УДК 537.39

Состояние и перспективы развития электронных систем автоматизации воздушного движения

Хмуленко Анна Юрьевна – студентка Санкт-Петербургского государственного университет гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Сагитов Дамир Ильдарович – кандидат технических наук, доцент кафедры Систем автоматизированного управления Санкт-Петербургского государственного университет гражданской авиации имени А. А. Новикова.

Аннотация: Данная статья рассматривает вызовы и перспективы развития систем автоматизации воздушного движения в современной авиации. Обсуждаются ключевые аспекты, такие как кибербезопасность, интеграция новых технологий, обучение персонала, использование искусственного интеллекта и развитие беспилотных воздушных судов. Представлены возможные решения и направления развития для оптимизации управления воздушным пространством.

Ключевые слова: aвтоматизация воздушного движения, кибербезопасность, искусственный интеллект, беспилотные воздушные суда, обучение персонала, интеграция технологий.

В современном мире авиация играет ключевую роль в обеспечении связи между географически удаленными точками, обеспечивая быстрое и эффективное перемещение людей и грузов. Однако, с увеличением числа воздушных судов и пассажиров возникают сложности в управлении потоками воздушного движения. Для оптимизации процесса и обеспечения безопасности полетов широко применяются системы автоматизации воздушного движения, основанные на передовых технологиях авиационной электроники.

В данном статье мы рассмотрим значимость использования авиационной электроники для оптимизации потоков воздушного движения, историю развития этой отрасли, современные тенденции, преимущества применения авиационной электроники, вызовы и перспективы развития систем автоматизации воздушного движения. Анализ этих аспектов позволит нам понять важность интеграции передовых технологий в авиацию и способы оптимизации воздушного движения для повышения безопасности и эффективности полетов.

Развитие авиационной электроники является ключевым фактором в современной авиации, обеспечивая безопасность, эффективность и комфорт полетов. Начиная с первых шагов в авиации, когда пилоты осуществляли навигацию с помощью карт и опыта, развитие технологий привело к появлению авионики – электронных систем управления и навигации на борту воздушных судов.

Понятие "авионика" стало широко использоваться в западных странах с 1970 года, когда электроника достигла высокого технического уровня, позволяя интегрировать электронные системы на борту воздушных судов. В это время были разработаны первые бортовые компьютеры для самолетов и внедрены автоматические системы контроля и управления.

Изначально авионика и электронное оборудование для автоматизации были разработаны для военных целей, чтобы повысить точность выполнения боевых задач и миссий. В результате боевые машины стали сильно зависеть от бортового электронного оборудования, и полеты стали выполняться в зависимости от выбранных режимов электронного управления. Развитие бортовой радиоэлектронной аппаратуры также не отставало от развития самолетов.

На сегодняшний день бортовое оборудование занимает значительную часть материальных затрат на производство самолетов, что свидетельствует о важности и значимости авионики в современной авиации.[1]

С появлением радиосвязи и радионавигации пилоты получили возможность связываться с диспетчерами и определять свое местоположение в реальном времени. Важным этапом стало внедрение автопилотов, которые автоматизировали управление самолетом и облегчили задачи пилотов.

С развитием компьютерных технологий и цифровой обработки сигналов появились передовые системы автоматизации воздушного движения, такие как системы управления полетом (FMS), системы предупреждения о столкновении (TCAS) и системы автоматического контроля полета (AFCS). Эти системы значительно повысили безопасность полетов и позволили оптимизировать маршруты и расход топлива.[2]

Сегодня авиационная электроника продолжает развиваться, интегрируя новейшие технологии, такие как системы навигации по спутникам GPS, системы связи через спутники и беспилотные воздушные аппараты (БПЛА). Эти инновации улучшают точность навигации, обеспечивают более надежную связь и расширяют возможности авиации.

Современные тенденции в области автоматизации воздушного движения включают в себя использование передовых технологий для повышения безопасности, эффективности и управляемости воздушного пространства. Некоторые из ключевых направлений в данной области включают:

  1. ADS-B (Automatic Dependent Surveillance-Broadcast): Это технология, которая позволяет самолетам передавать свои данные о положении и другой информации наземным станциям и другим воздушным судам. Это помогает улучшить контроль и обзорность воздушного пространства.[3]
  2. CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications): Эта технология представляет собой цифровую связь между диспетчерами и пилотами, что улучшает эффективность коммуникации и сокращает вероятность ошибок.[4]
  3. ADS-C (Automatic Dependent Surveillance-Contract): Эта технология позволяет авиационным службам отслеживать полеты и получать данные о самолетах в режиме реального времени.[5]
  4. Повышение автоматизации воздушного управления: Современные системы автоматизации воздушного движения стремятся к автоматическому управлению полетами, оптимизации маршрутов и минимизации человеческих ошибок.
  5. Использование искусственного интеллекта и машинного обучения: Технологии искусственного интеллекта и машинного обучения могут быть применены для анализа данных, прогнозирования траекторий полетов, оптимизации работы аэропортов и улучшения безопасности.

