CC BY
130
УДК 629.7.07:351.814
МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ПОЛЕТНОГО ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЧАРТЕРНЫХ РЕЙСОВ АВИАКОМПАНИИ
А.И. ЛОГВИН, Д.В. ЛЕВУШКИН
Разработана процессная модель системы полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения чартерных рейсов авиакомпании. Предложена концептуальная модель неструктурного подразделения авиакомпании для реализации полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения международных чартерных рейсов авиакомпании.
Ключевые слова: модель системы, полетное диспетчерское управление, информационное обеспечение.
Введение
Необходимым условием экономичной и безопасной эксплуатации воздушного транспорта является построение эффективной системы управления и планирования операционной деятельности авиапредприятия, информационного обеспечения экипажей с целью
предупреждения авиационных происшествий и инцидентов при выполнении полетов.
При возникновении сбойной ситуации в полете в результате отказа систем воздушного судна (ВС), появления ограничений на аэродроме посадки или по маршруту полета, не позволяющих выполнить рейс по плану, сокращенный до минимума экипаж современного ВС остро нуждается в быстрой и качественной информационной помощи для обеспечения безопасности полетов и минимизации экономических потерь авиакомпании. Определение оптимального по заданному критерию аэродрома посадки и оказание помощи экипажу в перестроении маршрута полета на большое расстояние в условиях ограничений летных и взлетно-посадочных характеристик ВС, по обслуживанию данного груза на борту ВС и, при необходимости, ремонта ВС в аэропортах возможно только из офиса авиакомпании. Примером критерия оптимальности решения задачи выбора аэродрома экстренной посадки может служить минимизация себестоимости авиаперевозки после продолжения полета из аэропорта экстренной посадки.
Недостатки существующих решений
Традиционная со времен государственного Аэрофлота схема оперативного управления и информационного обеспечения регулярных рейсов российских авиакомпаний (рис. 1), с привлечением многочисленных специализированных подразделений авиапредприятия, ответственных за отдельные направления обеспечения полетов авиакомпании и зачастую территориально удаленных друг от друга, в новых условиях эксплуатации современных воздушных судов с сокращенным составом экипажа и рыночных отношений в авиатранспортной системе (АТС) имеет серьезные ограничения по эффективности и скорости принимаемых решений.
Количество операций по передаче информации внутри контура управления определяет вероятность ее потери и искажения в соответствии с известной зависимостью теории вероятности [1]
Р( А) = т / п,
где P(A) - вероятность наступления события передачи информации без искажения или частичной потери внутри контура управления; m - количество операций передачи точной информации; п - число операций передачи информации.
Рис. 1. Модель традиционной системы оперативного управления и информационного обеспечения регулярных рейсов авиакомпании: АУ - система административного управления в авиакомпании; ЭВС - экипаж воздушного судна АК; CS (Customer Service) - система организации продаж и взаимодействия с заказчиками; ИАО - инженерно-авиационное обеспечение; ОЛР - система организации летной работы; ООП - организационное обеспечение полетов в плане получения необходимых разрешений и организации наземного обслуживания рейса в аэропорту; ТОП - таможенное обеспечение полетов; ОАБ - обеспечение авиационной безопасности; ОГП - обеспечение грузового планирования (характерно для грузовых перевозок); ШО - штурманское обеспечение полетов; АНО -аэронавигационное обеспечение полетов; МО - метеорологическое обеспечение полетов
Вследствие этого в традиционном контуре управления присутствуют дублирующие сеансы связи с экипажем для получения уточнений по организационным, инженерно-техническим, штурманским, метеорологическим аспектам проблемной ситуации на ВС.
При возникновении нештатной ситуации в полете, не позволяющей выполнить рейс по плану, оперативное решение задачи поиска аэродрома экстренной посадки является нетривиальным ввиду большого числа альтернатив, значительного объема необходимых вычислений и большого объема контролируемой метеорологической и аэронавигационной информации. В практике работы подразделений по управлению рейсами авиакомпании применяется искусственное ограничение числа рассматриваемых вариантов для получения хоть какого-то решения в приемлемые сроки. При этом всегда существует вероятность потери оптимального решения, выбора и передачи экипажу неверного решения с усугублением сложной ситуации на борту ВС либо приводящего к неоправданным экономическим потерям для авиакомпании.
