Выводы и рекомендации.

Основываясь на исходных данных и полученных знаниях по моделированию, была разработана модель транспортной сети, представляющая собой орграф. Данная модель состоит из 8 вершин. Заданная интенсивность – , также заданы пропускные способности каждого ребра (μ), которые представляют собой маршруты движения ВС из одного пункта в другой. Стрелками задано направление движения ВС из вершины 1(исток) в вершину 6(сток) .

Целью данной курсовой работы является оптимизация процессов функционирования данной транспортной сети, рассматриваемой как систему. Необходимо определить допустимые значения характеристик процессов, происходящих на всех этапах функционирования, т.е. найти и поставить условия, при которых наиболее полно проявляется то или иное свойство системы.

Рассмотрение модели транспортной сети невозможно без применения схемы решения научно-производственных задач, ведь именно благодаря данной схеме возможно выявление проблем в исследуемом объекте, элементов, требующих преобразования, и, соответственно, задач для оптимизации их дальнейшего функционирования.

Приведем для наглядности схему решения научно-производственных задач. Определяем:

1. Область исследования.

2. Объект исследования.

3. Предмет исследования.

4. Проблема → цель → гипотеза.

5. Задачи и их решения.

6. Выводы и рекомендации.

Выводы и рекомендации являются конечным пунктом решения научно-производственных задач и отражают цель исследования данной области.

Функционирование системы УВД включает в себя следующие этапы:

1. Организация УВД

2. Планирование ВД.

3. Непосредственное УВД.

Каждый из этапов имеет ряд проблем, характеризующих совокупность определенных процессов, и связан с решением множества задач.

Рассмотрим данную транспортную сеть на трех этапах функционирования системы УВД.

1. Этап организации является важнейшим этапом функционирования системы УВД. Решения всевозможных проблем на данном этапе впоследствии оказывают влияние на главные показатели функционирования всей системы. Решаются проблемы деления ВП, размещения РТС, определяются размеры и конфигурация определенного объема ВП.

На этапе организации была разработана модель транспортной сети, представляющая собой ориентированный граф, построенный на основе исходных данных. Была задана интенсивность ВД и был присвоен вес ребрам, который означает их пропускную способность. Необходимо отметить, что данный орграф построен так, чтобы избежать пересечения ребер (для обеспечения безопасности), в реальной транспортной сети это практически неосуществимо.

Также на этапе организации были найдены маршруты, по которым может производиться движение воздушных судов. Таких маршрутов восемь. Эти маршруты имеют разную пропускную способность и длину. На этапе планирования будут рассмотрены эти маршруты и будет определен наивыгоднейший маршрут в соответствии с различными критериями оценки.

2. На этапе планирования решаются такие задачи, как распределение ВС по имеющимся маршрутам в соответствии с критериями оптимизации потока в транспортной сети, такие как безопасность, экономичность, регулярность, которые определяют эффективность ИВП.

Рассчитаем длину маршрутов транспортной сети. Будем исходить из значений минимальных интервалов продольного эшелонирования в случае, когда ВС следуют друг за другом на одном эшелоне (высоте). Этот интервал равен 30 км.

Маршрут	Длина
[s,2,3,t]	420 км
[s,2,4,3,t]	600 км
[s,2,4,t]	450 км
[s,5,2,4,t]	480 км
[s,5,4,t]	480 км
[s,5,4,3,t]	630 км
[s,7,t]	540 км
[s,5,7,t]	960 км

Самый короткий путь - [s,2,3,t] - является и самым безопасным (не имеет пересечений с другими маршрутами следования ВС). Но этот маршрут обладает сравнительно низкой пропускной способностью. Несмотря на это, принимаем путь [s,2,3,t] за наивыгоднейший. Самый длинный путь - [s,5,7,t] – обладает наибольшей пропускной способностью, его использование выгодно, но не вполне безопасно, т.к. имеются пересечения этого маршрута с двумя другими: [s,7,t] и [s,5,4,t] в пунктах 7 и 5 соответственно.

Так как эффективность использования воздушного пространства складывается из безопасности ВД, регулярности ВД и экономичности, то можно декомпозировать её на составляющие и рассматривать каждый критерий эффективности по отдельности.

Данная транспортная сеть удовлетворяет критерию безопасности. Задействованы четыре маршрута, из которых три имеют общий участок пути. Неиспользование одного из этих путей увеличит безопасность ВД, но экономичность будет значительно снижена. Выбирая вариант из числа нехудших, остановимся на задействовании всех выбранных в расчетной части маршрутов.

Интенсивность ВД ни на одном участке не превышает пропускную способность (соблюдена безопасность). С учетом того, что фактическая плотность не будет превышать располагаемую, не будет задержек рейсов, нарушений в расписании движения ВС, и, следовательно, не будет нарушаться регулярность ВД. Время нахождения ВС в зоне будет минимальным.

