1.6. Планирование воздушного движения

Планирование воздушного движения является реальным инструментом для устранения дисбаланса меду потребностями в ВД и возможностью системы УВД для их обслуживания. Оно представляет собой разработку и реализацию совокупности мероприятий, направленных на сбор и обработку информации о характере предполагаемого воздушного движения с целью приведения в соответствие потребностей в воздушном движении с пропускной способностью элементов системы УВД и создания условий, обеспечивающих безопасность и экономическую эффективность полетов, а также предпосылок для осуществления УВД с необходимым качеством.

Эта цель достигается необходимой организацией планирования воздушного движения, в основу которой положен ряд общесистемных принципов, конкретизируемых с учетом специфических особенностей реализации процессов планирования. В качестве основных выделяются принципы декомпозиции и формирования частных целей и задач и принцип рациональной организации потоков воздушного движения.

В зависимости от длительности интервала времени, на который осуществляется планирование воздушного движения, различают следующие виды планирования: предварительное, суточное и текущее. Реализация каждого из них должна учитывать целый ряд специфических характеристик, присущих системе УВД и определяемых в зависимости от целей и задач, решаемых в процессе планирования.

Предварительное ПВД заключается в составлении расписаний движения ВС (центрального и местных). Суточное ПВД обеспечивает включение в ПВД заявок на полеты ВС вне расписания и с выходом из расписания с переносом на следующие сутки.

Названные виды планирования объединены в группу процессов предварительного планирования по общему признаку, состоящему в их реализации до процесса непосредственного УВД. Все виды планирования, осуществляемые в процессе непосредственного УВД, объединяются в группу процессов текущего планирования, который состоит из двух фаз: ПВД до входа ВС в конкретную зону УВД и после входа.

Такой способ декомпозиции процессов планирования как раз и принят при определении видов планирования в ГА. Использование принципа формирования частных целей и задач на всех уровнях планирования обеспечивает возможность наиболее полного учета всего многообразия структурно-организационных и технико-экономических факторов, определяющих эффективность функционирования системы УВД в целом и отдельных ее звеньев. Содержание принципа рациональной организации потоков определяется совокупностью частных принципов: «равнопрочности» – равномерности загруженности диспетчерских пунктов службы движения, минимизации нагрузки на элементы системы УВД, эффективности использования воздушного пространства, координации решений и др.

Конечным результатом предварительного планирования воздушного движения являются расписания движения самолетов (РДС), которые составляют с целью наиболее полного удовлетворения потребностей в воздушных перевозках на планируемый период с учетом требований экономичности и ограничений по пропускной способности аэропортов, сети воздушных трасс и диспетчерских пунктов УВД.

Полученные в результате составления РДС параметры планов полета для отдельных рейсов остаются неизмененными в течение длительных интервалов времени, совпадающих с периодами действия РДС до составления новых РДС или их необходимой корректировки.

Централизация планирования воздушного движения позволяет потенциально обеспечить получение наиболее рациональных решений, определяющих высокую эффективность авиационной транспортной системы в целом. Рациональность решений выражается в выборе варианта плана воздушного движения из набора возможных, обеспечивающего максимальную оценку ожидаемой суммарной экономичности полетов по РДС при соблюдении ограничений по пропускной способности системы УВД и использованию ресурсов различного вида (парка ВС, налета часов, оборачиваемости экипажей и т.д.).

Централизация предварительного планирования воздушного движения основывается на комплексном использовании перечисленных принципов и может рассматриваться в качестве одного из основных принципов обеспечения соответствия потребностей в воздушном движении с пропускной способностью системы УВД. Реализация этого принципа обеспечивает возможность сопоставления потерь из-за снижения экономичности отдельных рейсов с затратами, необходимыми на реализацию мероприятий по повышению пропускной способности отдельных элементов системы УВД и тем самым позволяет обоснованно аргументировать необходимость и целесообразные направления совершенствования системы УВД.

Централизация предварительного планирования воздушного движения является необходимым принципом планирования, обеспечивающим сбалансированность потребностей в воздушном движении с имеющимися ресурсами в широком смысле. Сбалансированность по ресурсам означает, в частности, что предварительные планы воздушного движения скоординированы между собой с учетом создания необходимых резервов по пропускной способности и загруженности отдельных районов и зон УВД для обеспечения дополнительных потребностей в воздушном движении, данные о которых формируются и уточняются только на более низких уровнях планирования, а при предварительном планировании могут быть учтены лишь на основе анализа и обработки соответствующих статистических данных.