Значительные временные затраты на получение информации и ее передачу внутри контура управления, на разрозненный поиск и последующее согласование каждого варианта решения по управлению проблемным рейсом между специализированными подразделениями, определяют низкую эффективность описанной схемы в решении задач оперативного управления и информационной помощи сокращенному до двух пилотов экипажу современного ВС на
регулярных рейсах в нештатных ситуациях.
При управлении и информационном обеспечении международных чартерных рейсов вследствие постоянного изменения географии полетов авиакомпании задача предупреждения авиационных происшествий и инцидентов при нештатных ситуациях в полете усложняется многократно.
Одним из подходов к решению данной проблемы является объединение функций взаимодействия с экипажем при управлении и информационном обеспечении полетов в одном подразделении, например, в группе полетных диспетчеров. Обратной стороной такого объединения является информационная перегрузка специалистов этого подразделения.
Постановка задачи
Автоматизация процессов принятия решений в динамических авиационных системах управления является признанным способом обеспечения безопасности полетов и достижения оптимальности решения по заданному критерию оптимальности с учетом ограничений. Необходимым условием применения средств автоматизации в деятельности лица, принимающего решение (ЛИР), является построение модели системы управления. Одним из подходов к решению данной задачи является процессное моделирование.
Процессный подход к построению модели системы полетного диспетчерского управления и обеспечения полетов позволяет выявить взаимосвязи объектов управления и определить алгоритмы поиска и принятия решения при управлении в данной системе. Наиболее сложным с позиций полетного диспетчерского управления являются чартерные международные перевозки. Задачей статьи является представление результатов построения концептуальной и процессной модели полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения международных чартерных грузовых авиаперевозок.
Концептуальная модель системы полетного диспетчерского управления международными чартерными рейсами авиакомпании
Полетное диспетчерское управление и информационное обеспечение рейсов возникло как способ оптимизации управления операционной деятельностью коммерческой авиакомпании (АК) сначала в США, затем в других странах мира. Профессия полетного диспетчера АК получила законодательную основу в России с 2008 г. [2, 3]. Актуальность решаемых полетным диспетчером задач по управлению и обеспечению рейсов АК определяется противоречием между проблемами в работе сокращенного экипажа современного воздушного судна (ВС) и постоянным для авиации требованием обеспечения необходимого уровня безопасности и экономичности полетов.
Система полетного диспетчерского управления и обеспечения рейсов чартерной авиакомпании является динамической авиационной системой реального времени наряду с самолетовождением и системой непосредственного управления воздушным движением [4, 5]. Задачами управления в данной системе являются:
- выбор аэродрома экстренной посадки из любой точки маршрута при возникновении сбоев на ВС или по маршруту полета, не позволяющих выполнить полет по плану;
- принятие решения по выбору маршрута перевозки или стыковки рейсов для построения графика движения воздушных судов (ВС) авиакомпании (АК), в том числе его оперативное перепланирование в результате различных сбоев, не позволяющих выполнить полет по плану.
Задачами информационного обеспечения рейсов в данной системе являются:
- определение и выбор маршрутов выполнения рейса для согласования контракта на перевозку;
- информационное обеспечение подготовки экипажей к выполнению полетов;
- предоставление всей необходимой информации экипажу ВС в полете для его безопасного выполнения.
Способом практической реализации полетного диспетчерского управления рейсами АК является создание неструктурного подразделения - Центра управления воздушными перевозками (ЦУВИ) авиакомпании (рис. 2). Окружностями на рис. 2 обозначено единство информационного поля, образующего ЦУВИ (внешняя окружность) и систему полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения полетов (ИДУиО) авиакомпании (внутренняя пунктирная окружность). Двусторонней стрелкой между полетным диспетчером и экипажем ВС обозначена информационная связь, по которой выполняется непосредственное полетное диспетчерское управление и информационное обеспечение рейсов АК.
