрузки на операторов (диспетчеров) полетов, которые и в настоящих условиях испытывают значительные эмоционально-стрессовые нагрузки, а также к интенсификации их труда, что является нежелательным, так как увеличивает возможность принятия диспетчерами неадекватных решений.
Известна интегрированная система вихревой безопасности летательного аппарата (RU, 2324953, С2), предназначенная для обеспечения безопасности эксплуатации летательных аппаратов (далее ЛА) с помощью предупреждения и/или предотвращения нештатных ситуаций, связанных с возможным попаданием летательного аппарата в опасную зону возмущенного воздушного потока - так называемого вихревого следа, генерируемого другим объектом - генератором вихря (далее - ГВ), в том числе, при обтекании объекта воздушным потоком. Система содержит информационные подсистемы, обеспечивающие фиксацию, сохранение и предоставление пользователю информации о предполагаемом взаимном расположении летательного аппарата и действующих на воздушное судно опасных аэродинамических сил и моментов, индуцированных вихревым следом генераторов вихрей, зон вихревых следов в прогнозируемый момент времени на упреждающем расстоянии от летательного аппарата. В качестве пользователя, который задает критерии опасности, может выступать экипаж летательного аппарата и/или диспетчерские службы воздушного движения. При этом информация может быть визуализирована в удобном для восприятия виде, в объеме, достаточном для формирования диспетчером предписывающего сигнала на выполнение маневра уклонения летательного аппарата от опасной зоны вихревого следа. При этом подсистема предупреждения о возможности попадания ЛА в опасную зону вихревого следа ГВ может быть реализована с использованием штатного бортового и наземного оборудования, например бортовой инерциальной навигационной системы ЛА (Airborne Inertial Navigation System (AINS), системы воздушных сигналов (Air Data Computer System (ADC), доплеровского измерителя скорости сноса ЛА (Doppler System (DS), радиолокатора переднего обзора ЛА (Forward View Radar (FVR), и использованием информации, поступающей от управления воздушным движением (Air Traffic Control (АТС), системы единой индикации (United Indication System (UIS), мультиплексного канала информационного обмена (Information Exchange Multiplex Channel (IEMC), a также от совместимых с указанными системами информационных систем, применяемых на ЛА других стран, например системы предотвращения столкновений Collision Avoidance System (TCAS), системы предупреждения об опасности движения Traffic Alert, США. Подсистема пользователя, размещенная как на борту ЛА, так и в месте размещения дисплея диспетчера, обеспечивает текущую коррекцию имеющейся у диспетчера информации о вихревой обстановке в районе приземления или посадки, что повышает безопасность взлета и посадки и позволяет сократить временной интервал между ЛА при взлете или приземлении.
Известна система предупреждения о вихре (US, 4137764, В1), в которой расстояние между воздушными судами при эшелонировании вблизи взлетно-посадочных полос сводится к минимуму с помощью определения степени опасности существующих ветровых условий в заранее выбранной точке траектории и прогноза движения вихревого следа самолета, в частности, удаления вихря от траектории полета при измеренных метеоусловиях. Однако применение указанной системы предполагает возможность снижения минимального расстояния между судами в зависимости от реальных погодных условий в каждой реальной ситуации, что является недопустимым для планирования и диспетчеризации полетов в условиях обязательного выполнения установленных нормативов эшелонирования.
Известно, что для уклонения от входа в опасную зону вихревого следа или в опасную зону турбулентности маневрирование может быть произведено с согласованным изменением величины текущей скорости самолета, например, путем согласованного расчетного изменения тяги или мощности двигателя (JP, 2000062698, А1).
Известен способ и устройство создания визуальных отображений вихревых следов путем математического моделирования их на основе характеристик летательного аппарата, генерирующего вихревой след, с учетом влияния атмосферных условий на состояние вихревого следа (US, 5845874, А). При этом в устройстве использован быстрореагирующий дисплей, на котором осуществляют визуализацию смоделированных вихревых следов от каждого летательного аппарата, находящегося вблизи защищаемого летательного аппарата. Причем при наличии в окружении летательного аппарата большого количества других летательных аппаратов, например, вблизи аэродрома, дисплей будет показывать большое количество смоделированных вихревых следов, что приведет к трудности определения, какие из вихревых следов представляют для летательного аппарата реальную опасность и какие из них можно игнорировать. Однако такая система не решает задачи информирования пилота и диспетчера воздушного движения о прогнозируемой степени опасности попадания в выявленные вихревые следы с учетом полетной высоты летательных аппаратов и о рациональном маневре летательного аппарата для исключения попадания в оставшийся вихревой след летательного аппарата, приземлившегося ранее.
Кроме того, описанные выше способы могут предоставлять диспетчеру визуализацию не реальных, а прогнозируемых ситуаций, которые требуют от пилота логических выводов для исключения входа в область прогнозируемой опасности путем изменения полетных характеристик, совершения маневра уклонения с изменением курса и/или положения воздушного судна в пространстве в согласованных с диспетчером пределах, что приводит к опасности значительного влияния на процесс управления полетом «человеческого фактора», обусловленного опытом пилота и диспетчера полетов и их способностью к принятию быстрых самостоятельных решений, не гарантируя соблюдение требований по эшелонированию и обеспечения требуемого уровня безопасности воздушном пространстве аэродрома при разрешении конфликтных ситуаций в реальном масштабе времени в реальной ситуации.
Другим аспектом безопасности воздушных транспортных средств является обеспечение безопасности их взлета/посадки в условиях движения различных транспортных средств в наземном пространстве зоны аэродрома.
Известны различные способы наблюдения, контроля и управления наземным движением в зоне аэродрома. При этом все известные способы управления движением наземных объектов включают передачу команд диспетчера транспортным средствам по каналам аудио-связи в виде текстовой информации, ясность воспроизведения которой в значительной мере зависит от помех и погодных условий. Кроме того, применяемые способы контроля в вышеуказанных способах наблюдения, основанные на устных докладах экипажей по каналам связи, не являются объективными, и в ряде случаев в истории авиации приводили к катастрофам.
Известен способ управления воздушными судами, находящимся на земле (RU 2369908, С1), в котором каждый элемент аэродрома, который находится в поле индикации просмотрового экрана на приборной доске самолета, снабжают формуляром, который содержит информацию, относящуюся к указанному элементу, что делает возможным осуществление воспроизведения особенно удобочитаемых и понятных изображений на указанном экране, обеспечивает возможность оказания помощи пилоту в части самостоятельного определения легким способом местоположения на аэродроме во время выруливания указанного самолета. При отображении используется средство для поиска элементов аэропорта, которые отображаются в поле индикации экрана. Имеется средство для проверки, будет ли каждый из указанных элементов составлять часть первой группы, для которой основная точка привязки находится внутри зоны формуляров, или второй группы, для которой основная точка привязки расположена за пределами зоны формуляров. Предусмотрены также средство для определения дополнительной точки привязки элементов второй группы, расположенной на пересечении оси указанного элемента и зоны формуляров, и средство для представления на экране каждого элемента формуляра, содержащего данные, относящиеся к указанному элементу. Формуляры, относящиеся к первой группе, расположены в основной точке, а формуляры, относящиеся ко второй группе, - в дополнительной зоне привязки. Способ позволяет исключить чрезмерную перегрузку поля отображения, однако является сложным в реализации. Кроме того, способ контроля наземного движения с помощью отслеживания текущих реальных ситуаций многочисленными радиоэлектронными средствами (локаторами, дальномерами, связными радиостанциями) требует разрешения на использование многих радиочастот, при этом возможны затенения одних объектов другими, а также ложные отметки, обусловленные наличием боковых лепестков антенны локатора. При этом не устранена зависимость решений диспетчера от показаний бортового оборудования самолета, зависящих от условий видимости на аэродроме.
Для обеспечения безопасности перемещения воздушных транспортных средств на аэродроме также необходимо контролировать и положение и перемещения вспомогательных транспортных средств, например, средств механизации, осуществляющих работы по обслуживанию аэродрома, заправке воздушных судов и другие необходимые работы, а также обслуживающих наземных транспортных средств, осуществляющих доставку грузов и людей.
Так как для пилота воздушного транспортного средства перед заходом на взлет или посадку должна быть обеспечена возможность контроля положения воздушного транспортного средства относительно визуально различимых границ взлетно-посадочной полосы, рулевых дорожек и мест стоянки, что обеспечивается размещением светосигнального оборудования на их границах, то контроль за исправностью светосигнального оборудования также включена в сферу ответственности оператора. Причем имеются нормативы допустимого отказа в работе светосигнального оборудования, при которых функционирование работоспособного светосигнального оборудования обеспечивает безопасность воздушного транспортного средства при взлете/посадке и маневрировании в зоне аэродрома. При превышении отказов светосигнального оборудования выше нормативных движение воздушных транспортных средств в области взлетно-посадочных полос должно быть прекращено, что приводит к необходимости повторного маневра захода на посадку прибывающего воздушного транспортного средства или к запрету взлета/посадки.
Известен способ управления наземным движением воздушных судов и средств механизации (RU, 2080033, С1), в котором осуществляют: определение местоположения транспортного средства на пути его перемещения с использованием сигналов датчиков; включение оптической сигнализации сопровождения и барьера остановки; автоматическое включение дискретной предупреждающей сигнализации перед выездом на взлетно-посадочную полосу, при несанкционированном пересечении барьера остановки в импульсном режиме включения прожекторов, установленных с возможностью перекрытия поля зрения пилота. При этом в диспетчерском пункте автоматически включается звуковая и световая тревожная сигнализация. Способ предназначен для обеспечения экстренной остановки транспортных средств при попытке их несанкционированного выезда, например, на взлетно-посадочную полосу аэродрома. Однако применение способа ограничено в связи с зависимостью от погодных условий в районе аэродрома: при снижении прямой видимости диспетчером воздушного судна для изменения уже сложившейся ситуации должны быть предприняты меры для срочного маневрирования не только одного самолета, но и других самолетов и наземных транспортных средств, что требует значительных затрат времени и приводит к задержкам вылетов.
Известен способ наблюдения за наземным движением подвижных объектов в пределах установленной зоны аэродрома, представленной взлетно-посадочными полосами, рулежными дорожками и местами стоянки воздушных судов и обслуживающей техники (RU, 2521450, С2), в котором используют подключенный к когерентному оптическому рефлектометру чувствительный волоконно-оптический кабель в качестве виртуальных датчиков вибраций для обнаружения подвижных объектов на защищаемой площади поверхности в пределах установленной зоны аэродрома. При этом чувствительный волоконно-оптический кабель выполнен неразрывным, помещен в грунт вблизи границ взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники или в бетонное покрытие взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок и пересекает, по крайней мере, один раз взлетно-посадочную полосу и/или рулежную дорожку и/или место стоянки воздушных судов и/или обслуживающей техники, или расположен зигзагообразно вдоль взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники. При этом измеряют амплитуды и фазы регистрируемых вибраций и проводят совместную цифровую обработку полученной информации для отслеживания в режиме реального времени параметров движения подвижных объектов, их взаимного положения и положения относительно характерных топографических точек на защищенной площади поверхности. Кроме того, в процессе наблюдения за наземным движением подвижных объектов их идентифицируют по типам воздушных судов на основе алгоритмов распознавания спектров вибраций в известных режимах работы их двигателей, например, на малом газу, а обслуживающей техники - по частоте оборотов двигателя в характерных режимах, например, в режиме холостых оборотов. Система наблюдения за наземным движением подвижных объектов в пределах установленной зоны аэродрома включает чувствительный волоконно-оптический кабель, подключенный к когерентному оптическому рефлектометру и расположенный в пределах установленной зоны аэродрома вдоль взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и/или обслуживающей техники, причем расположение чувствительного волоконно-оптического кабеля в плане повторяет конфигурацию расположения взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и мест стоянок воздушных судов и обслуживающей техники. Однако способы наблюдения, использующие вибрационные измерения в большом диапазоне чувствительных зон, требуют от диспетчера опознания ситуации на аэродроме после анализа огромного объема информации, принятой по каналам связи или представленной в виде текстовых блоков на экране диспетчера и вызванных из памяти, что требует больших затрат времени и приводит к быстрому накоплению усталости диспетчера.
Известна система контроля воздушного движения (US, 2009143968, А1), содержащая процессор, память, источник электронных полетных данных, устройство сенсорного дисплея, клавиатуру, шаровой манипулятор/вспомогательную клавиатуру, и известен способ отслеживания, записи, взаимодействия и организации электронных полетных данных в отношении пространства поверхности аэропорта, включающий:
- отображение поверхности аэропорта в виде карты на сенсорном дисплее;
- отображение полетной информации в виде элемента цветных кодированных полетных данных на карте аэропорта;
- привязка указанного элемента полетных данных к местоположению воздушного судна на карте аэропорта;
- перемещение указанного элемента путем касания и волочения указанного элемента на желаемое местоположение на карте аэропорта;
- отображение только необходимой информации для конкретной операции;
- отображение полной полетной информации для самолета, находящегося в области считывания данных;
- использование набора сенсорных кнопок, отображенных на карте, для предоставления самолету взлетно-посадочной полосы, предоставления данных о пересечениях или других маршрутных данных, для индикации разрешения к вылету и для передачи полетных данных между местом размещения операторов и каналами воздушного движения;
- указание зон на карте, в которых указанные полетные элементы данных будут связаны между собой поочередно;
- использование системы информационных окон на карте аэропорта для отображения текущих данных, времени и кодов автоматической информационной системы терминала;
- использование набора напоминаний, которые включают обработку вида индикации родовых и самолетных таймеров, родовой и специфической ярко высвеченной критической информации, индикации рулевых дорожек, таймеров, ассоциированных с взлетно-посадочной полосой, информации о статусе воздушного судна в пространстве и времени вылета, и связи наземного оператора и экранов местных операторов так, что изменения, сделанные в полетных элементах на одном дисплее, отражаются на других.
При этом шаг отображения полетной информации в виде элемента цветных кодированных полетных данных на карте аэропорта дополнительно включает:
- отображение ожидающего полетного элемента в позиции наземного оператора вылета воздушного судна на карте аэропорта около точки указанного самолетного трапа, и этот ожидающий элемент состоит из данных полетных характеристик, содержащих его позывной, тип, первую привязку вылета, привязку взлетно-посадочной полосы, пересечение предписанных маршрутов, прогнозируемое время вылета или контролируемое измененное время, индикацию обслуживания, индикацию обработки полетных данных, индикацию таймера, индикацию статуса задержки;
- отображение указанного элемента полетных данных как отправляемого на указанной позиции наземного оператора и позиции указанного местного оператора для этого вылетающего элемента, когда наземный оператор двигает указанный ожидающий полетный элемент за указанную точку ожидания взлета в карте аэропорта, и указанный отправляемый элемент полетных данных содержит характеристики полетных данных, содержащие позывной, тип, первую привязку вылета, привязку взлетно-посадочной полосы, пересечение предписанных маршрутов, прогнозируемое время вылета или контролируемое измененное время, индикацию обслуживания, индикацию обработки полетных данных, индикацию таймера, индикацию статуса задержки.
Однако отображение указанных полетных элементов на плоской карте аэропорта без визуализации соотношения высоты положения объектов между собой и над рельефом аэродрома не позволяет оператору быстро оценить ситуацию и быстро принять решение по выбору управляющей команды. Кроме того, предоставление оператору значительного объема пошаговой словесной и цифровой информации о полетных данных по каждому самолету в многочисленных окнах значительно отвлекает внимание оператора от контроля соответствия реальных данных контролируемого объекта предписанным визуализированным полетным данным и, кроме того, приводит к необходимости опознания оператором (диспетчером) ситуации на основе логического выстраивания полученной информации по критериям ее важности для разрешения возможного конфликта, что также требует времени. Кроме того, принудительное перемещение полетных элементов на экране не отражает реального положения этого элемента на аэродроме.
