Международный аэропорт Шереметьево продолжает занимать лидирующие позиции по внедрению инновационных технологий в России. Столкнувшись с ограничением технических возможностей, аэропорт Шереметьево принимает решение по развитию в двух направлениях, развитие инфраструктуры и инновационных технологий, используя мировой опыт. Изучив зарубежный опыт (The Manual Airport CDM Implementation (EUROCONTROL) ; Doc 9854 AN/458 ICAO;), специалисты Шереметьево совместно с ОАО «Аэрофлот» и филиалом «МЦ АУВД» ФГУП «Госкорпорация по ОрВД» создали рабочую группу и разработали Концепцию внедрения системы совместного принятия решений A-CDM (airport collaborative decision making (A-CDM)) в аэропорту Шереметьево.

Концепция конкретизирует общий процесс совместного принятия решений, включая следующие его характеристики:

• процесс совместного принятия решений (collaborative decision making (CDM)) позволяет всем участникам процесса участвовать в принятии затрагивающих их решений по организации воздушного движения (ОрВД), т.е. CDM не ограничивается какой-либо отдельной сферой, например аэропортом или полетами по маршруту;
• процесс CDM будет действовать по отношению к решениям всех уровней, начиная от долгосрочного планирования и кончая реальными операциями;
• процесс CDM можно применять как активно, так и пассивно, посредством совместно согласованных процедур;
• эффективное управление информацией и совместное ее использование позволят всем участникам процесса получать информацию, оказывающую важное влияние на решения других участников;
• любой участник процесса может предложить вариант решения (это приносит особую пользу в сочетании с эффективным осуществлением функции управления информацией).

Задачи системы A-CDM для аэропорта Шереметьево заключаются в повышении эффективности планирования и использования ресурсов, обеспечении бесперебойной работы аэропорта при тесном взаимодействии всех партнеров по A-CDM (рисунке 1).

Рисунок 1. Задачи A-CDM

Ключевые концептуальные изменения включают следующие решения:

• процесс совместного принятия решений на стратегическом этапе обеспечит оптимизацию использования средств для получения максимальной отдачи и послужит основой для прогнозируемого распределения и планирования;
• процесс коллективного принятия решений, по мере возможности, на предтактическом этапе позволит корректировать использование средств, распределение ресурсов, прогнозируемые траектории, структуризацию воздушного пространства и планирование времени прибытия/отправления для аэродрома Шереметьево и района воздушного пространства в целях устранения любого дисбаланса;
• на тактическом этапе действия будут включать динамичное изменение времени прибытия/отправления для аэродрома и района воздушного пространства и корректировку расписания пользователями.

В комплексе процесс A-CDM может применяться для широкого спектра мероприятий от стратегического планирования (например, инвестиций в инфраструктуру) и до операций в реальном масштабе времени.

Реализация концепции A-CDM в аэропорту Шереметьево определяет порядок внедрения основных шести элементов, рекомендованных Евроконтролем.

Элемент концепции «Обмен информацией» системы A-CDM для аэропорта Шереметьево реализован на базе инновационной разработки специалистов Шереметьево AODB «Синхрон» (airport operation date base (AODB)) для обеспечения принятия решений на местном уровне для каждого из партнеров и упрощения процессов реализации элементов системы A-CDM за счет:

• объединения систем обработки данных различных партнеров, участвующих в процессе реализации системы A-CDM для аэропорта Шереметьево;
• предоставления одного, общего набора данных, описывающих статус и цели полета;
• функционирования объединённой базы данных AODB «Синхрон» в качестве IT-платформы для обмена информацией между партнерами.

Архитектурное IT-решение AODB «Синхрон»

Центральное оборудование системы Синхрон базируется на технологии Oracle Real Application Cluster и использует 2 сервера HP ProLiant 560. Вычислительная мощность серверов позволяет обеспечивать работу 2000 клиентов системы единовременно, кластер позволяет обеспечивать отказоустойчивость в режиме 7/24 (рис. 2).

Рисунок 2. Архитектура IT-платформы «Синхрон»

Система Синхрон находится в центре топологии «звезда» и интегрирована более чем с 20 системами аэропорта и партнеров (рис. 3).

