Оцінювання ризику зіткнень літаків під час польоту на маршруті
DOI:
https://doi.org/10.31498/2225-6733.51.2025.344967Ключові слова:
аеронавігація, безпека цивільної авіації, керування повітряним рухомАнотація
В умовах великої завантаженості повітряного простору безпека сучасних авіаперевезень вимагає безперервного контролю у режимі, наближеному до реального часу. Важливою складовою безпеки повітряного руху є ризик зіткнення, що залежить від завантаженості повітряного простору, системи керування повітряним рухом та надійність обладнання. У статті виконано оцінювання ризику зіткнень літаків на етапі польоту за маршрутом у межах визначеного регіону повітряного простору. Запропонована методика ґрунтується на фрагментації повітряного простору на елементарні зони з використанням ієрархічної системи просторового індексування для визначення потенційних конфліктних точок та використанні моделей оцінки ризику, які підходять до пари літаків на основі напрямку польоту літаків. Відкриті дані про положення цивільних літаків, отримані за концепцією автоматичного залежного спостереження у широкомовному режимі, використано для оцінювання ризики зіткнення для конкретного повітряного простору. Оцінка ризику запропонована на основі комбінованої моделі повітряного руху за пересічними та паралельними курсами. Апріорні дані по відхиленням літаків від заданих траєкторій руху отримані на основі статистичного аналізу траєкторій з минулих реалізацій маршрутів. Дані, які були зібрані в ході дослідження, наведенні в таблицях. Розрахунки і збір даних виконуються з використанням програми, розробленої мовою програмування Python із залученням відповідних бібліотек, що забезпечують підключення до мережі передавачів автоматичного залежного спостереження, розрахунки ризиків за відповідною моделлю і візуалізацію даних. Запропонований підхід було верифіковано за допомогою відкритих даних про повітряний рух у межах повітряного простору Німеччини для певного часового відліку. Результати дослідження включають в себе як статистичну оцінку відхилення літаків, так і рекомендації щодо використання методики в зонах FRA і рекомендації щодо застосування результатів оцінки
Посилання
International Air Transport Association. World Air Transport Statistics 2020. Montreal: IATA, 2020. 64 p.
IATA: Annual Review 2023. IATA (2023). URL: https://www.iata.org/contentassets/c81222d96c9a4e0bb4ff6ced0126f0bb/annual-review-2023.pdf (дата звернення: 25.05.2025).
EUROCONTROL: Performance Review Report (PRR) 2024. URL: https://www.eurocontrol.int/publication/performance-review-report-prr-2024 (дата звернення: 25.05.2025).
Волковська Г. Г., Ситник Д. О. Управління ризиками в авіаційній безпеці. URL: https://er.nau.edu.ua/server/api/core/bitstreams/29a654ae-946b-4719-b673-42ef2fbe9c95/content (дата звернення: 25.05.2025).
ACLED Conflict Index, ACLED. URL: https://acleddata.com/conflict-index (дата звернення: 25.05.2025).
The Effect of Russia – Ukraine War on International Aviation Sectors / Prakasa S. U. W., Wijayanti A., Hariri A., Yustitianingtyas L. KnE Social Sciences. 2022. Vol. 7, № 1. Pp. 572-581. DOI: https://doi.org/10.18502/kss.v7i15.12132.
Ennen D., Wozny F. Airspace closures following the war of aggression in Ukraine: Impact on Europe-Asia airfares. Transportation Research Procedia. 2024. Vol. 78. Pp. 103-110. DOI: https://doi.org/10.1016/j.trpro.2024.02.014.
Ostroumov I. V., Ivashchuk O., Kuzmenko N. S. Preliminary Estimation of war Impact in Ukraine on the Global Air Transportation. Proceedings of the 12th International Conference on Advanced Computer Information Technologies (ACIT), Spišská Kapitula, Slovakia, 26-28 September 2022. Pp. 281-284. DOI: https://doi.org/10.1109/ACIT54803.2022.9913092.
ICAO: The Vertical Reich Collision Risk Model. URL: https://www.icao.int/SAM/Documents/2003/APATM6/WP10-apatm6Item3-APXb.pdf (дата звернення: 30.05.2025).
Aldis G., Barry S. Fast evaluation of the Anderson-Hsu collision risk for a crossing track scenario. Proceedings of the ICAO SASP-WGH-27 Meeting, Oklahoma City, USA, 17-19 November 2015.
