Введение

В первой части статьи о внедрении процедур A-CDM в аэропорту Шереметьево был представлен материал о реализации элементов концепции A-CDM «обмен информацией», создании IT-платформы A-CDM на базе ЦАБД «Синхрон» и «индивидуализированный расчет времени руления».

В основе процесса A-CDM лежат принципы прозрачности и обмена информацией. Обмен информацией фактически является связующим звеном, объединяющим участников для достижения их общей цели – эффективной координации деятельности аэропорта, и является фундаментом для других элементов концепции A-CDM (рисунок № 1). Обмен информацией в рамках A-CDM помогает каждому участнику принимать локальные решения и облегчает внедрение элементов A-CDM путем соединения систем обработки данных участников A-CDM и обеспечения единого общего набора данных о статусе полета, что служит основой обмена информацией между партнерами.

Рисунок № 1

Элемент концепции A-CDM «Поэтапный подход»

Рисунок № 2

Рисунок № 3

На рисунке № 3 представлены 16 основных этапов последовательности операций от активации флайт-плана (FPL) до взлета ВС.

IT-платформа A-CDM на базе ЦАБД «Синхрон» собирает, обрабатывает и представляет партнерам плановую, расчетную и фактическую информацию о статусе полета и обслуживании ВС для повышения точности планирования своих операций и прогнозирования контролируемых времен. Процесс выглядит как последовательность операций: расчетное время посадки ВС (ELDT) + индивидуализированное время руления (EXIT) = расчетное время прибытия ВС (EIBT) + минимальное стояночное время (или ТГО) = заданное время начала руления (TOBT) + индивидуализированное время руления (EXOT) = расчетное время взлета (ETOT). Т.е. каждый оператор заблаговременно оповещен о прогнозируемых контрольных временах выполнения полета и обслуживании ВС, которые в процессе могут корректироваться.

Этап № 1 «Активация плана полета»

Процесс начинается с поступления FPL в ЦАБД «Синхрон» (рисунок № 1, 4) где производится сверка представленных данных на наличие подтвержденного аэропортом слота и соответствии контролируемых параметров (Тип ВС, бортовой номер, аэропорт назначения, расчетное время уборки колодок и т.д.)

Рисунок № 4

Описание

Данная проверка рекомендуется для установления соответствия между FPL, графиком выделенных слотов в аэропорту и полетными данными в аэропорту до отправки первого E-DPI сообщения (Early DPI). Авиаперевозчик должен предоставить FPL до отправки первого E-DPI сообщения, чтобы как можно раньше передать в Центр ЕС ОрВД  корректные данные по параметрам EOBT, регистрационным данным воздушного судна и первом пункте назначения. Сообщение E-DPI не отправляется, если информация не была предоставлена или выявлено несоответствие.

В ЦАБД «Синхрон» реализована технология автоматического вычисления параметра ELDT, EIBT. Доработанный интерфейс всех модулей просмотра суточного плана полетов позволяет всем заинтересованным службам получать информацию о статусе рейса. Доработан модуль интеграции с системой «Монитор-софт» для чтения и разбора АФТН телеграмм FPL, PLN и т.д., для сверки времени отправления рейса, расчета служебного расчетного времени, прибытия рейса и бортового номера ВС. Все сообщения, поступившие в систему «Монитор-софт» сохраняются в ЦАБД «Синхрон» и коррелируются с конкретным рейсом (рисунок №5). Таким образом, имея информацию о планируемом времени прибытии рейса, в случае его опоздания, у пользователя появляется возможность принять решение: применить сокращенный ТГО, произвести замену ВС или опубликовать задержку для вылетного рейса заранее, тем самым повысить качество информирования всех заинтересованных служб.

Поступление FPL в ЦАБД Синхрон

Рисунок № 5

Передача информации в реальном времени

Доставка обновленных данных на центральную платформу A-CDM является важным моментом, так как это позволяет другим партнерам реагировать на изменение информации. Поэтому для таких баз данных и каналов передачи информации необходимо постоянно обновлять данные в режиме реального времени. Такие базы данных также содержат вычислительные функции, позволяющие обновлять данные, как при возникновении определенного события, так и согласно определенным временным показателям.