Таким образом, является весьма актуальным совершенствование технологии обслуживания воздушного движения с использованием перспективных средств и способов наблюдения и управления движением для обеспечения требуемого уровня безопасности полетов и пропускной способности аэродромов, а также повышение экономичности воздушного движения.
Специалистам в области организации воздушного движения понятно, что основными причинами, затрудняющими диспетчеризацию и маршрутизацию при управлении мобильными объектами на аэродроме, являются:
- отсутствие видимости на аэродроме из-за метеорологических условий (туман и др.);
- ограничения по использованию эфирного времени при ведении радиосвязи с большим объемом передаваемой информации;
- наличие искусственных препятствий, мешающих непосредственному обзору места наблюдения;
- условия ограниченной видимости в ночное время;
- наличие высотных препятствий в зонах захода на посадку и вылета, учитывающихся при расчете нормативных минимумов дистанций и интервалов движения, что значительно осложняет решение задач регулирования движения, связанных с конфликтными ситуациями на аэродроме, с помощью вычислительных средств;
- отсутствие видимой информации о перемещениях опасных зон вихревых следов, индуцированных генераторами вихрей, в том числе, воздушными судами при взлете/посадке и высотными препятствиями.
Кроме того, при движении воздушных судов на аэродроме должны быть исключены возможности создания конфликтных ситуаций и катастроф, вызванных столкновениями воздушных судов со вспомогательными транспортными средствами, осуществляющими движение по территории аэродрома, с учетом изменения времени, маршрута и направления их движения, и их присутствия на взлетно-посадочных полосах и площади маневрирования воздушных средств, например, в случае их внезапной несанкционированной остановки, например, вследствие их неисправности.
Кроме того, должна быть обеспечена информированность оператора о наличии свободных рулевых дорожек, мест стоянки и маневрирования воздушных судов, свободных от препятствий и приемлемых для маневра воздушного судна определенного типа, необходимого для разрешения конфликтных ситуаций, и для устранения последствий разрешения таких ситуаций или последствий катастроф, при контролируемом движении наземных транспортных средств, с минимальными затратами времени.
Кроме того, для диспетчера возможно управление движением только объектами, имеющими нормально функционирующие системы управления их движением и систему двусторонней связи с ними, в условиях полной осведомленности диспетчера об обстановке в зоне его ответственности и вокруг мобильных объектов и о возможностях корректировки маршрутов движения и их маневрировании с учетом осведомленности диспетчера об обстановке в соседних зонах ответственности других диспетчеров. При этом, в случае возникшей неисправности систем управления движением и систем связи на воздушном судне, находящемся в положении захода на посадку, диспетчер должен быстро принять решение для обеспечения возможности его посадки с учетом свободных взлетно-посадочных полос аэродрома.
Известно, что в диспетчерской деятельности наиболее сложным является принятие решения в экстремальной ситуации. Оно состоит из двух этапов: опознания ситуации и определения порядка действий по ее ликвидации. Перед выполнением каждого следующего действия диспетчер должен предвидеть свои последующие действия.
Известно, что восприятие речевых сигналов в словесной форме или визуализированных текстовых сигналов на средствах отображения требует определенного времени, необходимого и достаточного для последующего опознания ситуации и принятии решения в условиях дефицита времени. Предоставление диспетчеру информации, необходимой для принятия решения, в форме легко узнаваемого облика контролируемых мобильных объектов с индикацией нормального режима или предупреждающей тревожной индикацией их состояния и положения контролируемого объекта является предпочтительным.
Причем для предоставления диспетчеру дополнительного времени для принятия решения должна быть обеспечена индикация мобильного объекта, находящегося в текущий момент времени в граничном положении: от возникновения прогнозируемой конфликтной ситуации до момента ее реального наступления, что может быть обеспечено привлекающей внимание индикацией мобильного объекта в пространстве в пределах предписанной зоны его безопасности. Время восприятия изображений (образов), ассоциирующихся в сознании диспетчера с определенным известным ему объектом, значительно меньше, чем восприятие текстовой информации, а опознание ситуации при различной индикации выделенных зон отображения ситуаций на аэродроме позволяет повысить адекватность принятия решения.
Целью создания настоящего изобретения являлось повышение безопасности движения на аэродроме при обеспечении согласованных действий диспетчеров управления движением, пилотов воздушных судов и водителей наземных транспортных средств по соблюдению ими предписанных нормативов движения и выполнению корректировок положения, параметров движения и состояния воздушных судов и наземных транспортных средств, необходимых для устранения угроз безопасности их движения.
При создании настоящего изобретения была поставлена техническая задача создания способа управления движением на аэродроме, обеспечивающего:
- исключение зависимости решений диспетчера от условий прямой видимости и от погодных условий на аэродроме;
- предоставление диспетчеру в динамическом режиме текущего времени визуализированных результатов адекватного моделирования реальной обстановки на аэродроме, включая моделирование расположения и движения реальных объектов, погодных условий и вихревой обстановки, с предоставлением диспетчеру возможности наиболее быстрого визуального опознавания объектов в реальной контролируемой области и возможности выбора области обзора, направления и ракурса наблюдения контролируемой области, оптимальных для опознания объекта, его расположения на аэродроме и обеспечения возможности всестороннего обозрения реальных контролируемых мобильных объектов в затененных частях элементов структуры аэродрома;
- возможность оперативного формирования двусторонней связи диспетчера через формируемые модели с реальными мобильными объектами независимо от погодных условий на аэродроме;
- возможность непрерывного контроля положения, маршрута и параметров движения воздушных судов и наземных транспортных средств и случаев прогнозируемого неблагоприятного сочетания их положений на аэродроме, параметров их движения и параметров метеорологической и вихревой обстановки на аэродроме и в прилегающих к нему областях, которые могут привести к созданию конфликтных ситуаций и угрозе безопасности движения мобильных объектов, в условиях непрерывной визуализации результатов оценки реальной обстановки по условиям безопасности движения мобильных объектов;
- возможность исключения отклонений мобильных объектов от предписанных им маршрутов движения и пересечений на маршрутах или их согласованной коррекции в условиях предупреждения возникновения потенциально конфликтных ситуаций при нарушении безопасных дистанций и интервалов движения;
Ожидаемым техническим результатом являлось повышение безопасности движения на аэродроме на основе формирования ситуационной осведомленности диспетчеров службы движения о движении мобильных объектов на аэродроме независимо от погодных условий в пространстве аэродрома и от условий прямой видимости, за счет возможности влияния диспетчера на маршрутизацию и параметры движения мобильных объектов в текущем режиме времени.
Поставленная задача была решена разработкой способа управления движением на аэродроме, в котором в текущем режиме реального времени:
- принимают по каналам связи от систем наблюдения и управления движением информацию, включая:
- данные о типе воздушных судов, находящихся на аэродроме и прогнозируемых к прибытию, об очередности и расписании взлетов/посадок и предписанных им маршрутах движения;
- данные о типе, предписанных маршрутах движения, времени и области перемещения на аэродроме наземных транспортных средств;
- данные о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных к нему областях;
- данные о работоспособности радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования аэродрома;
- на основе анализа и систематизации принятой информации формируют и визуализируют диспетчеру управления движением с помощью устройства визуализации и управления, выполненного в виде монитора с экраном и системой сенсорного управления, данные об обстановке на аэродроме и о мобильных объектах, включая:
- краткие и расширенные формуляры сопровождения воздушных судов, содержащие данные, подлежащие контролю диспетчером;
- информацию о типе, параметрах состояния и маршрутах движения воздушных судов на аэродроме;
- расписание и планы полетов воздушных судов на аэродроме;
- блоки данных о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных с ним областях;
- блоки данных о функционировании радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования;
- осуществляют мониторинг реальной обстановки на аэродроме в текущем режиме реального времени путем контроля соответствия типа, параметров и маршрутов движения указанных мобильных объектов предписанным данным;
- осуществляют управление движением путем предоставления реальным мобильным объектам аэродромного диспетчерского обслуживания в соответствии с заданным алгоритмом технологического обслуживания, с формированием и передачей мобильным объектам, чей тип, параметры и маршруты движения не соответствуют предписанным данным, управляющих команд по организации их движения и по разрешению прогнозируемых конфликтных ситуаций на аэродроме с учетом реальной метеорологической обстановки и установленных критериев безопасности движения на указанном аэродроме,
при этом согласно изобретению:
- в качестве указанного устройства визуализации используют устройство визуализации, содержащее интерактивный мультисенсорный монитор с экраном и системой управления, обеспечивающей функционирование человеко-машинного интерфейса;
- принимают дополнительно в режиме текущего времени данные о заданных критериях безопасности движения на аэродроме и допустимых отклонениях параметров движения мобильных объектов от нормативных значений;
- принимают дополнительно в режиме текущего времени по цифровым каналам связи от наземных средств обнаружения, от многопозиционной системы наблюдения, от мобильных объектов, включая воздушные суда и наземные транспортные средства на аэродроме и в смежных к нему областях, данные об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, включая, по меньшей мере:
- данные о расположении элементов структуры аэродрома в географической системе координат;
- данные об эксплуатационном состоянии неподвижных наземных объектов, включая, по меньшей мере, сооружения, перроны, территории стоянок, площади маневрирования, рулежные дорожки и взлетно-посадочные полосы;
- данные о реальном текущем состоянии мобильных объектов и координатах их расположения на аэродроме;
- данные о предписанных размерах и конфигурации буферной зоны безопасности вокруг каждого из мобильных объектов;
- данные о реальных маршрутах движения мобильных объектов на аэродроме;
- данные о текущем состоянии и координатах расположения метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома, включая метеорологические объекты природного происхождения и зоны турбулентности техногенного происхождения;
- производят обработку, анализ и комплексирование принятых данных об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, при этом в динамическом режиме текущего времени:
- производят обработку нормативных критериев безопасности движения мобильных объектов на аэродроме, включая воздушные суда и наземные транспортные средства, и формируют для каждого из типов указанных мобильных объектов дополнительные блоки информации, включая, по меньшей мере:
- базу данных нормативных параметров движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных допустимых отклонений от нормативных безопасных дистанций при движении мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных нормативных параметров буферных зон безопасности мобильных объектов различных типов;
- базу данных нормативных критериев оценки безопасности движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме при несоблюдении мобильным объектом нормативных параметров движения и безопасных дистанций между мобильными объектами и между мобильными и неподвижными объектами на аэродроме;
- формируют краткие формуляры неподвижных наземных объектов, содержащие данные об их типе, координатах и эксплуатационном состоянии;
- определяют координаты границ неподвижных наземных объектов на аэродроме;
- формируют вокруг мобильных объектов их буферную зону безопасности, имеющую предписанные конфигурацию и размеры;
- определяют координаты границ буферной зоны безопасности мобильных объектов;
- формируют трехмерные области метеорологических объектов и зон турбулентности и краткие формуляры, содержащие блоки информации о типе, состоянии, координатах и параметрах движения указанных метеорологических объектов и зон турбулентности;
- определяют координаты границ областей метеорологических объектов и зон турбулентности, опасных для движения указанных мобильных объектов на аэродроме;
- производят оценку прогнозируемой опасности движения мобильных объектов на аэродроме при прогнозируемом нарушении границ буферных зон безопасности мобильных объектов при их движении по маршрутам, включая прогнозируемое пересечение границ их буферной зоны безопасности с границами буферных зон безопасности других мобильных объектов и/или с границами указанных неподвижных наземных объектов и/или с границами опасных областей метеорологических объектов и зон турбулентности;
- определяют текущий режим функционирования каждого из мобильных объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, на основе заданных критериев оценки прогнозируемой опасности движения мобильных объектов на аэродроме с учетом причин возникновения ситуации, которая способна привести к потере уровня безопасности их движения на аэродроме, по условиям, характеризующим режим функционирования каждого указанного объекта, выбранный из группы, включающей:
- нормальный режим;
- режим прогнозируемой тревоги;
- режим тревоги;
- аварийный режим;
- режим выявленного конфликта;
- для каждого из объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, формируют блоки кодовой информации, содержащие перечень кодов режимов функционирования указанного объекта, включая коды режимов, отличных от нормального режима;
- обеспечивают возможность визуализации указанного блока кодовой информации и автоматической индикации кода текущего режима функционирования объекта при сенсорном вызове указанного блока кодовой информации на указанный экран;
- производят анализ прогнозируемой и реальной обстановки на аэродроме по критериям оценки опасности прогнозируемых конфликтных ситуаций между мобильными объектами, находящимися на аэродроме, прибывающими и/или убывающими из него;
- для мобильных объектов, подлежащих аэродромному диспетчерскому обслуживанию, формируют расширенные формуляры сопровождения, содержащие параметры текущего режима функционирования и состояния объекта на аэродроме и другую информацию, связанную с движением мобильного объекта на аэродроме, для обеспечения его расположения в соответствии с требованиями технологических процессов на различных этапах его диспетчерского обслуживания;
- на основе результатов обработки указанных выше данных формируют в динамическом режиме текущего времени трехмерную виртуальную модель реальной обстановки на аэродроме, содержащую в элементах структуры аэродрома, по меньшей мере, мобильные и неподвижные объекты, характеризующие реальную обстановку на аэродроме, обеспечивая при этом, по меньшей мере:
- привязку контрольной точки начала счисления координат указанной виртуальной модели к определенной точке географической системы координат;
- возможность изменения ориентации указанной виртуальной модели в пространстве путем поворота указанной модели в целом или ее части вокруг указанной контрольной точки счисления координат;
- возможность виртуального визирования указанной виртуальной модели в целом и, по меньшей мере, ее части, соответствующей области обзора, выбранной диспетчером, с различным ракурсом и различным углом обзора из точек визирования, расположенных в различных точках пространства;
- обеспечивают визуализацию отображений указанной виртуальной модели или ее части с отображениями объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, полученных в результате указанного визирования указанной виртуальной модели, на указанном экране интерактивного мультисенсорного монитора в динамическом режиме, с привязкой координат указанных объектов к системе координат указанной виртуальной модели, включая:
- отображения неподвижных наземных объектов, включая объекты, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для взлета, посадки и маневрирования воздушных судов, и/или являться препятствием для наблюдения за движением на аэродроме, выполненные с привязкой к указанным отображениям неподвижных наземных объектов изображения соответствующих кратких формуляров с возможностью сенсорного вызова их на экран;
- отображения территорий стоянки, перронов, площадей маневрирования, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродрома, включая их границы, с возможностью индикации их элементов на экране, при этом указанные отображения выполнены:
- с привязкой к отображениям указанных территорий линейных изображений санкционированных диспетчером маршрутов воздушного и наземного движения мобильных объектов с их автоматической визуализацией одновременно с началом движения объекта по маршруту, с введенными в них дискретными изображениями точек контроля движения мобильного объекта по маршруту в соответствии с заданным алгоритмом технологического обслуживания в пошаговом режиме, с последующим автоматическим поэтапным выводом с экрана изображений пройденных точек контроля и пройденных участков линейного изображения маршрута;
- с привязкой к отображению территории взлетно-посадочной полосы изображений линии предварительного старта и линии исполнительного старта воздушного судна, с возможностью сенсорного вызова на экран всплывающего окна с изображением указанного блока информации о направлении и скорости ветра и сенсорного вызова на экран графического указателя направления ветра;
- с возможностью индикации указанных отображений территорий в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих текущему режиму функционирования указанной территории, с возможностью сенсорной активации указанной индикации в случае функционирования территории в нормальном режиме или с автоматической активацией указанной индикации в случае функционирования территории в режиме, отличном от нормального режима;
