Файл: Узбекистан белорусскоузбекский межотраслевой институт прикладных технических квалификаций в городе ташкенте.pdf

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ИННОВАЦИЙ РЕСПУБЛИКИ
УЗБЕКИСТАН
БЕЛОРУССКО-УЗБЕКСКИЙ МЕЖОТРАСЛЕВОЙ ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНЫХ
ТЕХНИЧЕСКИХ КВАЛИФИКАЦИЙ В ГОРОДЕ ТАШКЕНТЕ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИМ. В. А. ТРАПЕЗНИКОВА РОССИЙСКОЙ
АКАДЕМИИ НАУК
ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ
ИСЛАМА КАРИМОВА
ГАВАЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В МАНОА
ТАШКЕНТСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ИМЕНИ
МУХАММАДА АЛЬ-ХОРЕЗМИ
OOO “ROBOTICS LAB FUTURE TECHNOLOGY COMPANY”
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ РАЗВИТИЯ ЦИФРОВЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
II XALQARO ILMIY ANJUMAN
AXBOROT TEXNOLOGIYALARDAN FOYDALANISHNI YANGI BOSQICHGA
KO‘TARISHNING ILMIY ASOSLARI VA AVTOMATLASHTIRISHNING ZAMONAVIY
MUAMMOLARI
II МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НО-
ВОГО УРОВНЯ И СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
THE II INTERNATIONAL SCIENTIFIC CONFERENCE
THE SCIENTIFIC BASIS FOR RAISING THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGIES TO
A NEW LEVEL AND MODERN PROBLEMS OF AUTOMATION
19-20 MAY, МАЙ, MAY
ТАШКЕНТ 2023

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
472
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ КОНФЛИКТНЫХ
СИТУАЦИЙ В ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ В МАСШТАБЕ
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
Эшмурадов Дилшод Эльмурадович,
кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой «Си-
стемы энергообеспечения» Ташкентского университета информацион-
ных технологий имени Мухаммада аль-Хоразмий
Аннотация. Воздушное пространство является одним из наиболее слож- ных и динамичных объектов, которые существуют в нашем мире. Для удовле- творения потребностей эксплуатации, необходимо разработать, апробировать и внедрить модель воздушного пространства. Эта модель воздушного про- странства должна учитывать все соответствующие требования.
В данной статье мы рассмотрим основные аспекты моделирования дина- мических конфликтных ситуаций в воздушном пространстве в масштабе ре- ального времени.
Ключевые слова: воздушное пространство, конфликтная ситуация, ал-
горитмы, моделирование, модели.
Введение
Воздушном пространстве существует множество различных объектов, таких как самолеты, вертолеты, дроны и другие летательные аппараты, кото- рые перемещаются по воздуху с высокой скоростью и могут столкнуться друг с другом в любой момент времени. Для обеспечения безопасности воздушного движения используются различные системы, такие как радионавигационные системы, системы контроля за полетом и т.д. Однако, несмотря на это, все еще возникают конфликтные ситуации, которые могут привести к авариям и круп- ным катастрофам. Одним из способов предотвращения конфликтных ситуа- ций является моделирование динамических конфликтных ситуаций в

