analiza porównawcza systemów precyzyjnego l dowania

Transkrypt

PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ
z. 102
Transport
2014
Miros aw Siergiejczyk, Karolina Krzykowska, Rafa Kruszyna
Politechnika Warszawska, WydziaI Transportu
ANALIZA PORÓWNAWCZA SYSTEMÓW
PRECYZYJNEGO L0DOWANIA
RKkopis dostarczono: luty 2014
Streszczenie: W artykule przedstawiono koncepcjK oceny systemów wspomagania lQdowania dla
potrzeb wdroSenia tego systemu w wybranym porcie lotniczym. Dokonano analizy systemów
precyzyjnego podejUcia do lQdowania dla lotnictwa cywilnego. Scharakteryzowano systemy ILS, MLS
oraz GNSS. NastKpnie posIugujQc siK wielokryterialnQ metodQ porównawczQ przeprowadzono ocenK
tych systemów. Opracowano kryteria porównawcze, wagi z uwzglKdnieniem docelowych, czyli
portów lotniczych.
S owa kluczowe: systemy wspomagania lQdowania, analiza, metoda porównawcza, ocena
1. WST5P
Polskie prawo lotnicze stanowi, iS „przestrzeY powietrzna to przestrzeY nad obszarem
lQdowym, wodami wewnKtrznymi i morzem terytorialnym, ograniczona granicQ
paYstwowQ, objKta suwerennoUciQ, opiekQ i mandatem danego paYstwa” [17].
Ta szczególnego rodzaju opieka nad przestrzeniQ wiQSe siK z zapewnieniem wIaUciwej
kontroli ruchu lotniczego. Do tego celu zarzQdzajQcy ruchem lotniczym ATM mogQ
wykorzysta^ szereg urzQdzeY i systemów. Istotnym jest, iS przewaSajQca czKU^ manewrów
wykonywanych przez statki powietrzne ma miejsce w pobliSu lotnisk i portów lotniczych.
Ruch ten odbywa siK w strefach kontrolowanych lotnisk CTR/TMA lub teS w strefach
ruchu lotniskowego ATZ. To tutaj wykonywane sQ najbardziej niebezpieczne operacje,
tzn. podejUcia do lQdowania i samego lQdowania, a takSe startu i wznoszenia.
Aby zapewni^ ich bezpieczny przebieg, korzysta siK m.in. z pomocy
radionawigacyjnych [15]. 30 maja 1949, zgodnie z zaIoSeniami ArtykuIu 37 Konwencji
o miKdzynarodowym lotnictwie cywilnym (Chicago 1944 r.), po raz zostaIy przyjKte
Normy i Zalecane Metody PostKpowania Dla fQcznoUci Lotniczej. Oznaczone zostaIy,
jako zaIQcznik 10 do Konwencji [19]. PoczQtki nawigacji w lotnictwie siKgajQ jednak
gIKbiej w przeszIoU^. Korzystne warunki do rozwoju lotnictwa w Europie nastaIy po
zakoYczeniu I wojny Uwiatowej. Powodem tego byIa duSa iloU^ samolotów i personelu
pozostaIego po zakoYczeniu dziaIaY na froncie. DQSono do tego, aby operacje startu
!
98
MirosIaw Siergiejczyk, Karolina Krzykowska, RafaI Kruszyna
i lQdowania mogIy odbywa^ siK w nocy i przy niesprzyjajQcych warunkach pogodowych.
ZapoczQtkowano rozwój systemu nawigacyjnego, który uIatwiaIby precyzyjne podejUcie
do lQdowania. Po raz pierwszy w 1929 r. zostaI zaprezentowany system wspomagania
lQdowania wg wskazaY przyrzQdów [13].
Do uSytku wprowadzano samoloty o coraz wiKkszej masie i zasiKgu. DawaIo
to moSliwoU^ planowania nowych poIQczeY lotniczych. Nowe kontynentalne
i miKdzykontynentalne linie lotnicze musiaIy zachKci^ klientów do korzystania z ich usIug.