- с возможностью сенсорного вызова всплывающего окна с изображением указанного блока кодовой информации, содержащего перечень кодов режимов функционирования объекта с цветовой индикацией кода текущего режима функционирования, отличного от нормального режима;
- с возможностью визуализации индикации отображения границ указанных наземных территорий в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих состоянию границ, с возможностью сенсорной активации указанной индикации в случае нормального состояния границы или с автоматической активацией указанной индикации в случае несанкционированного пересечения границы территории мобильным объектом;
- отображения мобильных объектов, ассоциированных через Интерфейс указанного экрана с цифровыми каналами связи и передачи данных реальных мобильных объектов, включая воздушные суда и наземные транспортные средства на аэродроме и в смежных с ним областях, при этом указанные отображения мобильных объектов включают изображение облика реальных мобильных объектов и выполнены:
- с привязкой к ним:
- краткого формуляра мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова изображения краткого формуляра на экран во всплывающем окне;
- расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова изображения расширенного формуляра на экран во всплывающем окне;
- изображения символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта с цветной индикацией изображения символа в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих текущему режиму функционирования мобильного объекта, и выполненного:
- с возможностью сенсорного вызова изображения символа указанного индикатора на экран с одновременной активацией индикации указанного символа на экране в случае функционирования мобильного объекта в нормальном режиме;
- с автоматической визуализацией изображения символа указанного индикатора на экране с одновременной активацией индикации указанного символа в случае функционирования мобильного объекта в режиме, отличном от нормального режима;
- с возможностью сенсорного вызова изображения указанного блока кодовой информации на экран во всплывающем окне, с автоматической цветовой индикацией кода, соответствующего текущему режиму функционирования мобильного объекта;
- с автоматической визуализацией изображения символа указанного индикатора на экране с одновременной активацией индикации указанного символа в случае поступления через указанный цифровой канал связи запроса реального мобильного объекта о начале предоставления ему аэродромного диспетчерского обслуживания;
- с возможностью запуска начала диспетчерского обслуживания мобильного объекта при сенсорном воздействии на изображение символа указанного индикатора, индицирующего на экране в режиме указанного запроса об обслуживании;
- изображения виртуальной линии связки между индицирующими изображениями символов индикаторов текущего режима функционирования мобильных объектов, функционирующих в режимах выявленного или прогнозируемого конфликта, связанного с несоблюдением предписанной безопасной дистанции между этими мобильными объектами на маршруте, с автоматической визуализацией и индикацией указанного изображения линии связки в течение указанного конфликта;
- изображения символа индикатора диспетчерского обслуживания мобильного объекта, с автоматической визуализацией и цветовой индикацией указанного символа индикатора в течение времени предоставления диспетчерского обслуживания и с автоматической привязкой к нему всплывающего окна с изображением расширенного формуляра сопровождения мобильного;
- изображения символа мобильного объекта при сенсорном переводе отображения указанного мобильного объекта в режим динамической симуляции прогнозируемого положения мобильного объекта при движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, с сенсорным прекращением указанного режима и визуализации изображения указанного символа;
- отображения метеорологических объектов и зон турбулентности, включая объекты и зоны природного и техногенного происхождения, визуализируемых на экране автоматически с приемлемым уровнем прозрачности при их наличии на аэродроме, с цветовой индикацией их областей, являющихся потенциально опасными для движения мобильных объектов, при яркости и характере индикации, соответствующих уровню их опасности, и с автоматической индикацией изображения границ указанных опасных областей в случае прогнозируемого попадания в них буферной зоны мобильного объекта, с привязкой к указанным отображениям автоматически всплывающих окон с изображением указанных кратких формуляров метеорологического объекта и зоны турбулентности, соответственно;
при этом:
- обеспечивают изменение указанных отображений в соответствии с изменением положения указанной точки визирования в пространстве, изменением ракурса наблюдения и угла обзора указанной виртуальной модели в целом или ее части в результате соответствующего сенсорного воздействия на указанный экран;
- обеспечивают изменение в автоматическом режиме характера и цвета указанной индикации отображений указанных объектов и их элементов и изображений символов указанных индикаторов при изменении режима функционирования указанных объектов;
- мониторинг реальной обстановки на аэродроме осуществляют на основе наблюдения визуализированных на указанном мультисенсорном экране в динамическом режиме отображений указанной виртуальной модели или ее части, указанных изображений и указанной информации, причем:
- с помощью сенсорного воздействия на определенную область экрана выбирают точки визирования, ракурс наблюдения, угол обзора и масштаб отображения указанной виртуальной модели или его части на указанном экране, являющиеся приемлемыми для опознания и наблюдения визуализированной на экране текущей ситуационной обстановки в выбранной диспетчером области обзора;
- осуществляют контроль за соблюдением мобильными объектами предписанных параметров и маршрутов движения и состояния мобильных объектов на аэродроме по наличию, цвету и характеру индикации изображений символов указанных индикаторов и указанных элементов отображений объектов, визуализированных на экране в автоматическом режиме, и по данным указанных формуляров и информационных блоков, визуализированных на экране в автоматическом режиме или при сенсорном воздействии на определенную область экрана;
- выявляют ситуации нарушения предписанной безопасной дистанции между мобильными объектами при их движении на аэродроме по наличию на экране визуализированного в автоматическом режиме индицирующего изображения линии связки;
- управление движением мобильных объектов на аэродроме осуществляют в пошаговом режиме, с формированием и передачей мобильным объектам управляющих команд, приемлемых для выполнения технологических процессов при обслуживании определенного мобильного объекта в реальной обстановке на аэродроме, сформированных на основе наблюдения на экране отображений прогнозируемых изменений реальной обстановки на аэродроме, вызванных прогнозируемым выполнением мобильным объектом управляющих команд диспетчера,
причем эффективность выполнения управляющих команд по устранению недопустимых отклонений и нарушений в режимах, отличных от нормального режима, оценивают, по меньшей мере, по прекращению автоматической индикации и визуализации на экране изображений символов индикаторов режима функционирования мобильных объектов и изображений линий связки между изображениями символов индикаторов режима функционирования мобильных объектов.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы принятые данные об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, дополнительно включали, по меньшей мере:
- данные о пространственной конфигурации и о рельефе местности аэродрома;
- данные о пространственных габаритах и местоположении наземных сооружений, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для движения воздушных судов и наземных транспортных средств, и/или могут препятствовать наблюдению за движением на аэродроме;
- данные о координатах реальных территорий стоянки, перронов, площадей маневрирования, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродрома и их границ;
- данные о типе, координатах и параметрах состояния метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома и их областей, опасных для выполнения процедур взлета и посадки воздушных судов и движения воздушных судов и наземных транспортных средств на аэродроме и в смежных к нему областях;
- данные о типе и координатах каждого из мобильных объектов, находящихся на аэродроме и прибывающих в него;
- данные о типе и координатах воздушных судов и наземных транспортных средств, пригодных к связи с ними через ассоциированные с ними через Интерфейс указанного экрана цифровые каналы связи и передачи данных;
- данные о типе и координатах воздушных и наземных транспортных средств, имеющих в их системе управления отклонения, препятствующие управлению ими через ассоциированные с ними через Интерфейс указанного экрана цифровые каналы связи и передачи данных.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы условия, характеризующие режим функционирования каждого указанного мобильного объекта, включали, по меньшей мере:
- нарушение мобильным объектом очередности и расписания взлетов/посадок;
- нарушение мобильным объектом времени начала предоставления ему аэродромного диспетчерского обслуживания;
- несоблюдение нормативов движения мобильным объектом;
- несоблюдение мобильным объектом предписанного маршрута;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной дистанции между мобильными объектами на маршруте;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной продолжительности его нахождения на наземной территории;
- несоблюдение предписанной области его нахождения или перемещения на аэродроме;
- прогнозируемое нарушение границ буферных зон безопасности мобильных объектов;
- нарушение эксплуатационного состояния наземных неподвижных объектов и нарушение их границ.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы критерии оценки безопасности движения мобильных воздушных судов и наземных транспортных средств на аэродроме включали, по меньшей мере:
- критерии оценки текущего режима функционирования указанных территорий аэродрома в соответствии с их расположением и состоянием, включая:
- нормальный режим функционирования без ограничений движения по ним на аэродроме;
- режим прогнозируемой тревоги или режим тревоги при ограничении возможности движения по ним на аэродроме;
- аварийный режим при запрете движения по ним;
- режим выявленного конфликта при движении по ним мобильных объектов;
- критерии оценки текущего режима функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования в соответствии с их техническим состоянием, включая нормальный режим при обеспечении безопасности движения мобильных объектов в области размещения указанного оборудования, и аварийный режим в других случаях;
- критерии оценки текущего режима функционирования реальных мобильных объектов в соответствии с их состоянием, параметрами их движения и состоянием предписанных им буферных зон безопасности, включая:
- нормальный режим при выполнении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту без нарушения границ его буферной зоны;
- прогнозируемый режим тревоги при невозможности в прогнозируемый момент времени соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или при прогнозируемом нарушении границ его буферной зоны;
- режим тревоги при несоблюдении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или предписанной очередности движения и/или при нарушении границ его буферной зоны;
- аварийный режим при невозможности движения мобильного объекта;
- режим выявленного конфликта при невозможности соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения без нарушения состояния другого мобильного объекта или условий безопасного движения на аэродроме;
- критерии оценки состояния и параметров движения метеорологических объектов и зон турбулентности по условиям безопасности движения мобильных объектов определенного типа в области расположения опасных областей указанных метеорологических объектов и зон турбулентности.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы была обеспечена непрерывная визуализация отображений указанной виртуальной модели или ее части, включая отображения мобильных и неподвижных объектов, полученных в результате плавного изменения положения указанной точки визирования в пространстве, плавного изменения ракурса наблюдения, угла обзора и масштаба отображения при соответствующем сенсорном воздействии на экран.
Кроме того, согласно изобретению возможно, чтобы была обеспечена возможность фрагментарной визуализации отображений указанной виртуальной модели или ее части, включая отображения мобильных и неподвижных объектов, полученных в результате дискретного изменения положения указанной точки визирования в пространстве, дискретного изменения ракурса наблюдения, угла обзора и масштаба отображения при соответствующем сенсорном воздействии на определенную область экрана.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы было обеспечено автоматическое изменение цвета, яркости и характера индикации отображений указанных объектов и/или их элементов и индикации указанных изображений символов их индикаторов в соответствии с изменением режима функционирования объектов.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы изображения символов индикаторов текущего режима функционирования мобильных объектов при их расположении на территориях аэродрома и в смежных с ним областях были выполнены в виде полупрозрачных полусфер, окружающих отображения указанных объектов на экране, и чтобы при этом была обеспечена цветовая индикация указанных полусфер при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации желтого цвета средней яркости для мобильного объекта в неподвижном состоянии ожидания начала его диспетчерского обслуживания после направления им диспетчеру соответствующего запроса;
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для мобильного объекта в состоянии остановки по команде диспетчера.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы изображения символов индикаторов текущего режима функционирования воздушных судов при их расположении в воздушном пространстве аэродрома и в смежных с ним областях были выполнены в виде полупрозрачных сфер, окружающих отображения воздушных судов на экране, и чтобы при этом была обеспечена цветовая индикация указанных сфер при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для воздушного судна в состоянии полета в воздушном пространстве аэродрома и прилегающих к нему областях при повторном запросе разрешения на посадку после отмены диспетчером разрешения на посадку по первоначально предписанному маршруту.
Кроме того, согласно изобретению возможно, чтобы изображение символа индикатора диспетчерского обслуживания мобильного объекта было выполнено в виде прозрачной прямоугольной рамки с визуализированными углами, охватывающей отображение мобильного объекта на экране, и была бы обеспечена непрерывная индикация указанных углов в красном цвете средней яркости в течение указанного обслуживания.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы индикация изображения указанной линии связки была обеспечена в режиме непрерывной индикации красного цвета.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы прерывистая индикация красного цвета на экране сопровождалась звуковыми сигналами на рабочем месте диспетчера.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы для опознавания реальной ситуационной обстановки диспетчером были использованы результаты сенсорных воздействий диспетчера на определенную область указанного экрана, обеспечивающих, по меньшей мере:
- визирование указанной виртуальной модели или, по меньшей мере, области обзора, выбранной диспетчером, с желаемой точки в пространстве в желаемом направлении и масштабе;
- проверку состояния и текущих режимов функционирования реальных территорий аэродрома и их границ;
- проверку расположения предписанного маршрута движения мобильного объекта на аэродроме;
- проверку состояния и функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования;
- визуализацию изображения указанного блока информации о направлении и скорости ветра и графического указателя направления ветра около линии исполнительного старта;
- визуализацию данных расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта, запросившего аэродромное диспетчерское обслуживание;
- визуализацию цвета и характера индикации символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта;
- начало предоставления реальному мобильному объекту аэродромного диспетчерского обслуживания;
- остановку движения реального мобильного объекта на территории;
- отмену разрешения на посадку воздушного судна;
- визуализацию изображения символа мобильного объекта при сенсорном переводе указанного мобильного объекта в режим динамической симуляции прогнозируемого положения мобильного объекта при движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, с сенсорным прекращением указанного режима симуляции и визуализации изображения указанного символа.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы контроль выполнения мобильными объектами предписанных параметров и маршрутов движения и состояния мобильных объектов на аэродроме включал:
- контроль соответствия типов мобильных объектов, находящихся на аэродроме или прибывающих на аэродром, по визуализированным на экране отображениям облика мобильного объекта и по содержанию их кратких и расширенных формуляров сопровождения во всплывающих окнах;
- контроль текущего и прогнозируемого состояния мобильных объектов на аэродроме по наличию, цвету и характеру текущей и прогнозируемой индикации изображений символов их индикаторов текущего режима функционирования на экране и по данным их кратких и расширенных формуляров сопровождения во всплывающих окнах;
- контроль движения мобильных объектов на аэродроме по наличию на экране изображений не пройденных точек контроля в линейных изображениях невыполненных предписанных или санкционированных диспетчером маршрутов;
- контроль текущего состояния неподвижных объектов по наличию, цвету и характеру индикации их отображений и отображений их границ на экране и по данным их кратких формуляров во всплывающих окнах;
- контроль безопасности движения мобильных объектов на аэродроме на основе анализа причин автоматической индикации изображений символов индикаторов текущего режима функционирования мобильных и неподвижных объектов с учетом кода режима функционирования, автоматически индицируемого в указанном блоке кодовой информации указанного объекта при сенсорном вызове указанного блока кодовой информации на экран.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы была обеспечена возможность передачи мобильному объекту управляющих команд остановки движения по маршруту и разрешения на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту в цифровом виде с помощью сенсорного воздействия на отображение соответствующего мобильного объекта на экране.