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
473 воздушном пространстве в масштабе реального времени. Это позволяет пред- сказать возможные конфликты и принять меры по их предотвращению.
Основные принципы моделирования.
Разработаны многочисленные методы расчета параметров движения ЛА, в том числе маневрирующих. Обычно для этой цели составляется система дифференциальных уравнений, описывающих управляющие и возмущающие силы, действующие на ЛА, а исходными данными для моделирования явля- ются характеристики летательного аппарата и цель его движения [1].
Моделирование динамических конфликтных ситуаций в воздушном про- странстве [2-4] в масштабе реального времени основывается на следующих принципах:
1. Моделирование движения летательных аппаратов. Для моделирования динамических конфликтных ситуаций необходимо иметь точную модель дви- жения летательных аппаратов. Эта модель должна учитывать все факторы, ко- торые могут повлиять на движение летательного аппарата, такие как погодные условия, техническое состояние самолета, навигационные данные и т.д.
2. Моделирование конфликтных ситуаций. Для моделирования кон- фликтных ситуаций необходимо иметь точную модель всех объектов, которые могут столкнуться друг с другом в воздушном пространстве. Эта модель должна учитывать все параметры объектов, такие как скорость, направление движения, высота и т.д.
3. Моделирование реакции на конфликтные ситуации. Для моделирова- ния реакции на конфликтные ситуации необходимо иметь точную модель по- ведения летательных аппаратов при возникновении конфликта. Эта модель должна учитывать все возможные варианты поведения летательного аппарата при различных условиях.
4. Моделирование системы управления. Для моделирования динамиче- ских конфликтных ситуаций необходимо иметь точную модель системы управления, которая будет принимать решение о предотвращении конфликта.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
474
Эта модель должна учитывать все параметры летательных аппаратов и опре- делять оптимальный путь и время для предотвращения конфликта.
Возможным примером моделирования динамических конфликтных ситу- аций в воздушном пространстве в масштабе реального времени может быть система автоматического контроля воздушного движения (ATC) рис.1., ис- пользуемая в аэропортах и на авиалиниях [5-8].
Рис.1. Система автоматического контроля воздушного движения
(ATC).
Эта система использует данные о положении и скорости самолетов, а также о погодных условиях и других факторах, чтобы определять потенци- ально опасные ситуации и предотвращать столкновения между воздушными судами. Модель ATC может включать в себя различные алгоритмы и правила, которые определяют, какие действия должны быть предприняты для предот- вращения конфликтов. Например, система может автоматически изменять маршруты полета или скорость самолетов, чтобы избежать столкновений. Та- кая модель может быть использована для обучения и тренировки контролеров воздушного движения, а также для тестирования новых алгоритмов и страте- гий управления воздушным пространством.
Примеры использования моделирования.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
475
Моделирование динамических конфликтных ситуаций в воздушном про- странстве в масштабе реального времени может быть использовано для раз- личных целей, например:
1. Предотвращение аварий. Моделирование может помочь предотвратить аварии и крупные катастрофы, путем предсказания возможных конфликтов и принятия мер по их предотвращению.
2. Оптимизация системы управления. Моделирование может помочь оп- тимизировать систему управления воздушным движением, путем определения оптимального пути и времени для каждого летательного аппарата.
3. Обучение пилотов. Моделирование может быть использовано для обу- чения пилотов и других специалистов в области авиации, путем создания раз- личных сценариев и тренировок для реакции на них.
Рис. 2. Отказоустойчивая модель системы управления воздушным
движением.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
476
Алгоритмы модели системы автоматического контроля воздушного
движения.
1. Алгоритм определения потенциально опасных ситуаций: этот алго- ритм использует данные о положении и скорости самолетов, а также о погод- ных условиях и других факторах, чтобы определить, когда возможно столкно- вение между воздушными судами.
Он включает в себя получение данных о положении и скорости самоле- тов, определение расстояния между ними, вычисление времени до столкнове- ния и проверку этого времени на соответствие пороговому значению. Если время до столкновения меньше порогового значения, программа выводит со- общение о потенциально опасной ситуации. Этот алгоритм может быть ис- пользован в системах автоматического управления воздушным движением для предотвращения аварийных ситуаций и обеспечения безопасности полетов.
Алгоритм определения потенциально опасных ситуаций столкновение между воздушными судами может состоять из нескольких шагов.
2. Алгоритм предотвращения конфликтов: этот алгоритм определяет, ка- кие действия должны быть предприняты для предотвращения конфликтов.
Например, система может автоматически изменять маршруты полета или ско- рость самолетов, чтобы избежать столкновений.
3. Алгоритм управления потоком воздушных судов: этот алгоритм опре- деляет, какие самолеты должны быть разрешены на взлет и посадку, а также каким маршрутом они должны следовать. Он также может учитывать ограни- чения на воздушное пространство, такие как запретные зоны или зоны с огра- ниченной видимостью.
4. Алгоритмы распределения задержек: эти алгоритмы используются для распределения задержек при посадке и взлете между различными самолетами.
Они могут учитывать приоритеты и требования авиакомпаний, а также огра- ничения на воздушное пространство.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
477 5. Алгоритмы обработки аварийных ситуаций: эти алгоритмы использу- ются для обработки аварийных ситуаций, таких как отказ двигателя или дру- гие технические проблемы. Они могут включать в себя процедуры эвакуации и другие меры безопасности.
6. Алгоритмы обработки изменений погодных условий: эти алгоритмы используются для обработки изменений погодных условий, таких как грозы или сильный ветер. Они могут включать в себя изменение маршрутов полета или скорости самолетов, чтобы избежать опасных условий. Шаги алгоритма:
Шаг. 1. Сбор информации о текущих погодных условиях в зоне полета и на аэродромах назначения и вылета.
Шаг. 2. Анализ полученных данных и определение возможных измене- ний погоды, которые могут повлиять на полет.
Шаг. 3. Оценка рисков и принятие решения о необходимости изменения маршрута, времени вылета или других действий для обеспечения безопасно- сти полета.
Шаг. 4. Коммуникация с пилотами, авиакомпанией и другими контроли- рующими органами для обсуждения принятых мер и координации действий.
Шаг. 5. Мониторинг изменений погоды и корректировка решений при необходимости.
Шаг. 6. Обновление планов полета и подготовка к изменениям в режиме реального времени.
Шаг. 7. Оповещение пассажиров и авиакомпаний о возможных задерж- ках или изменениях в расписании.
Шаг. 8. Анализ произошедших изменений погоды и принятых мер для определения возможных улучшений в системе управления воздушным движе- нием и предотвращения подобных ситуаций в будущем.
7. Алгоритмы обработки нештатных ситуаций: эти алгоритмы использу- ются для обработки нештатных ситуаций, таких как террористические акты

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
478 или другие угрозы безопасности. Они могут включать в себя процедуры эва- куации и другие меры безопасности. Шаги алгоритма:
Шаг. 1. Обнаружение нештатной ситуации в потоке воздушных судов, например, отказ двигателя на борту самолета или нарушение безопасного рас- стояния между самолетами.
Шаг. 2. Сбор информации о ситуации, включая данные о положении и скорости воздушных судов, погодных условиях и других факторах, которые могут повлиять на дальнейшее развитие ситуации.
Шаг. 3. Анализ полученных данных и определение возможных послед- ствий для безопасности полета и жизни людей на борту.
Шаг. 4. Принятие решения о мерах по устранению нештатной ситуации, например, изменение маршрута полета, изменение высоты полета или эвакуа- ция пассажиров.
Шаг. 5. Коммуникация с пилотами, авиакомпанией и другими контроли- рующими органами для обсуждения принятых мер и координации действий.
Шаг. 6. Мониторинг изменений в ситуации и корректировка решений при необходимости.
Шаг. 7. Оповещение пассажиров и авиакомпаний о произошедших изме- нениях и возможных задержках.
Шаг. 8. Анализ произошедших изменений и принятых мер для определе- ния возможных улучшений в системе управления воздушным движением и предотвращения подобных ситуаций в будущем.
Программа, написанное на Python использует данные о положении и ско- рости двух самолетов, чтобы определить расстояние между ними и время до столкновения. Если время до столкновения меньше 10 секунд, программа вы- водит сообщение о потенциально опасной ситуации.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
479
Заключение.
Моделирование динамических конфликтных ситуаций в воздушном про- странстве в масштабе реального времени является очень важным инструмен- том для обеспечения безопасности воздушного движения. Оно позволяет пред- сказывать возможные конфликты и принимать меры по их предотвращению.
Кроме того, моделирование может быть использовано для оптимизации си- стемы управления и обучения пилотов.
Литература
1.
Абросимов Вячеслав Константинович, Гончаренко Владимир Ива- нович Моделирование движения и маневрирования летательных аппаратов на нейронных сетях // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. №3 (140).
2.
Кузнецов В.А., Амбросов Д.В. Динамическая модель простран- ственно-распределенной воздушной цели // Системы управления, связи и без- опасности. 2019. №2. С. 215-235. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10211.
3.
Баяндина Т.А., Балакин В.Л. Математические модели движения летательных аппаратов [Электронный ресурс] : электрон. курс лекций / В.Л.
Балакин, Т.А. Баяндина; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им.
С. П. Королёва (Нац. исслед. ун-т). - Электрон. текстовые и граф. дан. (1,14
Мбайт). - Самара, 2013. - 1 эл. опт. диск (CD-ROM). - Систем. требования: ПК
Pentium; Windows 98 или выше
4.
Петров Никита Андреевич Разработка универсального алгоритма разрешения конфликтных ситуаций в воздушном пространстве при полете ма- гистрального самолета // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. №205.
5.
Акиншин Руслан Николаевич, Костромин Алексей Юрьевич
Обобщенный анализ информационных процессов в автоматизированных си- стемах управления воздушным движением // Научный вестник МГТУ ГА.
2010. №158.

II-МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ «НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НОВОГО УРОВНЯ И CОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ»
19-20 МАЙ, СБУМИПТК, ТАШКЕНТ 2023 г.
480 6.
Эшмурадов, Д. Э. "Зональная навигация в Республике Узбеки- стан." Монография. Т.: ТГТУ (2016).
7.
Поединок В. М. Алгоритм автоматического управления траекто- рией самолета, обеспечивающий безопасный полет в условиях сложного рель- ефа местности // Ученые записки ЦАГИ. 2004. №1-2.
8.
Эшмурадов Д. Э., Элмурадов Т. Д. Построение математических моделей аэронавигационной обстановки //Научный вестник Московского гос- ударственного технического университета гражданской авиации. – 2020. – Т.
23. – №. 5. – С. 67-75.
9.
Исмаилов О.М., Мирзахалилов С., Исмаилов М.О. Исследование методов и алгоритмов репликации в системах с распределенной базой данных
// Проблемы вычислительной и прикладной математики. – 2023. – №1(46). – С.
116-122.
10.
Исмаилов, О. М., А. Ф. Исаков, and Р. К. Маллаев. "Алгоритм быстрого строкового сопоставления сетевых систем обнаружения вторжений."
Актуальные проблемы оптимизации и автоматизации технологических про- цессов и производств 1.1 (2017): 132-137.
11.
Людомир А.В., Орлов В.С. Имитационное моделирование динами- ческой воздушной обстановки в управляемом воздушном пространстве // При- кладная информатика. 2014. №5 (53).
12.
Огунвоул Блессинг Деле, Баланчук Евгения Александровна,
Кандыба
Константин
Сергеевич
Моделирование отказов в автоматизированной системе управления воздушным судном // Научный вестник МГТУ ГА. 2017. №4.