Aby lotnictwo mogIo rozwija^ siK w zrównowaSony sposób, konieczne byIo ciQgIe
zwiKkszanie poziomu bezpieczeYstwa. Konstruowano coraz bardziej precyzyjne systemy
podejUcia do lQdowania. Systemy te to zespoIy urzQdzeY radiotechnicznych, umoSliwiajQce
wykonanie lQdowania przy ograniczonej widzialnoUci. Obecnie wykorzystywane sQ trzy
rodzaje standardowych pomocy do precyzyjnego podejUcia i lQdowania:
ILS, czyli system lQdowania wg wskazaY przyrzQdów;
MLS, czyli mikrofalowy system lQdowania;
GNSS, czyli globalny system nawigacji satelitarnej [5].
W artykule przestawiono systemy precyzyjnego podejUcia do lQdowania dla lotnictwa
cywilnego, a w szczególnoUci charakteryzowano systemy ILS, MLS oraz GNSS. Dokonano
oceny tych systemów z wykorzystaniem wielokryterialnej metody porównawczej.
2. SYSTEMY PRECYZYJNEGO L0DOWANIA
LQdowanie
statku
powietrznego,
szczególnie
w
trudnych
warunkach
meteorologicznych, stanowi najtrudniejszQ fazK lotu. Dla zapewnienia pIynnoUci oraz
bezpieczeYstwa w tej fazie lotu stosowany jest szereg urzQdzeY radiotechnicznych
i systemów. Obecne procedury wskazujQ na dwa rodzaje podejUcia do lQdowania:
precyzyjne podejUcie, w którym kierowanie statkiem powietrznym podczas
podchodzenia do lQdowania odbywa siK przez wytworzenie trójwymiarowej UcieSki
schodzenia,
nieprecyzyjne podejUcie (klasyczne), gdzie wykorzystuje siK radiokompas, naziemne
urzQdzenia korespondencyjne oraz system VOR [14]
W precyzyjnym podejUciu do lQdowania klasyfikuje siK podejUcia wykonywane za pomocQ:
ILS (Instrument landing system), czyli systemu lQdowania wg wskazaY przyrzQdów,
MLS (Microwave landing system), czyli mikrofalowego system lQdowania,
GNSS (Global navigation satellite system), czyli globalnego systemu nawigacji
satelitarnej [14].
Najpowszechniejszym
obecnie
systemem
umoSliwiajQcym
lQdowanie
w najtrudniejszych warunkach meteorologicznych jest ILS – Instrument landing system.
SprzKt pokIadowy, odbierajQcy sygnaIy urzQdzeY naziemnych, umoSliwia pilotowi
prowadzenie statku powietrznego zgodnie z okreUlonym kursem po UcieSce schodzenia
[18].
W zaleSnoUci od dokIadnoUci systemu wyróSniamy jego trzy kategorie: I, II oraz
najdokIadniejszQ III. Na system ILS skIadajQ siK z trzy naziemne zespoIy urzQdzeY:
!
Analiza porównawcza systemów precyzyjnego lQdowania
99
radiolatarnia kierunku VHF, promieniujQca wiQzkK wyznaczajQcQ kurs podejUcia,
a takSe radiolatarnia UcieSki schodzenia UHF, która wyznacza pIaszczyznK
schodzenia;
markery, które tworzQ znaczniki odlegIoUci. CzKsto instaluje siK takSe radiodalmierz
DME (Distance measuring equipment), podajQcy odlegIoU^ od wybranego punktu
drogi startowej. UzupeInia on pracK markerów bQdn moSe by^ zastosowany w ich
miejsce;
sygnaIy Uwietlne, bKdQce zalecanym uzupeInieniem kaSdego z systemów
precyzyjnego lQdowania [18].
Rys. 1. Rozmieszczenie naziemnych urzQdzeY systemu ILS
oródIo: Opracowanie wIasne na podst.: System ILS CAT III - Inwestycja w bezpiecze$stwo
http://lotniczapolska.pl/System-ILS-CAT- III- Inwestycja-w-bezpieczenstwo, 19385, dostKp
13.05.2013
NastKpcQ systemu ILS jest system mikrofalowego precyzyjnego podejUcia
do lQdowania MLS (Microwave Landing System). Anteny MLS emitujQ pIaskie wiQzki
w kierunku podejUcia (13 razy/s), kierunku odejUcia (13 razy/s) oraz UcieSki schodzenia
(39 razy/s). Samolot odbiera sygnaI i za jego pomocQ sprzKt pokIadowy ocenia poIoSenie
samolotu w przestrzeni. W sygnale zakodowane sQ dane o kierunku i kQcie pochylenia
UcieSki schodzenia [18]. System MLS moSe pracowa^ w trzech konfiguracjach:
uproszczonej, podstawowej i rozszerzonej. Konfiguracja podstawowa skIada siK
z nastKpujQcych elementów:
stacji azymutu;
stacji elewacji;
urzQdzenia do kodowania i transmisji danych;
radiolatarni DME/P (gdy konieczne jest ustalenie dokIadnej odlegIoUci w sektorze
pokrycia stacji azymutu) [17].