Кроме того, согласно изобретению возможно, чтобы была обеспечена возможность передачи мобильному объекту управляющих команд изменения параметров движения мобильного объекта и/или изменения маршрута движения мобильного объекта по каналам связи и передачи данных, с одновременным внесением соответствующих изменений в изображение расширенного формуляра сопровождения соответствующего мобильного объекта на экране.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы управляющие команды были выбраны из группы, включающей, по меньшей мере, следующие команды:
- отмена разрешения воздушному судну на посадку по предписанному маршруту с выполнением повторного захода на посадку по предписанному маршруту;
- остановка движения мобильного объекта при его наземном расположении;
- изменение параметров движения мобильного объекта;
- изменение маршрута движения мобильного объекта;
- разрешение мобильному объекту на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту.
При этом согласно изобретению целесообразно в режиме текущего времени обеспечивать:
- формирование перечня управляющих команд, приемлемых для передачи их в цифровом виде определенному мобильному объекту для устранения недопустимых отклонений и нарушений параметров движения при его аэродромном обслуживании;
- визуализацию указанного перечня управляющих команд на экране при сенсорном воздействии диспетчера на изображение символа индикатора мобильного объекта, получающего аэродромное диспетчерское обслуживание;
- возможность сенсорного выбора диспетчером в указанном перечне соответствующей управляющей команды;
- передачу выбранной управляющей команды реальному мобильному объекту в цифровом виде по его цифровым каналам связи и передачи данных, ассоциированным с отображением мобильного объекта через Интерфейс указанного экрана.
Поставленная задача была также решена разработкой устройства для управления движением на аэродроме, выполненного в виде аппаратно-программного комплекса, включающего, по меньшей мере:
- сервер ввода/вывода информации, содержащий:
- устройство приема и передачи информации, содержащее систему каналов связи с системами наблюдения и управления движением, обеспечивающее в текущем режиме реального времени:
- прием от систем наблюдения и управления движением текущей информации, включая:
- данные о типе воздушных судов, находящихся на аэродроме и прогнозируемых к прибытию, об очередности и расписании взлетов/посадок и предписанных им маршрутах движения;
- данные о типе, предписанных маршрутах движения, времени и области перемещения на аэродроме наземных транспортных средств;
- данные о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных к нему областях;
- данные о работоспособности радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования аэродрома;
- передачу мобильным объектам, чей тип, параметры и маршруты движения не соответствуют предписанным данным, управляющих команд по организации их движения и по разрешению конфликтных ситуаций на аэродроме с учетом реальной метеорологической обстановки при диспетчерском обслуживании мобильных объектов на аэродроме;
- электронно-вычислительное средство, содержащее блок комплексирования принятых данных, обеспечивающий на основе обработки и систематизации указанных данных, по меньшей мере:
- формирование кратких формуляров и расширенных формуляров сопровождения воздушных судов, содержащих данные, подлежащие контролю диспетчером, и информацию о типе, параметрах состояния и маршрутах движения воздушных судов на аэродроме;
- формирование расписания и планов полетов воздушных судов на аэродроме;
- формирование блоков данных о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных с ним областях;
- формирование блоков данных о функционировании радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования;
- устройство визуализации и управления, соединенное с указанным электронно-вычислительным средством сервера ввода/вывода информации, размещенное на рабочем месте диспетчера и выполненное в виде монитора с экраном и системой сенсорного управления,
при этом, согласно изобретению, указанное устройство для управления движением приспособлено для осуществления указанного выше способа управления движением на аэродроме согласно изобретению, причем:
- устройство визуализации и управления выполнено в виде интерактивного мультисенсорного монитора с экраном и системой управления, обеспечивающей функционирование человеко-машинного интерфейса;
- указанное устройство приема и передачи информации:
- дополнительно приспособлено для приема в режиме текущего времени данных о заданных критериях безопасности движения на аэродроме и допустимых отклонениях параметров движения мобильных объектов от нормативных значений;
- дополнительно содержит систему цифровых каналов связи с наземными средствами обнаружения, с многопозиционной системой наблюдения, с мобильными объектами, включая воздушные суда и наземные транспортные средства на аэродроме и в смежных к нему областях, обеспечивающую прием в режиме текущего времени данных об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, включая, по меньшей мере:
- данные о расположении элементов структуры аэродрома в географической системе координат;
- данные об эксплуатационном состоянии неподвижных наземных объектов, включая сооружения, перроны, площади маневрирования, рулежные дорожки и взлетно-посадочные полосы;
- данные о реальном текущем состоянии мобильных объектов, о координатах их расположения на аэродроме;
- данные о предписанных размерах и конфигурации буферной зоны безопасности вокруг каждого из мобильных объектов;
- данные о реальных маршрутах движения мобильных объектов на аэродроме;
- данные о текущем состоянии и координатах расположения метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома, включая метеорологические объекты природного происхождения и зоны турбулентности техногенного происхождения;
- дополнительно приспособлено для передачи мобильным объектам цифровой информации, связанной с их движением на аэродроме;
- указанный блок комплексирования принятых данных указанного электронно-вычислительного средства:
- дополнительно приспособлен для выполнения в динамическом режиме текущего времени обработки и комплексирования принятых данных об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме;
- дополнительно приспособлен для обработки нормативных критериев безопасности движения мобильных объектов на аэродроме, включая воздушные суда и наземные транспортные средства, и для формирования для каждого из типов мобильных объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, дополнительных блоков информации, включая, по меньшей мере:
- базу данных нормативных параметров движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных допустимых отклонений от нормативных безопасных дистанций при движении объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных нормативных параметров буферных зон безопасности мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных нормативных критериев оценки безопасности движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме при несоблюдении мобильным объектом нормативных параметров движения и/или допустимых безопасных дистанций между мобильными объектами и между мобильными и неподвижными объектами на аэродроме;
- краткие формуляры указанных неподвижных наземных объектов, содержащие данные об их типе, координатах и эксплуатационном состоянии;
- указанное электронно-вычислительное средство дополнительно содержит блок оценки, анализа и визуализации информации, обеспечивающий в динамическом режиме текущего времени на основе полученных от указанного блока комплексирования данных об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, выполнение, по меньшей мере, следующих операций:
- определение координат границ указанных неподвижных наземных объектов на аэродроме;
- формирование вокруг указанных мобильных объектов их буферной зоны безопасности, имеющей предписанные конфигурацию и размеры;
- определение координат границ буферных зон безопасности мобильных объектов;
- формирование трехмерных областей метеорологических объектов и зон турбулентности и кратких формуляров, содержащих блоки информации о типе, состоянии, координатах и параметрах движения указанных метеорологических объектов и зон турбулентности;
- определение координат границ областей метеорологических объектов и зон турбулентности, опасных для движения указанных мобильных объектов на аэродроме;
- оценка прогнозируемой опасности движения мобильных объектов на аэродроме при прогнозируемом нарушении границ буферных зон безопасности мобильных объектов при их движении по маршрутам, включая прогнозируемое пересечение границ их буферной зоны безопасности с границами буферных зон безопасности других мобильных объектов и/или с границами указанных неподвижных наземных объектов и/или с границами опасных областей метеорологических объектов и зон турбулентности;
- определение текущего режима функционирования объектов, характеризующих реальную обстановку на аэродроме, на основе заданных критериев оценки прогнозируемой опасности движения мобильных объектов на аэродроме с учетом причин возникновения ситуации, которая способна привести к потере безопасности движения мобильных объектов на аэродроме, по условиям, характеризующим режим функционирования каждого указанного объекта, выбранный из группы, включающей:
- нормальный режим;
- режим прогнозируемой тревоги;
- режим тревоги;
- аварийный режим;
- режим выявления конфликта;
- формирование блоков кодовой информации, содержащих перечень кодов режимов функционирования, отличных от нормального, для каждого из объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, с возможностью визуализации указанного блока кодовой информации и автоматической индикации кода текущего режима функционирования объекта при сенсорном вызове указанного блока кодовой информации на указанный экран;
- анализ прогнозируемой и реальной обстановки на аэродроме по критериям оценки опасности прогнозируемых конфликтных ситуаций между мобильными объектами, находящимися на аэродроме, прибывающими и/или убывающими из него;
- формирование для мобильных объектов, подлежащих аэродромному диспетчерскому обслуживанию, расширенных формуляров сопровождения, содержащих параметры текущего режима функционирования и состояния мобильного объекта на аэродроме, и другую информацию, связанную с движением мобильного объекта на аэродроме, для обеспечения его расположения в соответствии с требованиями технологических процессов на различных этапах его диспетчерского обслуживания;
- формирование в динамическом режиме текущего времени трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме, содержащей в элементах структуры аэродрома, по меньшей мере, мобильные и неподвижные объекты, характеризующие реальную обстановку на аэродроме, обеспечивая при этом, по меньшей мере:
- привязку контрольной точки начала счисления координат указанной виртуальной модели к определенной точке географической системы координат;
- возможность изменения ориентации указанной виртуальной модели в пространстве путем поворота указанной модели в целом или ее части вокруг указанной контрольной точки счисления координат;
- возможность виртуального визирования указанной виртуальной модели в целом и, по меньшей мере, ее части, соответствующей области обзора, выбранной диспетчером, с различным ракурсом и различным углом обзора из точек визирования, расположенных в различных точках пространства;
- возможность визуализации в динамическом режиме на указанном экране интерактивного мультисенсорного монитора отображений указанной виртуальной модели или ее части с отображениями объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, полученных в результате указанного визирования указанной виртуальной модели, с привязкой координат указанных объектов к системе координат указанной виртуальной модели, включая:
- отображения неподвижных наземных объектов, включая объекты, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для взлета, посадки и маневрирования воздушных судов, и/или являться препятствием для наблюдения за движением на аэродроме, выполненные с привязкой к указанным отображениям неподвижных наземных объектов отображения соответствующих указанных кратких формуляров с возможностью сенсорного вызова их на экран;
- отображения реальных территорий стоянки, перронов, площадей маневрирования, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродрома, включая их границы, с возможностью индикации их элементов на экране, при этом отображения выполнены:
- с привязкой к отображениям указанных наземных территорий линейных изображений санкционированных диспетчером маршрутов воздушного и наземного движения мобильных объектов с их автоматической визуализацией одновременно с началом движения объекта по маршруту, с введенными в них дискретными изображениями точек контроля движения мобильного объекта по маршруту в соответствии с заданным алгоритмом технологического обслуживания в пошаговом режиме, с последующим автоматическим поэтапным выводом с экрана изображений пройденных точек контроля и пройденных участков линейного изображения маршрута;
- с привязкой к отображению территории взлетно-посадочной полосы изображений линии предварительного старта и линии исполнительного старта воздушного судна, с возможностью сенсорного вызова на экран всплывающего окна с изображением указанного блока информации о направлении и скорости ветра и сенсорного вызова на экран графического указателя направления ветра;
- с возможностью индикации указанных отображений территорий в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих текущему режиму функционирования указанной территории, с возможностью сенсорной активации указанной индикации в случае функционирования территории в нормальном режиме или с автоматической активацией указанной индикации в случае функционирования территории в режиме, отличном от нормального режима;
- с возможностью сенсорного вызова всплывающего окна с изображением указанного блока кодовой информации, содержащего перечень кодов режимов функционирования объекта, с цветовой индикацией кода текущего режима функционирования, отличного от нормального режима;
- с возможностью визуализации индикации отображения границ указанных территорий в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих состоянию границ, с возможностью сенсорной активации указанной индикации в случае нормального состояния границы или с автоматической активацией указанной индикации в случае несанкционированного пересечения границы территории мобильным объектом;
- отображения мобильных объектов, включая воздушные суда и наземные транспортные средства, находящиеся на аэродроме и прибывающие на аэродром,, ассоциированных через Интерфейс указанного экрана с цифровыми каналами связи и передачи данных реальных мобильных объектов, при этом указанные отображения мобильных объектов включают изображение облика реальных мобильных объектов и выполнены:
- с привязкой к ним:
- краткого формуляра мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова изображения краткого формуляра на экран во всплывающем окне;
- расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова изображения расширенного формуляра на экран во всплывающем окне;
- изображения символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта с цветной индикацией изображения символа в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих текущему режиму функционирования мобильного объекта, и выполненного:
- с возможностью сенсорного вызова его изображения на экран с одновременной активацией индикации указанного символа в случае функционирования мобильного объекта в нормальном режиме;
- с автоматической визуализацией его изображения на экране и одновременной активацией индикации указанного символа в случае функционирования мобильного объекта в режиме, отличном от нормального режима;
- с возможностью сенсорного вызова изображения указанного блока кодовой информации на экран во всплывающем окне, с автоматической цветовой индикацией кода, соответствующего текущему режиму функционирования;
- с автоматической визуализацией изображения символа указанного индикатора на экране с одновременной активацией индикации указанного символа в случае поступления через указанный цифровой канал связи запроса реального мобильного объекта о начале предоставления ему аэродромного диспетчерского обслуживания;
- с возможностью запуска начала диспетчерского обслуживания мобильного объекта при сенсорном воздействии на изображение символа указанного индикатора, индицирующего на экране в режиме указанного запроса об обслуживании;
- изображения виртуальной линии связки между индицирующими изображениями символов индикаторов текущего режима функционирования мобильных объектов, функционирующих в режимах выявленного или прогнозируемого конфликта, связанного с несоблюдением предписанной безопасной дистанции между этими мобильными объектами на маршруте, с автоматической визуализацией и индикацией указанного изображения линии связки в течение указанного конфликта;
- изображения символа индикатора диспетчерского обслуживания мобильного объекта, с автоматической визуализацией и цветовой индикацией указанного индикатора в течение времени предоставления диспетчерского обслуживания и с автоматической привязкой к нему всплывающего окна с изображением расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта;
- изображения символа мобильного объекта при сенсорном переводе отображения указанного мобильного объекта в режим динамической симуляции прогнозируемого положения мобильного объекта при движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, и сенсорным прекращением указанного режима и визуализации изображения указанного символа;
- отображения метеорологических объектов и зон турбулентности, включая объекты и зоны природного и техногенного происхождения, визуализируемых на экране автоматически с приемлемым уровнем прозрачности при их наличии на аэродроме, с цветовой индикацией их областей, являющихся потенциально опасными для движения мобильных объектов, при яркости и характере индикации, соответствующих уровню их опасности, и с автоматической индикацией изображения границ указанных опасных областей в случае прогнозируемого попадания в них буферной зоны мобильного объекта, с привязкой к указанным отображениям автоматически всплывающих окон с изображением указанных кратких формуляров метеорологического объекта и зоны турбулентности, соответственно;
и при этом указанное устройство для управления движением на аэродроме приспособлено для визуализации на указанном экране мультисенсорного монитора в динамическом режиме текущего времени:
- указанных отображений указанных объектов указанной виртуальной модели или ее части, полученных в результате указанного визирования и в соответствии с указанными условиями их визуализации на экране, с автоматическим изменением указанных отображений в соответствии с изменением положения указанной точки визирования в пространстве, изменением ракурса наблюдения и угла обзора указанной виртуальной модели в целом или ее части в результате соответствующего сенсорного воздействия на указанный экран;
- изображений указанных символов индикаторов, линий маршрутов, точек контроля, линий связки, указанных формуляров и информационных блоков в соответствии с указанными условиями их визуализации на экране в автоматическом режиме и при сенсорном вызове их на экран;