Однородность информации

Основной принцип заключается в том, что все пользователи с одинаковым уровнем доступа должны всегда видеть одинаковый объем информации. Этот принцип реализован и для ИПС (интерфейс пользователь – система). Любые изменения информации отображаются для всех пользователей с соответствующими правами доступа. Синхронизированные данные, относящиеся к одной и той же категории событий (например, посадка), но с различной значимостью (например, запланированный, расчетный или фактический), очень важно, чтобы ИПС мог четко идентифицировать такие различия. Также в системе предусмотрены окна с общей информацией. Всплывающие окна могут использоваться в специальных целях (например, для аварийных сообщений).

Аварийные сообщения

Для реализации аварийных сообщений (рисунок № 6) используется готовый модуль «Диктор» в ЦАБД «Синхрон», отвечающий за передачу коротких информационных сообщений пользователям в Центре управления аэропортом (ЦУА), ДОПП, АФЛ, ШЦ ОВД, СКР и СИ. Для генерации сообщений разработана технология, позволяющая реализовать систему «тэгов» при генерации формализованных авиа документов (телеграмм, DPI и пр.).

Оповещение – важный результат процессов обмена и обработки информации. Как только из параметров, поступающих на платформу системы A-CDM, выделяется новая информация, необходимо убедиться в том, что эта информация не противоречит установленным допускам и пределам. Процессы указывают на то, какие параметры должны быть проверены и какое сообщение должно быть отослано соответствующим партнерам после обнаружения несоответствия. Аварийные сообщения, определенные в терминах программного приложения отображаются ИПС в удобном для пользователя формате и отфильтровываются в соответствии с Профилем пользователя. Для отображения аварийных сообщений применяется изменение цвета текста или фона, а также появление специальных символов.

Рисунок № 6

Процесс

При поступлении обновленных данных в IT – платформу ЦАБД «Синхрон», система проводит идентификацию обновленных данных и запускает процесс интеллектуальной проверки на соответствие поступивших данных установленным допускам. При выявлении несоответствия и/или отсутствия временного показателя для определенного события, система генерирует аварийное сообщение (CDM01-14) и направляет его уполномоченному пользователю ЦАБД «Синхрон» всплывающим окном модуля «Диктор». Для ответа на телеграфное сообщение, система позволяет копировать аварийное сообщение в модуль «Почтовый клиент» для оповещения абонента о выявленных несоответствиях (отсутствии информации) и принятия корректирующих действий.

Модуль приема сообщений FUM (Flight update message) и отправки сообщений DPI (Departure planning information) будет реализован после внедрения АС УВД в МЦ «АУВД» и интеграции его с ЦАБД «Синхрон».

Элемент концепции «порядок действий перед отправлением»

Основные цели элемента концепции «порядок действий перед отправлением»:

• повысить уровень понимания последовательности отправления ВС;

• повысить прогнозируемость событий, используя прогнозирование величин TSAT (Target start-up Approval Time) и ТTOT (Target take-of  Time);

• обеспечить пунктуальность выполнения действий (например, строгое соблюдение слотов).

Эти цели способствуют реализации целей более высокого уровня, направленных на повышение эффективности и прогнозируемости для всех партнеров системы A-CDM в аэропорту.

Основными этапами формирования очередности отправления и взлета ВС является вычисление контролируемых времен Target off-block time (TOBT) и Target start-up Approval Time (TSAT).

Заданное время начала руления

Target off-block time (TOBT) – заданное время начала руления (освобождения стоянки) является контролируемой точкой времени и подлежит подтверждению обслуживающим оператором/авиакомпанией, о планируемом времени завершения процесса наземного обслуживания ВС, т.е. двери ВС закрыты, телетрап/самоходный трап отогнан, ВС готово для получения разрешения запуска двигателей, буксировки и рулению. Все процессы наземного обслуживания, за исключением противообледенительной обработки ВС, основаны на TOBT. TOBT используется как оптимальное время для координации деятельности: TOBT = прогноз «ВС готов».

