Dzielenie się zadaniami zapewni maksymalną wydajność
Zachowanie bezpiecznej odległości między samolotami jest bezwzględnym warunkiem bezpieczeństwa w przestworzach. Jednak wraz z systematycznym wzrostem liczby lotów w Europie rośnie też natężenie ruchu, a co za tym idzie presja wywierana na kontrolerów ruchu lotniczego. W związku z tym naukowcy prowadzący badania w ramach finansowanego przez UE projektu AGENT opracowali oparty na współpracy system zarządzania separacją lotów, który jest w wysokim stopniu zautomatyzowany, co pomaga uniknąć kolizji w powietrzu. Dzięki systemowi AGENT piloci i kontrolerzy ruchu otrzymują zmieniającą się na bieżąco analizę torów lotu, trajektorii i ryzyka kolizji, która pomoże im podjąć decyzję w sytuacjach krytycznych z punktu widzenia bezpieczeństwa. „Scentralizowana kontrola ruchu lotniczego wywiera presję na kontrolerów, więc założeniem projektu AGENT było rozdzielenie do pewnego stopnia obowiązków zarządzania separacją, w związku z czym piloci biorą na siebie niektóre zadania związane z negocjowaniem bezpiecznej separacji ze zbliżającym się samolotem”, wyjaśnia koordynator projektu Miquel Àngel Piera, członek grupy badawczej ds. logistyki i aeronautyki na Uniwersytecie Autonomicznym w Barcelonie (UAB) w Hiszpanii. Mimo że duże samoloty pasażerskie są zwykle wyposażone w systemy zapobiegania kolizjom, które monitorują pobliski ruch powietrzny, aktualnie dostępne systemy zwykle uwzględniają prawdopodobieństwo kolizji jedynie między dwoma statkami powietrznymi. „AGENT jest bardziej zintegrowanym systemem zaprojektowanym do analizowania całego ekosystemu wokół samolotu”, podkreśla prof. Piera. Jest to ważne, ponieważ rozwiązywanie problemów „parami” może czasami prowadzić do kolejnych konfliktów, a „zatem musi to być rozwiązanie biorące pod uwagę wszystkie problemy”, dodaje. System uwzględnia również zużycie paliwa i efektywność w czasie. Analiza danych i kombinacji System AGENT wykorzystuje ogromną ilość danych zgromadzonych przez Europejską Organizację ds. Bezpieczeństwa Żeglugi Powietrznej, czyli www.eurocontrol.int (EUROCONTROL), a także inne dane dotyczące bezpieczeństwa lotniczego i modelowanie predykcyjne manewrów i trajektorii lotu – wszystko to umożliwia analizę wszelkich możliwych kombinacji zdarzeń w celu rozwiązania problemu w określonym przedziale czasowym. „Po pierwsze, system AGENT oblicza ten przedział czasu, a następnie rozpoczyna negocjacje na kilka minut przed najbliższym punktem podejścia (CPA), czyli punktem, w którym może nastąpić kolizja”, tłumaczy prof. Piera. „Możliwości obliczeniowe są stosunkowo wydajne – w mniej niż sekundę AGENT może wygenerować wiele wykonalnych rozwiązań”. Następnie algorytm AGENT namierza wolne od kolizji przestrzenie powietrzne i uruchamiają się protokoły komunikacyjne M2M (machine to machine), ułatwiające negocjacje. W ramach symulacji opracowanych przez badaczy z projektu AGENT „komputery (pokładowe) przesyłają sobie informacje za pośrednictwem interfejsu, który wskazuje zarówno ich preferencje, jak i decyzje, których nie zaakceptują”, mówi prof. Piera. Kontrola ruchu otrzymuje wykaz kombinacji, zapewnia odpowiednią ilość czasu potrzebną pilotom na negocjacje, ale może też interweniować, aby przedstawić obowiązkowe rozwiązanie. „Mimo że odbywa się to pod presją czasu, musi dojść do porozumienia, nawet jeśli rozwiązanie nie jest idealne”, zauważa prof. Piera. Możliwe do wdrożenia rozwiązania zmieniają się nieustannie. „Pięć minut przed CPA możemy mieć do czynienia z 1000 możliwych rozwiązań i decyzji – albo wznieś się (wyżej), albo skręć w lewo lub na przykład w prawo. Zaledwie minutę później liczba ta może spaść do zaledwie 100 rozwiązań, więc szybko trzeba osiągnąć konsensus”, zaznacza prof. Piera. Symulator otwartego dostępu Narzędzia te zostały włączone do otwartego programu demonstracyjnego, który jest dostępny bezpłatnie dla naukowców i za pomocą którego przeprowadzono walidację wyników na podstawie symulowanych scenariuszy. „Udało nam się rozwiązać wszystkie wykryte sytuacje kolizyjne w scenariuszu małego natężenia ruchu. Następnie zwiększyliśmy nieco ruch syntetyczny, w sumie o 20%, i nadal byliśmy w stanie rozwiązać wszystkie problemy”, podkreśla prof. Piera i dodaje, że badania będą kontynuowane, biorąc pod uwagę „realistyczne wzrosty” natężenia ruchu. W pierwszych próbach wszystkie zautomatyzowane negocjacje były oparte na współpracy. Trwają też eksperymenty mające na celu określenie, co dzieje się w nieprzyjaznym środowisku, w którym znajdują się tzw. jednostki „niewspółpracujące”. Następnym krokiem będzie zaangażowanie kontrolerów ruchu lotniczego i pilotów w opracowanie w pełni gotowego narzędzia do wykorzystania w samolotach. Jednak możliwość używania urządzenia w czasie rzeczywistym jest jeszcze bardzo odległa. Zanim trafi do pilotów, konieczne jest przeprowadzenie testów. Ale jak zaznacza prof. Piera, system jest gotowy do użytku w czasie rzeczywistym w przypadku zdalnie kierowanego bezzałogowego systemu powietrznego (BSP) lub dronów komunikujących się ze sobą.
Słowa kluczowe
AGENT, kontrola ruchu lotniczego, lotnictwo i kosmonautyka, transport, ARPAS, drony, pojazdy bezzałogowe, pilot, bezpieczeństwo