GNSS (Global Navigation Satellite System), czyli globalny system nawigacji
satelitarnej, obok systemów ILS i MLS umoSliwia wykonanie precyzyjnego podejUcia do
lQdowania. DziaIanie systemu GNSS opiera siK o juS istniejQce systemy: GPS (Global
!
100
Positioning System), GLONASS (Global Orbital Navigation Satellite System) oraz
Inmarsat (International Maritime Satellite) [4].
Rys. 2. DziaIanie systemu GNSS w oparciu o systemy GPS oraz EGNOS
oródIo: Opracowanie wIasne na podst.: Skyguide: Signal from space enhance GPS accuracy,
http://www.reuters.com/article/2011/11/17/idUS79695+17-Nov-2011+HUG20111117, dostKp
13.02.2014.
Wykonanie precyzyjnego podejUcia do lQdownia wymaga zastosowania dodatkowych
systemów wspomagajQcych. Do systemów takich naleSy m.in. SBAS (Satellite Based
Augumentation System) [8]. W Europie SBAS oparty jest o dziaIanie systemu EGNOS
(European Geostationary Navigation Overlay Service). Satelity SBAS zbierajQ informacje
dotyczQce danego statku powietrznego nastKpnie przesyIajQ je do stacji monitorujQcych
i przetwarzajQcych. Stacje te obliczajQ integralnoU^ danych, ustalajQ odlegIoUci i nanoszQ
poprawki. SygnaI ze stacji monitorujQcych przekazywany jest do satelitów SBAS, a z nich
do odbiorników pokIadowych. Odbiorniki te wykorzystujQ gIównQ konstelacjK satelitarnQ
i satelity EGNOS do wyznaczenia pozycji statku powietrznego i czasu informacji [21].
3. WYBÓR METODY ANALIZY PORÓWNAWCZEJ
Europejska Organizacja ds. BezpieczeYstwa teglugi Powietrznej (Eurocontrol), badajQc
rynek lotniczy oraz dokonujQcy siK postKp techniczny, wskazaIa kierunki jego rozwoju.
Strategia przyjKta przez Eurocontrol na lata 2002-2020 zakIada m.in.:
kontynuacjK uSytkowania systemu ILS w moSliwie najbardziej zaawansowanej
postaci do czasu, gdy poziom uzyskiwanych usIug bKdzie wystarczajQcy i korzystny
pod wzglKdem ekonomicznym;
!
101
wprowadzanie systemu MLS wszKdzie, gdzie jest to moSliwe i opIacalne;
wdraSanie systemu GNSS dla wspomagania podejU^ APV oraz tam, gdzie
wykonywane sQ operacje kategorii I, oczywiUcie z uwzglKdnieniem warunków
ekonomicznych [4].
Obecnie trudno wyobrazi^ sobie port lotniczy, w którym nie dziaIaIby system ILS, MLS
lub GNSS, a który speIniaIby wymogi bezpieczeYstwa dla operacji lQdowania. NaleSy
rozpatrze^, który z systemów w najlepszy sposób godzi wymagania dotyczQce zarówno
bezpieczeYstwa, dokIadnoUci okreUlania pozycji samolotu jak i opIacalnoUci wdroSenia.
Rozpatrzenie wzajemnych relacji wskazanych wySej wymagaY systemów precyzyjnego
lQdowania i wybór jednego z nich stanowi bardzo powaSnQ inwestycjK dla kaSdego portu
lotniczego. Decyzja ta przekIada siK na dalsze wieloletnie funkcjonowanie i rozwój portu
lotniczego. RozwiQzanie tego problemu decyzyjnego moSe przynieU^ zastosowanie
wielokryterialnej metody analizy. Do jednej z takich metod naleSy Metoda Bellingera.
PrzykIadami innych metody wielokryterialnej analizy porównawczej sQ np. metoda
brzegowa czy metoda Electre. Metoda Bellingera jest jednak bardziej przejrzysta,
a wykonywane za jej pomocQ analizy sQ zbieSne z wynikami pozostaIych metod, które sQ
bardziej skomplikowane. Metoda taka znajduje zastosowanie w praktyce inSynierskiej.
Ponadto, za wykorzystaniem tej metody przemawia moSliwoU^ zastosowania
odpowiednich wag dla kryteriów. W ten sposób uwzglKdnione zostajQ preferencje
dotyczQcego wybranego portu lotniczego [2].
Metoda Bellingera „ pozwala na uporz(dkowanie obiektów wed*ug warto+ci oceny
*(cznej ze wzgl,du na komplet kryteriów cz(stkowych.[…] Metoda ta polega na
doprowadzeniu wyników oceny za pomoc( ró2nych kryteriów cz(stkowych do stanu
addytywno+ci i na precyzowaniu oceny *(cznej – jako sumy tych ocen cz(stkowych” [6].
PostKpowanie w Metodzie Bellingera okreUla osiem nastKpujQcych po sobie etapów:
Etap I. OkreUlenie wymagaY i ograniczeY dla przyszIych wariantów wyboru. Wybór
kryteriów.
Etap II. Zdefiniowanie wariantów decyzyjnych.
Etap III. PrzyjKcie jednostek pomiarowych, poSQdanego kierunku zmian (stymulanty
i destymulanty) oraz dolnej i górnej granicy dla analizowanych kryteriów
czQstkowych.
Etap IV. Ustalanie wag dla poszczególnych kryteriów czQstkowych, przyznawanych
wg oceny decydenta.
Etap V. Utworzenie tablicy zawierajQcej rzeczywiste wartoUci kryteriów
odpowiadajQcych poszczególnym obiektom oceny.
Etap VI. Przedstawienie kaSdej liczby z tablicy z pkt. V jako procentu przebytej
„drogi” od stanu najmniej poSQdanego do najbardziej poSQdanego.
Etap VII. WymnoSenie wartoUci otrzymanych w etapie VI przez wczeUniej ustalone
wagi.
Etap VIII. Jest to ostatni etap, w którym ustala siK najlepszy wariant, poprzez
zsumowanie ocen przyznanych poszczególnym obiektom z punktu widzenia
wszystkich kryteriów.
Metoda ta, zgodnie z okreUlonymi powySej etapami oraz zaleceniami Eurocontrol,
posIuSy do wykonania analizy porównawczej systemów wspomagania precyzyjnego
lQdowania samolotów ILS kat. III, MLS kat. III oraz GNSS kat I.
!
102
4. OCENA SYSTEMÓW WSPOMAGANIA
PRECYZYJNEGO L0DOWANIA
Systemy precyzyjnego lQdowania sQ nieodIQcznym elementem wyposaSenia
nawigacyjnego nowoczesnych portów lotniczych. Przemawia za tym szereg argumentów
dotyczQcych zarówno bezpieczeYstwa pasaSerów jak i zysków z dziaIalnoUci portu.
Analiza zostanie wykonana z ukierunkowaniem na regionalny port lotniczy o liczbie
pasaSerów do 5 mln rocznie.
MoSliwymi do zastosowania dla wySej okreUlonego portu lotniczego sQ trzy nastKpujQce
systemy:
ILS kat. III (Instrument landing system),
MLS kat. III (Microwave landing system),
GNSS kat. I (Global Navigation Satellite System) [18].
Analiza porównawcza systemów zostanie wykonana z uwzglKdnieniem nastKpujQcych
kryteriów:
C1 – Koszt infrastruktury naziemnej
Koszt systemu – okreUlany takSe, jako jego wartoU^ – to wIaUciwoU^ zwiQzana
z kosztami jego nabycia, wykonania robót ziemnych i instalacji, a takSe
uwzglKdniajQca infrastrukturK eksploatacyjnQ i szkolenie personelu [15].
C2 – Koszt sprzKtu pokIadowego
Koszt sprzKtu pokIadowego – to wIaUciwoU^ zwiQzana z kosztami jego nabycia,
a takSe instalacjQ i szkoleniem personelu. W przypadku nowego systemu (tzn. MLS
i GNSS) instalacja czKsto jest zwiQzana z usuniKciem poprzedniego oprzyrzQdowania
na pokIadzie statku powietrznego (ILS) lub równolegIQ instalacjQ z dziaIajQcym juS
sprzKtem [4].
C3 – Koszt utrzymania systemu
Koszt utrzymania systemu – na który skIadajQ siK przede wszystkim koszty
przeglQdu systemu, obloty z powietrza i kalibracja w okreUlonych odstKpach
czasowych oraz wydatki pracownicze [19].
C4 – Wymagania, co do lokalizacji sprzKtu naziemnego
ZwiQzane sQ one przede wszystkim z zakresem wykonywanych prac na rzecz
zainstalowania systemu na danym lotnisku, potrzebQ pozyskania gruntu pod budowK
urzQdzeY oraz wielkoUciQ stref ochronnych wokóI urzQdzeY [21].
C5 – Praca urzQdzeY w zróSnicowanych warunkach terenowych
WielkoU^ zwiQzana z ocenieniem wpIywu warunków zewnKtrznych, takich jak
uksztaItowanie terenu, warunki urbanistyczne, iloU^ i wielkoU^ przeszkód lotniczych
w rejonie podejUcia, które mogQ niekorzystnie wpIynQ^ np. na propagacjK fal
radiowych [14].
C6 – WielkoU^ sektora pokrycia
WielkoU^ sektora pokrycia – czyli wIaUciwoU^ zwiQzana obszarem, na jakim
odbierane sQ sygnaIy wskazujQce kurs na oU DS w sektorze ±35° i w odlegIoUci 40
km od progu DS. [19].
C7 – Maksymalny zasiKg systemu
!
103
Maksymalny zasiKg systemu rozumiany jest, jako odlegIoU^ od systemu antenowego,
na której to statek powietrzny odbiera sygnaI systemu i moSe kierowa^ siK
na wIaUciwy kurs [19].
C8 – MoSliwoU^ ksztaItowania linii podejUcia
KsztaItowanie linii podejUcia oznacza moSliwoU^ rozwiQzania podejUcia z kierunku
innego niS podstawowy dziKki zastosowaniu zakrzywionej drogi podejUcia. MoSliwe
jest takSe omijanie stref zakazanych bQdn niebezpiecznych. IloU^ punktów trasowych
jest zwiKkszona [17].
C9 – DokIadnoU^ w okreUlaniu pozycji samolotu
DokIadnoU^ systemu w okreUlaniu pozycji samolotu to dopuszczalne przyjKte
odchylenia od linii kursu oraz od prawidIowego kQta UcieSki schodzenia.
C10 – OdpornoU^ na zakIócenia
OdpornoU^ sygnaIu na zakIócenia w bardzo istotny sposób wpIywa
na bezpieczeYstwo w czasie lotu. O tej wIaUciwoUci decyduje jego czKstotliwoU^ fal,
zastosowane zabezpieczenia przed znieksztaIceniami, zapewnienie ciQgIoUci
transmisji i integralnoUci danych.
C11 – WydajnoU^ przy wzmoSonym ruchu
WydajnoU^ przy wzmoSonym ruchu moSna oceni^ za pomocQ liczby obsIugiwanych
przez system kanaIów radiowych i liczby obsIugiwanych podejU^ [1].
W tablicy 1 okreUlone zostaIy jednostki kryteriów oraz poSQdane kierunki zmian, którymi
sQ:
stymulanta – oznaczajQca wzrost (np. liczbowy);
destymulanta – oznaczajQca spadek (np. kosztów).
Tablica 1
Jednostki pomiarowe oraz po9:dany kierunek zmian dla kryteriów
Kryterium
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
Jednostka
Miliony zIotych
TysiQce zIotych
TysiQce zIotych
WartoU^ liczbowa okreUlajQca wymagania
WartoU^ liczbowa okreUlajQca wpIyw
warunków terenowych na pracK systemu
Kilometry kwadratowe
Kilometry
WartoU^ liczbowa okreUlajQca moSliwoU^
ksztaItowania linii podejUcia samolotu
Metry
WartoU^ liczbowa okreUlajQca odpornoU^ na
zakIócenia
WartoU^ liczbowa okreUlajQca wydajnoU^
oródIo: Opracowanie wIasne
!
PoSQdany kierunek zmian
Destymulanta
Destymulanta
Destymulanta
Destymulanta
Stymulanta
Stymulanta
Stymulanta
Stymulanta
Destymulanta
Stymulanta
Stymulanta
104
W zaleSnoUci od kryterium, poSQdanym kierunkiem zmian jest stymulanta bQdn
destymulanta. W tablicy 2 okreUlona zostaIa dolna i górna granica zmian dla
poszczególnych kryteriów.