Если время TOBT не создано автоматически то, оно должно вводиться в систему лицом, ответственным за назначение времени TOBT, в ручную. Для ВС, которые не подлежат развороту (вылет с аэродрома базирования или длительная стоянка) время TOBT генерируется в момент начала наземного обслуживания ВС.

Авиакомпания/обслуживающий оператор должны обеспечить определение ответственности за назначение времени TOBT и связь операционного центра авиакомпании с соответствующим специалистом, отвечающим за время ETD (EOBT) в FPL, а так же координацию внутренних рабочих процедур. Лицо, ответственное за время TOBT (как правило, обслуживающий оператор), авиакомпания (для рейсов без агентов) или пилот (для полетов авиации общего назначения без обслуживающего оператора) несет ответственность за правильность назначения времени TOBT. Неправильно определенное время TOBT приводит к недостаткам при дальнейшем планировании и/или распределению слотов для рейсов, к которым применяются регулирующие меры. Таким образом, время TOBT должно быть скорректировано как можно раньше. Первоначальное или скорректированное значение время TOBT передается в IT-платформу A-CDM через информационную систему оператора авиакомпании/хэндлинг агента.

TOBT является основой для дальнейших процессов аэропортового обслуживания, корректировки TOBT должны производиться лицом, ответственным за назначение TOBT, даже если процесс завершен раньше на пять минут и более. Если TOBT отличается от EOBT (время в FPL для вылетного рейса) более чем на 30 минут, то авиакомпания должна представить сообщение о задержке рейса (DLA). Время задержки (EOBT) должно основываться на последних значениях TOBT.

Заданное время разрешения запуска

Target start-up Approval Time (TSAT) заданное время разрешения запуска - это последняя точка вычисляемого времени в последовательности планирования операций A-CDM, в которой ожидается запуск двигателей и утверждение маршрута руления. Последовательность отправления ВС основывается на вычисленном времени TSAT.

Расчет TSAT основывается на следующих факторах:

• TOBT;

• CTOT/TTOT (в случае регулируемых рейсов);

• операционной загруженности;

• специальных интервалов на вылет;

• индивидуализированном времени руления;

• МС;

• конфигурации и рабочем курсе ВПП;

Формирование последовательности отправления ВС

Совместное планирование очередности вылетов воздушных судов с применением технологий A-CDM положительно влияет на процедуры запуска двигателей и буксировки. Основой расчета очередности вылетов служит заданное время, например заданное время начала руления (TOBT) и заданное время разрешения запуска (TSAT). При вычислении параметра TSAT учитывается время TOBT, расчетное/заданное время взлета (CTOT/TTOT), пропускная способность и возможные местные ограничения. В зависимости от движения воздушного судна, исходя из расчета TOBT, а также текущей загруженности перронов, рулежных дорожек и ВПП, служба управления движением ВС на перроне может назначить время TSAT (рисунок № 7), согласно которому будет эффективно определяться очередность вылета каждого воздушного судна с момента начала руления. Благодаря этому обеспечивается упорядоченное и стабильное движение воздушных судов к ВПП и уменьшается очередь на предварительном старте.

Редактор рейса для диспетчеров СУНДВС ДЦУА для ввода информации TSAT

Рисунок № 7

После запроса пилота готовности к буксировке ВС с МС для запуска двигателей, диспетчер СУНДВС ЦУА АО «МАШ» разрешает буксировку и актуализирует окно АОВТ в ЦАБД «Синхрон». В условиях ввода ограничений по вылету ВС, TSAT вводиться в ЦАБД «Синхрон» вручную диспетчером УНДВС для формирования очередности на вылет. В этом случае окно TSAT, в суточном плане полетов, маркируется зеленым цветом и информирует всех участников A-CDM о планируемом диспетчером УНДВС построении очередности отправления ВС. После того, как TSAT был рассчитан, рейсы в зоне ответственности лица отвечающего за TOBT могут быть перераспределены по очередности отправления. Если назначено TTOT, то это время должно соблюдаться, несмотря на изменения в пределах последовательности отправления ВС. В исключительных случаях изменения в последовательности может также координироваться с АКДП.

