An airspace model aplicable for automatic flight route planning inside free route airspace

• Autorzy: Drupka G. , Majka A. , Rogalski T. , Trela L.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rm.2018.01

Warianty tytułu

PL

Model przestrzeni powietrznej umożliwiający automatyczne planowanie lotu we free route airspace

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article is strongly related to the Single European Sky ATM Research (SESAR) project. The project’s objective is the improvement of air transport above Europe 0. Since Air Traffic Management (ATM) is involved to obtain more effective approach to air traffic flow managing activities, the concept of Flexible Use Airspace (FUA) has arisen in result. ATM is a quite developed aviation’s subdomain, therefore currently existing airspace state has been described briefly in the article, referring to the presented solution concept. The notion of Free Route Airspace (FRA) airspace model defined in this article relies on mathematical description. The selected approach clarifies airspace as a set of squares or cubes that have volumes with appointed values due to certain conditions in the considered time (i.e. traffic flow or weather). The model has to ensure facilitation of flight route planning and warrant aircrafts separation towards flight safety assurance. The concept assumes that this airspace model will provide assistance for airspace user to select essential flight plan criteria, such as economy, time, etc. The path will be appointed according to personal preferences, based on the model from which further elaborated algorithm will evaluate situation. The presented solution is a response to air traffic growth. Therefore it supports the SESAR project through research and development activities. The description proves that airspace model would create enhancement in flight planning for airspace users.

PL

Artykuł przedstawia koncepcję zamodelowanej przestrzeni powietrznej w sposób umożliwiający automatyczne planowanie lotu w Przestrzeni Lotów Swobodnych (Free Route Airspace – FRA). Zaprezentowany model usprawnia czynności składania planu lotu przez użytkownika, jednocześnie gwarantując bezpieczną separację statków powietrznych. Tematyka artykułu jest związana z badaniami do projektu Jednolitej Europejskiej Przestrzeni Powietrznej (Single European ATM Research – SESAR), której podstawowe założenie stanowi poprawa efektywności i bezpieczeństwa operacji w transporcie lotniczym. Efektywniejsze Zarządzanie Ruchem Lotniczym (Air Traffic Management – ATM) jest możliwe przez wprowadzenie koncepcji Elastycznego Zarządzania Przestrzenią Powietrzną (Flexible Use of Airspace – FUA). Elastyczne Zarządzanie Przestrzenią Powietrzną pozwala na monitorowanie dostępności przestrzeni w różnych odstępach czasowych, w sposób umożliwiający uwzględnienie planowanego natężenia ruchu wobec innych warunków, np. atmosferycznych. Przedstawiony w artykule opis przestrzeni powietrznej opiera się na opisie matematycznym. Przyjęte zostało założenie, że cała przestrzeń powietrzna składa się z jednakowej wielkości kwadratów (lub sześcianów w przypadku przestrzeni 3D). Każdy kwadrat lub sześcian ma przydzieloną pojemność wraz z wartościami określającymi dostępność w ustalonym czasie. Dostępność jest uwarunkowana przez wiele czynników, np. zagęszczenie ruchu lotniczego. Wykonane badania wskazują, że zamodelowana w ten sposób przestrzeń powietrzna stwarza potencjał do planowania lotu. W konsekwencji wprowadzenia przez użytkownika dwóch punktów lotu – początkowego i końcowego, przeszukana w następstwie przestrzeń pozwala na przeanalizowanie i zaproponowanie przez system trasy według przyjętego kryterium.

Słowa kluczowe

EN

transport; navigation; air transport; flight planning; flight safety

PL

transport; nawigacja; transport lotniczy; planowanie lotu; bezpieczeństwo lotnicze

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 90 [298], nr 1
• Strony: 5--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Drupka G.

• Rzeszow University of Technology

autor

Majka A.

• Rzeszow University of Technology

autor

Rogalski T.

• Department of Avionics and Control Systems, Rzeszow University of Technology

autor

Trela L.

• Rzeszow University of Technology

Bibliografia

• [1] Baumgartner M., Finger M.: The Single European Sky gridlock: A difficult 10 year reform process, Utilities Policy, 31 (2014) 289-301.
• [2] Das D., Sharma S., Parti R., Singh J.: Analyzing the effect of aviation infrastructure over aviation fuel consumption reduction, J. Air Transport Manag., 57 (2016) 89-100.
• [3] Kopecki G., Pęczkowski M., Rogalski T.: Przykładowy algorytm automatycznego wyznaczania trasy przelotu w przestrzeni lotów swobodnych, Autobusy, 18 (2017) 1219-1224.
• [4] Schaefer D., Castelli L., Cook A.: Long-term and innovative research in ATM, J. Air Transport Manag., 56 (2016) 2016.06.002.
• [5] Tomczyk G., Rogalski T., Bakunowicz J.: Koncepcja przygotowania i koordynacji planów lotów IFR w obszarze lotów swobodnych, Autobusy, 17 (2016) 707-713.
• [6] Sergeeva M., Delahaye D., Mancel C., Vidosavljevic A.: Dynamic airspace configuration by genetic algorithm, J. Traffic Transp. Eng., 4 (2017) 300-314.
• [7] SESAR2020. Solutions for the Future Air Traffic Management System, Brussels 2017.
• [8] SESAR Joint Undertaking, European ATM Master Plan. Executive View, Luxembourg 2015.
• [9] Steen M.: Graph Theory and Complex Networks: An Introduction, ISBN 978-90-815406-1-2, Paperback, 2010.
• [10] Trudeau R.: Introduction to Graph Theory, Dover Publications Inc., New York 1996

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).