- индикации указанных отображений объектов и их элементов и указанных изображений символов их индикаторов в автоматическом режиме в соответствии с указанными условиями их индикации, с поддержанием цвета и характера индикации в течение времени функционирования объекта в соответствующем режиме и изменением цвета и характера индикации после перехода объекта в другой режим;
- отображений прогнозируемых изменений реальной обстановки на аэродроме, вызванных прогнозируемым выполнением мобильным объектом управляющих команд диспетчера в реальной обстановке на аэродроме.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы указанные дополнительно принятые данные об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, включали, по меньшей мере:
- данные о пространственной конфигурации и о рельефе местности аэродрома, о пространственных габаритах и местоположении наземных сооружений, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для движения воздушных судов и наземных транспортных средств, и/или препятствовать наблюдению за движением на аэродроме;
- данные о координатах реальных территорий стоянки, перронов, площадей маневрирования, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродрома и их границ;
- данные о типе, координатах и параметрах состояния метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома и их областей, опасных для выполнения процедур взлета и посадки воздушных судов и движения воздушных судов и наземных транспортных средств на аэродроме и в прилегающем к нему пространстве;
- данные о типе и координатах каждого из мобильных объектов, находящихся на аэродроме и прибывающих в него;
- данные о типе и координатах воздушных судов и наземных транспортных средств, пригодных к управлению ими через ассоциированные с ними цифровые каналы связи и передачи данных;
- данные о типе и координатах воздушных и наземных транспортных средств, имеющих в их системе управления отклонения, препятствующие управлению ими через ассоциированные с ними цифровые каналы связи и передачи данных.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы критерии, характеризующие режим функционирования указанных мобильных объектов, включали, по меньшей мере:
- нарушение мобильным объектом очередности и расписаний взлетов/посадок;
- нарушение мобильным объектом времени начала предоставления аэродромного диспетчерского обслуживания;
- несоблюдение нормативов движения мобильным объектом;
- несоблюдение мобильным объектом предписанного маршрута;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной дистанции между мобильными объектами на маршруте;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной продолжительности его нахождения на наземной территории и/или несоблюдение предписанной области его нахождения или перемещения на аэродроме;
- прогнозируемое нарушение границ буферных зон безопасности мобильных объектов;
- нарушение эксплуатационного состояния наземных неподвижных объектов и нарушение их границ.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы блок оценки, анализа и визуализации информации был приспособлен для оценки безопасности движения мобильных воздушных судов и наземных транспортных средств на основе критериев, включающих, по меньшей мере:
- критерии оценки текущего режима функционирования указанных территорий аэродрома в соответствии с их размещением и состоянием, включая:
- нормальный режим функционирования территории без ограничений движения по ней;
- режим прогнозируемой тревоги или режим тревоги для территории при ограничении возможности движения по ней;
- аварийный режим при запрете движения по территории или при возникновении конфликтных ситуаций на аэродроме в связи с указанным запретом;
- критерии оценки текущего режима функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования в соответствии с их техническим состоянием, включая нормальный режим при обеспечении безопасности движения мобильных объектов в области размещения указанного оборудования, и аварийный режим;
- критерии оценки текущего режима функционирования реальных мобильных объектов в соответствии с их состоянием, параметрами их движения и состоянием предписанных им буферных зон безопасности, включая:
- нормальный режим при выполнении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту без нарушения границ его буферной зоны;
- прогнозируемый режим тревоги при невозможности в прогнозируемый момент времени соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или прогнозируемом нарушении границ его буферной зоны;
- режим тревоги при несоблюдении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или предписанной очередности движения и/или при нарушении границ его буферной зоны;
- аварийный режим при невозможности движения мобильного объекта;
- режим выявленного конфликта при невозможности соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения без нарушения состояния другого мобильного объекта или условий безопасного движения на аэродроме;
- критерии оценки состояния и параметров движения метеорологических объектов, зон турбулентности по условиям безопасности движения мобильных объектов определенного типа в области расположения опасных областей указанных метеорологических объектов и зон турбулентности.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы устройство для управления движением было выполнено с возможностью непрерывной визуализации отображений указанной виртуальной модели или ее части, включая отображения мобильных и неподвижных объектов, полученных в результате плавного изменения положения указанной точки визирования в пространстве, плавного изменения ракурса наблюдения, угла обзора и масштаба отображения при соответствующем сенсорном воздействии на экран.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы устройство для управления движением было выполнено с возможностью фрагментарной визуализации отображений указанной виртуальной модели или ее части, включая отображения мобильных и неподвижных объектов, полученных в результате дискретного изменения положения указанной точки визирования в пространстве, дискретного изменения ракурса наблюдения, угла обзора и масштаба отображения при соответствующем сенсорном воздействии на определенную область экрана.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы устройство для управления движением было выполнено с возможностью обеспечения визуализации индикации отображений индикаторов текущего режима функционирования мобильных и неподвижных объектов в наземном расположении в виде полупрозрачных полусфер, окружающих отображения указанных объектов, и при этом в соответствии с состоянием и движением мобильного объекта была обеспечена цветовая индикация указанных полусфер при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации желтого цвета средней яркости для мобильного объекта в неподвижном состоянии ожидания начала его диспетчерского обслуживания после направления им диспетчеру соответствующего запроса;
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для мобильного объекта в состоянии остановки по команде диспетчера.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы устройство для управления движением было выполнено с возможностью обеспечения визуализации изображений индикаторов текущего режима функционирования воздушных судов в воздушном пространстве аэродрома и прилегающих к нему областей в виде полупрозрачных сфер, окружающих отображения воздушных судов, и при этом в соответствии с состоянием и движением воздушного судна обеспечивают цветовую индикацию указанных сфер при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для воздушного судна в состоянии полета в воздушном пространстве аэродрома и прилегающих к нему областей для повторного захода на посадку после отмены диспетчером разрешения на посадку по первоначально предписанному маршруту.
При этом согласно изобретению возможно, чтобы в устройстве для управления движением визуализация изображения символа индикатора диспетчерского обслуживания мобильного объекта была выполнена в виде прозрачной прямоугольной рамки с визуализированными углами, охватывающей отображение мобильного объекта, с непрерывной индикацией указанных углов в красном цвете средней яркости в течение указанного обслуживания.
При этом согласно изобретению возможно, чтобы в устройстве для управления движением индикации указанной линии связки при ее визуализации была выполнена в непрерывном режиме индикации красного цвета.
При этом согласно изобретению возможно, чтобы прерывистая индикация красного цвета на экране сопровождалась звуковыми сигналами на рабочем месте диспетчера.
Кроме того, согласно изобретению целесообразно, чтобы устройство для управления движением было приспособлено для визуализации результатов сенсорных воздействий диспетчера на определенную область указанного экрана, обеспечивающих, по меньшей мере:
- визирование указанной виртуальной модели или, по меньшей мере, области обзора, выбранной диспетчером, с желаемой точки в пространстве в желаемом направлении и масштабе;
- проверку состояния и текущих режимов функционирования реальных территорий аэродрома и их границ;
- проверку расположения предписанного маршрута движения мобильного объекта на аэродроме;
- проверку состояния и функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования;
- визуализацию изображения указанного блока информации о направлении и скорости ветра и графического указателя направления ветра около линии исполнительного старта;
- визуализацию данных расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта, запросившего аэродромное диспетчерское обслуживание;
- визуализацию цвета и характера индикации символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта;
- начало предоставления реальному мобильному объекту аэродромного диспетчерского обслуживания;
- остановку движения реального мобильного объекта на территории;
- отмену разрешения на посадку воздушного судна;
- визуализацию изображения символа мобильного объекта при сенсорном переводе указанного мобильного объекта в режим динамической симуляции прогнозируемого положения мобильного объекта при движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, с сенсорным прекращением указанного режима и визуализации изображения указанного символа.
При этом согласно изобретению возможно, чтобы была обеспечена возможность передачи мобильному объекту управляющих команд изменения параметров движения мобильного объекта и/или изменения маршрута движения мобильного объекта по каналам связи и передачи данных, с одновременным внесением соответствующих изменений в изображение расширенного формуляра сопровождения соответствующего мобильного объекта на экране.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы была обеспечена возможность передачи мобильному объекту управляющих команд остановки движения по маршруту и разрешения на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту в цифровом виде с помощью сенсорного воздействия на отображение соответствующего мобильного объекта на экране.
Кроме того, согласно изобретению возможно, чтобы в указанном устройстве для управления движением:
- блок оценки, анализа и визуализации информации обеспечивал формирование перечня управляющих команд, приемлемых для устранения недопустимых отклонений и нарушений параметров движения определенного мобильного объекта при его аэродромном обслуживании, с возможностью визуализации указанного перечня на экране при сенсорном воздействии диспетчера на отображение индикатора соответствующего мобильного объекта, получающего аэродромное диспетчерское обслуживание, с возможностью сенсорного выбора диспетчером в указанном перечне соответствующей управляющей команды;
- сервер ввода/вывода информации обеспечивал передачу мобильному объекту выбранной управляющей команды в цифровом виде по цифровым каналам связи и передачи данных, ассоциированным с отображением образа мобильного объекта через Интерфейс указанного экрана.
При этом согласно изобретению целесообразно, чтобы указанный перечень цифровых управляющих команд включал, по меньшей мере, следующие команды:
- отмена разрешения воздушному судну на посадку по предписанному маршруту с указанием выполнения повторного захода на посадку по санкционированному диспетчером маршруту;
- остановка движения мобильного объекта при его наземном расположении;
- изменение параметров движения мобильного объекта;
- изменение маршрута движения мобильного объекта;
- разрешение мобильному объекту на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту.
В дальнейшем способ и устройство согласно изобретению для управления движением на аэродроме поясняются примерами их осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
Фиг. 1 - схема выполнения устройства согласно изобретению для управления движением на аэродроме способом согласно изобретению;
Фиг. 2 - схема визирования трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме в способе согласно изобретению;
Фиг. 3 - пример отображения части трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме, визуализированного на экране мультисенсорного монитора устройства для управления движением на аэродроме согласно изобретению в способе согласно изобретению;
Фиг. 3а, 3b - примеры визуализации на экране отображения воздушного судна с изображением символа его индикатора режима функционирования: Фиг. 3а - в наземном положении судна, Фиг. 3b - в воздухе;
Фиг. 3с - пример визуализации на экране отображения воздушного судна с изображением символа индикатора диспетчерского обслуживания мобильного объекта;
Фиг. 4 - Фиг. 9 - примеры фрагментов визуализации на экране отображений части трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме.
При этом приведенные примеры выполнения устройства и осуществления способа согласно изобретению не являются исчерпывающими, не ограничивают возможностей изобретения и не выходят за рамки формулы изобретения.
Способ управления движением на аэродроме согласно изобретению может быть реализован с помощью устройства 1 для управления движением на аэродроме согласно изобретению, выполненного в виде аппаратно-программного комплекса, схема которого показана на Фиг. 1.
Согласно изобретению, устройство 1 (Фиг. 1) включает сервер 2 ввода/вывода информации, содержащий устройство 3 приема и передачи информации и электронно-вычислительное средство 4, и устройство 5 визуализации и управления.
Согласно изобретению, устройство 3 приема и передачи информации приспособлено для функционирования в режиме текущего времени и сообщено с внешними источниками информации соответствующими каналами 6-10, например:
- каналами 6 связи с системами наблюдения и управления движением, включающими средства наблюдения (радары), размещенные на аэродроме и в его окрестностях, терминалы управления движением, источники полетной информации, системы независимого наблюдения;
- каналами 7 связи с наземными средствами обнаружения, включающими средства обнаружения и индикации местоположения подвижных объектов, включая тепловизионные (ИК-диапазона) и оптические средства обнаружения местоположения объектов;
- каналами 8 связи с многопозиционной системой наблюдения, с источниками метеорологической информации, автономными метеостанциями, метеорологическими локаторами и лидарами;
- каналами 9 двусторонней радиосвязи и каналами 10 линий двусторонней передачи цифровых данных между устройством 1 и воздушными судами и наземными транспортными средствами, подлежащими контролю на аэродроме и в смежных к нему областях и управлению диспетчером на аэродроме.
При этом устройство 3 приема и передачи информации приспособлено также для передачи по каналам 9 и 10 в текущем режиме реального времени управляющих команд мобильным объектам, чей тип, параметры и маршруты движения не соответствуют предписанным данным, по организации их движения и по разрешению конфликтных ситуаций на аэродроме и цифровой информации, связанной с обеспечением их движения на аэродроме.
Согласно изобретению, электронно-вычислительное средство 4 выполнено в виде процессора, содержащего блок 11 комплексирования принятых данных, соединенный с указанным устройством 3 приема и передачи информации, и блок 12 оценки, анализа и визуализации информации, поступающей от блока 11 комплексирования, соединенный с устройством 5 визуализации и управления и с указанным устройством 3 приема и передачи информации.
Согласно изобретению, устройство 5 визуализации и управления выполнено в виде интерактивного мультисенсорного монитора с экраном 5а и системой управления, обеспечивающей функционирование человеко-машинного интерфейса с возможностью формирования операционной связи с блоком 12 оценки, анализа и визуализации информации для получения необходимой информации и вызова изображений путем сенсорного воздействия 5b на экран 5а и для формирования блоков информации, предназначенных для последующей передачи их мобильным объектам, например, цифровых сообщений через ассоциированные с мобильными объектами через Интерфейс указанного экрана 5а каналы 10 линии двусторонней передачи цифровых данных.
При реализации изобретения авторами в качестве экрана 5а мультисенсорного монитора был использован жидкокристаллический экран с диагональю 56 дюймов.
При этом способ управления движением на аэродроме согласно изобретению не требует обязательного размещения устройства 1 в полной комплектации на рабочем месте диспетчера, а предоставляет возможность дистанционного мониторинга реальной обстановки на аэродроме и дистанционного управления движением мобильных объектов с помощью устройства 1 согласно изобретению, в котором устройство 3 приема и передачи информации и блоки 11 и 12 сервера 2 могут быть дистанционно удалены от устройства 5 визуализации и управления и от аэродрома.
При реализации изобретения используемое в устройстве 1 указанное устройство 5 визуализации и управления было размещено на удаленном расстоянии от устройства 3 приема и передачи информации и от электронно-вычислительного средства 4, в условиях отсутствия прямой видимости аэродрома диспетчером.
При осуществлении способа управления движением на аэродроме на этапах приема и обработки информации, принятой устройством 3 приема и передачи информации от внешних источников информации по каналам 6-10, должен быть определен комплекс параметров, характеризующих в каждый текущий момент времени пространственное положение каждого из объектов, формирующих реальную обстановку на аэродроме и имеющих предписанную объекту буферную зону безопасности, окружающую объект, попадание в которую других объектов может привести к потенциальной угрозе их столкновения и к нарушению их эксплуатационного состояния.
Для этого устройство 3 приема и передачи информации приспособлено для приема в текущем режиме реального времени по каналам 6-8 от систем наблюдения и управления движением текущей информации, включая:
- данные о типе воздушных судов, находящихся на аэродроме и прогнозируемых к прибытию;
- данные об очередности и расписании взлетов/посадок воздушных судов и предписанных им маршрутах движения на аэродроме;
- данные о типе, предписанных маршрутах движения, времени и области перемещения на аэродроме наземных транспортных средств;
- данные о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных к нему областях;
- данные о работоспособности радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования аэродрома.