Levy B. S., Som P., Greenhaw R. Analysis of flight technical error on straight, final approach segments. Proceedings of the 59th Annual Meeting of The Institute of Navigation and CIGTF 22nd Guidance Test Symposium, Albuquerque, USA, 23-25 June 2003. Pp. 456-467.
Data-driven mid-air collision risk modelling using extreme-value theory / Figuet B., Monstein R., Waltert M., Morio J. Aerospace Science and Technology. 2023. Vol. 142, part A. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ast.2023.108646.
Su Y., Xu Y. A risk assessment method for mid-air collisions in urban air mobility operations. IEEE Transactions on Intelligent Vehicles. 2024. Vol. 10, iss. 2. Pp. 1327-1341. DOI: https://doi.org/10.1109/TIV.2024.3426915.
Campos L. M. B. C., Marques J. M. G. On Probabilistic Risk of Aircraft Collision along Air Corridors. Aerospace. 2021. Vol. 8(2). Article 31. DOI: https://doi.org/10.3390/aerospace8020031.
Mosa H., Saleh A., Al-Badarneh A. Performance comparison of spatial data indexing using distributed systems. 2025 International Conference on New Trends in Computing Sciences (ICTCS), Am-man, Jordan, 16-18 April 2025. Pp. 327-333. DOI: https://doi.org/10.1109/ICTCS65341.2025.10989398.
Neelakandan D. S., Al Ali H. Enhancing Trajectory-Based Operations for UAVs through Hexagonal Grid Indexing: A Step towards 4D Integration of UTM and ATM. International Journal of Aviation, Aeronautics, and Aerospace. 2023. Vol. 10, no. 2. Pp. 1-21. DOI: https://doi.org/10.58940/2374-6793.1815.
A Low-Altitude Flight Conflict Detection Algorithm Based on a Multilevel Grid Spatiotemporal Index / S. Miao et al. ISPRS International Journal of Geo-Information. 2019. Vol. 8, no. 6. Article 289. DOI: https://doi.org/10.3390/ijgi8060289.
ICAO. Procedures for Air Navigation Services — Air Traffic Management (PANS‑ATM). Doc. 4444. Montréal: International Civil Aviation Organiza-tion, 2016. 476 p.
ICAO. Performance‑Based Navigation (PBN) Manual. Doc. 9613. Montréal: International Civil Aviation Organization, 2008. 398 p.
ICAO. The Longitudinal Reich Collision Risk Model. SASP‑WG/WHL/20‑IP/10. Montréal: International Civil Aviation Organization, 2012.
Giller G. L. A Generalized Error Distribution. SSRN Electronic Journal. 2005. Pp. 1-7. DOI: https://doi.org/10.2139/ssrn.2265027.
Back W. E., Boles W. W., Fry G. T. Defining Triangular Probability Distributions from Historical Cost Data. Journal of Construction Engineering and Management. 2000. Vol. 126, no. 1. Pp. 29-37. DOI: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-9364(2000)126:1(29).
Hierarchical hexagonal spatial index. H3. URL: https://h3geo.org/docs/comparisons/s2 (дата звернення: 21.09.2025).
A precision evaluation index system for remote sensing data sampling based on hexagonal discrete grids / Y. Ma et al. ISPRS International Journal of Geo-Information. 2021. Vol. 10(3). Article 194. DOI: https://doi.org/10.3390/ijgi10030194.
ICAO. Aircraft Operations. Volume II − Construction of Visual and Instrument Flight Procedures. 7th ed. Doc. 8168. Montréal: International Civil Aviation Organization, 2020.
ICAO. Manual on Implementation of a 300 m (1 000 ft) Vertical Separation Minimum Between FL 290 and FL 410 Inclusive. 2nd ed. Doc. 9574. Montréal: International Civil Aviation Organiza-tion, 2002.
The OpenSky Network. URL: https://opensky-network.org (дата звернення: 30.05.2025).
FlightAware and ADS-B. URL: https://www.flightaware.com/adsb (дата звернення: 21.09.2025).
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал "Вісник Приазовського державного технічного університету. Серія: Технічні науки" видається під ліцензією СС-BY (Ліцензія «Із зазначенням авторства»).
Дана ліцензія дозволяє поширювати, редагувати, поправляти і брати твір за основу для похідних навіть на комерційній основі із зазначенням авторства. Це найзручніша з усіх пропонованих ліцензій. Рекомендується для максимального поширення і використання неліцензійних матеріалів.
Автори, які публікуються в цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи в цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди, які стосуються неексклюзивного поширення роботи в тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи в цьому журналі.