Использование авиационной электроники в оптимизации потоков воздушного движения предоставляет ряд значительных преимуществ:

  • Повышение безопасности: Системы авиационной электроники, такие как ADS-B и CPDLC, позволяют улучшить обзорность воздушного пространства и обеспечить более точное отслеживание положения воздушных судов. Это помогает предотвращать столкновения и другие аварийные ситуации.
  • Эффективное использование воздушного пространства: Авиационная электроника позволяет оптимизировать маршруты полетов, учитывая текущие условия воздушного движения, погоду, аэропортовые ограничения и другие факторы. Это способствует уменьшению задержек и повышению проходимости воздушного пространства.
  • Сокращение времени полета и экономия топлива: Благодаря оптимизации маршрутов и использованию более эффективных методов управления полетами, авиационная электроника позволяет сократить время полета и снизить расходы на топливо.
  • Улучшение коммуникации и синхронизации: Системы авиационной электроники обеспечивают надежную цифровую связь между диспетчерами и пилотами, что способствует более эффективной коммуникации, согласованию действий и устранению недопониманий.
  • Автоматизация процессов: Использование авиационной электроники позволяет автоматизировать ряд процессов, что уменьшает необходимость человеческого вмешательства и снижает вероятность ошибок.

Вызовы и перспективы развития систем автоматизации воздушного движения представляют собой важные аспекты в современной авиации. Ниже рассмотрены некоторые из них:

  • Вызовы:
  1. Кибербезопасность: С увеличением количества цифровых систем и связанных с ними данных возрастает угроза кибератак и хакерских атак. Обеспечение безопасности автоматизированных систем воздушного движения становится все более актуальной задачей.[6]
  2. Интеграция новых технологий: С развитием новых технологий, таких как беспилотные воздушные суда (БПЛА), дроны и электрические воздушные такси, необходимо интегрировать их в существующие системы управления воздушным движением, что представляет технические и организационные вызовы.
  3. Обучение и подготовка персонала: С развитием автоматизированных систем требуется обучение персонала для работы с новыми технологиями и системами. Это требует значительных инвестиций и времени.
  • Перспективы:
  1. Использование искусственного интеллекта (ИИ): Внедрение ИИ в системы автоматизации воздушного движения позволит повысить эффективность принятия решений, оптимизировать маршруты полетов, улучшить прогнозирование погоды и другие аспекты авиационной деятельности.
  2. Развитие систем беспилотных воздушных судов: Беспилотные воздушные суда представляют собой перспективное направление развития авиации. Их интеграция в системы автоматизации воздушного движения может повысить безопасность, эффективность и экономичность авиаперевозок.
  3. Улучшение связи и обмена данными: Развитие технологий связи и передачи данных позволит обеспечить более надежную и быструю коммуникацию между воздушными судами, диспетчерами и другими участниками авиационного процесса.
  4. Создание единой автоматизированной системы управления воздушным движением: Интеграция различных систем управления воздушным движением в одну общую платформу может значительно упростить и оптимизировать процессы управления воздушным пространством.

Развитие систем автоматизации воздушного движения представляет собой важную задачу для современной авиации. Несмотря на вызовы, такие как кибербезопасность и интеграция новых технологий, перспективы включают использование искусственного интеллекта, развитие беспилотных воздушных судов и улучшение связи и обмена данными. Создание единой автоматизированной системы управления воздушным движением может значительно упростить и оптимизировать процессы в авиационной отрасли. Тем не менее, для успешной реализации этих перспектив требуется постоянное совершенствование и инновации.

Список литературы

  1. Авионика // AVIA.PRO URL: https://avia.pro/blog/avionika?ysclid=ltxd2zh9rd179858309 (дата обращения: 17.03.2024).
  2. Бортовая аппаратура // Wikital URL: https://ru.wikiital.com/wiki/Strumentazione_di_bordo (дата обращения: 17.03.2024).
  3. ADS-B // Википедия URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ADS-B (дата обращения: 17.03.2024).
  4. CPDLC - навстречу новым возможностям // Госкорпорация по ОрВД URL: https://gkovd.ru/press-centre/publications/2019/cpdlc-navstrechu-novym-vozmozhnostyam/?ysclid=ltxdsyykha811435589 (дата обращения: 17.03.2024).
  5. Автоматическое Зависимое Наблюдение-Контракт/ADS-C // Авиасистемы URL: https://npcas.ru/wiki/avtomaticheskoe-zavisimoe-nablyudenie-kontrakt-ads-c.html (дата обращения: 17.03.2024).
  6. Кибербезопасность в Гражданской Авиации // Международное Общественное Движение Аэронавигация Без Границ URL: https://ecovd.ru/kiberbezopasnost-v-grazhdanskoj-aviaczii/?ysclid=ltxdwegm5a626938470 (дата обращения: 17.03.2024).

Интересная статья? Поделись ей с другими: