PRACE NAUKOWE POLI TECHNI KI WARSZAWSKI EJ
z. 71 Transport 2009
Marek Malarski
Wydzia Transportu
Marcin Pi tek
Polska Agencja eglugi Powietrznej
KIERUNKI ROZWOJU NOWOCZESNYCH
SYSTEMÓW ZARZ DZANIA RUCHEM
LOTNICZYM NA WIECIE
R kopis dostarczono, listopad 2009
Streszczenie: Wykorzystywane wspó cze nie metody zachowania separacji pomi dzy uczestnikami
ruchu lotniczego zbudowane zosta y z wykorzystaniem istniej cej sieci dróg lotniczych oraz metody
kontroli wywodz ce si z kontroli proceduralnej. Kontrolerzy ruchu lotniczego stanowi nieroz czny
element tego procesu z uwagi na ich zdolno do gromadzenia informacji oraz podejmowania decyzji.
Przysz o ci systemów zarz dzania ruchem lotniczym jest swobodna nawigacja nietrasowa.
Planowanie nietrasowej trajektorii 4D powinno pozwala na pe n weryfikacj bezkolizyjno ci tras
lotu samolotów.
S owa kluczowe: ruch lotniczy, in ynieria ruchu lotniczego
1. WPROWADZENIE
Lotnictwo komunikacyjne przesz o wiele przemian od pocz tków swojej historii, kiedy
to nawigator decydowa o wyborze trajektorii lotu a pilot sam zapewnia separacj
wzgl dem innych u ytkowników przestrzeni powietrznej. Wraz ze wzrostem
intensywno ci ruchu lotniczego zasz a konieczno zapewnienia rodków technicznych
wspomagaj cych zarz dzanie przep ywem samolotów, takich jak: radiolatarnie, dalmierze,
radary, czno radiowa, systemy zarz dzania ruchem lotniczym. Powo ano do ycia
s u by kontroli ruchu lotniczego pomagaj ce bezpiecznie wykonywa loty. Wspó czesne
samoloty lotnictwa komunikacyjnego mog porusza si po wyznaczonych przez
naziemne pomoce nawigacyjne drogach lotniczych a ka dy manewr samolotu musi zosta
zaakceptowany przez s u by kontroli ruchu lotniczego. Niemniej jednak rozwój awioniki
174 Marek Malarski, Marcin Pi tek
oraz systemów zarz dzania ruchem lotniczym umo liwi w przysz o ci bezpieczne
wykonywanie lotów swobodnych, poza wyznaczonymi trasami.
Kompleksowe opracowania z dziedziny zarz dzania ruchem lotniczym dost pne s w
literaturze jedynie w postaci zalece oraz wymaga organizacji sprawuj cych piecz nad
bezpiecze stwem eglugi powietrznej, takich jak: ICAO, EUROCONTROL i FAA. W
Polsce, poza pracami podstawowymi na Wydziale Transportu PW [45, 46, 47, 55] i
wybranymi aplikacjami komercyjnymi w Polskiej Agencji eglugi Powietrznej, prace w
zakresie zarz dzania ruchem lotniczym a w szczególno ci w zakresie zarz dzania
trajektori lotu w ruchu lotniczym kontrolowanym nie s prowadzone.
W opracowaniach zagranicznych wyró ni nale y publikacje grupy g ównych
o rodków badawczych prowadz cych badania nad zagadnieniami zarz dzania ruchem
lotniczym ATM (Air Traffic Management) w cis ej wspó pracy z przemys em lotniczym
oraz w adzami lotniczymi na terenie Stanów Zjednoczonych i Europy.
Ameryka ska Massachusetts Institute of Technology (MIT) posiada dwie jednostki
organizacyjne prowadz ce badania dotycz ce ruchu lotniczego. S to: Department of
Aeronautics and Astronautics, zajmuj cy si badaniami ukierunkowanymi na rozwój
osprz tu wspieraj cego zarz dzanie ruchem lotniczym oraz International Center for Air
Transportation (ICAT), którego celem badawczym jest podnoszenie bezpiecze stwa,
p ynno ci ruchu oraz pojemno ci systemu transportu lotniczego poprzez rozwój technik
informacyjnych oraz systemów zale nych od czynnika ludzkiego. Uczelniany o rodek
University of California, Berkeley prowadzi badania zwi zane z planowaniem trajektorii
lotu w ramach wspó pracy mi dzy wydzia ami Department of Electrical Engineering and
Computer Sciences i Department of Transportation Engineering. Wa nym ameryka skim
o rodkiem naukowym, który poza dzia alno ci zwi zan z poznawaniem wszech wiata
prowadzi równie badania nad zagadnieniami zarz dzania ruchem lotniczym, jest NASA
Ames Research Center. Korporacja MITRE, poza dzia alno ci na rzecz obronno ci i
wywiadu ameryka skiego, powadzi na zlecenie federalnych w adz lotniczych badania nad
zaawansowanymi technologiami lotniczymi w ramach jednostki badawczej Center for
Advanced Aviation System Development (CAASD).
