. Алгоритм виявлення потенційно конфліктних ситуацій в ас кпр
В автоматизований системах керування повітряним рухом застосовуються алгоритми попередження конфліктів, що мають декілька тестів перевірки можливості появи конфліктів. При цьому тести розробляються з урахуванням мінімізації часу обчислення і таким чином, щоб результати кожного тесту використовувалися у наступних тестах.
Прикладом
такого алгоритму є такий. Вихідними
даними для алгоритму є радіолокаційні
виміри місця розташування літаків, а
також дані про висоту польоту, що
надходять від вторинного радіолокатора.
Після вторинної обробки цих даних в АС
КПР визначаються координати місця
розташування літаків
у прямокутній системі координат і
складові швидкості польоту
.
Для кожного літака провадиться перевірка, що полягає в наступному. Спочатку для обраного літака визначається швидкість відносного кута курсу по відношенню до інших літаків (рис. 10.4)
Т
ут
індекс "1" відповідає літаку, що
перевіряється, а індекс "ref" -
літаку, відносно якого провадиться
перевірка.
Рис. 10.4
Якщо швидкість зміни кута близька до нуля, то це свідчить про можливість зіткнення літаків. У цьому випадку виконується подальше тестування, що полягає в наступному.
Обчислюється час до точки найбільшого зближення літаків
.
Якщо цей час перевищує заданий в системі час, то розглянуте вище тестування повторюється на наступному огляді РЛС. Якщо менше, те тоді провадиться перевірка за висотою відповідно до формули
,
де
–
різниця висот між літаками в прогнозований
момент часу.
Якщо
різниця висот більше, ніж встановлене
в системі припустиме значення, то ця
пара знімається з подальшої перевірки.
Якщо різниця висот менше припустимого
значення
,
то провадиться перевірка відстані між
літаками в горизонтальній площині
відповідно до формули (ця перевірка
провадиться також при відсутності
інформації про висоту)
де
–
відстань між літаками в горизонтальній
площині в прогнозований момент часу
їхнього найбільшого зближення.
Якщо
обчислене значення
менше встановленого в системі безпечного
припустимого значення, то генерується
сигналізація, що попереджає диспетчера
про небезпечне зближення літаків.
25. Оцінка ймовірності потенційно конфліктної ситуації
Для оцінки потенційно конфліктної ситуації при середньостроковому прогнозуванні потенційно конфліктних ситуацій на час до 15-20 хвилин використовуються імовірнісні методи, в яких є аналітичний вираз для оцінки ймовірності конфлікту пари літаків, що базується на апріорній інформації про дисперсію відхилення літака від планової траєкторії польоту в подовжньому, бічному і вертикальному напрямках руху.
Імовірність
конфлікту
,
визначається як імовірність того, що
відстань між двома літаками
у просторі стане менше деякого заданого
мінімально припустимого безпечного
значення
(безпечного розділення
літаків)
,
що математично записується
, (10.8)
де
позначає евклідову норму в тривимірному
просторі
.
У методі [ ], який можна назвати базовим, приймаються наступні припущення:
прогнозовані величини відхилень літаків від запланованої траєкторії польоту моделюються гауссівськіми функціями розподілення;
прогнозовані відхилення в подовжньому, бічному і вертикальному рухах не залежать друг від друга;
протягом інтервалу часу, на якому оцінюється ймовірність конфлікту, швидкості польоту літаків і статистичні характеристики прогнозованих відхилень вважаються постійними.
Прогнозування невизначеності майбутнього положення кожного літака виконується, виходячи з наступних положень. При керуванні бічним рухом літака, що здійснюється пілотом або автоматизованою бортовою системою керування (АБСК), забезпечується стабілізація літака відносно лінії заданого шляху з деякою характерною (типовою) випадковою похибкою. Тому середньоквадратична похибка прогнозування відхилення в бічному напрямку приймається приблизно постійною в діапазоні від 0,5 морських миль, для літаків, обладнаних АБСК, і до 1 милі, для літаків без АБСК.
У подовжньому русі керування здійснюється шляхом зміни тяги двигунів. У режимі крейсерського польоту компенсація впливу непередбачених змін побіжного чи зустрічного вітру зміною тяги двигуна неефективна. Тому у подовжньому русі стабілізується швидкість польоту, що задається числом Маху, або задана повітряна швидкість, а не шляхова швидкість щодо поверхні землі чи положення літака уздовж планової траєкторії польоту.
Величина середньоквадратичного відхилення літака від заданої траєкторії польоту в подовжньому напрямку має тенденцію збільшуватися зі швидкістю близько 0.25 миль у хвилину (15 вузлів). Це збільшення в першу чергу відбувається через похибки прогнозування значення вітру.
Відхилення від заданої висоти польоту в першу чергу обумовлено похибками барометричного висотоміра, а також похибкою керування за висотою.
На підставі прийнятих допущень нормально розподілені похибки прогнозування можна представити в плані як еліпс, а в тривимірному просторі як еліпсоїд. На рис. 10.8 ілюструється прогнозування конфлікту за умови польоту двох літаків на одній висоті. Тому що нехтується взаємна кореляція між похибками прогнозування в подовжньому і поперечному напрямку, велика вісь еліпсів похибок орієнтована уздовж напрямку польоту, а мала вісь – у поперечному напрямку.
З
а
цих допущень коваріаційна матриця
похибок прогнозування має діагональний
вигляд з середньоквадратичними відхилення
,
відповідно
в подовжньому і бічному русі. Вважається,
що відхилення в бічному положенні
визначається переважно похибками
навігаційних систем, які у теперішній
час є такими, що дозволяють утримувати
літак у заданих межах відхилень, тобто
задовольняти вимогу відповідного RNP
(Required Navigation Performance – необхідні навігаційні
характеристики) [ ] на досить великому
інтервалі часу.
Рис. 10.8. Задача виявлення й оцінки конфлікту з прогнозуванням
невизначеності положення літаків
Отже
припускається, що дисперсія бічного
відхилення є постійною і дорівнює
дисперсії похибки визначення бічного
положення
.
Для подовжнього руху припускається, що
дисперсія відхилення збільшується за
квадратичним законом і визначається
як
.
Таким чином, у міру збільшення часу прогнозування еліпси похибок прогнозування положення літаків витягаються уздовж напрямку польоту.