ترافیک هوایی و کنترل آن

مقدمه:
1-1نقطه آغازین پروژه : تجارت بدست آمده در پروژه پیشین
طرح کوتاه مدت MATبرای رفع اتفاقات تعدادی برای گروه تحقیقاتی SPITRAS بوده که اولین پروژه، متخص مشکل ترافیک هوایی وکنترل آن در محدوده فضای فرودگاه درمواقع مساکن اوژانسی در زمان هواپیماربایی درزمان عملیات هایی درداخل محدوده فضای فرودگاه است .در مواقعی که تهدید جدی متوجه هواپیما های عادی است .نتایج حاصل ازاین تحقیق درTAok 1-Addendum – 1993 آورده شده است . پروژه اولیه براساس نتایج تئوریک ، طراحی وتکنولوژیکی بوده که در حین تحقیق به آنها رسیده است. پروژه شماره PP 1993 # که از سال 2000به انجام آن پرداخته شده است .
-نتایج بدست آمده در تحقیق مربوط به MAT بصورت زیر است:
-ساختار نمونه ای یک فضای فرودگاه که بعنوان یک مطالعه موردی برای بررسی وتوضیح طرح کلی وراه حل هی ساختاری بکاررفته بود. ساختار آن براساس چارچوب اطلاعات مربوط به پروژه که دارای ساختار فرمال است شکل گرفته است. مهمترین خصوصیات شامل حل ورفع خودکار محدودیتهایی است که توسط فضای فرودگاه اعمال می شود وناشی از استفاده وساده سازی قوانین و خصوصیات فرمال مرتبط باآن بعنوان بستری برای آزمایش در تحقیق بکار گرفته شدند.
-فرضیات منطقی وساده سازی های مشکلات مربوط به رفع تصادفات هوایی ومشکلات مربوط طرح وابزار شده اند ومشکلات اعلام شده مطالعه یکی وبررسی خصوصیات مشکل را وخصوصیات مربوط به الگوریتمهای رفع مشکل را ساده تر می کند.
– طرح کلی رفع تصادفات هوایی برمبنایscenario knowledge Base ومدل فرمال مربوط به حرکات هاب محدود هواپیمایی که تحت محدودیتهای تعیین شده گسترش می یابد .این مدلها بعنوان پایه ای برگسترش وانجام کار آمد الگوریتم های تصادم بکار می روند.
-الگوریتم رفع تصادم های هوایی بطور خاص برای عملکرد هایM-A طرح ریزی شده اند.این الگوریتم را می توان بعنوان اولین نمونه برای مطالعه رفع تصادمات که بعنوان پایه ای برای ساخت یک الگوریتم واقعی برای رفع تصادمات بکار برد.
-تعیین رسمی وفرمال مدل metaاز سیستم MAنقشهای مختلف را درسیستم تویف می کرد وپروتکل های مربوط به تصادمات آنها وپیغامها .همچنین تعیین رسمی سرویسهای که توسط گروههای agentدر طراحی پروژه از ارائه می شود ومربوط به رفع تصادم در این سیستم می شود هر دراین مدلهای نرمال شامل طراحی سیستم MA دررفع تصادمات هراین است که به زبان ساده بررسی شده است.
2-1 مقایسه پروژه های 2006 ومورد گزارش شده:
این مقایسه بصورت خلاصه در جدول 1 ارائه شده است
آنالیز جدول نشان می دهد که اکثر موارد ساده سازی وفرضیات بطور عمده حذف ویا تعضیف شده اند .هم اکنون مدل مفهومی مربوط به حرکت هواپیما به حالت واقعی آورده می شودحرکتهای هواپیما را باتوجه به تواناییهای تکنیکی آنها که شاملoff-path jogging maneuverمی شود و….. را درنظر می گیرد نتیجتاً leg در زمانهای مختلف میتوانند ابعاد جدیدی را در زمینه کنترل هواپیما وفضای فرودگاه ارائه دهد.
پروژه های 2006 و 2007
پروژه 2005
حذف خدمات هواپیما ممکن است با سرعت های متنوع پروازکنند براساس توانایی های تکنیکی خودشان و علاوه بر این سرعت یک هواپیما بستگی به ارتفاعش دارد .
همه هواپیماها که شامل هواپیماهای ربوده شده نیز می باشند. دارای سرعت ثابت مشابه و توانایی اوج گیری مشابه هستند .
حذف شده – بخاطر ساده سازی قبلی این مورد حذف شده است
هر leg در ناحیه نگه دارنده و حلقه فرود در فرودگاه دارای یک زمان میانی هستند که هواپیماآنرا صرف طی مسیر از نقطه ورود به خروج می نماید
حفظ شده است – اما تنوع هواپیماهای ربوده شده و رفتار های آنهابطور خاصی افزایش یافته است
هواپیمای ربوده شده می تواند در هر مسیری حرکت کند و درهر ارتفاعی و هماهنگی با مسئول تعیین مسیر ندارد امادر رفع تصادفات فرض شده است که در آینده در نظر گرفته شده است که هواپیمای ربوده شده با فرم حرکتی ثابتی حرکت می کند
تضعیف شده – یک هواپیما می تواند هر موقعیتی را در یک legو یا دایره نگهداری داشته باشد
هر leg و هر orbit ا زطریق ارتباطات نقاط ورودی مربوط به خطوط اصلی تعیین شده اند
تضعیف شده – استانداردهای جداسازی بصورتی انعطاف پذیر تعیین می شوند و با امنیت و سیاستهای مرتبط با آن که وابسته به عوامل مختلفی است و براسا سقوانین در مواقع خاصاست تعیین می شوند
فقط منع شده در اطراف هواپیمای ربوده شده که سایر هواپیماهای عادی هرچه سریعتر باید ازآنها خارج شود بدین صورت مشخص شده است فضای مثبثی داخل با طول و عرضهای داده شده (100 مایل 500 متر) و در مقابل هواپیمای ربوده شده تا طول ثابت( مثلاً طول 10 مایل )
حذف شده – انتقالهای مجاز و غیرمجاز برای هواپیماهای عمومی از موقعیتهای کنونی(slate) از طریق سیاستهای امنیتی تعیین می شود مفاهیم فضای فرودگاه ساختار و "گره node " در اینجا بکار گرفته نمی شود
انتقال هواپیما از موقعیت کنونی اش ( حالت , گره؟) به حالتی دیگر ممنوع است : – هم اکنون توسط هواپیمای دیگری اشغال شده باشد- را یک منطقه ممنوع دارای نقاط مشترک باشد – بخاط توپولوژی فرودگاه ممنوع شده است
حذف شده – تنها موقعیتی که مرتبط با هواپیمای ربوده شده و ناپدید شدن آن است قابل قبول ومجاز است درحالیکه تغییر سیاستهای امنیتی و حفاظتی براساس قوانین در موقعیت لازم انجام می شود
طرح ریزی برنامه ریزی اجرای طرح و … بصورتی خارجی و بر مبنای موقعیت هستند
نگه داشته شده – قبول بودن این شاده شازی را باید با شبیه سازی بررسی کرد وقتی یک برنامه نرم افزاری اولیه در مورد MA توسعه داده شود .
فاصله های زمانی مورد نیاز برای agent ها تا فضایی مورد نیاز را برایخلبان فراهم کنند و از تصادم جلوگیری کنند بسیار کوتاه است . قانونی بودن یک ساده سازی چک نشده است
حذف ششده – هیچ داستان و قضیه ای وجود مدراد که در آن این اطلاعات توسط ربایندگان مورد استفاده قرار گرفته باشد
هواپیما ی ربوده شده از موقعیت و حرکت سایر هواپیماها در داخل فضای فرودگاه اطلاعی ندارد
حذف- برای هواپیمایی که به فرودگاه می رسد زمان ورود و نقطعه ورود پیش بینی می شود
حرکتهای هواپیما در فضاهای خارجی در نظرگرفته نمی شود
حفض شده
ورود هواپیما از فضای خارجی – فضای فرودگاه از طریق نقاط ورودی (بخشهای sector ) ثابت و جهات ثابت )
حذف- این موقعیت ها از طریق سیاستهای امنیتی مدیریت می سوند
تنها یک هواپیما د رچکleg خاص می تواند قرار گرفته باشد در یک ناحیه نگهداری ، حلقه فرود و یا مسیر حرکت (run way)
حذف- هواپیما میتواند runway دهای متعددی داشته باشد
هواپیمای دارای دو runway است
حذف شده
میزان سوخت هر هواپیما که شامل هواپیمای ربوده شده نیز هست بر مبنای زمانی که قادر به حرکت بصورت safe است در نظر گرفته شده است
نگه داشته شده
هواپیمای ربوده شده (HA) می تواند از هر trajectory حرکت کند

اگر چه که پروژه قبلی هیچ گونه محدودیتی برروی رفتار هواپیمای ربوده شده اعمال نشده بود وتنها مورد مربوط به حرکت متحد شکل با سرعت وconrse ثابت بوده این موارد شبیه سازی شدند. اگر تنوع رفتاری هواپیمای ربوده شده در نظر گرفته شود این فقیه -دنیای واقعیت نزدیکتر خواهد شد.
پروژه 2005 حرکتهای هواپیمارادر راستای خط مرکزی مربوط leg یاصفحه (دایره) درنظر گرفته است. این تحقیق این نکته لازم را تضعیف نموده در حالیکه به هواپیما اجازه میدهد که در راستای هر trajectory درمحدوده فضایی که بهlegویا چرخه انتظار تعلق دارد نگه داشته شود.
ویژگی همه تحقیق حاضر آن است که استاندارد های جداسازی براین مبنا درنظر گرفته شده اند که بر مبنای موفقعیتها وسیاستهای سخت گیرانه امنیتی هستند. درعوض درتحقیق قبلی استاندارد های جداسازی برمبنای عناصر ساختار فضای فرودگاه مستقل از طول (length) آنها در نظر گرفته شده بودند
نتیجتا درحالیکه ازسیاست امنیتی این چنین استفاده می شود.
فضای فرودگاه به طور کارآمد مورد استفاده قرار نمی گیرد اما یکی سازی استاندارد های جداسازی کارساده تری می باشد نسبت به چیزی که دراین جا بدان اشاره شده است .خوشبختانه درمورد آخر فضای فرودگاه بصورت کارآمد تری قابل استفاده می باشد .
مدل طراحی شده درتحقیق گزارش شده غالبا از طریق حوادث داخلی که توسط agentهایی که خلبانان را یاری می دهنداتفاق افتاد.انجام شد طراحی شده است. علاوه براین محدودیت مربوط به run wayنیز صرف شده اگر چه که در مطالعه موردی انجام شده ، فرودگاه JFK بعنوان محلی که دارای دو run way است درنظر گرفته شده است عمدتانوآوری های دیگری نیز دراین تحقیق وجود دارد .ازمیان آنها این است که فرودگاه های واقعی بعنوان مطالعه های موردی بکار رفته اند واطلاعات واقعی برای ارائه بعضی جنبه های مشکل استفاده شده اند که در ادامه بطور کامل به آنها مشاوره خواهد شد. بعنوان نتیجه گیری می توان بیان کرد که بیان مشکل ورودیکرد های مرتبط ومدلهایی که بیان شده اند این تحقیق را متمایز از موارد ارائه شده در طرح 2005 نموده وکلا مشابه واقعی است.
-2-اطلاعات الهی وواقعی که نشانگر اجزا خاص مربوط به رفع تصادمات هوایی هستند واطلاعات ساختاری مرتبط
این بخش به ارائه مواردی که برای toak 1درنظر گرفته شده است برای work planمی پردازد به توضیح مفهومی درباره مفاهیم اساسی که برای تعیین محیط واقعی وساختار های مختلف مورد نیاز هستند می پردازد مفاهیم ذکر شده گونه وچگونگی بروز آنها در data baseحاصل از موارد زیر است:
1-اسناد دولتی اعلام شده ({ ICAO DOC -4444} { ARINC-424})
2-تخصیص domainدرحوضه کنترل هوایی که فارغ التحصیل دانشگاه سن پترزبورگ می باشند.
3-فایل هاوdataهای مربوط به برنامه مشابه سازی پرداز در مایکرو سافت.
4-انتشارات علمی اخیرtomlin 1998
5- مطالب موجود دراینترنت (فرودگاه JFK )
مطالبی که در زیر ارائه می شود برگرفته وحاضر شده از منابع ذکر شده در بالا است.
1-2 تکنولوژی فضای هوایی فرودگاه:
مفهوم پیشرفته توپولوژی فضای فرودگاه مربوط به تعیین عملکرد هواپیما در داخل محدوده فضای فرودگاه است.
مفاهیمی درراستای امنیت وسیاستهای امنیتی نیز دراین راستا بروز می یابند که بعنوان پارامتر های اساسی درکنترل هواپیما محسوب می شوند .توپولوژی فرودگاه به چگونگی ترافیک هوایی ارتباطی ندارد که موارد چون موقعیت کنونی ، سرعت ، توپولوژی فرودگاه سطح بالایی از مفاهیم اساسی است که محدودیت هایی بر مسیر های پرواز اعمال می دارد
1-1-2 مفاهیم اولیه اساسی وساختارهای آنها وجدولها
صفحه 9=شکلهای 1-2، 2-2، توپولوژی فضای فرودگاه را نشان می دهد.
(بصورتهای افقی وعمودی ) در محدوده شده نیویورک که دارای 3 فرودگاه است . وشکل 3-2 نیز ناحیه نزدیک شدن(approsch zone)را در محدوده فرودگاه JFKنشان می دهد بطور کلی توپولوژی فضای فرودگاه به 2 ناحیه کلی تقسیم می شود :(i)ناحیه رسیدن (II)ناحیه نزدیک شدن ناحیه رسیدن به طرح رسیدن(Arrival xcheme)که بعنوان مثال در شکل 1-2 نه مورد از arrival schemeها نشان داده شده تقسیم می شود هر ASدر نقاط درودی در فرودگاه شروع می شود. وبصورت یک سری از legها نشان داده می شود که به holding area (ناحیه انتظار) ختم می شود.ناحیه approachشاملapproach schemes می باشد. این طرحها درشکل 1-2 نشان داده نشده اند چرا که مقیاس آن کوچک است.هر app.xcheme بایک نا حیه ورودی (به ناحیه درودی) شروع می شود خود شامل legهایی است و run wayفرودگاه را تکمیل می کند.
scheme(طرحها) حرکت درداخل approach zone را می توان به 2 گروه تقسیم بندی کرد (i) طرحهای appoachاستاندارد (II)که مربوط به بروز دوگونه اتفاق غیر عادی است( مشکل تکنیکی ، موفعیت غیر پیش بینی شده در مورد کنترل ترافیک هوایی ، هواپیما ربایی و….)
بعنوان یک قانون در موارد گمشده استفاده از فضاهای نگه دارنده (holding orbite)ضروری است . مسیرهای عبور باعث تغییر نقاط رسیدن ونقاط درود در طرحهای نزدیک شدن approach schemeمی شوند . بعنوان یک قانون هر طرح رسیدن توسط تعدادی طرحهای نزدیک شدن محدود(bound)می شود .بصورت کلی طرحهای عبور برای تغییردادن طرحهای رسیدن بکار می روند .شکل2-2 طرحهای حرکت وجابجایی را (رسیدن ونمویمت کردن ) را نشان می دهد که در صفحه عمودی نشان داده شده اند . در سمت چپ در راستای محور عمودی مقیاس echelon(از5تا 000/30feet با quantizationکه معادل 1000 feetاست.)