Кроме того, согласно изобретению, устройство 3 приема и передачи информации дополнительно приспособлено для приема в текущем режиме реального времени по каналам 6-10 следующей цифровой информации:
- данных о расположении элементов структуры аэродрома в географической системе координат;
- данных об эксплуатационном состоянии неподвижных наземных объектов, включая сооружения, перроны, площади маневрирования, рулежные дорожки и взлетно-посадочные полосы;
- данных о реальном текущем состоянии мобильных объектов, о координатах их расположения на аэродроме;
- данных о размерах и конфигурации предписанной буферной зоны безопасности вокруг каждого из мобильных объектов;
- данных о реальных маршрутах движения мобильных объектов на аэродроме;
- данных о текущем состоянии и координатах расположения метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома, включая метеорологические объекты природного происхождения и зоны турбулентности техногенного происхождения;
- данных о заданных критериях безопасности движения на аэродроме и допустимых отклонениях параметров движения мобильных объектов от нормативных значений.
Следует отметить, что «предписанная буферная зона безопасности» является нормативным показателем, различным для каждого типа мобильного объекта, характеризует степень уязвимости конструкции при различном положении объекта в пространстве, и обозначает свободное пространство, которое должно окружать внешнюю поверхность объекта, например, мобильного объекта при его движении на территориях и в воздушном пространстве аэродрома и при его взаимодействии с другими неподвижными и мобильными объектами. Нарушение границ предписанной буферной зоны безопасности может приводить к потере эксплуатационных качеств объекта, в частности, к потере устойчивости, и к столкновениям.
Согласно изобретению, размеры и конфигурация предписанных буферных зон безопасности мобильных объектов различного типа используются при расчетной оценке прогнозируемой тревожной или конфликтной ситуации в реальной обстановке на аэродроме, но на экране не визуализируются.
Также следует отметить, что в качестве заданных критериев безопасности движения на аэродроме могут быть использованы различные нормативы взаимного расположения объектов на наземных территориях и в воздушном пространстве аэродрома и в смежных к нему областях, например:
- минимально необходимая величина дистанции между буферными зонами безопасности нескольких мобильных объектов при их движении на земле и в полете;
- минимально необходимая величина дистанции между буферной зоной безопасности мобильного объекта и границей территории на аэродроме;
- предписанная величина скорости мобильного объекта при движении, интервалы времени и другие параметры.
Согласно изобретению, соблюдение этих нормативов и отклонения от них при движении мобильных объектов является объектом контроля и управления диспетчером, что, соответственно, требует контроля взаимного положения и состояния объектов на аэродроме в текущем режиме времени.
При реализации способа управления движением согласно изобретению данные об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, дополнительно принятые устройством 3 приема и передачи информации по каналам 6-10, должны включать, по меньшей мере:
- данные о пространственной конфигурации и о рельефе местности аэродрома;
- данные о пространственных габаритах и местоположении наземных сооружений, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для движения воздушных судов и наземных транспортных средств, и/или препятствовать наблюдению за движением на аэродроме;
- данные о координатах реальных территорий стоянки, площадей маневрирования, рулежных дорожек и взлетно-посадочных полос аэродрома и их границ;
- данные о типе, координатах и параметрах состояния метеорологических объектов и зон турбулентности в пространстве аэродрома и их областей, опасных для выполнения процедур взлета и посадки воздушных судов и движения воздушных судов и наземных транспортных средств на аэродроме и в прилегающем к нему пространстве;
- данные о типе и координатах каждого из мобильных объектов, находящихся на аэродроме и прибывающих в него;
- данные о типе и координатах воздушных судов и наземных транспортных средств, пригодных к связи с ними через ассоциированные с ними каналы 10;
- данные о типе и координатах воздушных и наземных транспортных средств, имеющих в их системе управления отклонения, препятствующие управлению ими через ассоциированные с ними через Интерфейс указанного экрана каналы 9 связи и цифровые каналы 10 и передачи данных.
Блок 11 комплексирования принятых данных приспособлен для обработки указанных выше принятых данных с формированием, по меньшей мере:
- кратких формуляров и расширенных формуляров сопровождения каждого из воздушных судов, содержащих данные, подлежащие контролю диспетчером, и информацию о типе, параметрах состояния и предписанных маршрутах движения воздушных судов на аэродроме;
- расписания и планов движения воздушных судов на аэродроме;
- блоков данных о реальной и прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных с ним областях;
- блоков данных о функционировании радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования.
Кроме того, согласно изобретению, блок 11 комплексирования принятых данных дополнительно приспособлен для выполнения в динамическом режиме текущего времени обработки принятых данных, касающихся состояния и движения объектов, формирующих реальную обстановку на аэродроме, а также для обработки нормативных критериев безопасности движения воздушных судов и наземных транспортных средств на аэродроме с формированием для каждого из типов мобильных объектов дополнительных блоков информации, включая, по меньшей мере, базы данных, позволяющих производить оценку отклонений параметров движения мобильных объектов от нормативных параметров, в том числе:
- базу данных нормативных параметров движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных допустимых отклонений от нормативных безопасных дистанций при движении мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных нормативных параметров буферных зон безопасности мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме;
- базу данных нормативных критериев оценки безопасности движения мобильных объектов различных типов на определенном аэродроме при несоблюдении мобильным объектом нормативных параметров движения и/или допустимых безопасных дистанций между мобильными объектами и между мобильными и неподвижными объектами на аэродроме.
Кроме того, блок 11 комплексирования принятых данных дополнительно приспособлен также для формирования кратких формуляров указанных неподвижных наземных объектов, содержащих данные об их типе, координатах и эксплуатационном состоянии.
Согласно изобретению, блок 12 оценки, анализа и визуализации информации приспособлен для выполнения в динамическом режиме текущего времени на основе полученных от указанного блока 11 систематизации указанных выше данных об объектах, формирующих реальную обстановку на аэродроме, по меньшей мере, следующих операций:
- определение координат границ неподвижных наземных объектов на аэродроме;
- формирование вокруг указанных мобильных объектов их буферной зоны безопасности, имеющей предписанные конфигурацию и размеры;
- определение координат границ буферных зон безопасности мобильных объектов;
- формирование областей метеорологических объектов и зон турбулентности и блоков информации о типе, состоянии, координатах и параметрах движения указанных метеорологических объектов и зон турбулентности;
- определение координат границ областей метеорологических объектов и зон турбулентности, опасных для движения указанных мобильных объектов определенного типа на определенном аэродроме.
Кроме того, согласно изобретению блок 12 оценки, анализа и визуализации информации приспособлен для выполнения в динамическом режиме текущего времени анализа реальной ситуации на аэродроме по комплексу параметров прогнозируемого взаимодействия мобильных объектов между собой и мобильных объектов с неподвижными объектами на аэродроме на основе данных, поступающих от указанного блока 11 систематизации, и данных, полученных в результате указанных выше операций в самом блоке 12, и для оценки прогнозируемой опасности движения реальных мобильных объектов на аэродроме, включая прогнозируемое нарушение границ сформированных буферных зон безопасности мобильных объектов при прогнозируемом пересечении границ их буферной зоны безопасности с границами буферных зон безопасности других мобильных объектов и/или с границами указанных неподвижных наземных объектов и территорий и/или с границами опасных областей метеорологических объектов и зон турбулентности.
В устройстве 1 блок 12 оценки, анализа и визуализации информации приспособлен для определения текущего режима функционирования объектов, характеризующих реальную обстановку на аэродроме, на основе заданных критериев оценки прогнозируемой опасности движения мобильных объектов на аэродроме с учетом причин возникновения ситуации, которая способна привести к потере уровня безопасности движения мобильных объектов на аэродроме, по условиям, характеризующим режим функционирования каждого указанного объекта, выбранный из группы, включающей:
- нормальный режим функционирования;
- режим прогнозируемой тревоги;
- режим тревоги;
- аварийный режим;
- режим выявленного конфликта.
При этом критерии, характеризующие режим функционирования каждого указанного объекта, включают:
- нарушение мобильным объектом очередности и расписания взлетов/посадок;
- нарушение мобильным объектом времени начала предоставления ему аэродромного диспетчерского обслуживания;
- несоблюдение нормативов движения мобильным объектом;
- несоблюдение мобильным объектом предписанного маршрута;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной дистанции между мобильными объектами на маршруте;
- несоблюдение мобильным объектом предписанной продолжительности его нахождения на территории и/или несоблюдение предписанной области его нахождения или перемещения на аэродроме;
- прогнозируемое нарушение границ буферных зон безопасности мобильных объектов;
- нарушение эксплуатационного состояния наземных неподвижных объектов и нарушение их границ.
Блок 12 оценки, анализа и визуализации информации также приспособлен для анализа прогнозируемой и реальной обстановки на аэродроме по критериям оценки опасности прогнозируемых конфликтных ситуаций между реальными мобильными объектами, находящимися на аэродроме, прибывающими и/или выбывающими из него, и оценки безопасности движения мобильных воздушных судов и наземных транспортных средств на основе критериев, включающих, по меньшей мере:
- критерии оценки текущего режима функционирования указанных территорий аэродрома в соответствии с их размещением и эксплуатационным состоянием, включая:
- нормальный режим функционирования территории без ограничений движения по ней;
- режим прогнозируемой тревоги или режим тревоги для территории при ограничении возможности движения по ней;
- аварийный режим при запрете движения по территории или при возникновении конфликтных ситуаций на аэродроме в связи с указанным запретом;
- критерии оценки текущего режима функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования в соответствии с их техническим состоянием, включая нормальный режим при обеспечении безопасности движения мобильных объектов в области размещения указанного оборудования, и аварийный режим в других случаях;
- критерии оценки текущего режима функционирования реальных мобильных объектов в соответствии с их состоянием, параметрами их движения и состоянием предписанных им буферных зон безопасности, включая:
- нормальный режим при выполнении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту без нарушения границ его буферной зоны;
- режим прогнозируемой тревоги при невозможности в прогнозируемый момент времени соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или прогнозируемом нарушении границ его буферной зоны;
- режим тревоги при несоблюдении мобильным объектом предписанных параметров движения по предписанному маршруту и/или предписанной очередности движения и/или при нарушении границ его буферной зоны;
- аварийный режим при невозможности движения мобильного объекта;
- режим выявленного конфликта при невозможности соблюдения мобильным объектом предписанных параметров движения без нарушения состояния другого мобильного объекта или условий безопасного движения на аэродроме;
- критерии оценки состояния и параметров движения метеорологических объектов, зон турбулентности и их опасных областей по условиям безопасности движения мобильных объектов определенного типа в области расположения опасных областей указанных метеорологических объектов и зон турбулентности.
Кроме того, блок 12 оценки, анализа и визуализации информации согласно изобретению приспособлен для формирования блоков кодовой информации, содержащей коды режимов функционирования каждого из объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на определенном аэродроме, с возможностью обеспечения индикации кода текущего режима функционирования объекта при визуализации указанного блока кодовой информации на экране.
Кроме того, блок 12 оценки, анализа и визуализации информации согласно изобретению приспособлен для формирования расширенных формуляров сопровождения мобильных объектов, подлежащих аэродромному диспетчерскому обслуживанию, содержащих параметры текущего режима функционирования и состояния мобильного объекта на аэродроме и другую информацию, связанную с движением мобильного объекта на аэродроме, для обеспечения его расположения в соответствии с требованиями технологических процессов на различных этапах его аэродромного диспетчерского обслуживания.
Согласно изобретению, на основе описанной выше обработки данных блок 12 оценки, анализа и визуализации информации обеспечивает формирование в динамическом режиме текущего времени трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме, обеспечивая привязку контрольной точки начала счисления координат указанной трехмерной виртуальной модели к определенной точке географической системы координат и возможность визуализации на экране 5а отображений, полученных в результате виртуального визирования этой модели.
В способе управления движением согласно изобретению блок 12 оценки, анализа и визуализации информации обеспечивает возможность визуализации в динамическом режиме на экране 5а интерактивного мультисенсорного монитора устройства 5 визуализации и управления отображений указанной трехмерной виртуальной модели в целом или ее части, полученных в результате виртуального визирования указанной модели или ее части, с возможностью изменения положения точки визирования с желаемой скоростью относительно контрольной точки начала счисления координат указанной виртуальной модели, изменения ракурса наблюдения и угла обзора для получения отображения в желаемом масштабе для приемлемой точности опознавания объектов и ситуационной обстановки на аэродроме, что достигается с помощью соответствующего сенсорного воздействия на указанный экран 5а.
На Фиг. 2 показана схема возможного визирования трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме, имеющей контрольную точку А начала счисления координат, привязанную к точке географической системы координат, выбранной в пределах границ аэродрома В, с различным ракурсом и различным углом обзора из точек К виртуального визирования, расположенных в пространстве на различном расстоянии.
1
2
3
1
2
3
1
2
7
1
2
1
2
1
2
7
1
2
7
Как показано на Фиг. 2, объектом виртуального визирования может быть как трехмерная виртуальная модель в целом, так и ее часть, например, соответствующая области 13 обзора (например, области 13 или области 13, 13 обзора), выбранной диспетчером в зоне 14 его ответственности (в зоне 14 или в зоне 14, 14, соответственно) на аэродроме В, и при этом визирование может быть осуществлено из точек К виртуального визирования (К или К - К), расположенных в разных точках пространства на различной высоте (например, на высоте H, Н, как показано для точек К и К), с различным ракурсом с наблюдения (c или с - с) и различным углом а обзора (a или а - а).
0
Возможность такого визирования виртуальной модели обеспечивает диспетчеру возможность выбора ракурса наблюдения, угла обзора и масштаба отображений указанной модели или ее части при их визуализации на экране устройства 5 визуализации, наиболее приемлемых для опознавания объектов и ситуации в области обзора на аэродроме. Возможность варьирования положения точек К визирования, ракурса с наблюдения, угла обзора и масштаба отображений при визуализации модели на экране предоставляет диспетчеру значительные преимущества по наблюдению ситуационной обстановки по сравнению с наблюдением в условиях прямой видимости с аэродромной вышки D (Фиг. 2) максимальной высотой Н в известных способах управления движением,.
Кроме того, согласно изобретению обеспечивается возможность изменения ориентации указанной виртуальной модели путем поворота F указанной модели в целом или ее части вокруг указанной контрольной точки А счисления координат виртуальной модели, что позволяет визуализировать соответствующее перемещение отображений виртуальной модели на экране для всестороннего наблюдения реальной ситуации на аэродроме.
На Фиг. 3 показано схематичное изображение примера отображения части трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме, визуализированной на экране 5а интерактивного мультисенсорного монитора устройства 5 визуализации и управления, имеющего сенсорные устройства 15а, 15b, 15с управления.
Согласно изобретению, на экране 5а обеспечивается визуализация отображений указанной виртуальной модели или ее части, полученных при визировании модели с возможностью управления процессом визирования и, соответственно, масштабом отображений модели на экране:
- при сенсорном плавном или дискретном воздействии на указанный экран 5а в области размещения сенсорного устройства 15а управления положением точки К визирования в пространстве (например, стрелки, как показано на Фиг. 3) и углом а обзора (например, кнопки, как показано на Фиг. 3);
- при сенсорном плавном или дискретном воздействии на указанный экран 5а в области размещения сенсорного устройства 15b управления ракурсом с наблюдения;
- при сенсорном плавном или дискретном воздействии на указанный экран 5а в области размещения сенсорного устройства 15с управления поворотом F отображения модели вокруг с желаемой скоростью относительно контрольной точки А начала счисления координат (Фиг. 2) указанной виртуальной модели.
В способе управления движением согласно изобретению при визуализации отображений указанной виртуальной модели в целом или ее части, полученных в результате указанного виртуального визирования (Фиг. 2), обеспечивается также визуализация отображений объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, с привязкой координат указанных отображений объектов к системе координат указанной виртуальной модели.