Рис. 2. Концептуальная модель неструктурного подразделения АК «Центр управления воздушными перевозками» и схема взаимодействия основных подпроцессов обеспечения полетов для реализации системы ПДУиО международных чартерных грузовых авиаперевозок;
ПД - полетный диспетчер
Процессная модель системы полетного диспетчерского управления рейсами авиакомпании
При ближайшем рассмотрении трех видов обеспечения полетов - СБ, ИД, ООП, образующих систему полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения (ПДУиО) рейсов авиакомпании, становится очевидным, что каждый из них представляет собой сложную систему элементов, объединенных внутренними и внешними связями. Под элементами понимаются физические объекты, персонал, орудия труда, каналы связи, необходимые ресурсы и продукты труда, причем продукты одной системы могут являться ресурсом для работы другой системы. Внутренние и внешние связи образованы процессами информационного обмена, договорными обязательствами либо технологическими процедурами взаимодействия элементов внутри системы или между системами. Целью существования каждой из выбранных подсистем обеспечения полетов является производство необходимых продуктов и услуг путем реализации процессов преобразования ресурсов.
Процессная модель ПДУиО рейсами АК основана на иерархической структуре вложений в соответствии со схемой (рис. 3), на которой:
- процесс (1-й уровень) - это набор выделенных по признаку реализации (разделению труда) видов деятельности в АК (например, процесс чартерных грузовых перевозок, регулярных пассажирских перевозок и т. д.);
- подпроцесс (2-й уровень) - набор видов деятельности, выполняемых несколькими подразделениями (например, подпроцессы по обеспечению, выполнению и управлению рейсами авиакомпании);
- процедура (3-й уровень) - набор видов деятельности, реализуемых службой или структурным подразделением службы - отделом (группой людей);
- операция (4-й уровень) - набор элементарных (относительно неделимых) действий, выполняемых одним исполнителем.
Примером различных процессов являются чартерные и регулярные перевозки, выполняемые одной или разными АК.
Первый
уровень
Второй
уровень
Третий
уровень
Четвертый
уровень
Подпроцесс
Процесс
±
Подпроцесс
Подпроцесс
Процедура
Процедура
Операция
Операция
Рис. 3. Иерархическая структура технологического процесса
Укрупненная схема процессной модели основных подпроцессов для чартерных и регулярных грузовых перевозок в коммерческой АК, а также место ПДУиО полетов представлены на рис. 4, 5 соответственно.
В соответствии со схемами на рис. 4, 5 подпроцессы управления и обеспечения чартерных и регулярных рейсов коммерческой АК группируются на этапы по принципу распределения во времени:
Этап 1. До выполнения перевозки - период заканчивается за сутки до планового времени вылета ВС с грузом.
Этап 2. Перед выполнением перевозки - в течение суток до планового времени вылета ВС с грузом.
Этап 3. В процессе перевозки - в течение выполнения каждого перелета по перевозке груза.
Этап 4. После выполнения перевозки - после разгрузки ВС и получения груза заказчиком.
При этом ряд подпроцессов имеют продолжительность, захватывающую два и более этапа.
На рис. 4, 5 более темной заливкой обозначены подпроцессы, в которых используются продукты ПДУиО рейсами АК. Из них обычным шрифтом указаны подпроцессы полетного диспетчерского информационного обеспечения рейса. Жирным шрифтом выделены подпроцессы полетного диспетчерского управления рейсами авиакомпании.
До перевози-
Перед выполнением
В процессе перевозки
Рис. 4. Схема основных подпроцессов чартерных международных грузовых перевозок коммерческой АК
а\
Модель системы полетного диспетчерского управления и информационного .
До перевоз™
Перед выполнением
В процессе перевозки
Заказчик
авиа-
перевозки
ІДрговора с поставщиками услуги ГСМ (ОперативноеТО ВС
Грузовое планирование перевозки
[Страхование рисков
Навигационно-коммерческий расчет маршрута перевозки, определение и согласование условий перевозки по заявке ^Заказчика, оформление
|Т амож/Погран.процедуры
(п
огрузка фуза
[Заправка ВС
Оплата поставщикам услуги ГСМ в а/п вылета
Взаимодействие с органами обслуживания воздушного движения
Разработка графим выполнения перевозки
Получ стран по
[Планирование экипажей
Предварит ел ьная подготовка экипажа
ние разрешении аршруту перевозки
Оперативное перепланиров после начала перевозки при з ав и си и о сти от м етео (Ьакто
Подготовка и пересылка брифинга экипажа на рейс
Предполетные процедуры экипажа
Контроль местоположения Е перепетом на рейсе, с учето
ие графика или маршрута полета до и вменении массы груза, а также в >ов и аэронавигационной обстановки
Выполнение рейса/ полета
[Тамож./Погран.процедуры [Разгрузка груза | [ОперативноеТО ВС [Заправка ВС [
Оплата поставщикам услуг и ГСМ в а/п посадки
и полетное диспетчерское управление к изменения АНИ. метеофакторов и отказов
ащі
Послеполетные процедуры экипажа
ым
()а ВС
1нф армирование заказчика о ходе перевозки, получение обратной связи от заказчика
Анализ экономической эффективности перевозки
Поставщики
услуг
и
ГСМ
Заказчик
авиапере-
возки
Рис. 5. Схема основных подпроцессов регулярных международных грузовых перевозок коммерческой АК
А.И. Логвин, Д.В. Левушкин
Укрупненная модель распределения подпроцессов ПДУиО чартерных грузовых перевозок по этапам приведена на рис. 6.
