УДК 629.7

Влияние цифровых технологий на безопасность полетов воздушных судов

Жибуль Никита Викторович – аспирант Российского Университета Транспорта.

Аннотация: В работе представлено влияние цифровых технологий на безопасность полетов воздушных судов. Тема актуальна, так как безопасность полетов воздушных судов остается важной задачей, которая полностью на данный момент не решена. Цифровые технологии формируют условия для совершенствования данного направления, однако, несмотря на их эффективность, не все из них широко распространены среди авиакомпаний. В заключении статьи автор предлагает обязать авиакомпании России применять выделенные цифровые технологии для обеспечения более безопасности полетов воздушных судов гражданской авиации.

Ключевые слова: безопасность воздушных полетов, цифровые технологии, искусственный интеллект, компьютерное зрение, анализ предполетной ситуации.

Безопасность полетов воздушных судов – важный аспект для авиаотрасли всего мира. Подтверждением этого является то, что Международная организация гражданской авиации (ICAO) указывает этот аспект, как значимую стратегическую задачу. При этом количество перевозимых пассажиров постепенно увеличивается, что лишь дополнительно делает необходимым постоянное совершенствование безопасности полетов воздушных судов. На данный момент активно развиваются цифровые технологии, которые уже сейчас частично применяются для достижений этой задачи. Однако, нельзя считать их распространенными везде, что является проблемой и отображает актуальность работы.

На данный момент цифровые технологии применяются для совершенствования безопасности полетов воздушных судов во многих направлениях, далее будут представлены наиболее инновационные и результативные. Первым будет система цифрового двойника – это технология, позволяющая сформировать аналогичный объект в цифровой среде. В авиации это может быть, как весь самолет, так отдельные его, наиболее важные части [3]. Цифровой двойник важен сразу по двум направлениям, первым и наиболее простым является сохранение информации о ремонтах, осмотрах и аналогичных мероприятиях с информированием ответственных лиц о необходимости в скором, повторения действия. Второе направление более сложное и важное – цифровой двойник имеет доступ к различным системам воздушного судна, что позволяет анализировать его состояние в режиме реального времени. Без цифрового двойника этот аспект был доступен только пилоту непосредственно в кабине самолета, технология позволяет постоянно контролировать ситуацию, заблаговременно определять неисправности и потенциальные проблемы, не допуская реализации аварий.

Достаточно часто неблагоприятно на безопасность воздушных полетов влияют птицы. Цифровые технологии позволяют автоматически, эффективно решать данную проблему. Так, воздушные суда оборудуются компьютерным зрением, которое, в случае обнаружения птиц в опасной близости, включает систему отпугивания, не допуская столкновение с ними. При этом алгоритм компьютерного зрения позволяет не только применить нужные действия при обнаружении опасности, но и даже в случае наличия неблагоприятного прогноза ее возникновения. Компьютерное зрение эффективно работает при любых погодных условиях, так как оно задействует не только видеокамеру, но и тепловизор, что делает применение технологии результативной ночью, в дождь, туман и иных случаях.

Чрезвычайно важной цифровой технологией для обеспечения безопасности полетов воздушных судов является искусственный интеллект. Именно он способен не только собрать крупные массивы данных в автоматическом порядке, но и проанализировать их, составить прогноз в различных направлениях [4]. Представим наглядный пример для понимания. Если искусственный интеллект получает сведения с датчиков воздушного судна, то он может провести автоматический анализ ситуации, определив неблагоприятные факторы, о которых будут оповещены пилоты и/или иные лица. Особую важность такая программа имеет в направлении выявления аномалий, которые могут быть не замечены участниками полета. Более того, крупные массивы данных о прошлых полетах, в том числе с неблагоприятным исходом, позволяют искусственному интеллекту определить тенденции, элементы, указывающие на наличие угрозы. В итоге, можно преждевременно создать достаточно точный прогноз в отношении рисков для безопасности полета.