ارائه شده است .در این شکل طرح افقی یک طرح رسیدن ومسیر نزدیک شدن که از طریق shank وFRILL می گذرد نشان داده شده که نقاط نیز بارنگ قرمز مشخص شده اند. خصوصیات توپولوژی فضای فرودگاه echelonهای مجاز را معین می نواید که همان ار تفاع مجاز برای legهای خروجی برای گونه های TF,CF,IFاست بعنوان مثال در حالیکه در حال عبور از نقطه SHANKاست هواپیماها مجاز استفاده از echelon بین 000/24تا000/30 feetمی باشند .اگرlegاز نوعCFویا TFباشد نقطه خروج آن ممکن در شرایطholding area محدود شود. بطور خاص تماس legهای مربوط به طرهای رسیدن که در شکل2-2 نشان داده شده بصورت CCC تعیین شده اند توسط ناحیه انتظار (holding area)محدوده شده اند.
خصوصیات توپولوژی فضای فرودگاه شامل طرحهای خروجی (departure)نیز هست .آنها با یک run way شروع به یک نقطه خروجی در فضای فرودگاه ختم می شوند. از آنجاییکه براساس خصوصیات عملکرد هواپیما، سرعت اوج گیری بیشتراز سرعت پایی آمدن است نقاط خروجی هواپیما (exit) در طرح خروجی در صفحه افقی بین نواحی رسیدن ونواحی نز دیک شدن (approach)تعیین شده اند.

2-2 گروهبندی هواپیماها:
گروهبندی هواپیما ها بخاطر خصوصیات متنوعی که دارند مشکل است .هواپیما ها دارای سرعتهای برخاستن ونشستن متنوعی هستند ، تجهیزات هدایتی متنوع ، وزنهای متنوع ،… هستند که این همه در کنترل ترافیک هوایی اهمیت دارند .دراین تحقیق از گروهبندی ارائه شده در جدول 1-2 استفاده شده است سایر خصوصیات هواپیماها نیز دارای اهمیت است .بعنوان مثال بعضی خصوصیات مانند طول زمان take offوفاصله مربوط به landing، وزن maximal acceleration، نیز پر اهمیت هستند که همگی بر برنامه ریزای ها برای پروازها تاثیر گذار هستند .اما درتحقیق حاضر از بعضی از معیارهای ذکر شده در بالا چشم پیش شده تا مراحل کار ساده تر شود:
1-هدف اصلی این پروژه الگوریتم multi-agentتکنولوژی برای رفع تصادمات هوایی است و این طور بنظر می رسد صرف نظراز بعضی معیارها برای ساده سازی تاثیری بر الگوریتم اصلی نخواهد داشت
2-اینگونه ساده سازی ها مدسازی هواپیماوحرکتهای آن را بسیار ساده تر می نماید
3- ساده سازی ها رامی توان رفع کرد در صورت نیاز .
4- گسترش مدلی واقع گرایانه از فضای ایمن که سرعتهای مختلف را نیز در نظر گرفته است با در نظر گرفتن minفاصله مجاز بین هواپیماها ضروری می نماید.

3-2مدل موقعیت مربوط به ترافیک
1-3-2 برنامه ورود-خروج هواپیما :
درموقعیت مربوط به رفع تصادم هوایی اینگونه در نظر گرفته شده است که پیش از لحظه ای که هواپیما ی ربوده شده در فضای فرودگاه ظاهر شود مرکز کنترل هوایی در حالت عادی در حال فعالیت است یعنی که ورودها وخروج ها بصورت نرمال در حال انجام هستند. اطلاعات مربوط ورود وخروج هواپیما بهمراه اطلاعات مربوط به نوع هواپیما اطلاعات ورودی (input)مربوط به مدل مربوط به موفقعیت -ترافیک را فرم می دهند .اطلاعاتی که مر بوط رسیدن هر هواپیما است شامل داده های زیر است:
-کلاس هواپیما
-نقطه ورودهوایپما به فضای فرودگاه
– ارتفاع نقطه ورود
-زمان ورود
-run way مربوط به مقصد (destination)
اطلاعات مربوطه به هواپیمای که در پی خروج است بصورت زیر است:
-کلاس هواپیما
– run wayمربوط به take off
– زمان take off
– نقطه خروج از فضای فرودگاه
2-3-2 موقعیت جوی:
موقعیت جوی بعضی محدودیتهای دیگری بر پرواز ها تحمیل می کنند .اگر شدت باد از حدی فراتر دود بعضی از run way ها را نمی توان استفاده نمود که نتیجتا بعضی عوامل مر بوط به شححقخشزا برای هواپیما نیز بسته خواهد شد. هوای شدیده نیز باعث بعضی محدودیت ها می شود.
4-2 نکات مربوط به فصل :این فصل به ارائه اطلاعاتی مربوط به task برای project work plznپرداخت
3- مدل مفهومی وافع گرایانه بدای فضای ایمن هوایی
1-3 استاندارد های جداسازی
1-1-3 الگوهای رفتار دوجانبه برای هواپیما های نرمال وخصمصیات تعیین کننده :ایمنی استاندارد های جداسازی برای هواپیما های مختلف برمبنای امنیت وایمنی وقتی به تعیین سیاستهای امنیتی مختلف برمبنای موفقعیتهای مختلف می پردازیم متنوع مختلف است. اول استاندارد های جداسازی را درنظر می گیریم وسپس به شکل هی سیاستهای امنیتی قانون مدار خواهیم پرداخت.
حرکتهای افقی هواپیماها باechelonهای مختلف :علامتی که میزان کمینه قابل قبول برای فاصله عمودی بین دو هواپیما ی نرمال را که در حال پرواز افقی هستند باDA نشان می دهیم (شکل4-3)
پس گیری حرکتهای هواپیما در echelonارتفاعی مشابه: علامتی که استانداردهای جداسازی را دراین زمینه تعیین می کند بدین صورت است : min-DBفاصله طولی است در راستای خط محوری legها شکل(5-3) وmin-DCفاصله بین trajectoryمربوط به هواپیماست که در جهت های orthogonal در راستای محور طولی اندازه گیری شده است.
حرکتهایTrasverseبرای هواپیما هایی با ارتفاع echelonمشابه:اینگونه تخته می شود که هواپیما در حال حرکت در راستای cross cut trajectory است اگر اندازه زاویه بین trajectory در صفحه افقی بیشتر از 70 وکمتر ا110درجه باشد(شکل3.6).DD این میزان فاصله را نشان می دهد که این فاصله بین هواپیما تاtrajectoryنفطه قطع شده است وقتی یکی از هواپیما ها به نقطه عبور (تقاطع)(crossing point) رسیده باشد.
حرکت هواپیما که یکی از انها در حال تغییر ارتفاع echelonاست اینگونه گفته می شود که حرکت های سر (head motions) اگر یکی از هواپیماها بصورت افقی در حال حرکت با دارد در حالیکه دیگری در حال اوج گیری ویا کاهش ارتفاع است با سرعت افقی VA زاویه بین هواپیمایی که در حال افقی در حال حرکت است وprojectory مربوط به هواپیمای دیگری به سمت افقی بیشتر از 110 در جه است .فاصله DEمربوط به فاصله افقی بین هواپیماهاست وقتی یکی از آنها به نقطه عبور(تقاطع )trojectoryرسیده باشد2 نکته باید در این مشخص شود:
1-هواپیمایی که زودتر به نقطه تقاطع می رسد آن هواپیما یی است که درحال تغییر echelonاست
2-هواپیمایی که زودتر به نقطه تقاطع می رسد آن هواپیمایی است که بصورت افقی در حال پرواز است تفاوت بین این دو مورد DEاست که مورد اول باید بزرگتر از مورد دوم باشد. مقادیرDE2, DE1,DE رادر نظر می گیریم درشکل 7-3و8-3 ، باید توجه شود که مقادیر قابل قبول برایDE2, DE1, DE بصورت کلی بستگی به مشخصات مربوط موقعیتهای مختلف کنترل ترافیک هوایی دارد. درسیستم ضد تصادم هوایی multi-agentنرم افزاری که درحال ترسیم است از ارزشهای قابل قبول برای فواصل ذکر شده پیروی می کند.
DA= 300 km
Km 10 در ناحیه رسید و در ناحیه approach =DB
10 km در ناحیه رسیدن و 5 km در ناحیه approach = DC
20 km در ناحیه رسیدن و 10km در ناحیه approach DD=
30 km در ناحیه رسیدن اگر VA<10m/per و 60 اگر VA = DE1
15 km اگر VA<10 و 30 اگر VA = DE2
2-1-3خصوصیات مرتبط به ایمنی در موارد مربوط به هواپیماربایی:
خصوصیات مشابهی برمعین کردن استانداردهای جداسازی بین هواپیماهای معمولی وربوده شده تامین می کند .ازاین موارد امنیت تحت عنوان سیاست امنیتی یاد می کنیم تابین امنیت بین یک موقعیت نرمال برای یک هواپیمای نرمال وامنیت برای یک هواپیمای نرمال درزمانی که مورد از هواپیماربایی نیز وجوددارد تفاوت قایل شده باشیم .تفاوت اصلی بین ایمنی وسیاستهای ایمنی آن است که ارزشهای ومقادیر قابل قبول برای موارد ذکر شده در مورد مربوط به سیاست امنیتی در این تحقیق تا2 برابر افزایش می یابد.
2-3 تحلیل ترافیک هوایی در حالت نرمال
1-2-3 ساختار ترافیک هوایی نرمال : اصول کنترلی هوایی تاحدودی آزادی عمل برای حرکتهای مجاز برای هواپیماها قایل می شوند در نواحیapproach وarrival هستند باارائه بعضی امکانات مانند مانوردادن اما میزان این آزادی در نواحی مختلف متفاوت است. نکاتی که در زیر ارائه می شود پایه اصلی برای گسترش سیستم ضد تصادم چند عامله را در مرحله تحلیل تشکیل می دهند . قبل از تحلیل اصول ساختارترافیک به معرفی مفهوم legکه منابع 19supplementبرایARNC Specification ارائه شده است می پردازیم یک legنمایانگر یک legاز نوع داده شده است.اطلاعات ارائه شده نشان می دهد که 23گونه از legهای استانداردراارئه می دهد در این مرحله از تحقیق فقط IF legوCF legوHF legبرای تعیین توپولوژی فرودگاه بکار رفته اند.
ناحیه رسیدنArrival Zone( شکل 10-3)
-هرleg،echelonشده است بدین معناکه شامل زیر legهایی می باشد (sub-leg) که ارتفاعهای مختلفی را دارهستند.
– trajectoryیک هواپیما که در حال حرکت در راستای یکlegاست ممکن است درحدود خط محوری باشد اگر حفظ استاندارد هاس جداسازی ملزومی باشد بخاطر سیاستهای امنیتی.
– دربعضی موقعیتها به دلیل امنیتی یه هواپیما از طرحهی حرکتی استانداردپیروی نمی کند .اینگونه حرکتهای را vwctoryمی نامند که مربوط خروج ازleg بادیا بدون برگشت به آن است.
Holding zone ( نوع HF=leg)
-نواحی نگه داشتن در داخل نواحی arrivalقرادارند گرفتن یک ناحیه انتظار برای کنترل خصوصیات گذرا برای هواپیما های درحال رسیدن وبطور کلی برای کنترل بصورت کلی است. بطور کلی نواحی نگه داشتن (holding) درموارد مربوط به وقتی که تمامی echelonهای مربوط legهای بعدی توسط سایر هواپیماها اشغال شده باشد بکار می رود.
Approach zone(شکل 10-3)
Leg ها -بعنوان یک قانون legهای مربوط رسیدن echelon شده اند .leg هایی که به run way مرتبط ند بطور یگانه ای باقرار دادن ارتفاع ها بربالای هر نقطه مربوط به طرح approachتعیین می شوند .
-حرکت در داخل legهای pproach باید در راستای محورها انجام شوند در مواردی مثلاً وقتی هواپیما باید بصورت ملایم بچرخد (بگردد) باید از trajectoryخود منحرث شود از محور leg
-در بعضی موقعیتها تحت سیاستهای امنیتی یک هواپیما می تواند rectooingانجام دهد. اگر چه این تغییر باید بادقت انجام شود مخصوصا در زمانی که حجم بالایی از ترافیک در ناحیه approach وجود دارد.
Holding area( حلقه های holding)
-درداخل نا حیه aproach نواحی holdingتنها در طرحهای approachمشخص شده اند.
2-2-3 بعضی اصول ساختاری مربوط به مارد تصادم وبرخورد
توپولوژی فرودگاه برای تامین امنیت هواپیماهایی که ورود یا خارج می شوند بگونه ای طراحی شده که امنیت آنها را بصورت خودکار وبصورت پیش فرض در نظر گرفته وتامین می کند. بطور خاصاینگونه سایل را از طریق تحلیل وبررسی توپولوژی فرودگاه واستانداردهای جداسازی می توان بررسی نموداینگونه تحلیل ها برای فرودگاه های نیویورک بعنوان یک مطالعه موردی بکار رفته است.البته که هر فرودگاهی دارای خصوصیات خاص به خود می باشد .درادامه اصول ساختاری که ایمنی هواپیما را بصورت پیش برخی تامین می کند تحلیل خواهیم کرد .این مسئله از آنجایی که تحصیل بخشیدن کار کنترل پرواز والگوریتم جلوگیری از تصادم اهمیت داردشایان توجه است.
Arrival zone: برای یک جفت هواپیما که(a) دارای هدف نشستن هستند و(b)براساس طرحهای پروازی (scheme)در حال حرکت هستند ایمنی پیش فرض شده (on default)بصورت زیر تامین می شوند:
1case:هواپیما از طرحهای غیر همپوشان (non-overlaping) در ناحیه arrivalاستفاده می کند که بعضی طرحها دارای legهای مشترک نیستند.
2case: هواپیما از طرهای مشترک ویا همچون استفاده می کنند اماlegهای آنها مجاور هم قرار ندارند وlegهای نقاط مشترک وبرخوردندارد.
3case :هواپیماها از طرحهای مشترک ویا همپوشان استفاده می کنند واز legهای مجاور یا مشترک عبور می کنند اما درechelonهای مختلفی قرار دارند.
دراین حالت احتمال تصادم وجودارد:
4case: هواپیما (a)درپیlandingاست و(b) براساس (scheme)ها درحال سرعت است واز طرحهای مشترک وهمپوشان استفاده می کند ودر حال حرکت درlegهای مجاور ویا مشترک هستند وechelon مشابه نیز دارند. وآخرین حالت این است که هواپیماهاechelon مشابه دارند اما فرض کرده اند که هر دو آنها سرعت عمودی صفر دارند ویا یکی از آنها با سرعت غیر صفر عمودی در حال حرکت است در حالیکه در حال عبور از echelon هواپیما دیگراست در حالیکه آن هواپیما در حال حرکت افقی است.
5case: هواپیما (a)درحال landingاست و(b) یکی ویا هر دو آنها خارج از طرح (scheme)در حال پرواز است که این باعث vectoryیکی ویا هردوی آنها می شود.
Arrival zone: دراین ناحیه ترافیک تراکم پروازها بیشتر است پس برای کنترل آن روشهای دقیق تری مورد نیاز است .خصوصیت اصلی این ناحیه این است که دارای holding areaنیست البته بجزحالت missed approachکه تنها در مواقعی که بدلیلی هواپیما به ناحیهspproach رسیده ولی نمی تواند landingکند انجام می شود بدین صورت کنترل زمان درداخل ناحیه approachغیر ممکن است بدین معناکه وقتی یک هواپیما به ناحیه approachمی شود زمان پرواز آن تا نشستن تنها از طریق طرحapproach انتخاب شده قابل تعیین بوده وقابل تغییر با استفاده از نواحیbuffer نمی باشد .