Интерфейс обмена данными между Шереметьевским Центром ОВД и Службой управления наземным движением ВС АО «МАШ» (совместное принятие решений)

Рисунок № 8

Запуск двигателей и буксировка ВС

Запуск двигателей (ASAT) и буксировка (AOBT) выдаются с учетом TOBT и TSAT(рисунок № 9).

Применяются следующие правила:

• ВС должно быть готово для запуска двигателей или противообледенительной обработке в TOBT;

• пилот может запросить разрешение на запуск двигателей и утверждение маршрута не ранее, чем за пять минут до TOBT;

• диспетчер по управлению движением ВС на перроне разрешает запуск двигателей и маршрут руления в зависимости от TSAT и текущей обстановки;

• буксировка/движение на собственной тяге должны запрашиваться не позднее, чем через пять минут после утверждения запуска двигателей;

• в случае задержки, диспетчер по управлению движением ВС на перроне должен быть соответствующим образом проинформирован, в противном случае TOBT удаляется и будет назначено новое время.

Редактор рейса для диспетчеров СУНДВС ДЦУА для ввода информации ASAT и AOBT

Рисунок № 9

Оптимизация IT решений

В процессе эксплуатации ЦАБД «Синхрон», в период работы аэропорта в сложных метеоусловиях, разработчиком ЦАБД были выявлены несоответствия вычисленной пропускной способности комплекса ИВПП к фактичекской. Основанием для модернизации явилась недостаточная адекватность математической модели модуля в условиях множественных ограничений пропускной способности с небольшими интервалами по времени между ними и массовые отклонения ВПО от расписания в текущий момент без предоставления времени задержек.

Модуль DAY RUNWAY предназначен для оперативного управления комплексом ИВПП, интенсивностью ВПО, очередью ВС на вылет и тактическим прогнозом загруженности ВПП на ближайшие часы. Модуль позволяет оценивать пропускную способность комплекса ИВПП с учетом закрытия одной или нескольких ВПП, с учетом коэффициента сцепления на ВПП и интенсивностью ВПО на аэродроме. Основным инструментом оценки интенсивности, а так же допустимых пороговых значений пропускной способности комплекса является технология «скользящий час». Технология представляет собой шкалу времени, разбитую на одинаковые отрезки времени – кванты. В модуле используются кванты длиной 1 минута и 5 минут. Пропускная способность комплекса ИВПП рассчитывается для каждого кванта исходя из метода текущий квант + все кванты, находящиеся в пределах 1 часа вперед от текущего кванта.

Так же для отображения текущей ситуации на  аэродроме в ходе подготовки ВС к полету используются данные технологического графика.

Расстановка происходит в 6 этапов. Таким образом, обеспечивается истинность попадания в определенные кванты времени рейсов, имеющих фактические времена взлета и посадки, а так же обеспечивается рациональность распределения рейсов по квантам не имеющих этих времен (рисунок 10).

Рисунок №10

Алгоритм расчета загруженности комплекса ИВПП.