Отметим, что искусственный интеллект способен получать информацию не только с датчиков воздушного судна, но и с иных приспособлений. Это позволяет не только оперативно анализировать ситуацию, но и все условия перед полетом [1]. Так, программа, исходя из многолетней истории, способна сравнить полетные условия и дать рекомендации относительно того, можно ли проводить полет, какова вероятность его успешного завершения, что можно предпринять для снижения рисков (эта же функция может быть доступна и для оперативного решения проблем, когда воздушное судно уже находиться в небе). Все это существенно увеличивает безопасность воздушных полетов, минимизирует риски неблагоприятного его исхода.

Искусственный интеллект можно применять не только, как инструмент поддержки решений, но и как средство разработки новых методик. Программа является самообучаемой, потому постепенно она может создать инновационные решения, позволяющие решать конкретные проблемы на аэродроме или в воздушном судне, что улучшит безопасность полетов.

Некоторые программы имеют настолько существенное развитие, что имеют возможность не просто дать рекомендации по решению оперативной проблемы, но и попытаться предпринять мероприятия самостоятельно. Это особенно важно в том случае, если пилоты по какой-либо причине не предпринимают никаких действий по решению трудности.

Так как число одновременных авиаперелетов существенно возросло, существуют риски столкновения воздушных судов. Для недопущения ситуации, была разработана система TCAS - Traffic Collision Avoidance System. Она имеет доступ ко всем воздушным суднам, что позволяет ей изучать траекторию полета, определять вероятность столкновения. В случае обнаружения потенциальной опасности, система подает сигнал и приказывает пилотам (действие обязательно к исполнению) судна изменить курс или высоту полёта. Несмотря на важность такой технологии, отмечаем, что ложные срабатывания не являются единичными [2], потэому рекомендуется сконцентрировать внимание на совершенствовании данного направления.

TCAS использует навигационные данные с воздушных судов, они же применяют для своей навигации спутниковые системы, например, GPS, ГЛОНАСС и иных видов. По этой причине констатируем, что совершенствование спутниковых систем является важной задачей для увеличения безопасности полетов воздушных судов.

Все представленные инструменты позволяют утверждать, что цифровые технологии чрезвычайно важны для совершенствования безопасности полетов воздушных судов. По этой причине предлагается закрепить законодательные обязательства по применению некоторых из них. Так, например, рекомендуется объединить усилия государства и крупнейших авиаперевозчиков России для того, чтобы создать программу с искусственным интеллектом, которая будет иметь все функции, представленные в рамках статьи. Далее она будет бесплатно предоставлена каждому авиаперевозчику России, что максимизирует безопасность полетов. Аналогичное предложение доступно, и в отношении компьютерного зрения, и цифровых двойников. При этом рекомендуется регулярно проводить государственные конкурсы на предоставления решений по совершенствованию системы ГЛОНАСС.

Подводя итог, делаем вывод о том, что цифровые технологии на данный момент должны стать основой безопасных воздушных перелетов. Наиболее инновационные инструменты, уже доступные на рынке, могут столь значительно увеличить безопасность, что они должны стать обязательными для внедрения всеми авиакомпаниями. По этой причине была предоставлена практическая рекомендация по корректировки законодательства в отношении увеличения количества обязательных к применению цифровых инструментов. Можно считать, что выполнение предложения станет причиной постоянного увеличения числа безопасных перелетов.

Список литературы

Алгоритмическое обеспечение маловысотного полета самолета на основе оценки опасности полетной ситуации / В. А. Малышев, А. С. Леонтьев, С. П. Полуэктов, Е. М. Волотов // Информационно-измерительные и управляющие системы. – 2021. – Т. 19, № 4. – С. 27-37. – DOI 10.18127/j20700814-202104-03.
Пищин, О. Н. Модернизация авиационной системы радиосвязи с целью повышения помехозащищенности радиоканала / О. Н. Пищин, К. П. Воронина, Н. С. Мальцева // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Управление, вычислительная техника и информатика. – 2023. – № 1. – С. 83-90. – DOI 10.24143/2073-5529-2023-1-83-90.
Талалаева, П. И. Создание цифрового двойника топливной системы вертолета для обеспечения безопасности полета / П. И. Талалаева // Естественные и технические науки. – 2021. – № 11(162). – С. 204-211.
Якунина, А. А. Искусственный интеллект и цифровизация в авиации / А. А. Якунина // Colloquium-Journal. – 2022. – № 29-1(152). – С. 57-59.