اینکه به بررسی مدل نرمال حرکت هواپیما وفعالیت مربوط به جلوگیری از تصادم هوایی می پردازیم . اگر{s={s1, …. , sN مجموعه ای از طرحهای حرکتی باشد که ناحیه approachباشد وt(Sx)نشان دهنده زمان ورود یک هواپیما به طرح approachباشد یعنیSA Sxاگر SB,SAجفتی از طرحهای approachباشد که متعلق به مجموعه هستند این جفت را مستقل می نامند اگر برای میزان t(sA)وt(SB) برای ورود هر هواپیما که از طرح SB,SA approachاستفاده می کند ومتخلف از استاندارد های جداسازی برای آنها غیر ممکن است درغیر اینصورت آنها غیر مستقل خواهند بود.
وقوق اتفاعی که نشان دهنده تجاوز ویا سر پیچی از استاندارد های جدا سازی باشد توسط هواپیماهایی که از طرحهای غیر مستقل SAوSB استفاده می کنند بصورت شدیدی وابسته به تفاوت مقادیرمربوط به زمانهای ورود t(SA) وt(SB)است بعنوان مثال سر پیچی اتفاق می افتد اگر تفاوت زمانی بین t(SB),t(SA) کمتر از 1 min باشد و اتفاق نمی افتد اگر بیشتر از 1 min باشد . بنابراین برای هر جفت از طراح های approach غیر مستقل تابع ممنوعیت t(SA,SB)(Forbid)نشان دهنده مقادیر تفاوتهای زمانی ورودی ((B,A)={t(SA)-t(SB)}اگر t(SA)>t(SB)باشد اگر Aبعداز Bطرح وارد شود.و((A,B)={t(SB)-t(SA)اگر t(SB)>t(SA)اگر Bبعد از واردشود
رامی توان بکار برد تشخیص تماس جفتهای وابسته برای طرحهایSy,Sx approach برایتوپولوژی خاص فرودگاه بهرده محاسبه تابع ممنوعیت Forbid(t(Sx)/Sy)(که می تواند بصورت ماتریکس هم نشان داده شدند)می تواند بصورتهای مختلفی انجام شود با استفاده از شیوه شبیه سازی تابع Forbid (t(Sx)/Sy) و Sx,Sy مدلی موقتی برای استفاده همزمان از طرحهای وابسته (غیر مستقل)برای ناحیه approachراارائه می دهد.
مدل معرفی شده در بالا را می توان بعنوان جزیی از ساختار مربوط به کنترل ترافیک هوایی بکار برد:موقعیت ترافیکی کنونی (configuration)، درلحظه زمانی t0 توسط هواپیمایی Set In Apperکه در حین عملکرد درناحیه approachاست وtrejectoryهای مربوط به دوراز تصادم می باشد باتوجه به سیاستهای امنیتی .برای هر هواپیما یی Set InApprطرحهای approachوزمانهای ورودی (در ناحیه approach)شناخته شده اند.تابع Forbid(t(Sx/Sy)) محاسبه زودترین زمان برای هر طرح راتعیین می کند که می تواند توسط هواپیماها استفاده شود بدون تصادم با هواپیمایی از طریق Set InApprتنظیم شده است.
3-2-3 الگوهای رفتاری برای هواپیمای نرمال در شرایط نرمال:
توصیف مفهومی مدل نمونه ای از حرکت هواپیمایی نرمال که در پی landingاست شامل الگوهای رفتاری خاص است وهمچنین بعضی عملکرد هاوارتباطات با مسئولان کنترل ترافیک هوایی ، که در زیر طرحها اشاره شده :
ورود به فضای هوایی فرودگاه :
خلبان جدول کنترل ترافیک رااز رسیدن خودبه ناحیه arrivalآگاه می سازد وهمچنین در مورد ارتفاع ونقطه ورود نیز اطلاعات می دهد براساس موقعیت خلبان طرح رسیدن را ممکن است در یافت نماید ویا دریافت ننماید.
الگوی رفتاری در داخل محدوده arrival:
در داخل ناحیه رسیدن (arrival) هواپیمادر حال حرکت در راستای محور legها می باشد در طی حرکت هواپیما در حال عبور از ناحیه arrivalمی باشد که نقاط پایانی legقبلی نیز مشخص می باشد
— گذر از یک نقطه در طرح:
هر نقطه arrivalدر طرح دارای ارتفاع وechelon مجازی ست وهواپیما می تواند از نقطه تنها با بکار گیری یکی از echelonها عبور کند که توسط اپراتور به او اختصاص داده شده است.
دربعضی نقاط نواحی انتظار (نگه دارنده holding) نیز وجود دارد. درحالی که به چنین نقاطی نزدیک می شوند هواپیما مجوز ورود عبور بهlegبعدی را یادریافت نخواهد کرد واز اوخواسته می شود تا به نتحیه نگه دارنده بعدی برود انتظار دریافت اجازه برای ادامه حرکت دراستای leg بعدی را درطرح پردازی دریافت کند.
حرکت درداخل leg:
درراستای legها به هواپیما ارتفاع echelonمشخص اختصاص داده شده است در حالیکه آنها را درحین پایین آمدن تغییر دهد.
اگر هواپیما باید دیگری را outrunکند هر دو باید از محور leg، متحرف شوند در فواصل تعیین شده در جهات مختلف ،وقتی outrunکامل شد هواپیما به محورleg بر نگشته وبه حرکت درراستای آن ادامه بدهد نکته مهم آن است که هردو هواپیما باید به محورleg برگرداند قبل از خروج ازleg
هواپیما بطور همزمان مجاز به outrun evolutionوتغییرechelonاست.
حرکت درداخل ناحیه holding:
هر ناحیه holdingداری پارامتری است که زمان چرخش درآن تعیین می کند .براساس موقعیت هواپیما ممکن است مجبور چرخش های متنوعی درداخل این ناحیه شود .درداخل ناحیه holdingهواپیما باید با ارتفاعی یگانه حرکت کند.
Vectoring: یک الگو رفتاری است که برای خروج از حاشیه های legاست .تکمیل Vectoringمربوط به برگشتن به legمشابه یا متفاوت در طرح پروازی است .هر Vectoring،ساختن یکtrajectory جدید رادر نظر می گیرد مثالی از vectoringاستاندارد که به دلایل جوی یا مشکلات فنی ،تهدید که درسیستمی انجام می شود شامل چرخنده 30 درجه از محور leg درصفحه افقی است تاkm20 را طی کرده ودوباره به موفقعیت قبلی برگشته واحتمالا از echelonمتقارتی استفاده نماید.
حرکت در داخل ناحیه approach: ورود به ناحیه approachبه موقعیت کنونی ترافیک بستگی دارد. تا زمان اعطای اجازه از سوی اپراتورمرکز گژی ،هواپیما باید در ناحیه holdingمنتظر بماند
حرکت درداخل ناحیه approachبراساس طرح approachانجام می شود اگر نباید (دلایلی هواپیما دارد ناحیه approachشود ونتواند landingکند به حرکت خود با بکار گیری طرح missedادامه می دهد.
حال به بررسی رفتار والگوهای مربوط به هواپیما در حال بلند شدن می پردازیم
Take off:به خلبان طرح حرکتی داده می شود واپراتور زمان مورد نظر را اطلاع می دهد وخلبان آن حال ومنتظر ماند که براساس موفقعیت ترافیکی ممکن است اجازه پرواز با کمی تاخیر صادر شود.
حرکت در داخل ناحیه approach: در داخل این ناحیه هواپیما براساس طرحهای از پیش توصیف شده departureحرکت می کند .
حرکت در داخل arrival: در داخل ناحیهarrival هواپیما براساس طرحهای departureتاقبل از رسیدن به نقطه exit پرواز می کند.
3.3 ساختار سازمانیکنترل ترافیک هوایی :
1-3-3 عملکرد های کنترل: قسمتهای قبلی قوانین کنترل ترافیک ومحدودیتهایی رادر آن زمینه بیان کرد قوانین رفتارهای مجاز برای حرکت های هواپیما را اعلام می دارند قسمت دوم قوانین در مورد عملکرد های مرتبط به کنترل ترافیک در نواحی مختلف فضای فرودگاه است. این قسمت با دستوراتی که از طرف اپراتور کنترل ترافیک که بخاطر جمعی اتفاقات صادر می شود کنترل دادارمی شود تقسیم بندی مسئولیتها بین اپراتور کنترل ترافیک سایر خدمه ساختارسازمانی کنترل ترافیک هوایی را تشکیل می دهددراینجا اول دستوراتی را که به آنها اشاره شد بیان می کنیم سپس به توصیف شرایط موجود وشرایطی که دراین تحقیق پیشنهاد شده است می پردازیم
موارد زیر توسط اپراتور کنترل ترافیک اعمال می شود:
A. اجازه برای یک هواپیما برای نزدیک شدن به فضای فرودگاه برای ورود به ناحیه بعدی
B. اجازه برای یک هوایپمات برای نزدیک شدن که در ناحیه arrival است برای عبور به legبعدی
C. ارسال دستر العمل برای یک هواپیما که در arrivalقرار دارد برای رفتن به ارتفاعی پایین تر
D. هماهنگ سازی اوج گیری (evolution) برای هواپیمایی که در arrivalاست در موقعیتهای outrun
E. اجازه برای هواپیما یی که در arrivalقراردارد برای حدبه approachبمنظور نشستن landing
F. تغییرسرعت هواپیما
G. اجرایvectoring برای هواپیما یی که در arrivalویا approachقرادارد
H. اجازه بلند شدن برای هواپیمایی که آماده take offاست.
اهداف کنترلا ترافیک هوایی بدین شرح است: نشستن وبرگشتن منظم ومنطبق بابرنامه هواپیماها
– تامین ایمنی وامنیت برای هواپیماها درداخل فضای فرودگاه با استفاده از استانداردهای جداسازی
– بهینه سازی پروازها وکاهش دادن تاخیر ها
اگر چه که تحلیل کنترل ترافیک هوایی که در زیر ارائه می شود مروبط به مارد نرمال است اما بسیاری از موارد غیر زمان نیز قابل کاربد است مثلا در مورد هوایپما ربایی در این موارد مدل کنترل نرمال هواپیماباقی می ماند ولی فقط موارد AتاH وتصمیمات مربوط به آنها باتوجه به شرایط انجام می شوند .بدین دلیل است اهمیت نقش استقلال در امنیت هواپیما افزایش یافته وکنترل از طریق برنامه های نرم افزاری که خلبان رایاری می کنند از طریق P2P بسیار پراهمیت است.
2-3-3 ساختار سازمانی موجود وساختار پیشنهادی برای کنترل ترافیک هوایی
ساختاری که هم اکنون بکار می رود در شکل 11-3 نشان داده شده است .اجزای اصلی آن بدین صورت است:
-خدمه پروازی (خلبان و…) -اپراتور کنترل ترافیک که متول بعضی عملکرد های کنترلی در sectorهای مختلف است براساس ساختارهای موجود تمامی تصمیم ها که در موارد AتاH به آنها اشاره شده توسط اپراتورهای کنترل ترافیک انجام می شند . براین اساس 2 نقش اصلی در این محدوده خلبان و اپراتور کنترل ترافیک هوایی است . این موارد مهم هستند چرا که در ساختار چند عامله ( MA) و روش نقش محور برای این نرم افزار دارای اهمیت هستند .
ساختار کنترل ترافیکی که دراین پروژه بکار رفته بصورت زیر است : ( در شکل 12-3 نشان داده شده است )
– خدمه پروازی( خلبانهای هواپیما)
– اپراتور ناحیه approach که مسئول تصمیم گیری درباره موارد ذکر شده در موارد H,G,F,E است بنابراین خدمه پروازی در ساختار ذکر شده مسئول تصمیم گیری و عملکرد مستقلانه در موارد G,F,D,C,B,A می باشند . دو مورد مهم ، پایه اصلی عملکردهای خدمه پروازی را تعیین می کند (1) ساختار تبادل اطلاعات (z) سیاستهای امنیتی که رفتار مستقلانه هواپیما را تعیین می کند .
4-3 ساختار تبادل اطلاعات
رفتار مستقلانه در موقعیت های خاص در فضای هوایی فرودگاه اینگونه فرض می کند که هر هواپیما اطلاعاتی درباره موقعیت محیطی در ارتباط با سایر هواپیماها را داراست . بدین دلیل است که هر هواپیما باید اطلاعاتی در زمینه موقعیت ، سرعت سایرهواپیما و حرکتهای آنها داشته باشد .؟؟؟ شیوه طراح ریزی ارتباط ومخابره اطلاعات است برای سایر هواپیما که هر هواپیما اطلاعات حرکتی و اقداماتی را که در پی انجام است اعلام میکند که متاسفانه این باعث حجم زیادی از مکالمات شده و تصمیم گیری را دچار تاخیر کند . از سوی دیگر اگر جفتی از هواپیماها از طرحهای پروازی غیرهمپوشان (non-overlap) استفاده کند نیازی نیز ندارند که از موارد ذکر شده درباره هم اطلاع یابند .
این نکته در جداسازی ناحیه arrival هواپیما به گروه های مستقل می تواند بکار رود بگونه ای که تنها هواپیمایی از گروه مشابه نیاز به تبادل اطلاعات برای جلوگیری از تصادم دارد در حالیکه هواپیمای متعلق به گروه دیگر نیازی به اینگونه تبادلات ندارد . اطلاعات گروهی و بنابراین جداسازی تنها براساس sector قابل انجام نیستند. Sector ها بعنوان اجزای توپولوژی فضا ی هوایی فرودگاه تعیین شده اند .
– تمامی ناحیه approh یک sector است
– ناحیه Arrival بدین صورت است که به sector هایی تقسیم بندی شده است :
تعداد کلی sector ها با شمارش کلی نقاط در داخل ناحیه arrival است بدین صورت که ناحیه های holding نی زتعیین می شوند . مناسب است که هر sector با نقطه مرتبط نامگذاری شود . علاوه بر نقاط holding هر sector شامل تعدادی leg می باشد که بصورت زیر تعیین می شوند : id نشاندهنده هر نقطه ورود به ناحیه holding است . پس sector id که شامل سری( یا سری هایی ) از leg هااست که متعلق به یکی یا تعدادی از طرحهای arrival با خصوصیات زیر است :
a) سری از legها در نقطه پایانی id تمام می شود .b) سری از legها در نقاط زیزarrival که ناحیه قبل holding قرار دارد آغاز می شود . بخاطر اینگونه جداسازی ها مجموعه ای از هواپیما که در ناحیه arrival هستند به گروه هایی که overlap نیز دارند تقسیم بندی می شوند و در sector یک گروه قرار می گیرد ،group(sector) که نشانگر مشابهی id نشان داده می شود . از آنجاییکه طرحarrival باشد هر هواپیما می تواند متعلق به گروه های متعددی باشد .یکی از اصول اساسی که برای تعیین عضویت هواپیما در یک گروه بکار می رود بدین صوتر است :
اصل 1- درهر زمان وقتی یک هواپیما در داخل ناحیه arrival قرار دارد متعلق به تمامی گروه هایی است که در set{id} قرار دارند در جاییکه {id} متعلق به مجموعه ای از تعیین کننده های sector ها است .