Алгоритм представляет собой расчет «скользящего часа» для каждого кванта методом скользящей суммы, т.е. для каждого кванта рассчитывается сумма рейса на 1 час вперед, включая текущий квант, где С – загруженность комплекса ВПП в рассчитываемый квант, i – номер кванта, k – количество квантов в часе, N – количество рейсов в кванте:

при i = [0;кол-во квантов в периоде-1]

Алгоритм расчета загруженности комплекса ИВПП по прилету

Алгоритм представляет собой предыдущей алгоритм, но при расчете учитываются только рейсы по прилету:

 при i = [0;кол-во квантов в периоде-1]

Алгоритм расчета допустимых пороговых значений пропускной способности комплекса ИВПП

Алгоритм представляет собой расчет «скользящего часа» для каждого кванта методом скользящей суммы является сумма влияний ограничений в каждый квант области последующего часа на рассчитываемый квант. Т.е. для каждого кванта рассчитывается значение суммы пороговых значений ограничений находящихся на 1 час вперед, включая текущий квант, и разделенных на количество квантов в часе, где P – пропускная способность в рассчитываемый квант, i – номер кванта, k – количество квантов в часе, R – пороговое значение ограничения в кванте:

 при i = [0;кол-во квантов в периоде-1]

Финальный алгоритм расчета допустимых пороговых значений пропускной способности с учетом типов ВС

Алгоритм представляет собой расчет основанный на предыдущем расчете минус количество ВС 1-й категории (V1) в скользящем часе деленное на 2. Таким образом ВС 1-й категории за счет спутного следа использует ВПП 1.5 раза дольше нежели чем обычные. Эти данные и являются реальной пропускной способностью комплекса ИВПП в данный скользящий час (рисунок №11).

Рисунок №11

Оптимизация целей и показателей эффективности

Для определения объемов оптимизации, выполненной с помощью системы A-CDM, важно знать базовый уровень, относительно которого можно будет оценить улучшения. Базовый уровень должен устанавливаться с помощью таких же Ключевых показателей эффективности, которые будут впоследствии использоваться для проведения оценки. Так как действия на территории аэропорта являются сложными по своей природе, то может быть определено множество Ключевых показателей эффективности.

Выбор показателей

Оптимальным способом считается выбор показателей, которые уже зафиксированы и помещены в архив в рабочем порядке. Также допустимо использовать показатели, которые уже применялись для определения эффективности в других контекстах. Их включение в схему измерения эффективности системы A-CDM только увеличит их значимость. Показатели эффективности и способы их определения в аэропорту должны использоваться только для того, чтобы показать обстановку в этом аэропорту, а НЕ для сравнения одного аэропорта с другим.

Качество данных и значений

Эффективность работы системы A-CDM лучше всего определяется по двум основным направлениям. С одной стороны, это качество данных, на основании которых принимаются решения, а с другой стороны – это точность показателей для операций, на которые оказывают влияние эти решения. Для определения качества данных и их оптимизации необходимо провести оценку точности и своевременности представляемых данных.

Наиболее важным параметром для улучшения процессов A-CDM, является точно заданное время взлета (TTOT). Поэтому время взлета должно определяться в разные моменты времени до выполнения взлета, после чего сравниваются рассчитанные значения времени взлета с использованием времени руления по умолчанию и изменяемого времени руления.

Точность времени взлета в разные моменты времени при контрольных событиях:

Определить ETOT:

1. ETOT = EOBT+ время руления стандартное (15 мин.)

2. ETOT = EOBT+ EXOT

Определить TTOT:

1. TTOT = TOBT+ время руления стандартное (15 мин.)

2. TTOT = TOBT+ EXOT

3. TTOT = TSAT + время руления стандартное (15 мин.)

4. TTOT = TSAT + EXOT

5. TTOT = AOBT+ время руления стандартное (15 мин.)

6. TTOT = AOBT+ EXOT

Результаты

Для улучшения процессов управления наземным движением и снижения времени руления, были организованы:

• отдельные процедуры A-CDM, в части принятия решения о времени запуска двигателя и обеспечения руления ВС.