W Europie g ównym o rodkiem badawczym zajmuj cym si problematyk zarz dzania
ruchem lotniczym ATM jest EUROCONTROL Experimental Centre, który jest jednostk
organizacyjn europejskich w adz lotniczych, dla których realizuje wi kszo prac
badawczych. Kolejnym o rodkiem badawczym pod auspicjami EUROCONTROL jest
Central European Air Traffic Services (CEATS) Research, Development and Simulation
Centre (CRDS), prowadz cy badania symulacyjne ruchu lotniczego w rejonie pa stw
cz onkowskich. Problematyk wyznaczania trajektorii lotu zajmuje si równie o rodek
akademicki Labolatorie d'Optimisation Globale (LOG) nale cy do Centre d'Etudes de la
Navigation Aerienne oraz Ecole Nationale de l'Aviation Civile. Instytut Dutch National
Aerospace Laboratory (NLR) prowadzi prace badawcze nad zagadnieniami organizacji
ruchu lotniczego na potrzeby europejskich i ameryka skich instytucji rz dowych.
Niemiecki instytut robotyki i mechatroniki Deutsches Zentrum f�r Luft- und Raumfahrt
e.V. (DLR) bierze udzia w budowie prototypów systemów wspieraj cych zarz dzanie
ruchem lotniczym w celu weryfikacji ich przydatno ci. Badania prowadzone s na rzecz
EUROCONTROL.
Wi kszo z wymienionych o rodków badawczych udost pnia swoje prace za
po rednictwem Internetu. Publikacje dotycz ce zagadnie zarz dzania ruchem lotniczym
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 175
wydawane s regularnie, mi dzy innymi, przez organizacje: American Institute of
Aeronautics and Astronautics (AIAA) oraz ICASE NASA Langley Research Center.
Do najwi kszych konferencji po wi conych wy cznie zagadnieniom zarz dzania
ruchem lotniczym nale : USA/Europe ATM R&D Seminar oraz AIAA Guidance,
Navigation and Control Conference. Ponadto, problematyka zarz dzania ruchem
lotniczym, w tym zarz dzania trajektori lotu, poruszana jest, mi dzy innymi, na amach
wydawnictw: Air Traffic Control Quarterly, Air Traffic Management, Air Traffic
Technology International, Aviation Week and Space Technology, The Journal of
Navigation, ICAO Journal, Air Transport, Airports International oraz Human Factors.
W artykule tym przyj to popularny w literaturze angloj zycznej akronim CD&R
(Collision Detection and Resolution) do oznaczenia problematyki wykrywania i
rozwi zywania sytuacji kolizyjnych w ruchu lotniczym.
2. NOWE KIERUNKI ROZWOJU SYSTEMÓW
ZARZ DZANIA RUCHEM LOTNICZYM ATM
W roku 1990 Europejska Konferencja Lotnictwa Cywilnego ECAC (European Civil
Aviation Conference) przyj a Strategi Obszarow , której g ównym zadaniem jest
harmonizacja europejskich systemów ATM, a nast pnie  do pierwszych lat wieku XXI -
ich zintegrowanie. Dla realizacji celów tej strategii zosta opracowany i zaakceptowany
Europejski Program Harmonizacji i Integracji Kontroli Ruchu Lotniczego EATCHIP
(European Air Traffic Control Harmonization and Integration Program). Programowi
EATCHIP przy wiecaj cztery najwa niejsze cele:
zwi kszenie bezpiecze stwa ruchu lotniczego,
lepsze (efektywniejsze) wykorzystanie europejskiej przestrzeni powietrznej i
przestrzeni poszczególnych pa stw,
polepszenie jako ci sprawowania s u b ruchu lotniczego,
zmniejszenie kosztów utrzymania s u b i infrastruktury.