اصل 2- در هر زمان t هر هواپیما متعلق به 2 گروه است که مرتبط به sector این است که درآن موقعیت قراردارد id1 و قسمت بعدی id2 که مرتبط به طرح arrival آن است. البته موارد دیگری نیز امکانپذیر است . انتخاب نهایی و اصولاً گروه بندی موضوع برنامه نرم افزاری تحقیقات کاربردی است که در خانه دوم پروژه قرار دارند .
– تبادل اطلاعات باید رفتارهای عادی از تصادم را بررسی کند در ناحیه arrival
– بخاطر داده های زیادی که وجود دارد کنترل ترافیک بصورت بهینه تر ومناسب تر نیز می تواند ارائه شود امااین خود منجر به حجم بالاتری ازتبادلات اطلاعات می شود .
براساس طرح پیشنهادی کنترل ترافیک هوایی هواپیما بایدبصورت مستقل موارد G,F,D,C,B,A را حل کند براین اساس برای حل این موارد هواپیما باید اطلاعاتی که درجدول 1-3 آمداه است را در اختیار داشته باشد تا بتواند راه حل موارد ذکر شده بصورت مستقل بپردازد.
مواردی باید درارتباط با اطلاعات ارائه شده در جدول 3 توجه کرد که بدین شرح است :
مورد 1: اطلاعات update می شوند اگر هواپیما تصمیمی براساس مجموعه {A,B,C,D,F,G} داشته باشد . به بیان دیگر اگر هواپیما تصمیمی براساس مواردذکر شده بگیرد باید ارزشها و موارد را بازبینی کند تا همه را از تصمیم خود آگاه کند.
مورد 2: در حالیکه در حال دریافت اطلاعات به روز شده است، کامپیوتر و نرم افزار هواپیما باید به ارزیابی تاثیر آنها به حرکتهای خود بپردازد. مخصوصاً از دیدگاه امنیتی و ایمنی و مهمترین نوع داده ها مربوط به اطلاعات مربوط به موقعیت کنونی هواپیما است . مشخص است که اطلاعات مرتبط به موقعیت هواپیما برای ارزیابی موارد امنیتی بسیار ضروری است . درموارد نیاز حتی هواپیما درخواست اطلاعات بیشتری در زمینه موقعیت گروهی نیز مینماید.
5-3 الگوهای نمونه ای رفتاری برای هواپیمایی فعال:
ساده سازی و خصوصیات فرمان اینگونه مفروض است که درحین ورود هواپیما ناحیه arrival بصورت مستقل به طرح ریزی طرحهای حرکتی برای موقعیت کنونی و sector هایی که در پیش رو است می پردازد .طراحی بصورت نیمه محلی(anasi-local ) است ودو sector مجاور را در وحله اول در نظر می گیرد . در صورت لزوم طرح های حرکتی را باز محاسبه می کنند تا از تصادم احتمالی جلوگیری شود سه طرح تازه (1) حرکت هواپیما تا نقطه پایانیsector کنونی و بعدی پوشش داده می شود . (2) در نظر می گیرند که به نقاط ذکر شده می رسند با توجه به free echelon . بکارگیری holding Zone که به منطقه پایانی sector متصل است در دو مورد مهم است : (1) وقتی هواپیما مسیری که به دور از تصادم باشد را بدون holding Zone نمی تواند بیابد و باید کسی صبر کند تا مسیری بی خطر رادرناحیهholding بیابد. (2) بکارگیری ناحیه holding رفتاری بر مبنای طرح اوست . زمانهایی که یک هواپیما به محاسبه دوباره طرح خود می پردازد در شکل 13-3 نشان داده شده است .
شایان توجه است که بدانیم یک طرح (plan) سری های مرتب شده الگوهای رفتاری است که درآنها نقطه شروع در هر الگو با نقطه پایانی همزمان است . الگوهای رفتاری هواپیماهای نرمال بصورت الگو می تواند در نظر گرفته شود : (a) حرکت افقی در یک echolen تا یک نقطه داده شده در راستای خط محوری leg (b) تغییر echolen کنونی در حالیکه در راستای محور leg به سمت بالا تارسیدن به echolen مورد نظر است . (c) حرکت در داخل ناحیه holding در یک echolen داده شده .
الگوهای c,b,a در مدل کنترل ترافیک و الگوریتم ضد تصادم که درمرحله اول تحقیق ارائه می شود، بکار رفته اند . الگوهای رفتاری که در زیر بدانها اشاره شده نیز در هواپیمای نرمال بکار می روند گرچه که درمدل حاضر به کار نرفته اند و در فاز بعدی استفاده می شوند :
(d) تغییر echolen در حالیکه در حال حرکت در داخل holding Zone است. (e) حرکت در داخل نواحی leg در یک echolen خاص. در این مورد ، حرکت در راستای محورleg در نظر گرفته نشده است .
(f) : تغییر echolen در حالیکه در حال حرکت در داخل نواحی leg برای رسیدن به echolen مورد نظراست .
(g) vevtoring در داخل echolen در حالیکه در پی رسیدن به نقطه مورد نظر است .
(h) vevtoring با تغییر echolen تا رسیدن به نقطه مورد نظر
تعیین رسمی رفتارهای ذکر شده براساس خصوصیات ذکر شده در جدول 2-3 انجام می شود .
باید توجه کنیم که هر هواپیما دارای طرح حرکتی تا یک نقطه تعیین شده است اما بعد از آن تنها دارای طرح arrival بر مبنای leg می باشد. خصوصیات ذکر شده درمورد رفتارهای یک هواپیمای نرمال حرکتهای مجاز را تعیین می کند .
چک کردن و حمایت از ایمنی کنترل پرواز براساس رفتار هواپیما بر مبنای استانداردهای جداسازی است . سیاست ایمنی گروه های دستوری کنترل را تعیین می کند و وقایعی که ضرورت انجام و برنامه ریزی دوباره را نشان می دهد .
6-3 رفتارهای نمونه ای در مورد هواپیمای ربوده شده
بطور عملی هر الگوی رفتاری برای هواپیمای نرمال را می توان برای هواپیمای ربوده شده نیز بکار برد . علاوه بر این اگر در حال vectoring باشد نیز الگوهای مشابهی خواهند داشت . یک تفاوت اساسی بین حرکت هواپیمای نرمال و ربوده شده این است که هواپیمای ربوده شده احتمال سرپیچی از دستورات اپراتور کنترل ترافیک را دارد و از قوانین پیروی نخواهد کرد. ( یعنی از leg ها ونواحی انتظار و نقاط ورود وخروج تعیین شده پیروی نمیکند ) . ممکن است یکی و یا تعداد بیشتری هواپیمای ربوده شده وجود داشته باشد اما در این تحقیق فقط ما یک مورد هواپیمای ربوده شده را در نظر می گیریم .
چک لیست کامل از رفتارهای احتمالی یک هواپیمای ربوده شده قابل ارائه نیست . در اینجا به بعضی از اینگونه موارد اشاره می شود .
1- محدوده فضایی مرتبط ، وقتی که بروز هواپیما ربایی برای اپراتور کنترل ترافیک معلوم می شود : در خارج از فضای هوایی فرودگاه در داخل ناحیه arrival و داخل ناحیه approach . یک نمونه دیگر آن است که اگر هواپیماربایی اتفاق افتاد در ناحیه هوایی
2- هدف حرکتی هواپیمای ربوده شده : خروج و ترک فضای هوایی فرودگاه ، نشستن و پرواز در این محدوده بدون هیچ هدف مشخصی و یا حتی قطع آن
3- نوع Tnajectory : ترجمه ( با سرعت ثابت، افقی ، کم شونده یا زیاد شونده) خط شکسته (broken line ) وقتی هواپیما تغییر میکند ، موقعیت و سرعت حرکت در یک حلقه .
در این گزارش توجه زیادی به بسیاری ازالگوها نخواهد شد . دلیلش آن است که در طی هر تحلیلی درمورد الگوریتم رفع تصادم موارد مربوط به تحلیل پیچیدگی ها وتحلیل عمیق آن مربوط به فاز دوم است وقتی که انجام سیستم چندعامله انجام شد. در مراحل حاضر از تحقیق تنها بعضی معیارها مربوط به الگوی رفتاری مدنظرقرار خواهند گرفت . (a) الگوهای مربوط اعمال هواپیمای ربوده شده در ناحیه arrival (b) بکارگیری broken line trajectory در هر دو مورد ، مورد مربوط به پرواز در داخل فضای فرودگاه بدون هدفی قطعی و معین ، موضوع اصلی خواهند بود.
وقتی تعیین نرمال رفتار هواپیمای ربوده شده مورد نظر است ، الگوهای مشابه رفتار هواپیمای نرمال بکار برده می شود . الگوهایی مشابه c,b,a که رد قسمت 5-3 توصیف شدند .البته اینگونه الگوهای رفتاری در مورد هواپیمای ربوده شده بعضی موارد را به صورت ساده شده درمورد تصادفات نشان می دهد اما با تحقیق حاضر در ارتباط است چرا که در پی گسترش سیستم ضد تصادم هوایی چند عامله است . اما بطور کلی تفاوت هواپیمای نرمال وهواپیمای ربوده شده آن است که هواپیمای ربوده شده خارج از عوامل استاندارد مربوط به توپولوژی فر ودگاه است .
مسئله مهمی که در رفع تصادم هوایی باید در نظر گرفته شود مربوط به گروه بندی گونه تهدید هایی است که توسط هواپیمایی ربوده شده بروز می یابد. اینگونه تقسیم بندی ها که در الگوریتم ضد تصادم بکار می رود می تواند منجر به جداسازی تصدم شود .
G1(t,x,HAj) گروهی از هواپیماهای نرمال متعلق به sector X که هواپیمای ربوده شده HAj در زمان t تصادم می یابد .
G2(t,x,HAj) گروهی از هواپیماهای نرمال متعلق به sector X که برای آنها هواپیمای ربوده شده HAj تهدیدی محسوب نمی شود در زمان t اما تصادم بطور عمدی نمی تواند انجام شود اگر هواپیماهای عادی مسیرشان و طرح پروازشان را عوض نکنند و هواپیمای ربوده شده نیز بر طبق برنامه قبلی به حرکت ادامه دهد .G3(t,x,HAj) گروهی از هواپیماهای نرمال متعلق به sector X که حرکتهای Conflict- free دارند نسبت به هواپیمای ربوده شده در زمان t و در زمانی دیرتر اگر هواپیمای نرمال طرحهای حرکتی خود را بدن تغییر ادامه دهند و هواپیمای ربوده شده هم براساس trajectory خود حرکت کند همانگونه خواهدبود .
4- الگوریتم رفع تصادم هوایی:
این الگوریتم در اینجا به همراه شبیه سازی محیطی که بمنظور ارائه تصمیمات بر مبنای شبیه سازی ارائه شده ، بیان شده است . محیط شبیه سازی ابزاری نرم افزاری است که این امکان را به کاربران میدهد که به سادگی به توصیف موقعیت های پویا ودر حال تغییر درداخل فضای فرودگاه بپردازند. ؟؟ رفتارهای وابسته به زمان در مورد هواپیمای نرمال و یا ربوده شده که در فضای معمولی در حال عملکرد هستند و هواپیمای نرمال سعی در حفظ ایمنی و جلوگیری ازتصادم با استفاده از الگوریتم ضد تصادم دراد . در این جا این الگوریتم بصورت مفهومی توضیح داده می شود چرا که در مرحله حاضر تنها خود الگوریتم و توضیحات مربوط به آن باید انجام شود . ؟؟؟ آن وقتی مسئله رفع تصادم حل شد در مرحله بعدی انجام خواهد شد . این مورد بصورت ارتباطات P2P برای agent های مستقل که خلبان را کمک می کند انجام خواهد شد .
ایده اصلی مربوط به گسترش الگوریتم رفع تصادم بصورت زیر است : برای کاهش پیچیدگی محاسبات مربوط به الگوریتم در دو مرحله طرح ریزی شده است . در مرحله اول تمامی هواپیماهایی که در داخل محدوده فضایی فرودگاه حضور دارند که احتمال تصادم با هواپیمای ربوده شده را دارند . در حقیقت بعضی قوانین قانونی که براساس آن هواپیما اجازه استفاده از منابع (resource) ( که همان فضای فرودگاه است ) را می پیچند سپس هواپیما در یک شیوه تعیین شده بطور مستقل طرح حرکتی خود را می ریزند.
پیش فرضی که در این مرحله ازبرنامه ریزی الگوریتم پروازی بکار رفته است آن است که همراه با هواپیمای ربوده شده تنها هواپیمای نرمال که به فضای فرودگاه وارد می شود و در پی نشستن است مدنظر قرار خواهند گرفت . از برخاستن هواپیماها نیز در ؟؟ مورد نظر چشم پوشی می شود .
1-4 توصیف مفهومی موقعیت ضد تصادم ، سناریوی مربوط به رفع تصادم و چرخه شبیه سازی
هر هواپیمای معمولی ونرمال Y که به فضای فرودگاه وارد می شود در مرحله اول با مجموعه ای از خصوصیات مشخص می شود :
1 – (Y) TEntry : زمان ورود آن به فضای هوای فرودگاه
2- (Y) Ep : نقطه ورود هواپیما که با نام آن مشخص می شود ( id خاص)
3- Ranway id : نام فرودگاه مقصدrunway
4- کلاس هواپیما
حرکتهای بعدی این هواپیمای نرمال توسط طرح حرکتی آن (movement plan) در ناحیه arriaval بصورت مستقلانه در حالتی با زمان واقعی شکل میگیرد و حرکت آن در داخل ناحیه approach در جاییکه اپراتور کنترل ترافیک به آن دستورات لازم را برای طرح نشستن می دهد .
د رمورد هواپیماهای ربوده شده حرکت های آن بصورت سری از الگوهای رفتاری مشخص میشود ( قسمت 5-3) بر مبنای مقیاس زمانی . هر الگوی رفتاری توسط ارتباط نقاط ابتدایی و پایانی و فواصل زمانی مربوط به آنها تعیین می شود . موقعیت کنونی ، سرعت و موقعیت و course مربوط به هواپیمای ربوده شده می تواند محاسبه شود اگر فرض کنیم که سرعت آن در فاصله میان دو نقطه ذکر شده وجود دارد برای کسانی که شاهد ربایش هواپیما هستند تنها موقعیت کنونی سرعت و course در دسترس است . trajectory بعدث هواپیما تنها با سهمی از error قابل محاسبه است در حالیکه در نظر گرفتن بعضی فرضیات در مورد حرکت های بعدیش انجام پذیر است .
Situation د رداخل فضای هوایی فرودگاه در زمان t بعنوان مجموعه ای از هواپیماهای نرمال سرعت و موقعیت آنها قابل تعیین است .
شبیه سازی موقعیت کنونی و گسترش آن در زمان توسط محیط شبیه سازی امکان پذیر ا ست . الگوریتم مربوط به رفع تصادم هوایی در چنین محیطی شبیه سازی می شود که درآن نرم افزار گسترش یافته باید برای تغییرات در نظر گرفته شود .
ساختارهایی با سطوح بالا درمحیط شبیه سازی بدون دخالت کاربران در شکل 1-4 ارائه شده است . شبیه سازی بر مبنای زمانهای مشخص انجام شده است . این بدان معناست که بعضی عوامل خارجی بعضی ورودی هارا تولید می کنند . t=t0, t0 + (t, t0+2(t,…که فواصل بین آنها بعنوان چرخه های شبیه سازی در نظر گرفته می شود. شکل 1-4 سناریوی ضد تصادم را ارائه میدهد و همچنین طرح چرخه اجرایی شبیه سازی.