Tablica 2
Dolna i górna granica zmian dla poszczególnych kryteriów
Kryterium
C1
C2
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
Granica dolna
3
150 000
150 000
1
1
500
37
1
1
1
1
Granica górna
6
560 000
450 000
20
20
977
50
20
25
20
10
Etap IV
W tablicy 3 zostaIy przedstawione wagi nadane poszczególnym kryteriom. NajwySsze
wagi przyznane zostaIy kryteriom C1, C9, C10.
Tablica 3
Wagi kryteriów
Kryterium C1
C2
C3
Waga
0,18 0,06 0,07
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
0,08
0,07
0,08
0,10
0,06
0,17
0,11
0,02
Wprowadzenie systemu precyzyjnego lQdowania jest powaSnQ inwestycjQ portu
lotniczego, zatem w analizie konieczne jest uwzglKdnienie kosztów infrastruktury kaSdego
z systemów. Bardzo wysokQ wagK otrzymaIo kryterium C9, przypisane dokIadnoUci
systemów. Ma ona niezwykle znaczQcy wpIyw na bezpieczeYstwo operacji lQdowania.
Ogranicza ryzyko wyrzQdzenia szkody osobie lub mieniu, gdyS ryzyko to jest
zredukowane do akceptowalnego poziomu. Podobnie wysokie speInienie kryterium C10
daje podstawy do uznania danego systemu, jako speIniajQcego wysokie standardy
bezpieczeYstwa. [10]
Etap V
W tablicy 4 przedstawione zostaIy wartoUci cechujQce dany system dla poszczególnych
kryteriów. PrzykIadowo dla kryterium C1 jest to koszt infrastruktury naziemnej [mln zI],
a dla kryterium C5 ocena za dziaIanie systemu w zróSnicowanych warunkach terenowych.
!
105
Tablica 4
Warto<ci kryteriów dla analizowanych systemów
Kryterium
C2
C1
System
3,34
180 000
ILS
5,42
420 000
MLS
3,50
525 000
GNSS
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
400 000
290 000
181 000
6
3
5
13
15
17
712
977
977
46,3
41,7
50
11
16
17
3
2
20
13
18
15
6
9
9
Etap VI
W tablicy 5 przedstawiona zostaIa kaSda liczba z tablicy z pkt. V, jako procenty
przebytej „drogi” od stanu najmniej poSQdanego do najbardziej poSQdanego.
Tablica 5
Procent przebytej drogi
Kryterium
C1
C2
System
88,67 92,68
ILS
19,33 34,15
MLS
86,33 8,50
GNSS
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
16,67
53,33
89,67
73,68
89,47
78,95
63,16
73,68
84,21
44,54
100
100
71,54
36,15
100
52,63
78,95
84,21
91,67
95,83
20,83
63,16
89,47
73,68
55,56
88,89
88,89
Etap VII
W tablicy 6 uwzglKdnione zostaIy wagi, tzn. wymnoSono wagi i wartoUci procentowe
otrzymane w etapie VI analizy. Wszystkie obliczenia wykonano przy uSyciu pakietu
Microsoft Excell.
Tablica 6
Wyniki cz:stkowe analizy dla poszczególnych kryteriów
0,18
0,06
Waga
Kryterium
C1
C2
System
15,96 5,56
ILS
0,07
0,08
0,07
0,08
0,10
0,06
0,17
0,11
0,02
C3
C4
C5
C6
C7
C8
C9
C10
C11
2,38
5,89
4,42
3,56
7,15
3,16
15,58
6,95
1,11
3,73
7,16
5,16
8,00
3,62
4,74
16,29
9,84
1,78
15,54 0,51
6,27
GNSS
6,32
5,89
8,00
10,00
5,05
3,54
7,50
1,78
MLS
3,48
2,05
Etap VIII
W tablicy 7 przedstawione zostaIy ostateczne wyniki analizy dla systemów ILS, MLS oraz
GNSS. NajwySszQ ocenK IQcznQ uzyskaI system ILS.
!