Рисунок 3. Топология системы «Синхрон»

Жизненный цикл системы представляет собой известный принцип PDCA (Plan -> Do -> Control -> Analyses) т.е. Стратегическое планирование -> Тактическое планирование -> Оперативное управление -> A-CDM -> Сохранение результатов -> Анализ проделанной работы -> Стратегическое планирование.

Произведена интеграция с системами планирования и контроля за обслуживанием ВС базовых перевозчиков и системой ACARS. Оконечный устройства установлены на рабочих местах ШЦ ОВД и Hub Control Centre «Аэрофлот».

Разработанный алгоритм и внедренный программный модуль в AODB «Синхрон» по расчету пропускной способности комплекса взлетно-посадочных полос с искусственным покрытием (комплекс ИВПП) позволяет производить перерасчет пропускной способности комплекса (при вводе ограничений) и обеспечивает гибкий подход к формированию сбалансированного прилетающего и вылетающего потока, с учетом категории ВС по турбулентности спутного следа, на этапах стратегического и тактического планирования полетов (рис. 4).

Рисунок 4. Алгоритм расчета пропускной способности комплекса ИВПП

При возникновении необходимости закрыть одну ИВПП на очистку или ремонтные работы, оперативные работники аэропорта, Шереметьевского Центра по обслуживанию воздушного движения (ШЦ ОВД) и базовых перевозчиков анализируют обстановку на перронах и воздушную обстановку в части интенсивности движения ВС. Путем моделирования определяется период и продолжительность закрытия ИВПП, и соответственно норматив пропускной способности ИВПП (НПС ИВПП) (рис. 5) в данный период времени.

Рисунок 5. Зависимость пропускной способности аэродрома Шереметьево от влияющих на неё факторов

Интервал закрытия вносится в систему, и автоматика пересчитывает НПС ИВПП. Данный алгоритм оперативного расчета пропускной способности комплекса ИВПП обеспечивает гибкий подход к формированию потоков прилетающих и вылетающих ВС с учетом категорий ВС по турбулентности спутного следа и позволяет точно прогнозировать интервалы, где возникнет перегрузка, что позволяет своевременно произвести корректирующие мероприятия (рис. 6.).

Рисунок 6. Моделирование периода понижения пропускной способности комплекса ИВПП и прогнозирование интенсивности движения

Для стратегического планирования полетов разработан и внедрен модуль дифференцированной оценки загруженности комплекса ИВПП в AODB «Синхрон», который позволяет прогнозировать возникновения перегрузок и гибко рассчитывать норматив пропускной способности ИВПП с учетом категорий ВС по турбулентности спутного следа на долгосрочный период с детализацией: прилет/вылет, по дням недели, по времени суток на всю глубину плана полетов (рис.7). Из базы данных расписания движения ВС формируется суточный план полетов (на пять суток вперед), анализируя который, можно заблаговременно разработать и довести до оперативных работников корректирующие мероприятия (рис. 8).

Рисунок 7. Модуль дифференцированной оценки загруженности ИВПП используемый для стратегического планирования полетов

Рисунок 8. Модуль дифференцированной оценки загруженности комплекса ИВПП используемый для предтактического планирования полетов

Элемент концепции «Поэтапный подход» заключается в дальнейшем повышении уровня общей ситуационной осведомленности всех партнеров в аэропорту Шереметьево в случае прибывающего рейса и на этапах нахождения воздушного судна на промежуточной стоянке между двумя рейсами. Более подробно можно выделить следующие цели:

• определить значимые события, позволяющие отслеживать статус полетов, и распределить данные ключевые события по этапам;
• определить измененные информационные данные и инициирующие события: новые параметры, обновление выходных расчетных данных, аварийные сообщения, уведомления и т.д.;
• определить качество данных в терминах точности, своевременности, надежности, стабильности и предсказуемости на основе данных окна времен перехода;
• гарантировать связь между прибывающими и вылетающими рейсами в аэропорту Шереметьево;
• обеспечить раннее принятие решения при возникновении прерывания события; повысить качество информации.

Поэтапный подход фокусируется на:

• наборе отобранных этапов на протяжении всего полета (прибытие, приземление, постановка на стоянку, нахождение на стоянке, выруливание и отправление), во время которых меняются партнеры, вовлеченные в процесс организации полета;
• эффективности временных затрат, которая измеряется отдельно для каждого этапа и между двумя этапами (рис. 9-11).