Realizacja ,,Koncepcji Elastycznego U ytkowania Przestrzeni Powietrznej'' FUA
(Flexible Use of Airspace) w Polsce i Europie doprowadzi a do opracowania nowego
systemu zarz dzania przestrzeni powietrzn . Przyj ty system jest jednolity (narodowy
zamiast cywilnego i wojskowego). W celu zlikwidowania cywilno-wojskowej koordynacji
w stosunku do lotów w przestrzeni kontrolowanej poza sta ymi trasami lotniczymi
wprowadzono procedur stref zredukowanej koordynacji RCA (Reduced Coordination
Area). Procedura ta jest stosowana w ci le okre lonych rejonach przestrzeni powietrznej,
w okresie zmniejszonej aktywno ci ruchu samolotów wojskowych.
Wprowadzenie elastycznego u ytkowania przestrzeni powietrznej FUA jako ciowo
zmieni o organizacj ruchu lotniczego. Elastyczne struktury przestrzeni powietrznej
pozwalaj na jej wykorzystanie przez ró nych u ytkowników. Doprowadzi o to do nowych
zasad kontroli ruchu lotniczego  bez sztywnej sieci dróg lotniczych. Istniej nowe
mo liwo ci roz o enia w czasie i przestrzeni potoku ruchu statków powietrznych. Mo liwe
jest wyznaczanie dla statku powietrznego nietrasowej trajektorii lotu. Trajektoria taka musi
176 Marek Malarski, Marcin Pi tek
by weryfikowana na bezkolizyjno z aktualnie aktywnymi elementami przestrzeni
powietrznej. Konieczne jest oczywi cie weryfikowanie bezkolizyjno ci tras lotu statków
powietrznych ze sob . Jest to obecnie podstawowy problem wdra ania koncepcji FUA.
Koncepcja elastycznego u ytkowania przestrzeni powietrznej FUA realizowana jest na
wiecie w dwóch wersjach: USA i Europy. Wersja ameryka ska to koncepcja lotów
swobodnych FFP (Free Flight Programme). Koncepcja ta zak ada loty swobodne i
docelowe zarz dzanie ruchem lotniczym w przestrzeni kontrolowanej wspólnie przez
s u by kontroli ruchu lotniczego oraz u ytkowników przestrzeni  przewo ników
lotniczych. Wersja europejska koncepcji FUA to projekt wprowadzenia swobodnych tras
lotu FRAP (Free Routes Airspace Project). Koncepcja ta zak ada, e u ytkownicy
przestrzeni powietrznej mog swobodnie planowa trasy przelotu od punktu do punktu z
pomini ciem sieci dróg lotniczych. W trakcie realizacji lotu zadanie zapewnienia separacji
b dzie realizowane przez s u by kontroli ruchu lotniczego.
Do wiadczenia dotychczasowego funkcjonowania koncepcji FUA w Europie
doprowadzi y do podj cia prac nad przysz o ciowym systemem zarz dzania Europejsk
Przestrzeni Powietrzn . Pierwszym krokiem by o tu przyj cie koncepcji Jednolitej
Europejskiej Przestrzeni Powietrznej SES (Single European Sky), której podstawy prawne
zosta y przyj te przez Komisj Europejsk 10 marca 2004 roku (zako czenie legislacji).
Nast pnym krokiem by o podj cie Bada nad Przysz o ciowym Zarz dzaniem Ruchem
Lotniczym ATM (Air Traffic Management) w Przestrzeni SES  program SESAR (Single
European Sky ATM Research).
SESAR jest programem maj cym na celu modernizacj zarz dzania ruchem lotniczym
w Europie poprzez realizacj europejskiego systemu ATM nowej generacji. Przysz y
europejski system ATM m.in. musi by w stanie bezpiecznie obs u y zwi kszaj c si
liczb lotów oraz spe nia wymagania u ytkowników przestrzeni powietrznej, co do
wydajno ci i kosztów.
W raporcie SESAR D3 The ATM Target Concept zaproponowano koncepcj docelow
dla systemu ATM w Europie po 2020 roku. G ówne za o enia koncepcji docelowej
systemu ATM mo na opisa nast puj co:
- koncepcja wykorzystuje tzw. trajektorie 4D (pozycje w 3 wymiarach i czas) dla
których okre lana b dzie obecna i przysz a pozycja statku powietrznego,
- koncepcja jest elastyczna i mo e by dostosowana do lokalnych wymaga
uwzgl dniaj c ich ewolucje w miar trwania programu SESAR,
- odnosi si do wszystkich operacji realizowanych przez u ytkowników przestrzeni
powietrznej (przewo nicy lotniczy, wojsko, lotnictwo ogólne GA, lotnictwo
korporacyjne BA, bezpilotowe statki powietrzne UAV/UAS),
- funkcjonowanie oparte na dzia aniach sieciocentrycznych NCO (Network-Centric
Operations),
- system musi by interoperacyjny z rozwi zaniami mi dzynarodowymi (ICAO doc.
