Саморазделение

Самостоятельное разделение воздушного судна — это способность воздушного судна поддерживать приемлемо безопасное разделение с другими воздушными судами без выполнения инструкций или указаний от агента-рефери для этой цели, например, управления воздушным движением . В простейших формах это можно описать с помощью концепции « увидеть и избежать » ^[1] в случае пилотируемых человеком воздушных судов или «ощутить и избежать » ^[2] в случае непилотируемых человеком воздушных судов (например, беспилотных летательных аппаратов ). Однако из-за нескольких факторов, таких как погода, правила полетов по приборам и сложность воздушного движения, способность самостоятельного разделения включает в себя другие элементы и аспекты, такие как правила воздушного движения ^[3] , коммуникационные технологии и протоколы, управление воздушным движением и другие.

Пилоты современных самолетов не могут полагаться только на визуальные способности и навыки пилотирования для поддержания приемлемо безопасного расстояния от других самолетов, поэтому значительная часть современных полетов выполняется по правилам полетов по приборам , а ответственность за расстояние лежит на управлении воздушным движением (УВД). Однако, поскольку рост воздушного движения в конце 20-го века и в начале 21-го ^{[4] [5] [6] [7]} нагружает возможности УВД , а нехватка пилотов становится постоянной проблемой, исследователи в области авиации и воздушного транспорта пытаются предложить эксплуатационные и технологические усовершенствования для того, чтобы справиться с этой нагрузкой, одним из которых является саморазделение. ^[8]

Самостоятельное разделение стало рассматриваться как потенциально осуществимая эксплуатационная концепция в рамках инициативы Free Flight . ^[9] Его ключевым технологическим средством является автоматическое зависимое наблюдение-вещание (ADS-B), в котором самолеты спонтанно передают периодические отчеты о местоположении и состоянии, включая информацию об абсолютном горизонтальном положении, которая не используется в качестве источника информации для уже существующей системы предотвращения столкновений в движении (TCAS). В отношении текущих реализаций TCAS, ^[10] которая предназначена только для предотвращения столкновений, саморазделение требует скачка в логике обработки, прогнозировании времени и изменениях процедур. Его осуществимость зависит от уверенности в автоматизации и ее сосуществовании с ролью человека в кабине. Были проведены некоторые исследования для оценки этой связи, ^{[11] [12]} , и результаты показывают, что концепция вполне приемлема с точки зрения пилота, не налагая необоснованной рабочей нагрузки.

Позднее был предложен согласованный, но менее радикальный и более реализуемый подход, названный Распределенным управлением воздушным движением (DAG-TM) ^[13] , сохраняющий значительную роль УВД, но предоставляющий больше свободы в воздушном пространстве на маршруте. ^[14] Кроме того, другие соответствующие аспекты в более широком контексте были изучены в проекте Mediterranean Free Flight ^{[15] [16] (MFF), в котором одним из основных выводов было то, что саморазделение будет в целом полезным, но его следует ограничить} воздушным пространством с низкой или средней плотностью . ^[17]

С самого начала ассоциации между саморазделением и ADS-B , она также была связана с другой технической концепцией, называемой Airborne Separation Assistance System ^[18] (ASAS), которая, говоря короче, выполняет основную логику саморазделения и других связанных приложений. С этой ассоциацией концепция саморазделения самолета в полном технологическом и эксплуатационном контексте более четко отличается от уже упомянутых базовых концепций see and Avoid и sense and Avoid . ASAS была предположением в проекте MFF, а также в последующих исследованиях, таких как серия от Consiglio et al., ^{[19] [20] [21] [22],} которые углубились в аспекты человеческого фактора и заложили основы для разделения стратегических и тактических процессов управления конфликтами при саморазделении.

Другие проекты внесли дополнительный вклад, например, Advanced Safe Separation Technologies and Algorithms ^[23] (ASSTAR), который провел анализ производительности, безопасности и затрат-выгод для приложений ASAS, включая ограниченную версию Self-separation, что привело к положительным результатам. На основании вышеупомянутых и других исследований, самосепарация на основе ASAS была выбрана в качестве одной из целей, которые должны преследоваться основными программами развития в области управления воздушным движением, такими как Single European Sky ATM Research & Development (SESAR) ^{[24] [25]} и US Next Generation Air Transportation System ^[26] (NextGen), даже если она ограничена определенными условиями и воздушными пространствами.

Совсем недавно проект iFly ^[27] определил новую концепцию операций самоэшелонирования в воздушном пространстве с более высокой плотностью, основанную на работах, описанных выше, и оценил ее количественно с использованием передовых методов стохастического моделирования. ^[28] Результаты, полученные в ходе этих исследований, показывают, что самоэшелонирование может безопасно использоваться в воздушном пространстве с плотностью, в три раза превышающей плотность европейского маршрутного воздушного пространства по состоянию на 2005 год, если уровень надежности ADS-B улучшится в пять раз или если надежность TCAS улучшится во столько же раз.

Некоторые из наиболее важных вопросов, которые необходимо решить для саморазделения:

• Как безопасно перейти из контролируемого воздушного пространства в воздушное пространство с самоэшелонированием?
• Каков правильный баланс между предсказуемостью траектории и гибкостью для достижения практической эффективности и приемлемого уровня безопасности?

Хотя эти темы были исследованы и для них предложены некоторые решения, сложность проблемы не позволила получить окончательные ответы.