При реализации способа управления движением на аэродроме согласно изобретению с помощью устройства 1 согласно изобретению отображения объектов, участвующих в формировании реальной обстановки на аэродроме, могут включать (в случае их обнаружения на аэродроме по результатам комплексирования и обработки принятых в устройство 1 данных): отображения неподвижных наземных объектов; отображения мобильных объектов, находящихся на аэродроме и в смежных с ним областях, отображения метеорологических объектов и зон турбулентности.
2
7
7
7
На Фиг. 3 показан пример визуализации на экране 5а отображения трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме В, полученного в результате виртуального визирования области 13 обзора виртуальной модели из точки К при ракурсе с наблюдения и угле а обзора (Фиг. 2), в реальной текущей ситуации. Как показано на Фиг. 3, отображение виртуальной трехмерной модели реальной обстановки включает следующие данные, знание которых необходимо диспетчеру для оценки реальной ситуационной обстановки и выбора в оперативном режиме управляющих команд:
- изображение блоков 5b данных о функционировании радиотехнического и светосигнального оборудования;
- изображение расписания 5с и планов 5d движения воздушных судов на аэродроме;
- изображение блоков 5е данных о реальной и блоков 5f данных о прогнозируемой метеорологической обстановке на аэродроме и в смежных с ним областях.
2
Из результатов обработки в блоке 11 систематизации данных, принятых устройством 3 приема и передачи в текущем режиме, а также на основании анализа этих данных, выполненного в блоке 12 анализа, следует, что в воздушном пространстве аэродрома в текущий момент времени не обнаружено воздушных судов, прибывающих на аэродром и выбывающих с аэродрома, и не обнаружено метеорологических объектов и зон турбулентности, имеющих области, опасные для движения мобильных объектов в пространстве аэродрома, что при визуализации отображения трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме на указанном экране можно характеризовать реальную обстановку в области 13 обзора как наземную ситуацию.
При этом, как показано на Фиг. 3, отображения неподвижных наземных объектов включают:
- отображения неподвижных наземных объектов, в том числе, объектов, которые могут быть потенциальными генераторами зон турбулентности, опасных для взлета, посадки и маневрирования воздушных судов, и/или являться препятствием для наблюдения за движением на аэродроме: например, отображение строений S (при отсутствии отображений генерируемых ими зон турбулентности техногенного происхождения с областями, опасными для движения на аэродроме);
2
- отображения рельефа местности территорий аэродрома В и окружающих его областей Р в выбранной диспетчером области обзора: например, области 13 обзора;
- отображения реальных территорий аэродрома: стоянки 16 с перронами, площадей 17 маневрирования, рулежных дорожек 18 и взлетно-посадочных полос 19 аэродрома с их границами 20, 21, 22, 23, соответственно.
Согласно изобретению, отображения реальных территорий стоянки 16 с перронами, площадей 17 маневрирования, рулежных дорожек 18 и взлетно-посадочных полос 19 выполняют:
- с привязкой к отображениям указанных территорий линейных изображений санкционированных диспетчером маршрутов наземного движения мобильных объектов, например, показанных на Фиг. 3 маршрутов 24, 24а, 24b, 24с, с автоматической визуализацией маршрута движения одновременно с началом движения мобильного объекта по предписанному маршруту, с введенными в них дискретными изображениями точек 25 контроля движения мобильного объекта по маршруту в соответствии с заданным алгоритмом технологического обслуживания в пошаговом режиме, с последующим автоматическим поэтапным выводом с экрана изображений пройденных точек 25 контроля и пройденных участков соответствующего линейного изображения маршрута;
- с привязкой к отображению взлетно-посадочной полосы 19 изображений линии 26 предварительного старта и линии 27 исполнительного старта, с возможностью сенсорного вызова на экран всплывающего окна с изображением сформированного блока информации о направлении и скорости ветра (не показан) и возможностью сенсорного вызова на экран графического указателя направления ветра (не показан);
- с возможностью индикации указанных отображений территорий 16-19 в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих текущему режиму функционирования территории, с возможностью сенсорной активации индикации в случае функционирования территории в нормальном режиме или с автоматической активацией индикации в случае функционирования территории в режиме, отличном от нормального режима;
- с возможностью индикации изображений границ 20, 21, 22, 23 указанных территорий 16-19 в цвете, при яркости и характере индикации, соответствующих состоянию границ, с возможностью сенсорной активации индикации в случае нормального состояния границы или с автоматической активацией индикации в случае несанкционированного прогнозируемого пересечения границы территории мобильным объектом.
Причем согласно изобретению отображения мобильных объектов, находящихся на аэродроме и в смежных с ним областях, включают отображения воздушных судов и наземных транспортных средств, находящихся на аэродроме, прибывающих на аэродром и выбывающих с аэродрома, в том числе, воздушных судов и наземных транспортных средств, ассоциированных через Интерфейс указанного экрана и цифровые каналы 9 и 10 с устройством 5 визуализации и управления устройства 1.
На Фиг. 3 показаны отображения мобильных объектов: воздушных судов 28, 29, 30, 31, 32, и наземных транспортных средств 33, 34, 35.
При этом согласно изобретению отображения мобильных объектов включают изображение облика реального мобильного объекта с привязкой к нему:
- изображения символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта с индикацией символа в цвете, яркости и характере индикации, соответствующих текущему реальному состоянию мобильного объекта, охарактеризованному как текущий режим функционирования;
- изображения символа индикатора аэродромного диспетчерского обслуживания мобильного объекта с индикацией символа;
- изображения соответствующего краткого формуляра мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова формуляра на экран во всплывающем окне;
- изображения соответствующего расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта с возможностью сенсорного вызова расширенного формуляра на экран во всплывающем окне.
Согласно изобретению, устройство 1 для управления движением на аэродроме согласно изобретению обеспечивает автоматическую визуализацию и индикацию линии связки между индицирующими в автоматическом режиме изображениями символов индикаторов текущего режима функционирования мобильных объектов, находящихся в состоянии режима выявленного или прогнозируемого конфликта, связанного с несоблюдением предписанной дистанции между буферными зонами безопасности этих мобильных объектов.
На Фиг. 3а, 3b показаны примеры визуализации на экране отображения воздушного судна с изображением символа его индикатора текущего режима функционирования: Фиг. 3а - в наземном положении, Фиг. 3b - в воздухе.
Согласно изобретению, изображение символа индикатора текущего режима функционирования мобильных объектов в состоянии движения в наземном расположении или неподвижности может быть выполнено в виде полупрозрачной полусферы, окружающей отображение мобильного объекта, например, как показано на Фиг. 3а, и при визуализации на экране указанной полусферы должна быть обеспечена ее цветовая индикация в соответствии с состоянием и движением мобильного объекта, при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации желтого цвета средней яркости для мобильного объекта в неподвижном состоянии ожидания начала его диспетчерского обслуживания после направления им диспетчеру соответствующего запроса;
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для мобильного объекта в состоянии остановки по команде диспетчера.
Согласно изобретению, изображение символа индикатора текущего режима функционирования воздушного судна в воздушном пространстве аэродрома и прилегающих к нему областей может быть выполнено в виде полупрозрачной сферы, окружающей отображение воздушного судна, например, как показано на Фиг. 3b, и при этом при визуализации на экране указанной сферы должна быть обеспечена ее цветовая индикация в соответствии с состоянием и движением воздушного судна, при следующей яркости и характере индикации:
- прерывистой индикации красного цвета высокой яркости для мобильного объекта в режиме функционирования, отличном от нормального режима;
- непрерывной индикации голубого цвета средней яркости для воздушного судна в состоянии полета или маневра в воздушном пространстве аэродрома или смежных к нему областях для повторного захода на посадку после отмены диспетчером разрешения на посадку по первоначально предписанному маршруту.
На Фиг. 3с показан пример визуализации на экране отображения воздушного судна с изображением символа индикатора аэродромного диспетчерского обслуживания мобильного объекта. Согласно изобретению, изображение символа выполнено в виде прозрачной прямоугольной рамки с визуализированными углами, охватывающей отображение мобильного объекта, с обеспечением непрерывной индикации указанных углов в красном цвете средней яркости в течение указанного обслуживания и с автоматической привязкой к нему всплывающего окна, содержащего изображение расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта (не показан).
В примере визуализации отображения виртуальной модели, показанном на Фиг. 3, на экране показаны отображения следующих мобильных объектов:
- отображения воздушных судов 28, в отсутствии визуализации индикации изображений символов их индикаторов текущего режима функционирования, что характеризует режим функционирования судов 28 как нормальный, и в отсутствии визуализации рамки индикатора аэродромного диспетчерского обслуживания, с визуализированным во всплывающем окне кратким формуляром 28с судна 28, что позволяет оценить положение судов 28 как неподвижное, без обслуживания;
- отображение воздушного судна 29 с визуализированной индикацией (прерывистой красного цвета высокой яркости) изображения полусферы его индикатора 29а текущего режима функционирования, без визуализации и индикации линейного изображения предписанного маршрута, при отсутствии визуализированной индикации изображения рамки индикатора аэродромного диспетчерского обслуживания, что позволяет оценить положение судна 29, как неподвижное без запроса об обслуживании, при функционировании судна в режиме, отличном от нормального, требующее уточнения кода режима и причины автоматической индикации изображения полусферы его индикатора 29а;
- отображение воздушного судна 30 с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения рамки индикатора 30b аэродромного диспетчерского обслуживания, с автоматической визуализацией всплывающего окна, содержащего изображение расширенного формуляра сопровождения судна 30 (на Фиг. 3 не показан), при движении на взлетно-посадочной полосе 19 при визуализации линейного изображения предписанного маршрута 24 с дискретными изображениями точек 25 контроля движения, при этом отображение судна 30 пересекло изображение линии предварительного старта 26 и находится на изображении линии исполнительного старта 27 в ожидании разрешения на взлет, в отсутствии визуализации и индикации изображения символа его индикатора текущего режима функционирования, что характеризует режим функционирования судна 30, как нормальный, и движение судна по предписанному маршруту, как безопасное;
- отображение воздушного судна 31 с визуализированной индикацией (прерывистой красного цвета высокой яркости) полусферы его индикатора 31а текущего режима функционирования, без индикации линейного изображения предписанного маршрута, при отсутствии визуализированной индикации изображения рамки индикатора аэродромного диспетчерского обслуживания, что позволяет оценить положение судна 31, как неподвижное без запроса об обслуживании, при функционировании судна в режиме, отличном от нормального, требующее уточнения кода режима и причины автоматической индикации изображения полусферы его индикатора 29а путем сенсорного вызова во всплывающем окне изображения блока кодовой информации с индикацией в нем кода текущего функционирования судна 31 и сенсорного вызова во всплывающем окне расширенного формуляра сопровождения судна 31;
- отображение воздушного судна 32 с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения рамки его индикатора 32b аэродромного диспетчерского обслуживания, с автоматической визуализацией всплывающего окна, содержащего изображение расширенного формуляра сопровождения судна 32 (на Фиг. 3 не показан), при движении по рулевой дорожке 18 на маршруте 24а с дискретными отображениями точек 25 контроля движения, в отсутствии визуализированной индикации изображения символа индикатора текущего режима функционирования судна 32, что характеризует режим функционирования судна 32 как нормальный и движение как безопасное;
- отображение наземного транспортного средства 33 (уборщика) с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения рамки индикатора 33b аэродромного диспетчерского обслуживания, с автоматической визуализацией всплывающего окна, содержащего изображение расширенного формуляра сопровождения средства 33 (на Фиг. 3 не показан), при движении по рулежной дорожке 18 на маршруте 24b с дискретными отображениями точек 25 контроля движения, в отсутствии визуализированной индикации изображения символа индикатора текущего режима функционирования средства 33, что характеризует режим функционирования средства 33 как нормальный;
- отображение наземного транспортного средства 34 (тягача) с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения рамки индикатора 34b аэродромного диспетчерского обслуживания, с автоматической визуализацией всплывающего окна, содержащего изображение расширенного формуляра сопровождения средства 34 (на Фиг. 3 не показан), при движении по рулевой дорожке 18 на линейном изображении маршрута 24с с дискретными изображениями точек 25 контроля движения, в отсутствии визуализации и индикации изображения символа индикатора текущего режима функционирования средства 34, что характеризует режим функционирования средства 34 как нормальный и движение как безопасное;
- отображения наземных транспортных средств 35 (заправщика) на площади 17 маневрирования, в отсутствии визуализации и индикации изобржсимволов их индикаторов текущего режима функционирования, что характеризует режим функционирования средств 35 как нормальный и положение, как неподвижное без обслуживания.
На экране 5а (Фиг. 3) отсутствует визуализация и индикация линий связки между объектами, что свидетельствует о соблюдении всеми мобильными объектами предписанных безопасных дистанций.
Таким образом, внимание диспетчера может быть в первую очередь уделено разрешению ситуаций в движении судна 29 и судна 31 путем их остановки сенсорным воздействием на их отображения на экране 5а, с выяснением причины прерывистой красной индикации и выбора управляющих команд для передачи на судно 29 и 31.
2
7
7
7
На Фиг. 4 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме в текущий момент времени при виртуальном визировании области 13 обзора из точки К при ракурсе c наблюдения и угле a обзора (Фиг. 2), при отсутствии в воздушном пространстве аэродрома метеорологических объектов, опасных для движения, и при обнаружении в пространстве аэродрома В:
- воздушного судна 36, прибывающего на аэродром, с изображением визуализированной индикации (голубого цвета средней яркости) сферы его индикатора 36а текущего режима функционирования, характеризующей движение повторного захода судна 36 на посадку по санкционированному диспетчером измененному маршруту 24m с точками 25 контроля вместо предписанного ранее маршрута 24р, с визуализированной индикацией красного цвета средней яркости углов рамки индикатора 36b аэродромного диспетчерского обслуживания;
- воздушного судна 37, несанкционированно пересекшего линию 26 предварительного старта с несанкционированным занятием взлетно-посадочной полосы 19, при отсутствии индикации линейного отображения предписанного маршрута, с визуализированной прерывистой индикацией красного цвета высокой яркости полусферы его индикатора 37а режима функционирования, при наличии красной индикации изображения нарушенной правой границы 23 взлетно-посадочной полосы 19, при отсутствии визуализированной индикацией рамки индикатора объекта, которому предоставлено аэродромное диспетчерское обслуживание.
Опознавание реальной ситуации позволяет оценить ситуационную обстановку как конфликтную, и внимание диспетчера должно быть сосредоточено на подаче судну 37 управляющей команды остановки судна 37 с последующем устранением отклонений в движении судна 37.
Таким образом, способ управления движением на аэродроме согласно изобретению позволяет решать задачу по выявлению несанкционированного проникновения на взлетно-посадочную полосу и принятию оперативных мер по предотвращению конфликтных ситуаций.
Согласно изобретению, визуализации на экране подлежат также отображения метеорологических объектов и зон турбулентности, включая объекты природного происхождения и зоны турбулентности техногенного происхождения, с визуализацией областей, являющихся потенциально опасными для движения мобильных объектов.
Наличие в метеорологических объектах природного происхождения и зонах турбулентности техногенного происхождения областей, потенциально опасных для движения мобильных объектов, может быть определено расчетным путем с помощью известных технологии на основе измерений параметров среды и скорости перемещения турбулентных потоков, например, как описано в известном патенте US, 5845874, А.