Обеспечение равномерной нагрузки на зоны УВД является одним из основных факторов, определяющих качество предварительного планирования. Неучет этого требования приводит при реализации плана движения к неравномерности распределения потоков воздушного движения во времени и пространстве. Неравномерность потоков создает предпосылки к возникновению ситуаций, когда в зоне УВД или части ее воздушного пространства может сложиться воздушная обстановка, которая приводит к недопустимому увеличению нагрузки на диспетчерский состав. Это, в свою очередь, сопровождается повышением утомляемости и снижением надежности работы диспетчера, что, затрудняя своевременный анализ воздушной обстановки и принятие правильных решений, может привести к возникновению опасных сближений ЛА.

Кроме того, с целью обеспечения безопасности полетов диспетчерский состав в условиях повышенной загрузки элементов воздушного пространства вынужден назначать экономически невыгодные для полетов эшелоны и применять другие рекомендуемые методы обеспечения безопасности полетов, включая задержки ЛА в зонах ожидания и на земле. Таким образом, неравномерность распределения потоков воздушного движения вызывает снижение значений показателей экономичности и регулярности воздушного движения. Отклонения параметров воздушного движения от запланированных значений могут вызвать еще большие нарушения регулярности и привести к так называемым сбойным ситуациям. Именно по этим причинам качество предварительного планирования оценивается прежде всего эффективностью использования полученных решений в процессе суточного планирования, а его качество – в процессе текущего. Поэтому рациональные решения, полученные при предварительном планировании воздушного движения, должны удовлетворять принципу «равнопрочности», гарантирующему минимизацию возможности (например, в вероятностном смысле) появления сбойных ситуаций при УВД.

При предварительном планировании воздушного движения оказывается практически невозможным точно описать потоки воздушного движения и полностью учесть влияние на эффективность планов движения ряда факторов (метеообстановки, состояния системы УВД, наличия и характера ограничений на использование воздушного пространства, состояния службы движения и др.). Этот вид планирования осуществляется в условиях наибольшей неопределенности по сравнению с последующими по времени другими этапами планирования. Учет такого рода особенностей находит отражение при использовании в процессе планирования принципа формирования частных целей и задач. В соответствии с ним основная цель реализации процесса предварительного планирования может быть сформулирована в виде расчета планов движения, обеспечивающего максимальные значения оценок ожидаемой эффективности. В качестве основного показателя эффективности на этом уровне планирования выступает показатель ожидаемой экономичности, а на ожидаемые значения показателей регулярности и загруженности накладываются ограничения, которые формулируются на основе анализа требований, предъявляемых к плану движения с позиций рассмотренных выше принципов.

Суточное планирование воздушного движения по сравнению с предварительным характеризуется более высокой степенью определенности значений параметров учитываемых факторов. Здесь уже могут быть использованы краткосрочные (суточные) прогнозы об ожидаемом состоянии метеообстановки и системы навигации и УВД. Задачи, решаемые на уровне суточного планирования, имеют более выраженный детерминированный характер, хотя и содержат элементы случайности. Поэтому при суточном планировании оказывается возможным наиболее полно и точно оценить ожидаемую эффективность планируемого воздушного движения как по интегральным показателям безопасности, экономичности и регулярности полетов для системы в целом, так и по локальным показателям, характеризующим, например, эффективность работы отдельных служб, обеспечивающих подготовку и полеты ВС.

В условиях полной определенности о потребностях в воздушном движении и наличии известной приоритетности между группами и отдельными рейсами для суточного планирования центральным становится принцип рациональной организации потоков воздушного движения. При этом определяющим оказывается принцип координации решений по планированию воздушного движения в отдельных зонах УВД и между ними. Проблема координации решений базируется на построении моделей принятия решений и выработки предпочтений, формализуемых часто в виде комплексного показателя эффективности, значение которого представляет полезность принятых решений. Возможность такого подхода к решению проблемы координации обеспечивается наличием формализованных локальных показателей эффективности, адекватно отражающих качество решений для координируемых потоков воздушного движения.