Рис. 6. Укрупненная модель подпроцессов полетного диспетчерского управления и обеспечения рейсов АК
Внедрение результатов моделирования
Процессная модель полетного диспетчерского управления и информационного обеспечения международных чартерных грузовых перевозок выполнена в нотации системы «АШБ» [6]. Результаты концептуального и процессного моделирования использованы при внедрении в производство в ООО «АК Волга-Днепр» подразделения полетных диспетчеров в составе круглосуточной дежурной смены центра управления воздушными перевозками авиакомпании с апреля 2009 г. и при разработке стандарта предприятия «Регламент основного процесса Чартерные грузовые перевозки» в ООО «АК Волга-Днепр». По результатам работы группы полетных диспетчеров в ООО «АК Волга-Днепр» получена положительная обратная связь от летного персонала авиакомпании, подтверждающая снижение времени ответной реакции служб авиакомпании и повышения качества решений по вопросам предоставления оперативной информационной помощи экипажам при нештатных ситуациях в полете по выбору аэродромов экстренной посадки и оперативному перепланированию маршрута полета и графика движения ВС авиакомпании.
Выводы
Объединение основной части организационного, штурманского, аэронавигационного и метеорологического обеспечения полетов в едином подразделении позволяет подойти к решению проблем традиционной модели управления и обеспечения рейсов авиакомпании (рис. 1).
Выделение полетного диспетчера, имеющего специальную подготовку [7, 8] для поиска и определения оптимальных вариантов решения задач управления рейсами авиакомпании в качестве основного контактного лица для связи с экипажем, позволяет реализовать принцип минимизации траектории прохождения информации и обеспечивает максимальную скорость реагирования служб АК в соответствии с ситуацией в системе управления перевозками.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. - М.: Наука, 1969.
2. Требования к членам экипажа воздушных судов, специалистам по техническому обслуживанию воздушных судов и сотрудникам по обеспечению полетов (полетным диспетчерам) гражданской авиации: Федеральные авиационные правила: Приказ министра транспорта РФ № 147 от 12.09.2008 г.
3. Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации: Федеральные авиационные правила: Приказ министра транспорта РФ № 128 от 31.07.2009 г.
4. FAR 14 CFR Part 121. Operating requirements: domestic, flag, and supplemental operations. FAA USA.
5. FAR 14 CFR Part 91. General Operating and Flight rules. FAA USA.
6. Каменнова М., Громов А., Ферапонтов М., Шматалюк А. Моделирование бизнеса. Методология ARIS. Практическое руководство. - М.: Весть-МетаТехнология, 2001.
7. FAR 14 CFR Part 65. Certification of airman other than flight crew. FAA USA.
8. Flight Operations Officers / Flight Dispatchers. Training manual. - Part D-3: Doc 7192-AN/857. - ICAO, 1998.
SYSTEMS MODEL FLIGHT DISPATCHER MANAGEMENT AND SOFTWARE CHARTERS FLIGHTS
Logvin A.I., Levushkin D.V.
Systems model flight dispatcher management and software charters flights are considered.
Key words: systems model, flight dispatcher management, software.
Сведения об авторах
Логвин Александр Иванович, 1944 г.р., окончил КГУ (1966), заслуженный деятель науки РФ, академик Российской академии транспорта, доктор технических наук, профессор МГТУ ГА, автор 470 научных работ, область научных интересов - эксплуатация воздушного транспорта, навигация и УВД.
Левушкин Дмитрий Владимирович, 1977 г.р., окончил УВАУ ГА (1998), автор 9 научных работ, область научных интересов - системы принятия решений.