اینک به توضیح این سناریو و چرخه شبیه سازی می پردازیم :
وقایع ورودی که آغاز چرخه شبیه سازی عملی هستند :
این بصورت یک واقعه ساده و مشخص است که براساس زمان است و در پی رسیدن به چرخه بعدی شبیه سازی است در فاصله زمانی بعدی
چک کردن ورود هواپیمای جدید به فضای فرودگاه
این پرسه ورود هواپیما را براساس زمان معین چک و بررسی می کند ( چرخه شبیه سازی)
چک کردن ظاهر هواپیمای ربوده شده
زمان و خصوصیات هواپیمای ربوده شده بعنوان data ثبت و ضبط می شوند و این پرسه تنها به چک کردن این نکته می پردازد که آیا هواپیمای ربوده شده با فواصل زمانی برای چرخه های بعدی شبیه سازی تداخل دارد یا نه
آغاز یک عامل جدید که در ارتباط با یک هواپیمای تازه وارد شده است ( در صورت لزوم) اگر پرسه های قبلی هواپیمای جدیدی را تشخیص دهند که در حال رسیدن به فضای فرودگاه است خصوصیات مربوط به آن را از data base می خواند و مثال جدیدی را دوباره عامل کمک کننده به خلبان بوجود میآورد.
چک کردن ظاهر هواپیمای ربوده شده
این چرسه مشابه پرسه انجام شده برای هواپیماهای عادی است تنها بااین تفاوت که زمان پیدا شدن (appearance) هواپیمای ربوده شده بصورت دستی ثبت می شود در data base برای کاربران
آغاز نمونه جدید عامل(agent) در ارتباط با هواپیمای ربوده شده این پرسه مشابه هواپیماهای نرمال است و تنها نگارش ثبت وقایع بصورت دستی در data base است .
پیش بینی trajectory هواپیمای ربوده شده
پیش بینی trajectory هواپیمای ربوده شده با بکارگیری فرضیات انجام می شود که در مورد هواپیما و حرکت آن انجام می شود البته با این فرض که سرعت و course هواپیما ثابت است . هدف اصلی این پرسه تشخیص تصادم های احتمالی است . تصادم ها با استفاده از استانداردهای جداسازی برای هواپیمای ربوده شده محاسبه می شوند .
محاسبه priority های مربوط به هواپیمای نرمال
این پرسه برای تعیین priority برای هواپیمای نرمال برای re-plan کردن حرکت های بعدیشان است . از آنجاییکه هر هواپیما بطور مستقل plan خود را در ارتباط با plan سایر هواپیماها طرح ریزی کند ، ؟// که درآن طرح های محلی محاسبه می شوند برکیفیت طرح نهایی تاثیر گذار است priority ها تعیین می کنند ترتیب طرح ها را برای هواپیماهای مختلف و آنها بااستفاده از قوانین ارائه شده توسط متخصصین محاسبه می شوند .
اگر در طی زمان پیش رو یک هواپیما آماده ورود به ناحیه approach و در پی انجام landing است از اپراتور اجازه دریافت می کند . اگر اجازه صادر شودبه هواپیما طرح حرکت د رناحیه approach داده می شود در غیر اینصورت از holding area مربوط به آن sector استفاده می کند و منتظر صدور اجازه می ماند .
پرسه های رفع تصادم ( طرح ریزی به دور از تصادم)
در واقع این مورد اصل و اساس پرسه رفع تصادم راتشکیل می دهد . این پرسه توسط هواپیماهای نرمال برای طرح ریزی به دوز از تصادم برا ی حرکتهایشان بکار برده می شود . این الگوریتم در زیر بطور کامل توضیح داده خواهد شد.با بکارگیری این الگوریتم هر هواپیمایا طرح خود را اصلاح می کند در درون یک sector و یا دوباره طرح ریزی می کند (re-plan) برای حرکت در قسمت بعدی.
اجرای چرخه شبیه سازی
این پرسه به محاسبه خصوصیات و رفتارهای هواپیماهای نرمال و ربوده شده می پردازد ( موفقیت ، سرعت و course)
2-4 پیش بینی موقعیت ترافیک هوایی
هدف اصلی این پرسه تعیین تصادم های کنونی و پیش رو در حضور هواپیمای ربوده شده است . این پرسه به محاسبه و پیش بینی موقعیت های هواپیماهای ربوده شده در نقطه زمانی t می پردازدtE{tc , tc, (… , tc + n(} در جاییکه tc زمان شبیه سازی شده کنونی و n توسط پیش بینی انجام شده در مقاطع زمانی تعیین شده است .
برای هر نمونه زمانی برای مقطع پیش بینی شده ، فاصله کمینه بین هواپیمای ربوده شده و هر leg در sector ، (t,leg) Dmin محاسبه می شود . شکل 2-4 نشان میدهد که چگونه این فواصل محاسبه می شوند .
شکل 2-4 به پیش بینی حرکت هواپیمای ربوده شده وارزیابی کمینه فاصله بین آن leg مربوط به sector می پردازد .
اگر{log1,log2,… ,logr} مجموعه ای از log ها در sector و {Dmin(t1,leg1),…. Dmin(t,logr)} مجموعه ای از min فاصله ها بین هواپیمای ربوده شده و log های ذکر شده باشد سپس Dmin(t,sector)=min{Dmin(t,log1) min(t,logz), Dmin(t,log2)} هر sector دارای یک میزان در تابع conf(t,sector) خواهد بود که بصورت کیفی به ارزیابی تهدید های بالقوه توسط هواپیمای ربوده شده می پردازد که براساس قانون زیر محاسبه می شود
Conf(t,sector){
D2,D1 توسط استانداردهای جداسازی تعیین می شود بطور مفهومی رابطه (1) را میتوان بصورت زیر تعبیر کرد:
اگر هر هواپیمای نرمال در حال حرکت در داخل sector و دارای تابع عملکرد کیفی Conf(t,sector)=1 با هواپیمای ربوده شده تصادم نخواهد داشت درزمان t ، Conf(t,sector)=2 با هواپیمای ربوده شده تصادم خواهد داشت در زمان t اگر هواپیمای نرمال براساس طرح کنونی خودش به پرواز ادامه دهد و هواپیمای ربوده شده نیز مانور دهد Cpnf(t,sector)=3 می تواند با هواپیمای ربوده شده تصادم داشته باشد در زمان t اگر هواپیمای ربوده شده براساسtrajectory پیش بینی شده به ؟؟؟ ادامه دهد.
شکل 3-4 توضیح می دهد که چگونه تابع Conf(t,sector) محاسبه می شود .
3-4 ordering , priorities هواپیمای نرمال در پرسه رفع تصادم
Priority بکار می روند تا به هواپیما دستور داده شود که برمبنای آنها پرسه رفع تصادم انجام شود این گونه فعالیت ها تحت عنوان قوانین priority شناخته می شود که متخصصین در این زمینه آنها را صادر میکنند و یا از طریق یک ماشین ارائه می شود که در این جا از قوانینی که توسط متخصصین اعلام می شود استفاده می شود .
ایده کلی در مورد صدور فرمان به هواپیما ی نرمال بصورت زیراست :
اولاً برای یک فرودگاه خاص دستورات نسبی در sector ارائه می شود این دستورات برای و جفت از sector های مربوط به فضای هوایی بصورت هندسی ارائه می شود . در واقع مجموعه ای از sectorها برای فضای هوایی فرودگاه بصورت سری ردیف می شوند از نقاط ورودی تا runwayها.
در داخل ناحیه arrival وقتی یک هواپیما از طریق یک نقطه ورودی خاص وارد می شود و از sector های مشخص می گذرد تا پایان srrival با آنها همراه خواهد بود .
در ناحیه arrival ساختار sectorها بصورت ؟؟؟ است و بصورت " رابطه قبلی" قرار دارند ( precedence relation) که آن را بصورت زیر می توان تعریف کرد .
تعریف: sector Xi دقیقاً قبل از Sector Xj(xi<xj) است اگر اولی sector بعدی در trajectory نشستی برای هواپیما باشد .
بکار بردن چنین روابطی این امکان را می دهد که بتوان پرسه های مربوط به هواپیما را نظم بخشید در 2 مرحله :
در مرحله اول گروه های هواپیما براساس sector شکل می گیرند و براساس ردیفهای sector ها به آنها نیز نظم داده وترتیب بندی می شوند Group (sector) که دقیقاً قبل از Group (sector) است که xi<xj است . بنابارین گروه ها نیز مثل sector ها ردیف بندی می شوند .
اینک به بررسی قوانینی که مربوط به پروسه رفع تصادم هستند می پردازیم :

پس هواپیمای Y1 دارای Priority بیشتری نسبت به Y2 است .
Rule 2 : اگر قسمت xi ، sector در ناحیه arrival باشد و در هواپیمای Y2 , T1 متعلق به sector هایی باشند که دقیقاً هر sector قبل از x2 قرار دارند پسpriority توسط قانون 3 مشخص می شود( اگر هواپیماربایی نباشد ) ویا با قانون 4 ( درصورتی که هواپیما ربایی باشد).
Rule3: اگر دو هواپیمای Y2 , Y1 دارای برنامه های برنامه ریزی شده برای خروج از sector کنونی باشند .
بهتر است توجه کنیم که بصورت کلی خصوصیات بیشتری باید در زمینه ترتیب دهی به هواپیما ها در نظر گرفته شود ، بعنوان مثال :
– کلاس هواپیما
– Echelon کنونی که هواپیما در آن قراردارد
– تفاوت کنونی هواپیما با خصوصیات در نظر گرفته شده در برنامه ها
– سوخت باقیمانده و …
این قوانین احتیاج به دانش متخصصین دارد و همچنین اطلاعات تجربی بعضای از این قوانین را می توان در فاز بعدی پروژه نیز تعیین کرد .
اگر هواپیما در یک زمان متعلق به sector های مختلفی باشد اما بخواهد در sector کنونی به حرکت ادامه دهد ، دراین صورت قانون 3 قابل بکارگیری است .
اگر در هواپیما در دو sector مختلف باشند اما بصورت بالقوه احتمال تصادم با هواپیمای ربوده شده را داشته باشد توابع conf(t,sector x2) , conf(t, sector x1) برای sector های مربوطه محاسبه می شوند .
Rule 4 اگر هواپیمای نرمال Y1 و Y2 و conf( t, sector x1)>conf(sector x2)
Priority برای Y1 بیشتر از priority برا یY2 است .
4-4 طرح ریزی حرکت هواپیمای نرمال
طرح ریزی حرکت هواپیمای نرمال از تحلیل تصادم های بالقوه واحتمالی با هواپیمای ربوده شده در دو sector استفاده می کند : sector کنونی وبعدی یعنی sector x1 و sector x i+1 تصادمهای احتمالی بدین صورت ارزیابی میشوند : هواپیما زمان های های interval را محاسبه می کند وقتی در sector ها قرار دارد و مقادیر مربوط به conf(t,sector xi+1) , conf( t,sector xi) را محاسبه می کند . از دیدگاه مفهومی پرسه planning به شرح زیر است :
اگر میزان conf(t, sector i+1)=1 پس هواپیما پرسه نرمال برنامه ریزی را بکار می برد اگر میزان conf( t,sector x2) اگر لازم باشد باید هواپیما حرکت خود را دوباره محاسبه کند با توجه به مقادیر مور دنظر برای conf(t,sector x i+1) در شکل 4-4 شکل ساختاری الگوریتم طرح ریزی نشان داده شده است .
هواپیما در approach sector
اگر هواپیمای نرمال در approach sector باشد پس دارای plan حرکت در این ناحیه است تا زمان نشستن . و براساس فرضیات در نظر گرفته شده در داخل این ناحیه plan تغییر نمی کند .
هواپیما در ناحیه arrival است که برای آن تابع conf( ) مساوی 3 است . در این مورد عامل هواپیما باید احتمال تصادم بالقوه را بررسی کند.
حضور چک کردن تصادم
اگر هواپیما درsector با ارزش ( میزان ) 3 باشد این بدان معنی نیست که با هواپیمای ربوده شده تصادم دارد . برای چک کردن این مورد هواپیما باید به پیش بینی trajectory هواپیمای ربوده شده بپردازد .
تصاوم وجود دارد : اگر وجود تصادف پیش بینی شد پس هواپیما باید trajectory خود را در داخل sector موجود re-plan کند .
دوباره طرح ریزی trajectory(re-plan) در داخل sector کنونی:
در این مورد راه حل اصلی تغییر echelon است تا استانداردهای جداسازی را برقرار سازد برای استفاده از این راه حل شرایط دیگری نیز باید چک شوند ، مثلاً
– حضور و وجود echelon خالی و آزاد از تصادم
– حضور trajectory گذرا که از استانداردهای جداسازی نیز پیروی کند در مورد هواپیمای نرمال
– امکان اجرای این طرح بدون صحبت با سایر هواپیماهای نرمال
لازم به ذکر است که این شرایط همه باید وجود داشته باشند اگر حتی یکی از شرایط فوق الذکر موجود نباشد re-planing باید (1) همراه با صحبت با سایر هواپیماهای نرمال (2) و با پیش فرض استفاده از vectoring انجام شود .
چک کردن تابع conf( ) برای sector بعدی و لغو کردن طرح برنامه ریزی شده برای sector بعدی و باقی ماندن در sector کنونی ( بکارگیری ناحیه holding در آن sector) اگر هواپیما مجبور به plan مردن برا یsector بعدی باشد باید میزان تابع conf(t, sector x(t) رانیز چک کند. اگر این میزان مساوی 1 و یا 2 باشد طرح قبلی بدون تغییر باقی می ماند در غیر اینصورت ورود به sector بعدی ممنوع می شود.
و اگر میزان مساوی 3 شود هواپیما باید طرح خود را cancel کند و بدنبال استفاده از ناحیه holding باشد با احتمال تغییر echelon
هواپیما باید به طرح ریزی برای sector بعدی بپردازد و تابع conf( ) برای sector بعدی را چک کند .
اگر هواپیما هیچ طرحی (plan) برای sector بعدی نداشته باشد 2 راه خواهد داشت sector(1) بعدی approach است یا نه (2) میزان conf( ) برای sector کنونی چقدر است . حال به بررسی حالت های مختلف می پردازیم .
Variant PL.1 : sector بعدی مربوط به arrival است و(sector بعدی ) conf این حالت مربوط به حالتی است که هواپیمای ربوده شده وجود ندارد و یا آنقدر دور است که استانداردهای جداسازی رانقض نمی کند . حال به توضیح الگوریتم طراحی می پردازیم .
اگر زمان پیش بینی شده برای نقطه خروجpz باشد در sector X1 و echelon Hij مورد استفاده در نقطه pi و زمان پیش بینی شده برای رسیدن به نقطع خروج P i+1 برای sector بعدی یعنی X i+1 است . هواپیما به sector Xi+1 در زمان می رود اگر
achelon A1 خالی و free در آخرین leg قسمت X i+1 وجود داشته باشد در زمان و این echelon H i+1,k بگونه ای است که H i+1,k و H i+1,k بصورت echelon مجاز برای سرعت در نقطه P i+1 است .
A2 طرح حرکتی به دور از تصادم برای نقطه Pi<
علاوه بر این اگر echelon های متعدد دارای شرایط A2 باشد ، موقعیت در اختیار موارد بالاتر قرار م یگیرد .اگر sector X i+1 دراای leg,N باشد پس طرح باید از K برای عبور به echelon های پایینتر استفاده کند.