Рисунок 9. Основные этапы A-CDM

Рисунок 10. 16 этапов A-CDM

Рисунок 11. Предоставление информации о ходе выполнения полета и готовности ВС к вылету

Элемент концепции «Измеряемое время руления» - это точные величины времени руления ВС по каждому типу в отдельности, с учетом расположения МС, коэффициента сцепления и рабочего курса ВПП. Данное время используется при расчете важных временных параметров в Поэтапном подходе:

• расчетное время постановки на стоянку;
• предполагаемое и планируемое время вылета;
• расчетное время взлета, определяемое органом оперативного планирования воздушного движения (ОПВД).

Наиболее важные параметры, влияющие на величину времени руления:

• план аэропорта Шереметьево и инфраструктура;
• используемые взлетно-посадочные полосы (включая расстояние от мест ожидания на рулежной дорожке, примыкающей к ВПП);
• количество необходимых перекрестков на взлетно-посадочной полосе;
• расположение места стоянки воздушного судна;
• метеорологические условия и состояние рулежных дорожек (РД); тип ВС;
• время получения разрешения на начало движения с места стоянки;
• удаленная противообледенительная обработка ВС;
• интенсивность движения ВС;

Элемент концепции «Общая последовательность действий при подготовке к отправлению» позволяет достичь основных целей элемента концепции «Порядок действий перед отправлением» (последовательность отправления):

• повысить уровень понимания последовательности;
• повысить прогнозируемость событий, используя прогнозирование величин планируемого времени запуска двигателей и планируемого времени вылета;
• обеспечить пунктуальность выполнения действий (например, строгое соблюдение слотов, расписание авиаперевозчиков).

Для определения последовательности действий перед отправлением должны быть реализованы такие элементы концепции, как Обмен информацией, Поэтапный подход и Изменяемое время руления. В дальнейшем реализация данного элемента будет являться ключевым требованием для применения других элементов концепции. При наличии элемента «Определение последовательности отправления» авиаперевозчик или оператор в аэропорту Шереметьево могут выразить через планируемое время начала движения ВС свои предпочтения относительно порядка выруливания с места стоянки или взлета (рис. 12-13).

Рисунок 12. Алгоритм формирования последовательности отправления и взлета ВС.

Рисунок 13. Модуль AODB «Синхрон» по формированию последовательности отправления ВС

Элемент концепции «Неблагоприятные условия» позволяет контролировать снижение пропускной способности самым оптимальным способом и облегчает процесс быстрого восстановления нормальной пропускной способности, как только неблагоприятные условия не будут больше оказывать влияния на работу аэропорта Шереметьево. Этот элемент также гарантирует, что противообледенительная обработка, на месте стоянки или удаленная, становится частью общего процесса наземного обслуживания воздушного судна. Время, необходимое для проведения противообледенительной обработки, становится определенной для партнеров величиной, и эта величина также может учитываться в расчетах различных плановых временных показателей.

Для реализации этих целей разработан алгоритм и внедрен программный модуль в AODB «Синхрон» по расчету времени взлета, назначенному времени взлета при вводе ограничений пропускной способности ВПП, с учетом наземной и воздушной обстановки (рис. 14-15).

Рисунок 14. Последовательность отправлений и взлетов ВС при вводе ограничений и приоритетов авиакомпаний.

Построение очереди на взлет формируется на базовом принципе: ко времени отправления по расписанию или задержке рейса автоматика добавляет индивидуальное время руления для данного типа ВС с учетом расположения МС и рабочего курса ВПП, при заказе добавляется время обработки ВС противообледенительной жидкостью. Исходя из этих данных, автоматика рассчитывает время взлета формирует очередность движения ВС. Если авиакомпании необходимо обозначить приоритет отправления ВС или плановое время изменяется, то оператор вводит целевое время отправления, которое учитывается автоматикой как назначенное, последовательность расчета времени взлета аналогична штатной ситуации. Если прогнозируется превышение пропускной способности ВПП или возникает необходимость сбалансировать поток вылетающих ВС, ШЦ ОВД назначает расчетное время взлета, на базе которого производится расчет времени отправления с учетом приоритета определенного авиакомпанией.