106
Tablica 7
Wyniki analizy
System
Ocena IQczna
ILS
MLS
GNSS
72,72
65,85
70,4
5. WYNIKI ANALIZY PORÓWNAWCZEJ
W przeprowadzonej analizie trzeciQ pozycjK zajQI system MLS. Na tle dwóch
pozostaIych systemów wspomagania lQdowania wyróSnia siK on pod wzglKdem
dokIadnoUci w okreUlaniu pozycji statku powietrznego. MoSe obsIugiwa^ ruch
w najwiKkszych portach lotniczych przy skomplikowanym poIoSeniu urbanistycznym bQdn
geograficznym. Koszty jego wdroSenia sQ jednak wysokie Z kolei system GNSS zapewnia
wielkoU^ sektorów pokrycia czy teS dowolne ksztaItowanie linii podejUcia. ZasadniczQ
wIasnoUciQ róSniQcQ system GNSS od systemów ILS oraz MLS jest jego globalny zasiKg,
umoSliwiajQcy wyznaczenie pozycji i nawigowanie statku powietrznego we wszystkich
fazach lotu. Jeden system GNSS wspomagany przez GBAS dziaIajQcy dla danego lotniska
jest w stanie zapewni^ precyzyjne podejUcie nawet dla 48 DS, nie mniej jednak
w przypadku portu regionalnego taka uSytecznoU^ jest zbKdna. Koszty utrzymania systemu
GNSS sQ bardzo konkurencyjne wobec systemów ILS i MLS. Koniecznym pozostaje
kompletne sfinalizowanie jego budowy oraz okreUlenie wymagaY dla II oraz III kategorii
lQdowaY [1].
NajwiKkszQ liczbK punktów w przeprowadzonej analizie uzyskaIy rozwiQzania systemu
ILS. Na wykresie przedstawiony zostaI procent przebytej „drogi” od stanu najmniej
poSQdanego do najbardziej poSQdanego dla kaSdego z kryteriów.
!
107
Rys. 3. Procent przebytej „drogi” od stanu najmniej poSQdanego do najbardziej poSQdanego
System ten posiada wysokQ dokIadnoU^ w prowadzeniu statku powietrznego (III kat.),
zapewniajQc bezpieczne lQdowanie nawet w trudnych warunkach pogodowych. Obecnie
prowadzone sQ prace na wdroSeniem systemu kat. III w Porcie Chopina w Warszawie
(okoIo 10 mln pasaSerów), co potwierdza wykorzystanie tego systemu takSe dla
mniejszych portów [9]. Koszty jego wdroSenia w najwySszej kat. III sQ niewiele wiKksze
od kosztów kat. I, przy czym dajQ znaczy wzrost dokIadnoUci w prowadzeniu samolotu.
System ILS moSe dziaIa^ jednoczeUnie na 40 kanaIach pracy. Jest to wystarczajQce dla
ruchu w regionalnym porcie lotniczym [7].
6. ZAKO@CZENIE
Celem analizy byIo dokonanie porównania systemów precyzyjnego lQdowania ILS,
MLS lub GNSS pod kQtem funkcjonalnoUci systemów, ich dokIadnoUci oraz kosztów
wdroSenia ze szczególnym uwzglKdnieniem moSliwoUci wdroSenia w lokalnych portach
lotniczych.
Do rozpatrzenia wzajemnych relacji wskazanych wySej wymagaY systemów
precyzyjnego lQdowania i i ich oceny zostaIa wykorzystana wielokryterialnej metody
analizy porównawczej. Do tych metod naleSy metoda Bellingera. PrzykIadami innych
metody wielokryterialnej analizy porównawczej sQ np. metoda brzegowa, czy metoda
Electre. Metoda Bellingera, za pomocQ której wykonano analizK, jest jednak bardziej
przejrzysta. Wykonywane za jej pomocQ analizy sQ zbieSne z wynikami pozostaIych
!
108
metod, które sQ bardziej skomplikowane. Znajduje ona zastosowanie w praktyce
inSynierskiej. Ponadto za wykorzystaniem tej metody przemawia moSliwoU^ zastosowania
odpowiednich wag dla kryteriów, dziKki czemu uwzglKdnione zostanie przeznaczenie
systemów.