9854) oraz lokalnymi (np. NGATS/NextGen w USA);
Koncepcja docelowa ATM zawiera jedynie ogólny zarys przysz ego systemu oraz
wytyczne dalszego post powania. Cze przedstawionych w niej dzia a i rozwi za
znajduje si jedynie w stadium projektów (mniej lub bardziej zaawansowanych). Mo na
wyró ni kilka podstawowych elementów proponowanej koncepcji dzia ania programu
SESAR.
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 177
Trajektorie biznesowe (Business Trajectories) - koncepcja umieszcza trajektorie
biznesowe jako jeden z fundamentów ca ego systemu, z za o eniem, aby ka dy lot by
maksymalnie zbli ony do intencji jego wykonawcy (organizatora):
s u by ATM maj zapewni , e lot b dzie przeprowadzony bezpiecznie i oszcz dnie,
uwzgl dniaj c ograniczenia ze strony infrastruktury oraz warunków atmosferycznych,
zmiany w trajektoriach biznesowych s sprowadzone do minimum, poprzez
mechanizm wspólnego podejmowania decyzji CDM (Collaborative Decision Making),
z wyj tkiem sytuacji pilnych,
biznesowe trajektorie lotu b d okre lone w 4 wymiarach (pozycja i czas) i lot po nich
odbywa si b dzie z wi ksz precyzj ni dzisiaj.
Zarz dzanie trajektori lotu (Trajectory Management) - okre lono nowe podej cie do
projektowania przestrzeni powietrznej i jej zarz dzania - przeniesienie uwagi z przestrzeni
powietrznej na trajektori lotu statku powietrznego:
u ytkownicy przestrzeni powietrznej b d lata preferowanymi przez siebie trasami
bez konieczno ci wykorzystania predefiniowanych tras,
sta e (wielosegmentowe) trasy b d aktywowane jedynie w sytuacjach wymagaj cych
utrzymania okre lonej pojemno ci (np. w zat oczonych TMA),
zabezpieczenie interesów strony wojskowej, min. poprzez AFUA (Advanced Flexible
Use of Airspace),
ustalono, e segregacja (podzia ) przestrzeni powietrznej nie jest wymagana,
wprowadzenie tylko 2 kategorii przestrzeni powietrznej: przestrzeni kontrolowanej
(separacja zapewniana jest przez dostawc us ug eglugi powietrznej ANSP, lecz mo e
by w okre lonych sytuacjach przekazana na za og statku powietrznego) i przestrzeni
niekontrolowanej (za oga statku powietrznego odpowiedzialna za zapewnienie
separacji) - rys. 1.
Przestrze kontrolowana loty nietrasowe u ytkownik trasy preferowane
u ytkownik zarz dza trajektori lotu
odpowiedzialno za separacje ANSP (mo e by przeniesiona)
Przestrze o du ej g sto ci ruchu
(zdefiniowana w czasie i przestrzeni)
loty trasowe (ograniczona pojemno )
trasa + trajektoria lotu u ytkownik + ANSP
odpowiedzialno za separacje

ANSP (mo e by przeniesiona)
Przestrze niekontrolowana Przestrze niekontrolowana
odpowiedzialno za separacje odpowiedzialno za separacje

u ytkownik przestrzeni u ytkownik przestrzeni
Rys. 1. Docelowa struktura europejskiej przestrzeni powietrznej (wed ug SESAR i w asnych
przemy le autorów) ANSP (Air Navigation Service Provider - dostawca us ug eglugi
powietrznej; w Polsce PA P  Polska Agencja eglugi Powietrznej)
178 Marek Malarski, Marcin Pi tek
W pracach wiatowych z zakresu zarz dzania ruchem lotniczym wyró ni mo na kilka
kierunków badawczych.