این مسئله بخاطر ضرورت استفاده از تنهاsector های مجاز است در هر نقطه عبور اگر یکی از شرایط ذکر شدهA2,A1، برقرارنباشد پس هواپیما باید از ناحیه holding در sectorکنونی Xiاستفاده کند.
2-sector-Varrientبعدی متعلق به ناحیه arrivalوconf(Next sector)این زیر الگوریتم در موردی بکار می رود که اگر هواپیمای ربوده شده تصادم با هواپیمای عادی در sector بعدی Xi+1نداشته باشد قسمت این شرایط که هواپیمای ربوده شده،trajectoringخود راعوض نکند در حالیکه courseوسرعت خود را حفظ می کند تغییر دهد تصادم می تواند روی دهد.
بنابراین درvariant PL.2هواپیمای نرمال قصد عبور ودخول به sectorبعدی یعنی Xi+1رادارد وقتی شرایط زیر برقرار باشد:
B1:فاصله minبین هواپیمای مورد نظر وهر هواپیمای دیگری درداخلX i+1درطی فاصله زمانی از استانداردهای جداسازی پیروی کند .در این صورت هواپیما می تواند به echelonدیگری در هر زمانی برود.
B2:تعداد کلی هواپیما هایی که در حال عملکرد در sector,X i+1در فاصله زمانی هستند کمتر از مجموع echelonهای مجاز در نقطه P i+1است
اگر یکی از شرایط فوق الذکر B1وB2 برقرار نباشد هواپیما باید به holding areaبرود دsector Xi
3sector-Varriant PLبعدی متعلق به ناحیه arrivalوconf(Next sector)=3 این مورد مربوط به حالتی است که حرکت هواپیمای نرمال -sector X i+1 منجر تصادم قطعی بین اووهواپیمای ربوده شده می شود .هواپیما از استفاده از sectorبعدی منع شده است وباید درholding area ،sector Xiکنونی بماند
4.sector-variant بعدی متعلق به ناحیه approachاست وconf(Next sector)=1اگر اجازه ورود به sectorبعدی صادر می شود هواپیمای عادی تصمیم به عبور به آن را می گیرد براساس planکه از اپراتور کنترل ترافیک در یافت کرده .برضعف این باید holdingدر ناحیه کنونی استفاده کند.
5-sector-varriant بعدی متعلق به ناحیه approachوconf(Next sector)در این مورد وقتی هواپیمای نرمال آماده برای ورودبه approach zone X i+1است بین این هواپیما وهواپیمای ربوده شده احتمال روز تصادم وجود دارد اگر که هواپیمای ربوده شده تغییر مسیر در این راستا دهد در این موارد هواپیما از ورودبه sectorبعدی منع شده وباید در Xiبماند.
6-sector-varriant PLبعدی متعلق بهapproachاست وconf(Next sector)=3اگر conf(approach sector)=3وapproach sector= X i+1باشد سپس هواپیمای نرمال از ورود به آن منع می شود وباید در ناحیه holding در Xiباقی بماند
5-4: اجازه برای ورود به approach sector
براساس قوانین سازمانی که در این مقاله ارائه شده (قسمت4-3) کنترل ترافیک هوایی در داخل ناحیه approachبرعهده اپراتور کنترل ترافیک است .ایده این مدل که در کردن فواصل زمانی بین برای استفاده های بعدی از scheme(طرح) توسط هواپیمای دیگراست .این محدودیتهای توسط ترابعی بصورتTRFنشان داده می شوند وبدین صورت هستند :
اگر SHمجموعه طرحهای حرمتی مجاز باشد که هر approach sectorتعیین شده اند هر یک از آنها با نقطه ورود وخروج از یک runwayقرار دارند. تابع ،TRFبصورت ماتریکس مشخص می شود که جزایی که در موقعیت <I,j> قراردارد در ازتباط با تابع خاص trf(shi,shj)است در جاییکه shi و shjوSHاست که همان مجموعه approachهای مجاز است -هر تابع trf(shi,shj)زمانهای میانی را بین زمانهای ورودی یک جفت هواپیما بکار می برد با طرحهای shiوshj این توابع بصورت ارتباطی (commun cative)نیستند یعنیtrf(shj,shi) trf(shi,shj)-درتابع دومی جداول مرتبط است با طرح approachمقادیر این توابع برای هر هواپیما می تواند مقدار خاص باشد .دراین تحقیق مقادیربراساس نتایج تجربی انتخاب شده اندبکار گیری این توابع حل این مسئه را که تصادم بین هواپیمای نرمال که در حال ورود بهapproach sector راساده می نماید .از سوی دیگر این توابع ساستهای ایمنی را نیز شبیه سازی می کنند از طریق فواصل زمانی بین جفتی از هواپیماها وقتی که اجازه برای ورودبهapproach sectorصادر می شود. البته این توابع تنها محدودیتهایی را که باید در ارتباط با موارد ایمنی در نظر گرفته می شود تعیین می کنند که در این مورد بصورت یک سری از priorityها در نظر گرفته می شوند ومتکی بر خصوصیات مختلف مربوط به هواپیما هستند .این خصوصیات بصورت قوانین priority بدین صورت بیان می شوند.
-P Entry-نقطه ورودبهapproach sector
-Sn-طرح approachبرای هواپیما
-t E1 -زمان تخمین زده شده برای دستیابی دوم توسط هواپیما ، نقطه P Entryبعد از استفاده از آخرین ناحیه holdingدر ناحیهarrival
-کلاس هواپیما
– انحراف کنونی (تاخیر ویا برعکس) براساس جدول زمانی هواپیما
– میزان سوخت
این نکته اهمیت دارد که اجازه برمبنای سیاستهای ایمنی وباتوجه به همه هواپیماهای موجود در ناحیه صادر می شود .با در نظر گرفتن ساست ایمنی وقتی هواپیما ربایی وجود دارد در داخل ویا نزدیک به ناحیه approachاین مارد نیازمند توجه وشیبه سازی بیشتری هستند در مدل حاضر الگوهای هواپیمای ربوده شده در داخل ناحیه approachتابدین جا در نظر گرفته شده است.
5-پروژه طراحی سیستم جلوگیری از برخورد منطقه عمل هوایی چند عامله !
این پروژه براساس مدل هوافضا (فصل 2) ، وساختار سازمانی مربوط به کنترل ترافیک هوایی در داخل محدوده هوایی فرودگاه (فصل 3) طراحی شده است واز الگوریتم رفع تصادم (برخورد) استفاده کرده است که در فصل 4 توضیع داده است.
1-5 مدلmetaاز سیستم چند عامله رفع تصادم هوایی
پروژه طرحی براساس گسترش متود Gaiaمشخص شده است که بدین دلیل است که از لغات واصطلاحات Gaiaاستفاده شده است.مدل مفهومی High-levelدر این سیستم براساس نموداری کهmeta- model از سیستم مورد نظر رانشان می دهد مشخص شده است این نمودار meta-modelاز سیستم رابراساس نقش هایی که به agentها داده می شود مشخص می کند وهمچنین برنامه های نرم افزاری نشان دهنده تعامل اجزا ذکر شده در بالا است. در این پروژه هر نقش دارای یک کلاس (گروه) agentاست که آن را اجزا می کنند بنابراین تعابیر role(نقش) وaagent class(کلاس(گروه)عامل) ممکن است به جای یکدیگر استفاده شوند که از این بعد agent classبطور عمده بکار خواهد رفت.
درپروژه گسترش داده شده 3گروه عاملی ویک نرم افزار یگانه فعال بطور کلی معرفی شده اند که به معرفی آنها می پردازیم.
Agent class (گروه (کلاس)عامل)
-گروه عامل کمک خلبان PA agent class که عامل ها دراین گروه برای جلوگیری از تصادم به خلبان کمک می کنند
– گروه عامل اپراتور کنترل ترافیک ATCO-agent class- این گروه عامل اپراتور کنترل ترافیک رادرتصمیم گیری درداخل ناحیه approachکمک می کنند
– گروه عامل هواپیمای ربوده شده(HA agent class) این گروه عامل در پی شبیه سازی وmonitoringحرکتهای هواپیمای ربوده شده هستند.
serverشبیه سازی در اینجا نقش برنامه فعال رابازی می کند که به شبیه سازی زمان واقعی که مورد نیاز در کنترل ترافیک است می پردازد.serverشبیه سازی همچنین با کار بران ارتباط داشته وعملکرد های زیر را supportمی کند .
-تصویری مربوط به موقعیت کنونی ترافیک هوایی در داخل محدوده فضای فرودگاه
-تولید trajectingمربوط به هواپیما ی ربوده شده
-تصویرگری مربوط به تصادمهایی که بین هواپیماهی نرمال ویا هواپیمای نرمال ربوده شده اتفاق می افتد
براساس شیوه Gaiaتعیین رسمی گروه عامل (نقش ها) براساس liveness expresions انجام می شود آنها به تعیین سناریوی اساسی برای رفتارهای کلاسهای عامل می پردازند.
بطور خاص تعیین گروه عامل PA شامل 14،liveness expresions است
(آغاز ،چرخه شبیه سازی ، گروه بندی ترافیک هوایی ، بررسی جدول مربوط به رسیدن و…)
که درشکل 1-5 نشان داده شده است .گروه عامل ATCOشامل 2 kiveness expresionاست LEکه همان Queryوpermission (اجازه) است گروه عامل به شبیه سازی حرکت هواپیمای ربوده شده می پروازد که شامل 2liveness expresion یعنی Initialization(شروع) وپیش بینی trajectingاست
توصیف پروژه طراحی برای سیستم مورد نظر شامل توصیف وجزئیات هر liveness expresionاست آن توصیفات در موقعیتی که مورد استفاده هستند بیان می شوند ."use case" یا موفقعیت استفاده بعنوان یکی از موقعیتهای مورد نظر درسیستم جلوگیری ازتصادم هوایی است. در مدل گسترش یافته 7مورد از این use caseها تعریف شده اند
U1 آغاز گروه عامل PAوآغاز عاملی مه به شبیه سازی حرکت هواپیمای ربوده شده می پردازد
U2ادامه انجام چرخه شبیه سازی
U3گروه بندی هواپیما (مثالهایی از عامل PA) که برای کاهش حجم تبادل اطلاعات وکاهش پیچیدگی ها در الگوریتم رفع برخورد استفاده می ود
U4 برنامه ریزی مستقلانه بری حرکتهایشان در ناحیه arrivalتوسط گروه عامل PA
U5درباره برنامه ریزی کردن حرکتهای شان در ناحیه arrivalتوسط گروه عامل PAبرای جلوگیری از برخورد هواپیما ی ربوده شده
U7 کنترل take offهواپیمای نرمال
U7کنترل هواپیما درحال رسیدن در طی زمان حرکت آغاز درداخل ناحیه approach(زمانی که هواپیما در خواست اجازه برای ورود به ناحیه approachمی کند تازمان نشستن)
درحالیکه در حال اجرای عملیاتهای ذکر شده است عامل مربوط رفتارهای توسط liveness expresionsتعیین شده اند را انجام می دهد.
2گونه ازliveness expresionsبرای آغاز کزدن به کاررفته اند :
-عامل به آغاز یکیliveness expresion می پردازد در پاسخ به یک پیام ورودی بعنوان مثال fig5-1گروه عامل PAشروع به انجام liveness expresionsمربوط به take offمی کند پس از دریافت پیام ورودی از گروه عامل ACTOکه شاملTake off permisionاست
– عامل خود آغاز liveness expresionمی پردازد بعنوان نتیجه رفتار pro-activeکه نتیجه بروز بعضی اتفاقات در داخل محیط است . بعنوان مثال وقتی گروه عامل PA شروع به اجزای liveness expresionمربوط بهGrouping (گروهبندی) می کند پس از عبور هواپیمای نرمال از یک sectorبه دیگری.
2-5 server شبیه سازی :
داده های ورودی از یک serverموقعیت ترافیک هوایی را مشخص می کند دارای این ساختار است:
-نقطه ورود هواپیما وechelon – زمان عبور از نقطه ورود
-گروه هواپیما – هواپیما وrunwayهدف
تعیین خروج هواپیمای نرمال از فرودگاه براساس جدول زمانی
-runwayفرودگاه وtake off – زمان off- take
– کلاس هواپیما – نقطه خروج هواپیما از فضای فرودگاه
تعیین هواپیمای ربوده شده شامل تعیین 2دسته از وقایع است (a) واقعه پیدایش هواپیمای ربوده شده در داخل فضای فرودگاه (b) واقعه تغییرtrajectoryمربوط به هواپیمای ربوده شده courseوسرعت) هر دواین وقایع بدین صورت مشخص می شوند:
-ارتباط افقی -ارتفاع تغییرات – courseوکلاس هواپیما
زمان مربوط به پیدا شدن هواپیمای ربوده شده بصورت تصادمی شبیه سازی می شود وبا توسط کاربربا استفاده از کاربر مربوطه وserver شبیه سازی انجام می شود . نکته نهم آن است که مقادیر سرعت هواپیمای نرمال وربوده شده در پرسه شبیه سازی تعیین می شود با استفاده از کلاس هرواپیما وفواصل زمانی وسرعت آن باتوجه به ارتفاع .
هر چرخه شبیه سازی براساس الگوریتم که ساختار آن در شکل 2-5 است نشان داده می شود. مدت زمان به طول انجامیدن یک چرخه شبیه سازی dtثابت است وبا استفاده از interfaceتعیین می شود .ودرهر زمانی که شبیه سازی در حال انجام است قابل تغییراست.
آغاز کرده عاملPA وهواپیمای ربوده شده از طریق serverانجام می شود وبا بکار گیری اطلاعات ثبت شده در data baseاست ، این پرسه در ارتباط با پرتکل های P3وP4 انجام می شود. چرخه شبیه سازی براساس وپرتکل های P1وP4 انجام می شود که serverبه گروه عامل PAو عامل هواپیمای ربوده شده پیامی می فرستند طول زمانی چرخه شبیه سازی دارد چرخه پیش رو اعلام می کند
براساس dataکه از گروه عامل PAبدست رسیده استserver شبیه سازی 2فعالیت را نجام می دهد.
(1) چک کردن استاندارد های جداسازی بین جفت هواپیماهای زمان وبین هواپیماهای نرمال وربوده شده
(2) تصویر هایی موقعیت کنونی را به زور می کند درحالیکه نکات مربوط به استاندارد های جداسازی را نیز نشان می دهد اگر در چرخه شبیه سازی فبلی هم وجود داشته وبروند.
3-5 آغز کلاس های (گروههای) عامل PA وگروه عامل هواپیمای ربوده شده
1-3-5 گروه عامل -PA: liveness expresion-آغاز کردن وقایعی که باعث آغاز انجام liveness expresionمی شوند
پیغام ورودی دریافت شده براساس پرتکل PA
سناریوی رفتار :
1-طرح پرواز هواپیمای نرمال رادرداخل محدوه ناحیه arrivalانتخاب کنید که بعدا برای طرح ریزی ومحاسبه دقیق trajectoryموقت برای حرکت هواپیما استفاده می شود طرح پرواز با استفاده از خصوصیات هواپیما وتوپولوژی خاص فضای فرودگاه در محدوده نقطه ورودی هواپیما محاسبه می شود.