Рисунок 15. Модуль AODB «Синхрон» для тактического планирования и координирования полетов

Поэтапное внедрение процедур системы совместного принятия решений, на платформе инновационной производственной базы данных AODB «Синхрон» уже позволяет ее участникам оптимизировать свои операции и решения благодаря сотрудничеству друг с другом на основе знания своих предпочтений, ограничений, реальной и прогнозируемой обстановки. Итогом данного взаимодействия и автоматизации процессов, IT решений и процедур, разработанных и внедренных специалистами Шереметьево, обеспечили:

• работу всех партнеров в едином информационном поле;
• сокращение времени руления ВС от отправления до взлета окращение времени руления ВС от отправления до взлета
• экономи ресурса работы двигателей ВС;
• экономию расхода авиационного топлива;
• снижение затрат на авиационное топливо;
• снижение негативного воздействия работающих двигателей на окружающую среду;
• сбалансированность вылетающего потока ВС с учетом турбулентности спутного следа;
• прогнозируемость событий;
• гибкий подход к расчету НПС ИВПП с учетом фактической обстановки;
• своевременный обмен информацией между участниками процесса A-CDM на базе единой IT платформы

Измерение процессов производится в разработанном модуле автоматизированного расчета ключевых показателей эффективности (KPI), который позволяет оперативно получать необходимые данные для анализа отработанного периода и определять направления для проведения корректирующих мероприятий (рис. 16-17).

Рисунок 16.Модуль AODB «Синхрон» для автоматизированного расчета KPI

Рисунок 17. Отчет KPI

Одной из основных трудностей при разработке и внедрении проекта стало политическое взаимодействие между партнерами. Общий интерес партнеров и коллективное направление решения задач обсуждаются и определяются на заседаниях рабочей группы. После фактического начала реализации проекта в ходе обсуждения ежедневных рабочих методик оперативным персоналом с другими партнерами были выявлены реальные проблемы. Различные методы работы укоренились среди людей в данной рабочей среде и приведение их ежедневных задач к уровню общей осведомленности и к единой согласованной методике являются самой сложной задачей в ходе реализации проекта системы A-CDM для аэропорта. Принцип реализации системы основан на обязательстве и готовности всех участников системы сотрудничать, для общей пользы команды. Поэтому очень важно, чтобы проект реализации системы для аэропорта контролировался участниками системы, которые бы могли объективно и подробно рассматривать цели проекта и следовать им.

Несмотря на то, что большинство потенциальных партнеров понимают выгоду от реализации системы A-CDM для аэропорта и эффективность данной системы, когда дело доходит до обмена информацией или установления связей для более тесного сотрудничества, энтузиазм партнеров снижается в результате возникновения практических проблем.

На сегодняшний день в аэропорту полностью внедрен элемент A-CDM № 2 «Изменяемое время руления». Параллельно продолжаются разработки и внедрения этапов элементов A-CDM: № 0 «Система обмена информацией», № 1 «Поэтапный подход», № 3 «Общая последовательность действий при подготовке к отправлению» и № 4 «Система совместного принятия решений в неблагоприятных условиях».

Аэропорт Шереметьево является первым аэропортом в России, который начал полноценную разработку и внедрение процедур A-CDM, используя при этом собственную разработку AODB не уступающую по своим возможностям и функциональности лучшим мировым аналогам. Предварительная работа по разработке концепции, изучению зарубежного опыта, определению принципов совместного принятия решения и программирование разработанных алгоритмов уже в настоящий момент привели к конкретным экономическим и качественным результатам. Совместное принятие решений Центром управления аэропортом АО «МАШ», Хаб контролем базовой авиакомпании «Аэрофлот» и Шереметьевским центром ОВД окажет положительное влияние на эффективность работы всех партнеров, участвующих в реализации проекта, будет способствовать сокращению времени, затрачиваемого на планирование ресурсов, и полетного времени ВС за счет повышения точности прогнозирования, что в конечном итоге приведет к значительному снижению затрат авиакомпаний и окажет благотворительное влияние на удовлетворенность клиентов аэропорта.

Никулин Андрей Олегович, первый заместитель Генерального директора по производству АО «Международный аэропорт Шереметьево»;

Попов Андрей Аркадьевич, начальник Службы координации расписания АО «Международный аэропорт Шереметьево».