Каждый из потоков воздушного движения характеризуется своими целями и функциональными задачами, а также специфическим влиянием на эффективность функционирования как системы УВД в целом, так и отдельных ее элементов. Так, необходимость обеспечения машрутно-трассовых полетов приводит к установлению соответствующих режимов ИВП по трассам, что снижает пропускную способность воздушного пространства и, как следствие, величину показателей экономичности и регулярности полетов по трассам, имеющих случае более высокий приоритет.

Вводимые ограничения изменяются как в течение суток, так и при переходе от одного суточного плана к другому. В этих условиях проблема рационального координированного распределения воздушного пространства между потоками воздушного движения на трассах и внетрассовых маршрутах является особенно актуальной. Важность поиска и обоснования эффективных методов решения этой проблемы в процессе предварительного и суточного планирования становится очевидной из анализа опыта работы службы движения. Такой анализ, в частности, показывает, что часто вводимые ограничения ИВП служат причиной дезорганизации потоков воздушного движения по трассам. Это, помимо снижения общей эффективности. Это приводит к необходимости перепланирования полетов рейсов по РДС, что, в свою очередь, ставит под сомнение объективность оценок целесообразности и эффективности предварительного планирования в виде составления РДС.

Проблема координации потоков воздушного движения при суточном планировании имеет еще ряд важных аспектов. Один из них – необходимость обеспечения требований, вытекающих из принципа равнопрочности, которые обеспечивают безопасность воздушного движения, надежность и высокую эффективность деятельности службы движения по другим показателям. Эти требования можно сформулировать в виде условий обеспечения равномерной загруженности зон УВД с учетом пропускной способности как элементов воздушного пространства, так и диспетчерского состава. Необходимость постановки и рассмотрения таких вопросов возникает из-за явно выраженной неравномерности полетов в особых точках воздушных трасс в течение суток, усугубляющейся совмещением пиков интенсивности потоков воздушного движения по расписанию и вне него.

При используемом в ГА подходе к планированию воздушного движения, как правило, потоки вне расписания обладают более низким приоритетом по сравнению с потоками по РДС. Поэтому решение проблемы координации при суточном планировании связывается прежде всего с рациональной организацией потоков воздушного движения, не предусмотренных расписаниями. При этом потоки воздушного движения с более высокими приоритетами накладывают определенные ограничения на использование воздушного пространства, различные во времени. Обычно требования к показателям регулярности потоков воздушного движения вне расписания являются слабыми. Для таких потоков требования к экономичности полетов в достаточно жестких условиях имеющихся ограничений путем выбора наиболее экономичных планов полетов для каждого рейса не всегда могут быть удовлетворены.

Поэтому при суточном планировании потоков воздушного движения на передний план выступают показатели безопасности и живучести системы УВД, выражаемые в виде требований обеспечения максимально возможной равномерной загруженности зон и диспетчерского состава службы движения. Хотя показатели экономичности не выделяются в виде главных при суточном планировании, тем не менее реализация принципа рациональной организации потоков должна предусматривать обеспечение максимально возможных их значений. Это может быть достигнуто путем обоснования и постановок таких задач рациональной организации потоков, решение которых при одинаковой достижимой равномерности загруженности (или находящейся в допустимых пределах) обеспечивает выбор из множества допустимых наиболее экономичных вариантов суточных планов потоков воздушного движения.

Несмотря на то что среди множества учитываемых при суточном планировании факторов имеются факторы случайного характера, основные характеристики эффективности процессов суточного планирования при надлежащем их выборе могут быть определены в классе детерминированных моделей. Обоснованием этого положения служит, например, наличие положительной корреляции между запланированными и фактическими характеристиками потоков воздушного движения. Отсюда, в частности, следует, что, если воздушное движение спланировано так, что имеет место перегрузка по пропускной способности одного из звеньев системы УВД, то в процессе выполнения такого плана даже при значительных нарушениях регулярности отдельных рейсов следует ожидать сохранения пиков интенсивности воздушного движения и загруженности в те же либо близких интервалах времени.

Анализ рассмотренных принципов показывает, что в большинстве своем они оказываются характерными для процессов как предварительного, так и суточного планирования воздушного движения.