2- مقادیر مربوط به موقعیت هواپیما براساس موقعیت کنونی می تواند از مجموعه زیر مقادیر خود را بگیرد:
-آمادگی برای take off – انتظار برای اعطای اجازه take off
-نزدیک شدن به فضای فرودگاه – حرکت در داخل ناحیه arrival
-رسیدن به ناحیه approach – انتظار برای کسب اجازه برای ورودبه ناحیه approach
– حرکت درداخل ناحیهapproach – حرکت به سوی نقطه خروج از فضای فرودگاه
در موقعیت در نظر گرفته شده ، موقعیت تنها می تواند یکی از دو مقدار زیر را داشته باشد :
-آمادگی take off -نزدیک شدن به فضای هوایی فرودگاه
3- اولینsecto Xi راتعیین میکنید که در راستای آن هواپیمای در حال وارد شدن حرکت خواهد کرد وGet station of the first group(حالات مربوط به گروه اول) را تولید خواهد کرد .این واقعه باعث آغاز انجام Grouping(گروهبندی ) که یک liveness expresion است می شود.
4-خصوصیات گروه بعدی مشخص می شود که بعنوان نتیجه آغاز به انجام groupingاست.
5-بهserver پاسخ پیغام می فرستد که توسط پرتکل P1در نظر گرفته شده بوده است ودر مورد تکمیل مرحله آغاز است.
2-3-5 گروه عامل هواپیمای ربوده شده: آغاز کردن
واقعه آغاز گرliveness expresion شروع کردن
دریافت پیغام ورودی براساس پرتکل P1
سناریوی رفتار
1-اطلاعات مربوط به trajectoryکنونی درمورد هواپیمای ربوده شده ثبت وضبط می شود وبرای پیش بینی trajectoryآن در زمانهای بعدی
2- پیغام پاسخ به serverمی فرستند در حالیکه آنرا مطلع می کند براساس پرتکل ***درباره تکمیل مرحله آغازگر
4-5 چرخه شبیه سازی:
1-4-5 گروه عامل PA: چرخه شبیه سازی liveness-Simulation
واقعه آغازگرliveness expresion
دریافت پیغام ورودی براساس پرتکل 3-P3
سناریوی رفتار
دراین قسمت دارای 2 فاز است (1)planing (2) شبیه سازی حرکت در فاز اول سناریو توسط مقادیر مربوط به موقعیت کنونی CSSدرابره هواپیمایی نرمال تعیین می شود . سناریوی برای مورد =CSSآمادگی برای take off
1-واقعه پدید آورنده درخواست تقاضا برای اجازه پرواز که بعدا این واقعه باعث آغازشدن take off permisionمی شود
2- دادن ارزش انتظار برای دریافت اجازه پرواز برای موردCSSدرهواپیمای نرمال
3-رفتن به فاز شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای= case CSS انتظار برای دریافت اجازه پرواز
1-واقعه قوانین برای ورودی به فضای عوایی فرودگاه این واقعه آغاز گر واقعه رسیدن arrivalاست
2- رفتن به حالت stand byدر حالیکه منتظر برای یکی ازاین دوواقعه است "ورود به فضای فرودگاه اجازه داده شده ویا اجازه داده نشده است هر یک از این دوواقعه نتیجه عملکرد liveness expresion،Arrival plan است.
3-اگر پیغام ورود هواپیما به فضای فرودگاه مجاز است در یافت شود سپس حالت CSSحالت حرکت در داخل ناحیه arrivalدر دریافت می کند
4-رفتن به فاز شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاربرای =case CSS حرکت در داخل ناحیه arrival
1-تعیین sectorحرکت کنونی وبعدیXiوX i+1 برای هواپیمای نرمال دارد شده
2-محاسبه میزان تابع conf( )برای sectorهای XiوX i+1 اگر حداقل یکی از توابع conf(sector,Xi)ویا conf(sector,X i+1) دارای میزان 3 باشد که درآن تصادم امکان پذیر است که باعث شروع به انجام جلوگیری از برخورد می شود.
3-رفتن به حالت انتظار برای برنامه دوباره محاسبه می شود که باید حاصل از انجام جلوگیری از برخورد باشد.
4-اثر طرح امن برای sector X یافت نشد سپس تولید طرح حرکت انجام می شود این واقعه با عث آغاز طرح arrivalمی شود
5-رفتن به حالت انتظار برای طرحarrivalتولید شد که ناشی از تکمیل برقراری وانجام طرحarrivalاست.
6- رفتن به مرحله شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای =case CSSرسیدن به ناحیهapproach
1-واقعه درخه است صدور اجازه برای ورود به ناحیه approachکه باعث آغاز صدور اجازه برای ورود به ناحیهapproachمی شود
2- دادن حالت انتظار برای دریافت مجوز برای ورود بهapproach
3-رفتن به فاز شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای =Case CSSانتظار برای کسب اجازه برای ورود به approach
1-رفتن به فاز شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای Case CSS= حرکت درداخل ناحیه approach
1-رفتن به فاز شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای =Case CSSحرکت برای رسیدن به نقطه خروج از فضای فرودگاه
1-رفتن به حالت شبیه سازی حرکت
سناریوی رفتاری برای فاز شبیه سازی حرکت
1-اگر طرح حرکت تولید شده باشد پس شبیه سازی در محدوده چرخه شبیه سازی تعیین شده انجام می شود در غیر اینصورت به شماره5در موارد پایین باید رجوع شود
2- اگر در پرسه شبیه سازی در sectorمورد استفاده نقطه exitیافت نشد به شماره 5 رجوع شود
3-موردواقعه رفتن بهsector بعدی که باعث آغازشدن گروهبندی هواپیما است
4-محاسبه sector، بهروز شده کنونی وبعد یعنی XiوX i+1
5-اگر sector ,X i+1متعلق به ناحیه approachمی باشد پس Case CSSباید حالت رسیدن به ناحیه approachراداشته باشد
6- اگر زمان ، قبل از دستیابی به نقطه خروج در sectorکنونی کمتر از آستانه dTبه صورت اختیاری داده شده است باشد پس حالت زمان قبل از خروج از sectorکنونی کمتر از dTرا خواهیم داشت
7-براساس پرتکل P3درپاسخ serverشبیه ساز ارسال شده می شود درباره تکمیل چرخه شبیه سازی کنونی
2-4-5 گروه عامل هواپیمای ربوده شده :liveness expressionپیش بینی حرکت موردی که باعث آغاز liveness expressionمی شود.
دریافت پیام ورودی براساس پرتکل P4
سناریوی رفتار
1-آغاز انجام شبیه سازی بابکارگیری data(a)اولیه توسط عامل دریافت می شود برای پرسه ابتدایی (b)مقطع زمانی مرتبط است با چرخه شبیه سازی حاضر
2- پیش بینی موقعیت هواپیمای ربوده شده برای مقطع زمانی dT درحالیکه فرض می شود که دارای (b)وسرعت ثابت است.
3-محاسبه میزان تابع conf( ) برای تمامی sectorها براساس الگوریتم توضح داده شده درقسمت 3-4
4-بکار گیری پرتکل P4برای آگاه سازی تماس گروههای عامل trajectory (a) PA پیش بینی شده هواپیمای ربوده شده و(b) مقادیر تابع conf( )برای sectorهای محاسبه شده دربالا درقسمت 3
5-بکار گیری پرتکل P4برای ارسال پاسخ به serverشبیه ساز در حالیکه آنرا در مورد تکمیل چرخه شبیه سازی مطلع می سازد
3-4-5 گروه عامل liveness expression PAدرباره هواپیمای ربوده شده
موردی که باعث آغاز liveness expressionمی شود
پیام ورودی براساس پرتکلP3
سناریوی رفتار: 1-اطلاعات به روز شده درباره پیش بینی حرکت هواپیما ربوده شده ومیزان conf ( )برای sectorهایی که هواپیمای نرمال به آنها تعلق دارد.
5-5گروهبندی
1-5-5 گروه عامل PA:liveness expressionگروهبندی
موردی که باعث آغاز این liveness expressionمی شود
-گرفتن حالت گروه اول این حالت در نتیجه تکمیل liveness expression آغاز انجام می شود
-گرفتن بهsectorبعدی که این حالت نیز در پاسخ به تکمیل چرخه شبیه سازی انجام می شود
سناریوی رفتار
هدف دستیابی به حالت گروه G( sector است. XNیا اولین sector درفضای هوایی فرودگاه است که در ان هواپیمای نرمال وارد شده حرکت خواهد کرد ویا sectorبعدی است که به آن هواپیما وارد خواهد شد حالت گروه (19 می شود وقتی گروه عامل PAدرباره تمامی اعضای گروه G(sector Xi)اطلاعات دارد و(b) تمامی اعضای گروه از حالت همدیگری اطلاع دارند
رفتار آنها به 2فاز قابل تقسیم بندی است (شکل،5) در فاز اول عامل حالت کرده G(sector Xi) را دریافت می کند که این توسط هواپیما بصورت زیر انجام می شود:
1-تعیین نشانگر sector Xiبعدی عضو
2- اعلام درباره خودش بعنوان عضو گروه G(sector Xi)از طریق انتشارات درست
-اطلاع درباره سرویس inform(Xi)شامل ارائه سرویس درباره حرکت خودش در داخل بخش **است
3- تشخیص تمامی اعضای گروه G(sector Xi)که از طریق جستجو برای تمامی گروه های عامل *** که سرویس مشابه به ارائه می دهند انجام می شود.
4-ارسال اطلاعات تمامی اعضای گروه G(sector Xi)که تعیین کننده حرکت آن در sector XNاست در آن لحظه به چنین خصوصیاتی توسط هواپیما محاسبه می شود که پیش از این نیز پیش بینی شده بوده درباره نقطه خروج آن از sectorکنونی که بازمان ورودآن به sector بعدی نیز همزمان است (براساس planآن که باید پیش از زمان کنونی محاسبه شود )
5-رفتن به حالت انتظار برای دریافت حالت sectorتازه که در پاسخ به تکمیل مرحله اطلاعات مربوط گروه هواپیما در گروه G(sector Xi)است پس از تکمیل فاز اول ، فاز دوم آغاز می شود وتا زمانی که هواپیما از sectorکنونی Xi وتکمیل وظایف در نظر گرفته شده برای اعضا ی گروه هستند در حالیکه به ارائه سرویس inform(Xi) نیز می پردازند در حالیکه وتابع زیر نیز درهر حال وقوع هستند:
عضو گروه جدید G(sector Xi)این واقعه توسط liveness expressionاطلاعات مربوط گروه هواپیما ایجاد می شود در این موارد درده عامل PAاطلاعاتی درباره طرح حرکتی خود به عضو جدید می فرستید .
به روز رسانی طرح حرکتی خودش که که در پاسخ به طرح رسیدن وجلوگیری از برخورد و نزدیک شدن approachوTake offانجام می شود .
در این موارد اطلاعات به تمامی اعضای گروه ارسال می شود
رفتن به sectorبعدی که دراین پاسخ به چرخه شبیه سازی انجام می شود
2-5-5 گروه عامل PA: اطلاعات مربوط به گروه هواپیما
-دریافت پیغام از پرتکل PA
– سناریوی رفتاری: این رفتارها توسط dataارسال شده ودریافت شده تعیین می شود اگر dataاز عضو جدید گروه G(sector Xi)در یافت شود:
1- اطلاعات درارتباط باایمنی ثبت می شود
2-باعث شروع پرسه عضو جدید گروه می شود که به پرسه grouping، گروهبندی می رود وباعث آغاز ارسال به عضو جدید اطلاعاتی در فرضیه طرح حرکت کنونی هواپیما می شود
اگر dataدر پاسخ به ثبت نام در گروه ارسال شده باشد
1-اطلاعات بصورت ایمن در یافت می شود
2- اطلاعات از تمامی اعضای گروه در یافت شده ومیزان گروه G(sector Xi)تعیین کرده وحالت" حالت کرده تعیین شد برقرار می شود که بعدا در حالت گروه بندی تحلیل خواهد شد.
اگر اطلاعات از یک عضو گر : (G(sector Xi)دریافت شود دربارهupdate plan
3-اطلاعات بصورت ایمن دریافت می شود
اگر اطلاعات از یک عضو گروه G(sector Xi) دریافت شود تا درباره خروجش از گروه آگاهی می دهد
1-تماس اطلاعات مربوط به او پاک می شود.
6-5 طرح رسیدن arrival plan
1-6-5 پیش شرایط ها oreconditions
توصیف کلی = use caseاین use caseحرکت نرمال هواپیما در sectorبعدی است دوفعالیت اصلی در این use caseحل شده است.
-همکاری وارتباط رفتارهای عامل که ترتیب planingرا نیز مشخص می کند.
-الگووسیستم برنامه ریزی (طرح ریزیplaning)
قوانین زیر در ارتباط با موارد وذکر شده در بالا هستند
(1)طرح ریزی مستقلا نه با گروه های مختلف از sectorهای مختلف
(2) طرح ریزی در داخل یک sectorبصورت زیر انجام می شود
(a) گروه sector، (G(sector Xi)به 3 زیر دسته تقسیم بندی می شود:
Sector Xi)) G IN – زیر مجموعه هواپیمای واقع در داخل sectorمورد نظر که دارای طرحهای حرکتی خودش است.
(sector Xi)- G HP -زیر مجموعه هواپیمای که صدور ورود به sector Xiاست که هنوز دارد نشده اما در حال آماده شدن است
G PL(sector Xi) زیر مجموعه هواپیماهای که هنوز طرح حرکتی خود راآماده نکرده اند در داخل Sector Xi
مورد مربوط به طرح ریزی حرکت های هواپیما در داخل sector Xiموضوع فعالیتهای هواپیمایY i است که Yi=G PL 1(sector Xi) هر یک را چنین هواپیماهایی محاسبه طرح خود پس از پرسه ترتیب بخشی می پردازد این ترتیب براساس از قوانین که در 3-4 توضیح داده شده است با محاسبه طرح آغاز می شود وقتی که تمامی هواپیماهای G PL(sector Xi) دارای priorityبالاتر هستند وهواپیمای مورد نظر از مورد planآنها براساس پرتکل P8آگاه شده است
در ادامه توضیحات الگوریتم طرح ریزی فرمال قرار دارد:
Sector – Scکنونی مربوط به موقعیت کنونی هواپیما
Sector = SNبعدی کهplanningبرای آن انجام می شود
Plan(SN),plan(Sc) -طرحهای حرکت برای هواپیما برای sectorهای SC و SN
Leg(s)=<leg1 , leg 2 , … ,leg 3>ترتیب legها که درsectorهستند Alt(s)=<n1, n2, …, nr>ارتفاع مربوط به sector S
<Kr, …., K2, K1>=plan(s)طرح تغییر echelonدر sector Sدر مقیاس کم شونده چه شماره ای از echelonاز دست رفته است توسط هر هواپیما در هر legاز sectorبعنوان مثال یک sectorشامل 3legاست پس ترتیب <0,1,2>نشان می دهد که در اولین legهواپیما بصورت افقی در حرکت است در دومی تا echelonبعدی پایین می آید ودر سومی باید 2echelonدیگر کم می شود.
برای داشتن امکان مقایسه طرحهای کم شونده برای یک هواپیما که داری حرکت کم شونده است تعداد کلی echelonهای lost (از دست رفته ) شده اینگونه گفته می شود که طرح کم شونده بهتر از دومی است اگر تعداد echelonهای بیشتری lostشوند در legهای بعدی .بعنوان مثال طرح کم شونده <0,1,2>بهتر است از طرح <1,1,1>
Exit(S)تعدادکلیechelonها که مجاز برای استفاده در نقطه پایانی کهsector Sهستند .به بررسی شرایط ایمنی دیگری می پردازیم که در طرح ریزی حرکت هواپیما درداخل یک sector SNبرای هواپیما با مقدار تابع conf(-)=2باید در نط=ظر گرفت.
شرط1: اگر تفاوت ارتفاع های هواپیماهای نرمال وربوده شده بیشتراز600 متر باشد پس آنها زخدبمهزف-بقثث****هستند درsectorهای بعدی که وارد خواهند شد این شرط بصورت نرمال بصورت زیراست:اگر استاند اردهای ایمنتی در ابعاد افقی برای دو هواپیمای زمان وربوده شده حفظ نشده باشند .برای جلوگیری از برخورد دوechelon بالاتر بعدی ودو echelonپایین تر بعدی از ارتباط با هواپیمای ربوده شده قابل استفاده برای هواپیمای نرمال نخواهند بود.
براین اساس شرایط زیر برای هواپیمای گروه G IN(S)باید وجود داشته باشدG HP(S)
|G IN (S)|+|G HP(S)|<Exit(S)-4
اگر شرط ذکر شده در بالا برقرار باشد هواپیمای نرمال sector Sدر می تواند بصورت بالقوه echelonآزاد را در ناحیه holdingانتخاب کند اگر که هواپیمای ربوده در نزدیکی این ناحیه در حرکت است یا آنرا قطع می کند.
شرط2: فاصله کمینه بین هر دو هواپیما موجود یک sectorصفحه افقی نمی تواند کمتر از 20 km باشد بطور مستقل از echelonهایی که آنها اشغال می کنند .این شرط حرکتهای بدور از برخورد رابرای هر هواپیمای نرمال در هر زمانی فراهم می آورد اگربه echelonهای مجاز برود
2-6-5 عامل PAهواپیمای نرمال: liveness expresionطرح رسیدن
توافق برای ورود به ناحیه arrivalاین نتیجه چرخه شبیه سازی است
ناحیه طرح رسیدن که نتیجه چرخه شبیه سازی است.
سناریوی رفتار:
1-priority هواپیما محاسبه شود در میان سایر هواپیماهای گروه G PL(S) اطلاعات ورودی مورد نیاز از طریق پرسه های تبادل داده ها دریافت می شود .
2- اگر یک هواپیما دارای priorityبالایی نیست منتظر حق تصمیم گیری می ماند که در ارتباط با همکاری برای مانور است
3-اگر معیار عبور به sectorبعدی اختیاری باشد پی به مرحله باید رفت .
4-اگر برای conf( )=3, sector SN پس به اضافه می شود که دستور استفاده از ناحیه holding داده و planingرامتوقف می کند
5-اگر برای conf( )=2 , sector SNپس شرایط مربوط 1 یک شده واگر عبور به sector SNاز این شرایط مختلف کند پس به plan(sc)اضافه شده تادستور استفاده از ناحیه holdingداده شده وطرح ریزی متوقف می شود.
6- طرحهای مربوط به ارتفاع محاسبه شده ص48 درحالیکه سرعت کم شونده یک میزان ثابت بعنوان مثال تا5m/sec
7- بهترین طرح کم شونده برای هواپیما انتخاب شود.S plan (
8- براساس طرح کم شونده انتخاب شده هواپیما طرح را گسترش می دهد انتخاب پرسه طراحی بستگی به مقدار تابع conf( )برای هواپیما در داخل sector SNدارد.
اگربرای conf( )=1,sector SN باشد باید از پرسه A schedulingاستفاده شود
اگر برای " " " " " " " " " e. " " "
نتیجتا بایک طرح plan(SN)گسترش می سابد ویا اینکه طرح قابل قبولی وجود نخواهد داشت باید توجه شود که اگر plan(SN) بااستفاده از B schadulingمحاسبه شود همچنین در مورد استفاده از A schadulingهم وجود خواهد داشت اما رابطه برعکس وجود نخواهد داشت .
9- اگر طرح plan(SN)یافت شد به شماره13 بروید
10- اگر طرح plan(SN)یافت نشد طرح S plan(رااز ***پاک کنید
11- اگر Alt-schemeخالی (empty)نباشد به شماره 7 بروید در غیر این صورت به شماره 12
12- اگر هواپیما یYj در ناحیه arrivalقرار دارد پس دستور استفاده از ناحیه انتظار رابه طرح اضافه کنید درغیر این صورت زبان طرح ریزی شده ورود هواپیما را به ناحیه **در چرخه شبیه سازی افزایش دهید در حالیکه زمان تاخیر رانیز اضافه می کنید.
13- تغییر طرح حرکت که باعث گروهبندی می شود .
14- گروه عامل PAراپس کنید که بالاترین priorityدارد. اگر چنین عاملی وجود داشت به او اجازه شروع طراحی پرسه رابااستفاده ازپرتکل F8بدهد
پرسهA scaduling
1-لیستAP- sector -listراتولید کنید که شامل عامل PAاست که باید طرحهایشان را هماهنگ کنند off-path jogging manauversدریکlegخاص)
2- اگر پرسه طراحی برای همه legها با موفقیت انجام شد پس به شماره9 بروید در غیر اینصورت legبعدی رادر طرح SNانتخاب کنید برای این حالت اطلاعات بصورت زیر است :
Echelon- H entryکه با نقطه ورود ***مرتبط است توسط هواپیما بکار می رود
" " " " H exit خروج ازlegمرتبط است توسط هواپیما بکار می رود باتوجه به ارتفاع مربوطه
T0زمان ورد بهleg برای اولین legدر sector SNکه این زمان بازمان ورود به ناحیه arrivalمرتبط است برای legهای بعدی این زمان در پرسه planingوجودارد .
3-زیرگروههای G PL(SN)رابیابید که ممکن است باهم برخورد داشته باشند در حالیکه درlegمربوط بهsector SN در حرکت هستند این زیر گروهه رابه صورت AP-Se+نشان می دهیم .زیر گروه دیگر شامل هواپیمای Yjاست Yjکه
که به سمت هم می آیند در فاصله افقی بسیار کم که کمتر از فواصل استاندارد است
درحالیکه در حال حرکت در leg هستند به یک echelonتعلق دارند H exit /H entry و/یا دربعضی زمانها ویا ازآنها عبور می کنند در طی مانور
برای یافتن زیر گروه AP-Set رابابکار گیری اطلاعات اولیه از طریق جدول اطلاعات عمل می شود.
4-هر هواپیما در زیر گروه Ap-setسعی به یافتن طرحی به سوار از برخورد است در حالیکه در حرکت درlegاست
5-پرسه راکامل کنید در حالیکه نتلیج برگشت از راه حل قابل قبولی نیست S_plan(SN)وجود دارد اگر
-اگر برای هر یگ از هواپیما های در حال برخورددر زیر مجموعه AP_setهیچ تصمیمی موجود نباشد
– مقطع زمانی { t entry , t exit}برای جفت هواپیمای که زمان قابل قبول برای عبور را درechelon تعیین می کنند هم پوشانی نداشته باشد.
6- لیست هواپیماهای لیست AP-leg -listرامشخص کنید که باید در مانورoff-path joggingباهم هماهنگی کنند
7- اگر لیست AP_leg_listخالی است به شماره 1 بروید
8- اگر لیست AP_leg-listخالی نیست پس موارد موجود در لیست خصوصیاتی رادر حین مانور داشته باشند .ارسال براساس پرتکل P6انجام می شود.نکات ذکر شده مقطع زمانی رابرای انجام مانور عمودی در حالیکه 5kmفاصله از محور legوجود دارد براساس استانداردهای جداسازی راتعیین می کند.
9- ارسال کننده می تواند 2نوع از پیغام ها رااز هواپیما های موجود از لیست AP_leg_listدریافت کند(1)مانور امکانپذیر است(2)امکانپذیر نیست .
اگر حداقل یکی از هواپیما ها پیغام دهد که مانور غیر ممکن است پس پرسه پایان می یابد با بازگشت به حالت "برای مانورطرح ارتفاعی مربوطهراه حل مجازی نیست در غیر این صورت لیست AP_leg-listرابه لیست AP_list اضافه کرده وبه شماره 1 بروید
10- اگر لیست AP_sector_list خالی نباشد بابکار گیری P6پیغام به عامل های این لیست بفرستید در حالیکه آنها در مورد راه حل های توافق شده اضافه شده قبلی آگاه می کنید که شامل مانور off-path joggingنیز هست.
11- پرسه را کامل کنید در حالیکه نتایج بر می گردد که بر مبنای تکمیل طرح C plan(SN)لست
پرسهB_Schaduling :
1-حضور شرط Bراپیدا کنید
2- اگر قرار است پس طرح حرکت paln(s)رابوجود آورید. بوجود آوردن palnشامل تشخیص زمان شروع برای عبور هواپیما از echelonمربوطه است. هواپیما باید آخرین زمان ممکن رابرای عبور یافته وتصمیم نهایی رابگیرد.
3-6-5 گروه عامل PA: ارزیابی امکانپذیری مانور
دریافت پیغام ورودی از پرتکل P6
سناریوی رفتار:
پیام ورودی شامل اطلاعاتی درباره مقطع زمانی {t1, t2}است که در ان هواپیما باید مانور رانجام دهد در صفحه عمودی که 5kmدورتر از محور legبوده در حالیکه از این اطلاعات استفاده می شود گروه عامل PAطرح مانور off-path joggingرا تهیه می کند که در شکل 9-5 نشان داده شده است .
اولین اعداد نشان دهنده حرکت افقی اولیه هواپیما در legاست واعداد دوم شامل زمانی است که هواپیما باید off-path joggingراجرا کند در حالیکه در حال کاهش ار تفاع برای رفتن بهechelon پایین تر است در هر دوحال باید زمان های t1وt2 یعنی زمان آغاز پایان مانور محاسبه شود.
در این 2 حالت گروه عامل مانور را درخواهد کرد:
-اگر خود شامل مانور pff-path gogging ربوده باشد بایک هواپیمای دیگر
– اگر هواپیما در زمان معین t endبسیار نزدیک به نقطه خروج legقرار بگیرد که می تواند باعث عدم امکان بازگشت به محور legشود براین اساس سناریوی رفتار بدین صورت است .
1- تشخیص دهید که آیا مانور قابل اجراست
2- اگر قابل اجراست پس خصوصیات زمانی آنرا تکمیل کند ونتایج راsaveکنید بدون تغییر دادن طرح تا آنرا هماهنگ باسایر هواپیما ها کنید .را حل نهایی توسط گروه PA باپرتکل P1است وتصمیم آن بر طبق پرتکل P8باید ارسال شود
3-تصمیم گرفته شده توسط هواپیما بابکار گیری P1ارسال می شود.
4-6-5 گروه عامل PA:قبول مانور
در یافت پیغام از پرتکل P7
گروه عامل PAشامل دستور اتی برای انجام مانورoff-path joggingاست در طرح حرکتی
5-6-5 گروه عامل PAهمکاری مانور
دریافت پیغام از پرتکلP8
سناریوی رفتار:واقعه دریافت حق تصمیم گیری که این باعث ادامه یافتن طرحarrivalمی شود.
7-5 ورودی از برخورد
1-7-5 توصیف مفهومی use-case
هدف use caseتصمیم طرح ها حرکت هواپیما در موقعیت هایی است که تهدیدی وجود دارداز سوی هواپیمای ربوده شده قوانین در این شرایط بدین صورت است:
قانون1: هواپیما از ورود بهsector هایی که دارای میزان 3برای تابع conf( )منع می شوند
قانون2: اگرsector مورد نظر دارای میزان2 باشد پس عبور به آن تنها در صورتی مجاز است که شرطهای 1و2 برقرار باشند.
امکان تهدید برخورد با هواپیمای ربوده شده تنها در صورتی اتفاق می افتد که هواپیما ی نرمال در حال حرکت درsectorباconf( ) = 3باشد.
اگر قانون 1و2 برقرار باشد آنگاه sectorبا conf( )=3می تواند قابل استفاده شود تنها در صورتیکه هواپیمای ربوده شده مسیرش را عوض کند
2-7-5 گروه عامل PA: ورودی از برخورد
مورد برخورد امکان دارد درنتیجه چرخه شبیه سازی است
سناریوی رفتار
اگر ScوSN سکتورهای کنونی وبعدی برای حرکت هوا پیما باشند یک گونه از تغییر طرح برگزیده می شود براساس راه حل ها موجود ونوع تصادم 3 گونه از موقعیتهای برقرار است:
1- case P53
2-
3-
بابکار گیری چنین اطلاعاتی گروه عامل PAتصمیمات تا زمانی در زمینه رفتن بهSN , SCخواهند گرفت بابکار گیری قوانین زیر:
Rule 1: اگر موقعیت مطابق case_23باشد گروه عامل PAاز رفتن بهSN ورودی می کند ومنتظر می ماند تا شرایط تغییر کند وبه SCمی رود
Rule2اگر case_32باشد باید سریعا به SNبرود ونباید به holdingدر SCبرود
Rule3اگر case_32 باشد گروه عامل براساس موقعیت تصمیم می گیرد .اگر تصادم ازنوع C,AویاDباشد همچنان به SNمی رود اگر از نوع Bباشد گروه عامل PAباید از holdingدر SCاستفاده کند.
سناریوی رفتار بدین صورت است :
1- تعیین اولویت هواپیمای خودش نسبت به هواپیما های موجود درSC
2- اگر اولویت زیادی ندارد باید به حالت waitingبرود وحق تصمیم گیری دریافت شد رادردریافت کردن وبه طرح ریزی خود ادامه می دهد.
3- اگر حق تصمیم گیری را دریافت کرد به طرح ریزی ادامه می دهد
4- تعین legکه احتمال برخورد وجود دارد
5- اگر conf( )=3باشد طرح کنونی cancelشود plan(SC)
6- اگر conf( )=3 طرح paln(SN)شود
7- پدیدآورده مجموعه {S_plan(SC)}که شامل تمام طرحهای بالقوه برای حرکت است در داخل SCباشرایط زیر.

فهرست مطالب
مقدمه: 1
1-1نقطه آغازین پروژه : تجارت بدست آمده در پروژه پیشین 1
2-1 مقایسه پروژه های 2006 ومورد گزارش شده: 2
1-2 تکنولوژی فضای هوایی فرودگاه: 5
1-1-2 مفاهیم اولیه اساسی وساختارهای آنها وجدولها 5
2-2 گروهبندی هواپیماها: 6
3-2مدل موقعیت مربوط به ترافیک 7
1-3-2 برنامه ورود-خروج هواپیما : 7
2-3-2 موقعیت جوی: 8
2-3 تحلیل ترافیک هوایی در حالت نرمال 9
2-2-3 بعضی اصول ساختاری مربوط به مارد تصادم وبرخورد 11
3-2-3 الگوهای رفتاری برای هواپیمای نرمال در شرایط نرمال: 13
3.3 ساختار سازمانیکنترل ترافیک هوایی : 15
2-3-3 ساختار سازمانی موجود وساختار پیشنهادی برای کنترل ترافیک هوایی 16
4-3 ساختار تبادل اطلاعات 16
5-3 الگوهای نمونه ای رفتاری برای هواپیمایی فعال: 18
6-3 رفتارهای نمونه ای در مورد هواپیمای ربوده شده 19
4- الگوریتم رفع تصادم هوایی: 21
4-4 طرح ریزی حرکت هواپیمای نرمال 27
4-5 چرخه شبیه سازی: 35

2