Отображений потенциально опасных метеорологических объектов и зон турбулентности визуализируют на экране автоматически с приемлемым уровнем прозрачности и с цветовой индикацией их опасных областей в цвете, при яркости и характере индикации опасных областей, соответствующей уровню их опасности в случае прогнозируемого попадания в них буферной зоны определенного мобильного объекта, с автоматической индикацией границ указанных опасных областей и с привязкой к ним автоматически всплывающих окон, содержащих указанный выше краткий формуляр метеорологического объекта или зоны турбулентности.
3
3
3
На Фиг. 5 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а в текущий момент времени отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме при визировании области 13 обзора виртуальной модели из точки К визирования (Фиг. 2) при ракурсе с наблюдения (Фиг. 2) и угле аз обзора (Фиг. 2), при наличии в воздушном пространстве аэродрома двух воздушных судов 38 и 39, одно за другим, с линейным изображением предписанного маршрута на посадочной глиссаде по предписанному маршруту 24 для посадки на взлетно-посадочную полосу 19, имеющую границы 23 без индикации их прогнозируемого нарушения, с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображений углов рамок индикаторов 38b и 39b аэродромного диспетчерского обслуживания судов 38 и 39, соответственно. Отсутствие визуализации и индикации изображений символов индикаторов текущего режима функционирования судов 38 и 39 позволяет сделать вывод о том, что оба судна функционируют в нормальном режиме и буферная зона безопасности судна 38 (не показана) не входит в опасную зону турбулентности 38d вихревых следов, генерируемых судном 38. Отсутствие визуализации и индикации изображения линии связки между отображениями судов 38 и 39 характеризует соблюдение судами 38 и 39 безопасной дистанции между ними на маршруте 24.
Таким образом, внимание диспетчера может быть уделено общему мониторингу отображения виртуальной модели.
3
3
3
3
На Фиг. 6 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а в текущий момент времени отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме при виртуальном визировании области 13 обзора виртуальной модели из точки К визирования (Фиг. 2) при ракурсе с наблюдения (Фиг. 2) и угле а обзора (Фиг. 2), при наличии в воздушном пространстве аэродрома двух воздушных судов 40 и 41, одно за другим на посадочной глиссаде по предписанному маршруту 24 для посадки на взлетно-посадочную полосу 19, имеющую границы 23 без индикации их нарушения, с автоматической визуализацией и индикацией изображения символа индикатора 40а текущего режима функционирования судна 40, с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения углов рамок индикаторов 40b и 41b аэродромного диспетчерского обслуживания судов, при этом буферная зона безопасности судна 41 пересекает зону турбулентности в виде вихревых следов 40d, генерируемых судном 40, и судно 41 имеет визуализированную прерывистую индикацию (красного цвета высокой яркости) полусферы его индикатора 41а текущего режима функционирования, что характеризует режим тревоги.
Таким образом, внимание диспетчера должно быть сосредоточено на изменении параметров движения: например, снижению высоты судна 41 для вывода судна 41 из вихревого следа 40d.
3
3
3
3
На Фиг. 7 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а в текущий момент времени отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме при визировании области 13 обзора виртуальной модели из точки К визирования (Фиг. 2) при ракурсе с наблюдения (Фиг. 2) и угле а обзора (Фиг. 2), при наличии в воздушном пространстве аэродрома двух воздушных судов 42 и 43, один за другим на посадочной глиссаде по предписанному маршруту 24 для посадки на взлетно-посадочную полосу 19, с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображения углов рамок индикаторов 42b и 43b аэродромного диспетчерского обслуживания судов, при этом буферная зона безопасности судна 43 не пересекает зону турбулентности в виде вихревых следов 42d, генерируемых судном 42, и метеорологический объект 44 в виде облачности не представляет опасности для движения судна 42 и судна 43.
Таким образом, внимание диспетчера может быть уделено общему мониторингу и должно быть сосредоточено на изменении параметров движения, например, снижению высоты судна 43 для вывода судна 43 из вихревого следа 42d.
3
3
3
На Фиг. 8 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а в текущий момент времени отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме при визировании области 13 обзора виртуальной модели из точки К визирования (Фиг. 2) при ракурсе с наблюдения (Фиг. 2) и угле аз обзора (Фиг. 2), при наличии в воздушном пространстве аэродрома двух воздушных судов 45 и 46, один за другим на посадочной глиссаде по предписанному маршруту 24 для посадки на взлетно-посадочную полосу 19, имеющую границы 23 без индикации их нарушения, с визуализированной индикацией (красного цвета средней яркости) изображений углов рамок индикаторов 45b и 46b аэродромного диспетчерского обслуживания судов, при этом буферная зона безопасности судна 46 не пересекает зону турбулентности в виде вихревых следов 45d, генерируемых судном 45, но пересекает опасную область 44а облачности 44, и судно 46 имеет визуализированную прерывистую индикацию (красного цвета высокой яркости) изображения сферы индикатора 46а режима функционирования - режима тревоги.
Таким образом, внимание диспетчера должно быть сосредоточено на изменении параметров движения судна 46, например, снижению высоты для вывода судна 46 из опасной области 44а без попадания в зону вихревого следа 45d.
3
3
3
На Фиг. 9 показан пример фрагмента визуализации на экране 5а в текущий момент времени отображения виртуальной трехмерной модели реальной обстановки на аэродроме при визировании области 13 обзора виртуальной модели из точки К визирования (Фиг. 2) при ракурсе с наблюдения (Фиг. 2) и угле аз обзора (Фиг. 2), при наличии в воздушном пространстве аэродрома двух воздушных судов 47 и 48 в полете в одном направлении по маршруту 24f и воздушного судна 49 в полете в другом направлении по маршруту 24k, с визуализацией прерывистой индикации (красного цвета высокой яркости) изображений сфер индикаторов 47а, 48а, 49а текущих режимов функционирования судов - режимов тревоги, при наличии визуализации индикации изображений линии связки 50 между суднами 47 и 48 и линии связки 51 между суднами 48 и 49, что характеризует нарушение нормативов безопасных дистанций между мобильными объектами с пересечением 52 и 53 границ их буферных зон 47f, 48f, 49f безопасности (сферические буферные зоны 47f, 48f, 49f на экране обычно не визуализируются, но показаны пунктиром для иллюстрации соотношения размеров сфер буферных зон и сфер индикаторов текущего режима функционирования) и требует срочных мер по изменению параметров движения воздушных судов для прекращения индикации линий связки и перехода судов в нормальный режим функционирования при исключении взаимного пересечения буферных зон 47f, 48f, 49f безопасности судов с прекращением индикации индикаторов 47а, 48а, 49а.
Таким образом, как показано на Фиг. 9, способ управления движением на аэродроме согласно изобретению позволяет решать задачи, связанные с нарушением норм эшелонирования - продольных и вертикальных безопасных интервалов между мобильными объектами на маршрутах движения мобильных объектов в воздушном пространстве
Таким образом, способом управления движением на аэродроме согласно изобретению с помощью указанного устройства 1 для управления движением согласно изобретению может быть обеспечена визуализация в динамическом режиме текущего времени на указанном экране 5а мультисенсорного монитора:
- отображений указанной виртуальной модели или ее части, полученных в результате изменения положения точки визирования в пространстве, изменения ракурса наблюдения и масштаба отображения при соответствующем сенсорном воздействии на определенную область экрана, что обеспечивает возможность обзора контролируемой области аэродрома и объектов на ней со всех сторон в желаемом масштабе при визуализации отображений;
- индикации изображений символов указанных индикаторов объектов и индикации указанных границ и элементов объектов с поддержанием цвета и характера индикации в течение времени функционирования объекта в соответствующем режиме и изменением цвета и характера индикации после перехода объекта в другой режим, что обеспечивает возможность опознавания обстановки одновременно по нескольким мобильным и неподвижным объектам на аэродроме;
- изображений указанных формуляров и информационных блоков, визуализированных в автоматическом режиме или при соответствующем сенсорном воздействии на определенную область экрана, что обеспечивает возможность получения необходимой информации для оценки реальной ситуации и формированию управляющих команд;
- индикации указанных линий связки между отображениями мобильных объектов в режиме выявленного или прогнозируемого конфликта между ними, обусловленного недопустимыми отклонениями дистанции между ними, что в совокупности с индикацией изображений символов указанных индикаторов обеспечивает опознавание очередности разрешения тревожных прогнозируемых и выявленных. конфликтов на аэродроме.
Согласно изобретению, в способе управления движением для опознавания реальной ситуационной обстановки диспетчером используют результаты сенсорных воздействий диспетчера на определенную область указанного экрана, обеспечивающих, по меньшей мере:
- визирование указанной виртуальной модели или, по меньшей мере, области обзора, выбранной диспетчером, с желаемой точки в пространстве в желаемом направлении и масштабе;
- проверку состояния и текущих режимов функционирования реальных территорий аэродрома и их границ;
- проверку расположения предписанного маршрута движения мобильного объекта на аэродроме;
- проверку состояния и функционирования радиотехнического, светосигнального и вспомогательного оборудования;
- визуализацию изображения указанного блока информации о направлении и скорости ветра и графического указателя направления ветра около линии исполнительного старта;
- визуализацию данных расширенного формуляра сопровождения мобильного объекта, запросившего аэродромное диспетчерское обслуживание;
- визуализацию цвета и характера индикации символа индикатора текущего режима функционирования мобильного объекта;
- начало предоставления реальному мобильному объекту аэродромного диспетчерского обслуживания;
- остановку движения реального мобильного объекта на территории;
- отмену разрешения на посадку воздушного судна;
- визуализацию изображения символа мобильного объекта при сенсорном переводе указанного мобильного объекта в режим динамической симуляции прогнозируемого положения мобильного объекта при движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, и сенсорным прекращением указанного режима и визуализации изображения указанного символа.
Таким образом, согласно изобретению, с помощью описанных выше возможностей формирования и визуализации отображения трехмерной виртуальной модели реальной обстановки на аэродроме на экране в приемлемом ракурсе наблюдения, при приемлемом угле обзора и в необходимом масштабе при визуализации и описанных выше возможностей получения дополнительной информации при сенсорном воздействии диспетчера на экран и информации, предоставляемой согласно изобретению в автоматическом режиме, диспетчеру обеспечивается возможность контроля выполнения мобильными объектами предписанных параметров и маршрутов движения и состояния мобильных объектов на аэродроме, включая:
- контроль соответствия типов мобильных объектов, находящихся на аэродроме или прибывающих на аэродром, по визуализированным на экране отображениям облика мобильного объекта и по содержанию их кратких и расширенных формуляров сопровождения во всплывающих окнах;
- контроль текущего и прогнозируемого состояния мобильных объектов на аэродроме по наличию, цвету и характеру текущей и прогнозируемой индикации их индикаторов текущего режима функционирования и по данным их кратких и расширенных формуляров сопровождения во всплывающих окнах;
- контроль движения мобильных объектов на аэродроме по наличию на экране индикации линейных отображений невыполненных предписанных или санкционированных диспетчером маршрутов и индикации отображений не пройденных точек контроля;
- контроль текущего состояния неподвижных объектов по наличию, цвету и характеру индикации их отображений на экране, индикации отображений их границ и по данным их кратких формуляров во всплывающих окнах;
- контроль безопасности движения мобильных объектов на аэродроме на основе анализа причин автоматической индикации индикаторов текущего режима функционирования мобильных и неподвижных объектов с учетом кода режима функционирования, автоматически индицируемого в указанном блоке кодовой информации указанного объекта при сенсорном вызове указанного блока кодовой информации на экран.
Кроме того, согласно изобретению, при сенсорном воздействии на экран обеспечивается возможность визуализации изменений отображений реальной обстановке на аэродроме, вызванных прогнозируемым выполнением мобильным объектом управляющих команд диспетчера.
Согласно изобретению, целесообразно управляющие команды выбирать из группы, включающей, по меньшей мере, следующие команды:
- остановка движения мобильного объекта при его наземном расположении;
- изменение параметров движения мобильного объекта при его наземном расположении;
- изменение маршрута движения мобильного объекта при его наземном расположении или в воздухе;
- разрешение мобильному объекту на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту.
Кроме того, согласно изобретению, в устройстве 1 может быть обеспечена визуализация прогнозируемой обстановки на аэродроме в режиме динамической симуляции символа мобильного объекта при его движении по предписанному или измененному маршруту и/или при изменении его параметров движения, и сенсорным прекращением указанного режима симуляции и визуализации изображения указанного символа.
Является предпочтительным обеспечение передачи мобильному объекту управляющих команд остановки движения мобильного объекта или разрешения мобильному объекту на выполнение движения по санкционированному диспетчером маршруту в цифровом виде с помощью сенсорного воздействия на визуализированный образ соответствующего мобильного объекта на экране.
При этом передача мобильному объекту управляющих команд изменения параметров движения мобильного объекта и/или изменения маршрута движения мобильного объекта может быть выполнена с помощью обращения к мобильному объекту по имеющимся каналам связи и передачи данных, включая цифровые каналы, с отображением предписанных диспетчером изменений в отображении расширенного формуляра сопровождения соответствующего мобильного объекта на экране.
Специалистам в области обработки данных и программирования процессов обработки информации должно быть понятно, что описанная выше обработка принятых данных в электронно-вычислительном устройстве 4 с использованием приемов комплексирования данных и критериев анализа и оценки состояния и движения объектов на аэродроме может быть осуществлена с использованием известных приемов программирования и комплексов компьютерных программ.
Кроме того, согласно изобретению, с помощью блока 12 может быть обеспечено формирование перечня управляющих команд, приемлемых для устранения недопустимых отклонений и нарушений параметров движения определенного мобильного объекта при его аэродромном обслуживании путем изменения параметров его движения и/или изменения маршрута его движения и для передачи их в цифровом виде мобильному объекту, при этом:
- блок оценки, анализа и визуализации информации формирует перечень управляющих команд, приемлемых для передачи их в цифровом виде определенному мобильному объекту для устранения недопустимых отклонений и нарушений параметров движения при его аэродромном обслуживании, с возможностью визуализации указанного перечня на экране при сенсорном воздействии диспетчера на отображение соответствующего мобильного объекта, с возможностью сенсорного выбора диспетчером в указанном перечне соответствующей управляющей команды;
- сервер ввода/вывода информации приспособлен для передачи мобильному объекту выбранной управляющей команды в цифровом виде по его цифровым каналам передачи данных, ассоциированным через Интерфейс указанного экрана с отображением мобильного объекта.
Согласно изобретению, может быть обеспечена визуализация указанного перечня на указанном экране при сенсорном воздействии диспетчера на отображение соответствующего мобильного объекта, с возможностью сенсорного выбора диспетчером в указанном перечне соответствующей управляющей команды и передачи выбранной управляющей команды реальному мобильному объекту в цифровом виде по его цифровым каналам связи и передачи данных, ассоциированным с отображением образа мобильного объекта через Интерфейс указанного экрана.
Специалистам в области организации движения на аэродроме должно быть понятно, что в описанный выше способ управления движением на аэродроме согласно изобретению с помощью устройства 1 управления движением могут быть внесены усовершенствования и улучшения, не выходящие за рамки формулы изобретения, например, касающиеся используемых критериев оценки уровня безопасности движения мобильных объектов.
Специалистам в области организации движения на аэродроме должно быть понятно, что описанный выше способ управления движением на аэродроме может быть реализован с помощью устройства 1 для управления движением на аэродроме согласно изобретению с применением операционных программ, обеспечивающих указанные алгоритмы обработки информации, анализа, оценки реальных и прогнозируемых ситуаций при различных нарушениях нормативов движения и эксплуатационного состояния объектов на аэродроме.