• единый Пункт управления наземным движением ВС с организацией новой схемы руления ВС с двух диспетчерских пунктов на двух частотных номиналах;

• бесконфликтные маршруты движения прилетающих и вылетающих ВС на ЮТК через маршрут руления «L-1»;

• порядок формирования единой очередности вылетающих ВС при массовых ПОЗ ВС с запущенными двигателями;

Результатом реализованных мероприятий получено общее снижение среднего времени руления ВС по «прилету/вылету» на 6% (таблица 1):

Сокращение времени руления обеспечено в рамках роста объема перевозок на 9% (за два года),  не смотря на значительный рост объемов ремонтных работ на ВПП в 2014-15гг (таблица 2):

Общий интерес партнеров и коллективное решение задач обсуждаются и определяются на совещаниях координационной группы. Однако после фактического начала реализации проекта в ходе обсуждения рабочих методик оперативным персоналом с другими партнерами обнаруживаются реальные проблемы. Различия в методах работы четко видны, и иногда даже коллеги из одной и той же компании сталкиваются с различающимися методиками работы в одних и тех же областях. Отсюда становится, очевидно, насколько основательно укоренились различные методы работы среди людей в данной рабочей среде. Приведение ежедневных задач к уровню общей осведомленности и к единой согласованной методике является самой сложной задачей в ходе реализации проекта A-CDM в аэропорту.

Важными требованиями, которые могут обеспечить изменение в восприятии процесса, являются: прозрачность информации, поощрение со стороны руководства и краткая документация по результатам обсуждений, протоколы совещаний.

Достижения

• Реализация проекта A-CDM совместными усилиями специалистов АО «МАШ», ПАО «Аэрофлот» и ФГУП «Госкорпорация по ОрВД».

• Создание IT – платформы A–CDM на базе инновационной разработки специалистов аэропорта Шереметьево ЦАБД «Синхрон».

• Внедрение инновационных технологий и методик работы в результате более полного обмена информацией и использования средств автоматизации.

• Изменение восприятия нововведений в результате влияния системы A-CDM на персонал и предприятия.

• Аэропорт Шереметьево второй год подряд занимает второе место в рейтинге пунктуальности аэропортов мира средней категории.

Большой вклад по разработке и внедрению процедур A-CDM, повышению пунктуальности полетов внес ПАО «Аэрофлот-РА». Оптимизировав расписание движения ВС, в части приведения плановых полетных времен к фактическим по типам ВС, внедрив инновационные технологии A-CDM  при работе в сложных метеоусловиях, повысив пунктуальность прибытия, оптимизировав технологические операции по обслуживанию ВС и пассажиров, что позволило с высокой точностью прогнозировать операции по наземному обслуживанию ВС и оптимизировать планирование и распределение ресурсов.

Справочные материалы.

1. Safety Assessment of Airport Collaborative Decision Making (ACDM), V1.2 December 2006, EUROPEAN ORGANISATION FOR THE SAFETY OF AIR NAVIGATION, 51p;
2. The Manual Airport CDM Implementation, April 2012, e-version /Airport CDM adverse conditions, EUROCONTROL, 359p;
3. Руководство по совместной организации потоков воздушного движения, DOC 9971 AN/485, ICAO, 2014, 62 с.;
4. Field Observations during Airport-CDM Turn-Round Process Study on Airline’s Approach to TOBT Assignment, Matthias Groppe, School of Engineering CRANFIELD University Cranfield, Bedfordshire, UK, Romano Pagliari, Air Transport Department CRANFIELD University Cranfield, Bedfordshire, UK, Don Harris, Human Factors Group CRANFIELD University Cranfield, Bedfordshire, UK, 54p;
5. DPI & FUM Implementation Road Map, 1.600, 19 Mar 2015, Hans Koolen, 33p;
6. DPI Implementation Guide, 1.800, 19 Mar 2015, Hans Koolen, 82p;
7. FUM Implementation Guide, 1.400, 19 Mar 2015, Hans Koolen, 18p;
8. EUROCONTROL Specification for ATS Data Exchange Presentation (ADEXP), 3.1, 25/10/2011, EUROCONTROL, 87p;
9. Airport CDM Functional Requirements Document, 4.0, may 2009, EUROCONTROL, 48p.

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

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