Процессов непосредственного управления воздушным движением

 

Методические указания

 

По выполнению лабораторных работ № 1, 2

по дисциплине «Основы теории управления и организации воздушного движения» для курсантов специализации 240801

 

 

Ульяновск 2006

 

ББК О580.3 я7

 

И 88

 

Исследование процессов непосредственного управления воздушным движением: метод. указания по выполнению лабораторных работ № 1, 2 по дисциплине «Основы теории управления и организации воздушного движения» / сост. В.А. Карнаухов. – Ульяновск: УВАУ ГА, 2006. – 21 с.

 

Содержит краткие теоретические сведения, а также описание и порядок выполнения лабораторных работ на базе комплексного диспетчерского тренажёра.

Предназначено курсантам специализации 240801 – Управление воз-

 

душным движением.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………….3

 

Общие сведения……………………………………………………………4

 

Лабораторная работа № 1. «Исследование процессов непосредственного управления воздушным движением в различных условиях»…………..……6

Лабораторная работа № 2. «Прогноз развития динамической

 

воздушной обстановки»……………………………………………………...10

 

Приложения…………………………………………………..............................14

 

© Ульяновск, УВАУ ГА, 2006.

 

ВВЕДЕНИЕ

 

В методических указаниях содержатся сведения необходимые для вы- полнения двух лабораторных работ по дисциплине «Основы теории управления и организации воздушного движения.

Цель работ:

− ознакомление с элементами информационной модели динамиче-

ской воздушной обстановки;

− приобретение первоначальных навыков, оценки и анализа пара-

метров месторасположения и движения воздушных судов (ВС) по радио-

 

локационному изображению;

− закрепление теоретических знаний по темам раздела «Моделирова-

ние процессов в системе ОВД», «Исследование процессов в системе ОВД» и

 

«Динамические процессы УВД и их оптимизация», путем анализа измерен-

 

ных конкретных параметров динамической воздушной обстановки.

 

Приобретение первоначальных навыков осуществляется при проведе- нии анализа интенсивности воздушного движения, получении основных количественных характеристик воздушного движения и среднего числа ожидаемых конфликтных ситуаций (КС) в точке пересечения маршрутов. Углубление знаний по анализу и оценка динамической воздушной обста- новки в районе УВД достигаются при математической обработке резуль- татов измерений в компьютерном классе или в обычной аудитории.

В конце каждой лабораторной работы приведен список рекомендуемой литературы. Приложения содержат пример обработки результатов изме- рений параметров движения ВС, оценку точности выдерживания линии заданного пути, диаграмму-график РЛС кругового обзора и схему учебно- го района управления воздушным движением.

Отчет по лабораторным работам представляется в распечатанном виде, если они выполняются в компьютерном классе, или в рукописном виде при выполнении работ на тренажере и в учебной аудитории.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

 

Реализация практически любых методов исследования связана с количест- венным либо с качественным анализом процессов, который, в свою очередь, основан на количественном или качественном описании характеристик про- цессов. Идеальным средством исследования природных или техногенных яв- лений является натурный эксперимент. В тех случаях, когда постановка тако- го эксперимента затруднительна или невозможна, применяется моделирова- ние, то есть замена реального процесса его упрощенным аналогом.

При моделировании все или часть реально действующих факторов за- меняется механической или логической моделью. Предельным случаем моделирования являются теоретические исследования. Промежуточное положение между ними занимает полунатурное моделирование, когда ре- альные факторы сочетаются с факторами, представленными моделями. Реальными при этом остаются те факторы, модельное описание которых затруднительно или невозможно.

Применение моделирования для исследования процессов непосредст- венного (оперативного) УВД ограничивается в настоящее время, в основ- ном, полунатурным моделированием. Такое моделирование производится при включении в контур реального диспетчера, а окружающая среда (воз- душное пространство, ВС, технические средства и т.д.) представляется математическими моделями. Это позволяет адекватно воспроизводить деятельность диспетчера при любых, в том числе и проблемных, требую- щих нестандартных решений, внешних воздействиях.

Практика и теория исследований системы ОВД на различных этапах ее функционирования показывает, что традиционным подходом обычно служит подход, использующий принципы декомпозиции и агрегирования, когда весь период функционирования системы ОВД делится на этапы, этапы, в свою очередь, на процессы и т.д. При этом для анализа вводят

 

количественные (либо качественные) характеристики процессов и при ис- следованиях используют уже только эти введенные характеристики. При объединении результатов, полученных при моделировании процессов, происходит синтез и оценка характеристик системы ОВД, т.е. агрегирова- ние ее качеств на всех этапах функционирования. Изучение системы ОВД невозможно без моделирования ее процессов. Употребляя слова «модель»,

«модельное описание» обычно имеют в виду выбор на этапе функциони- рования системы определенного исследуемого процесса и выявление именно тех особенностей, которые и интересуют исследователя. В выде- лении процесса, а также в описании основных закономерностей, опреде- ляющих область и виды изменения характеристик, и состоит моделирова- ние. При исследовании такой сложной системы, как система ОВД, важное место занимает математическое моделирование процессов, протекающих в ее элементах. Под математической моделью понимается описание на ка- ком-либо формальном языке изменений наиболее существенных компо- нентов количественной характеристики состояния процесса.

Иначе говоря, математическая модель отражает зависимости между некоторыми параметрами посредством математических выражений. В ка- честве таких выражений могут выступать как уравнения, так и неравенст- ва, указывающие допустимые области изменения величин. Основой ими- тационной модели является алгоритм, в котором отражаются основные сведения о работе системы, о взаимосвязях между ее элементами. Естест- венно, адекватность модели зависит от полноты и точности этих сведений, которые формируются путем наблюдения и анализа данных о функциони- ровании элементов системы в различных условиях.

Эти сведения совместно с уже известными математическими зависимо- стями между некоторыми параметрами имитируемого процесса позволяют разработать имитационную модель процесса для решения указанных и дру- гих задач моделирования. Наиболее удобной моделью для исследования

 

процессов системы ОВД является тренажер. На экране индикатора радио- локатора воздушная обстановка (или ее модель на тренажере) отображает- ся в системе полярных координат, задающих азимут и дальность (удале- ние) ВС относительно точки расположения РЛС. При построении имита- ционной модели воздушной обстановки удобно пользоваться более при- вычной, прямоугольной системой координат, центром которой может быть также центр экрана индикатора радиолокатора.

Имитация движения ВС при выполнении лабораторных работ основы- вается на применении математической модели движения ВС, воспроизве- дении некоторых событий в процессе движения ВС, имитации воздушно- го пространства с расположением участков воздушных трасс. Исходные данные для имитационной модели содержатся в файлах заданий, в кото- рых закодирована информация о расположении пунктов участков трасс (модели зоны УВД), программе движения ВС (планах полетов в зоне).

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1