Исходя из полученного решения данной задачи, можно сделать вывод, что данная транспортная сеть задействована не полностью. Поток ВС распределен только лишь по нескольким маршрутам. Это маршруты:

[s,2,3,t] =2 BC

[s,5,4,t] = 2 ВС

[s,7,t] = 8 ВС

[s,5,7,t] = 3 ВС

Маршрут [s,7,t] является маршрутом с наибольшей пропускной способностью. По этому маршруту поток 8 ВС. Исходя из критерия безопасности, нехудшим вариантом является маршрут [s,2,3,t]. Маршруты [s,5,4,t] и [s,5,7,t] имеют общий участок пути, расположенный между вершинами 1 и 5 орграфа( модель транспортной сети). Маршруты [s,7,t] и [s,5,7,t] также имеют общий участок пути. Увеличение эффективности использования транспортной сети возможно только при использовании маршрутов, имеющих общие участки пути. Участки с небольшой пропускной способностью не дают возможности использовать транспортную сеть по максимуму. Это такие участки, как[3-6],[4-6].

Вершина 8 данного орграфа не имеет никаких других соединений, кроме как с вершиной 7. Этот участок не является звеном какого-либо маршрута. Таким образом, нерационально использовать данный участок [7-8] для полетов ВС из S в t. Поэтому, рассматривая всевозможные пути из S в t, участок [7-8] задействован не был. Необходимо отметить, что пункт 8 данной транспортной сети может быть использован как запасной пункт. Например, привязывая данную модель транспортной сети к реально существующей транспортной сети, пункт 8 может быть запасным аэродромом или обходным пунктом в случае грозы, так как имеет достаточно “удобное” положение между S и t (вдоль маршрута [s,7,t] ).

Необходимо отметить, что пропускная способность этой сети зависит от пропускной способности всех её элементов, так как можно рассмотреть транспортную сеть как систему, состоящую из множества связанных между собой элементов. Например, минимальная пропускная способность участков трасс [4-6] и [3-6], равная 2 ВС, как раз ограничивает возможность всей системы.

Из-за таких элементов недопустимо использовать более эффективно возможности других участков, таких как [1-2], [5-4], [5-7], которые обладают высокой пропускной способностью. Другими ограничениями по пропускной способности могут быть: объем ВП, используемый для полетов ВС, использование РТС и “пропускные способности” диспетчера(оператора), которые обычно являются главным элементом, ограничивающим пропускную способность транспортной сети.

Как результат, на этапе планирования был найден общий потенциал сети – 15 ВС.

3. Этап непосредственного УВД является наиболее сложным этапом. На данном этапе происходит непосредственное управление ДВО. При этом диспетчер проводит сбор, обработку, отображение и выдачу информации. Главным результатом является принятие решений, путем которых диспетчер воздействует на управляемый объект с целью определения его движения в данной зоне. В транспортной сети управляемыми объектами являются воздушные суда, движущиеся по маршрутам. На данном этапе как нельзя лучше проявляется синергия деятельности человека и машины.

Эффект от совместной деятельности человека и машины (при введении АС УВД) - это снижение загруженности диспетчера, и, как следствие, больше располагаемого времени на принятие решения и более адекватное восприятие обстановки. Диспетчер, имея достаточное количество времени на анализ ДВО, с меньшей вероятностью допускает ошибку при непосредственном УВД.

Сложность принятия решения обусловлена необходимостью учета множества факторов диспетчером, т.о. при внедрении АС УВД диспетчер располагает большим временем на сравнительный анализ всех имеющихся вариантов и принятие решения. Если система управления автоматизирована, то автоматическим устройством выполняется часть функций лица, принимающего решения (диспетчера), а если неавтоматизирована, то операции по УВД и функции выполняются человеком (диспетчером).

Управление воздушным движением делится на оперативное (текущее) и тактическое.

При оперативном УВД происходит непосредственное управление ДВО в воздушном пространстве, а при тактическом УВД разрабатывается стратегия выполнения диспетчером технологических операций по УВД.

При непосредственном УВД большую роль играет такой показатель функционирования, как загруженность диспетчера. Существуют факторы, влияющие на загруженность диспетчера, такие как: интенсивность ВД, летно-технические характеристики ВС, уровень автоматизации процессов УВД. Существует такое понятие, как нагруженность диспетчера. Это понятие включает в себя не только загруженность диспетчера, но и психологическую составляющую.

Тяжелая рабочая обстановка, переутомляемость, микроклимат в коллективе - все эти факторы оказывают влияние на психологическое состояние специалиста по УВД.

В качестве примера рассмотрим грозовой фронт на маршруте следования ВС, поясним происходящие при этом процессы и психологическое состояние диспетчера при возникновении данной ситуации.

Грозовой фронт является тем событием, о котором знать заранее невозможно, таким образом, диспетчеру не предоставляется возможности заблаговременно обдумать действия по управлению ВД при его возникновении.

Рассмотрим возникновение грозового фронта на маршруте следования ВС

[s,2,3,t]

Задача диспетчера – безопасно распределить поток ВС по другим маршрутам. В данной ситуации диспетчер может отправить поток ВС по маршруту [s,2,4,3,t], который проходит на безопасном удалении от грозового фронта. Поток ВС при этом не нарушит движения ВС по другим маршрутам. Будет увеличен расход топлива и время нахождения в зоне, но это является необходимой мерой для обеспечения безопасности ВД. Нельзя забывать о том, что диспетчер не будет располагать достаточным количеством времени на анализ ДВО и поиск оптимального решения. Вследствие этого будет выше нагруженность диспетчера, быстрее наступит переутомляемость. Таким образом, возникновение таких ситуаций заставляет принимать решения за более короткий промежуток времени.