Схема решения научно-производственных задач
1)Объект исследования – организация потока ВС
2)Проблема – отсутствие условий оптимального потока ВС.
3)Цель исследования: поиск условий для оптимального УВД.
4)Предмет исследования: условия оптимального потока.
5)Гипотеза (предположение): условия, полученные в результате выполнения работы, создадут предпосылки оптимальной организации потока ВС.
I. Ограничения
1)Статические объекты:
Элементы транспортной сети, представленной в виде орграфа (8 вершин, соединенных между собой дугами)
Модель
Возможные маршруты движения ВС
| P1=[St(4, 1, 2, 3, 6)] |
| P2=[St(4, 1, 2, 5, 6)] |
| P3=[St(4, 2, 5, 6)] |
| P4=[St(4, 5, 6)] |
| P5=[St(4, 7, 5, 6)] |
| P6=[St(4, 7, 8, 6)] |
| P7=[St(4, 2, 5, 7, 8, 6)] |
| P8=[St(4, 5, 2, 3, 6)] |
2)Динамические объекты: 6 ВС (3 ВС РФ, 3 зарубежных ВС)
Таблица № 1. Основные характеристики динамических объектов.
| № | Тип ВС | Wкм/ч | Qт/ч | Gкм/мин |
| 1. | Як-42 | |||
| 2. | ИЛ-86 | 10,6 | 176,6 | |
| 3. | Як-42 | |||
| 4. | F-28-6000 | 3,1 | 51,7 | |
| 5. | В-767-200 | 7,2 | ||
| 6. | ДС-10-40 | 9,4 | 156,7 |
II. Расчет элементов потока ВС
Таблица № 2. Расстояние (S) по маршрутам движения ВС
| Маршрут | S(общ), км |
| М1 | |
| М2 | |
| М3 | |
| М4 | |
| М5 | |
| М6 | |
| М7 | |
| M8 | |
| M9 | |
| M10 | |
| M11 |
Кратчайшими маршрутами являются: М1, М2,М4
Оптимальным из них является
М2 =210 км
Тип ВС | t(M) | t(M2) | t(M3) | t(M4) | t(M5) | t(M6) | t(M7) | t(M8) | t(M9) | t(M10) | t(M11) | ||
| ИЛ-62-М | |||||||||||||
| ИЛ-86 | |||||||||||||
| ЯК-42 | |||||||||||||
| F-28-6000 | |||||||||||||
| B-767-200 | |||||||||||||
| ДС-10-40 | |||||||||||||
| Т(ОВД) |
Таблица №3. Расчет времени полета по маршрутам:
Таблица №4: Расчет расхода топлива по маршрутам (т):
| G(М1) | G(М2) | G(М3) | G(М4) | G(М5) | G(М6) | G(М7) | G(M8) | G(M9) | G(M10) | G(M11) | ||||
| ИЛ-62-М | |||||||||||||||
| ИЛ-86 | |||||||||||||||
| ЯК-42 | |||||||||||||||
| F-28-6000 | |||||||||||||||
| B-767-200 | |||||||||||||||
| ДС-10-40 | |||||||||||||||
| G(потока общ.) |
Минимальный расход топлива по маршруту М2=9814 кг.
Альтернативным может служить маршрут М1=14882 кг.
III. Составление планов полета для потоков ВС
1)План полета по маршруту М2
Таблица №6: Время входа и выхода по маршруту M2
| № | Тип ВС | Твхода | Твыхода |
| 1. | ДС-10-40 | 00.00` | 00.13` |
| 2. | B-767-200 | 00.02` | 00.16` |
| 3. | ИЛ-86 | 00.04` | 00.18` |
| 4. | ИЛ-62-М | 00.06` | 00.20` |
| 5. | F-28-6000 | 00.08` | 00.23` |
| 6. | Як-42 | 00.10` | 01.25` |
Данное распределение условно для определения времени входа
2) План полета по маршруту М1
Таблица №7: Время входа и выхода по маршруту М1
| № | Тип ВС | Твхода | Твыхода |
| 1. | ДС-10-40 | 00.00` | 00.20` |
| 2. | B-767-200 | 00.02` | 00.22` |
| 3. | ИЛ-86 | 00.04` | 00.25` |
| 4. | ИЛ-62-М | 00.06` | 00.28` |
| 5. | F-28-6000 | 00.08` | 00.31` |
| 6. | Як-42 | 00.10` | 00.33` |
Данное распределение условно для определения времени входа
3) План полета по комбинированному маршруту
| № | Тип ВС | Твхода | Твыхода |
| 1. | ДС-10-40 | 00.00` | 00.24` |
| 2. | B-767-200 | 00.02` | 00.27` |
| 3. | ИЛ-86 | 00.04` | 00.51` |
| 4. | ИЛ-62-М | 00.06` | 00.53` |
| 5. | F-28-6000 | 00.08` | 00.33 ` |
| 6. | Як-42 | 00.10` | 00.36` |
Таблица №8: Время входа и выхода по комбинированному маршруту
Данное распределение условно для определения времени входа
В соответствии с таблицами, наиболее оптимальный план полета будет по маршруту М2. По этому маршруту затрачивается наименьшее время полета и наименьшее расстояние до пункта назначения для всех типов ВС с обеспечением безопасных интервалов между ними.
IV. Обход грозового очага
1)Профиль полета по линии заданного пути (ЛЗП)
S=310 км Т=25 мин G=17625 кг
2)Профиль полета по линии фактического пути (ЛФП)
S=400 км Т=28 мин G=19740 кг
S∆=90 км T∆=3 мин G∆=2115 кг
Вывод: обход грозового очага по линии фактического пути требует дополнительных затрат времени и расходов топлива. Это вполне закономерно, поскольку связано с обеспечением безопасности при возникновении особых условий.
V. Заключение
Данное исследование выполнено в соответствии с основной задачей теории массового обслуживания.
Основная задача теории массового обслуживания состоит в отыскании зависимостей характеристик обслуживающих систем от характеристик входящего потока требований параметра обслуживающего устройства и способов организации всей системы обслуживания.
Обслуживающей системой является система УВД. Управление воздушным движением заключается в анализе и контроле состояния динамической воздушной обстановки и осуществления непосредственного управления процессом выполнения полетов для установления и поддержания регламентированного порядка движения ВС на аэродроме и в воздушном пространстве с обеспечением требований безопасности, регулярности и экономичности полетов.
При исследовании процессов управления воздушным движением используют системный подход. Он характеризуется тем, что мы рассматриваем объекты и явления в их системообразующей связи с другими объектами и явлениями.
Системный подход можно обеспечить, используя модель, позволяющую осуществить поэтапный подход. Ее можно представить в виде блоков (интерфейсов), представляющие различные факторы, влияющие на результат деятельности человека, определить величину его ошибки в процессе принятия решения (человеческий фактор). Эту модель называют «модель SHELL »
С целью исследования системы ОВД на этапах функционирования выделяют процессы, достаточно полно отражающие определенную сторону системы. Выбор процесса, описание его состояния и изменения количественной его характеристики является основой моделирования процессов в системе ОВД.
В нашей работе представлен орграф – модель транспортной сети, в котором вершины – аэродромы, и дуги – воздушные трассы. По маршрутам условно распределены ВС с минимально допустимым интервалом безопасности 30 км.
Практика и теория исследований систем ОВД на различных этапах ее функционирования показывает, что традиционным подходом обычно служит подход, использующий принципы агрегирования и декомпозиции, когда весь период функционирования системы делится на этапы. При этом для анализа вводят количественные либо качественные характеристики процессов и при исследовании используют только эти введенные характеристики. При объединении результатов, полученных при моделировании процессов, происходит синтез и оценка обобщенных характеристик систем УВД, то есть агрегирование ее качеств на всех этапах функционирования.
Определяющее значение в УВД имеют количественные характеристики, отражающие движение всей совокупности ВС в данной зоне УВД. При различных оценках зон УВД необходимо пользоваться количественными характеристиками воздушного движения. К ним относят плотность воздушного движения, интенсивность, пропускная способность. Основными исходными характеристиками обычно являются число ВС, находящихся одновременно в данной зоне УВД либо за определенный промежуток времени (плотность), объем зоны (пропускная способность) и скорость изменения числа ВС (интенсивность) в ней.
Начальный поток исследуемой транспортной сети ƛ=6,пропускная способность µ=24; ƛ<µ. При увеличении плотности движения наблюдается увеличение загруженности диспетчера.
На загруженность диспетчера оказывают влияния следующие факторы:
интенсивность воздушного движения, количество ВС, одновременно находящихся на управлении, структура ВП, характеристики потоков ВС, организация УВД, квалификация диспетчера и стаж его работы, организация рабочего места, психофизиологические характеристики диспетчеров.
Отсюда определятся необходимость оптимизации систем УВД. Понятие оптимизации связано с поиском или созданием чего-то наилучшего в определенном смысле, наиболее полно удовлетворяющего определенным потребностям. Оптимизировать процесс функционирования системы – значит, найти и установить такие условия (значения параметров процесса), при которых наиболее полно проявляется то или иной свойство системы.