W wyniku analizy wyników otrzymanych z porównania systemów, moSna stwierdzi^,
Se system ILS charakteryzujQ znacznie mniejsze wahania procentu przebytej „drogi”
w porównaniu do pozostaIych systemów poddanych analizie. System ILS w sposób
najbardziej wyrównany speInia kryteria. System ten posiada wysokQ dokIadnoU^
w prowadzeniu statku powietrznego, zapewniajQc bezpieczne lQdowanie nawet w trudnych
warunkach pogodowych. NaleSy teS podkreUli^, Se ten system, spoUród wybranych do
analizy systemów, w najlepszy sposób godzi zarówno wymagania dotyczQce
bezpieczeYstwa jak i wymagania ekonomiczne. System ten jest znacznie taYszy
od pozostaIych oraz posiada wysokQ dokIadnoU^ w prowadzeniu statku powietrznego,
zapewniajQc bezpieczne lQdowanie nawet w trudnych warunkach pogodowych.
Wprowadzenie systemu precyzyjnego lQdowania jest bowiem powaSnQ inwestycjQ portu
lotniczego, która wiQSe siK z zakupem oraz instalacjQ infrastruktury sytemu. Podobnie jest
w przypadku instalacji oprzyrzQdowania pokIadowego.
Bibliografia
1. CzeUnik P.: PodejUcia do lQdowania typu RNAV, PAtP, Warszawa 2013.
2. Duchaczek A., Skorupka D., SzleszyYski A.: Optymalizacja doboru Urodków transportowych w logistyce
magazynowej materiaIów budowlanych, WSOWL, WrocIaw 2012.
3. European Organisation For The Safety of Air Navigation (Eurocontrol): GNSS Frequency Protection
Requirements, June 1999.
4. European Organisation For The Safety of Air Navigation (Eurocontrol): Report on the Eurocontrol XLS
business case studies, February 2005.
5. Evans K.: Navigation, an ongoging sill? „Skyway magazine”, 2010 nr 54.
6. Górny P.: Elementy analizy decyzyjnej, Akademia Obrony Narodowej, Warszawa 2004.
7. http://airport-radom.eu/ Atuty inwestycji-uzasadnienie. 12.2013.
8. http://tu-dresden.de/die_tu_dresden . Wanninger L.: The future is now GPS+GLONASS+SBAS=GNSS,
dostKp 02.2014.
9. http://www.ais.pata.pl/aip/aip. 12.2013.
10. http://www.lotnisko chopina.pl/pl/lotnisko/bezpieczenstwo/system-zarzadzania-bezpieczenstwem,
dostKp 15.11.2013.
11. http://www.reuters.com/article/2011/11/17/ dostKp 02.2014.
12. https://www.ohio.edu/avionics/research/nav/mls/techinfo.cfm dostKp 12.2013.
13. http://www.ecacnav.com/content.asp?CatID=26, dostKp 13.05.2013.
14. LeUko M.: Porty lotnicze, pola wzlotów i urzQdzenia nawigacyjne, Wydawnictwo Politechniki |lQskiej,
Gliwice 1991.
15. Lewitowicz J.: Statek powietrzny i element teorii, Wyd. Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych,
Warszawa 2001.
16. Malarski M.: InSynieria ruchu lotniczego, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa
2006.
17. MLS Technical Information, https://www.ohio.edu/avionics/research/nav/mls/techinfo.cfm, dostKp
17.02.2014.
18. Pasek M.: Porty Lotnicze. Systemy Uwietlnych pomocy nawigacyjnych, Wydawnictwo Instytutu
Technicznego Wojsk Lotniczych, Warszawa 2006.
19. RozporzQdzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 12 listopada 2012 r. w
sprawie lotniczych urzQdzeY naziemnych, Warszawa 2012.
!
109
20. Ustawa Prawo Lotnicze z dnia 3 lipca 2002(Dz. U. Nr 130, poz. 1112) – PL3.
21. ZaIQcznik 10 do Konwencji o MiKdzynarodowym Lotnictwie Cywilnym, fQcznoU^ Lotnicza, ICAO X,
2006.
COMPARATIVE ANALYSIS OF PRECISION LANDING SYSTEMS
Summary: The article presents an approach for assessing the implementation landing support systems in the
selected airport. An analysis of precision approach systems for civil aviation was made. The article
characterizes systems ILS, MLS and GNSS. Then, using a multi-criteria comparative method an evaluation
of these systems was done. Developed comparative criteria, taking into account the importance of the target airports.
Keywords: landing support systems, analysis, comparative method, evaluation
!
!
!

analiza porównawcza systemów precyzyjnego l dowania

Transkrypt

Podobne dokumenty

cążki do wrastających paznokci - k05 - staleks

Ograniczenie obrotu gotówkowego