3. MODELOWANIE TRAJEKTORII LOTÓW
Badania niekolizyjno ci lotu i rozwi zywanie sytuacji konfliktowych zapocz tkowane
zosta y ju w latach 60-tych. Od tamtych lat powsta o wiele modeli, z których niektóre
zosta y wykorzystane w implementacji awioniki pok adowej oraz w naziemnych
systemach zarz dzania ruchem lotniczym Air Traffic Management (ATM). Niemniej
jednak, dynamiczny rozwój ruchu lotniczego oraz zmiany organizacji przestrzeni
powietrznej stawiaj przed badaczami nowe wyzwania. Pewne podsumowanie
wcze niejszych prac w tym zakresie (g ównie modelowanie CD&R) do roku 2000
wykonali Kuchar i Young w [40]. Niniejszy artyku jest uzupe nienie tamtej analizy o
zagadnienia kolizyjno ci trajektorii z elementami przestrzeni powietrznej, specyfiki ruchu
lotniczego, kontekstu wykorzystania metod przez s u by ATC oraz badania mo liwo ci
implementacyjnych z wykorzystaniem wspó czesnych technik informacyjnych. Tabela 1
zawiera przegl d metod detekcji i rozwi zywania kolizyjno ci trajektorii lotów w aspekcie
wy ej wymienionych zagadnie .
Tabela 1.
Przegl d modeli CD&R, opracowanie w asne z wykorzystaniem [40]
Model Trajekt Wym Granic Rozw. Manewry Samolo ATC Impleme
oria iary e ty ntacja
Akl, Shepard [1] W HV + - - P
Elliot, Durand [2] N HV + O T G
Altman, Burgess [3] N H + O TV P
Andrews, Welch [4] N H - O T P
CTAS [5] P HV T M C(STV) P T +
Bakker, Blom [6] P HV - - - P
EGPWS [7] N HV C - - - A +
MTCD [8] W HV M M C(STV) P P +
Bilimoria, Chatterji [9] N HV + P STV P
Bilimoria, Grabbe [10] N H - O C(ST) P&G
Blom, Heuvelink [11] P H + O S P
Bole, Coenen [12] N H + O ST P
STCA [13] N HV T - - P R +
TCAD [14] N HV + - - P A +
URET [15] P HV M M C(STV) P P +
Burdun, Perfentyev [16] N HV + O C(STV) P
Carpenter, Kuchar [17] P H + P C(TV) P
Chakravarthy, Ghose [18] N H - O C(ST) P
Duong, Hoffman [19] N HV + M / F C(STV) P
Eby, Kelly [20] N HV - F C(STV) G
Paielli [21] P H - - - P
PRM [22] N H C P C(TV) P T +
Feron, Frazzoli [23] N H - O C(ST) G
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 179
Feron, Shewchun [24] W HV + - - P
Ford [25] N HV + O V P
Ford, Powell [26] W H + - - P
Gazit [27] N H + O VT P
Gelosi, Innocenti [28] P H - F C(ST) G
Gent, Hoekstra [29] N HV + F C(STV) P
Guarino, Harper [30] N H + O C(ST) G
Hagiwara, Iijima [31] N H + O ST P
Havel, Husarcik [32] N HV + - - P
Irvine [33] N HV - O C(STV) P
Kalarus, Rome [34] P H + - - P
Kelly [35] N HV + - - P
Kosecka, Pappas [36] N H - F C(ST) G
Krozel [37] P HV + O STV P
Krozel, Peters [38] N HV + O STV P
Kuchar, Yang [39] P HV + M C(STV) P
Lachner [41] W H - O C(ST) P
Lee, Ota [42] N HV - O C(TV) G
Love [43] N HV + O TV P
Lygeros, Prandini [44] P H + O T P
Menon, Sridhar [48] N HV + O C(STV) G
Niedringhaus [49] N HV + O STV G
Niedringhaus [50] N H + O C(ST) G
GPWS [51] N V C P V - A +
TCAS [52] N HV C O V P A +
Ratcliffe [53] W HV + - - P
Roy, Sridhar[54] N H + - - P
AILS [56] W HV T P C(TV) P A / T +
Schiefele, Viebahn [57] P HV + O TV P
Schild [58] N HV + O C(TV) P
Schulz, Zhao [59] N H + O T P
Stengel, Wangermann [60] P HV - O C(STV) G
Taylor [61] P H - - - P
Tomlin, Pappas [62] N H - O ST G
Warren [63] P H + - - P
Williams [64] P HV + - - P
Zeghal [65] N HV + F C(STV) G
Zeghal [66] N H - F C(ST) G T
Oznaczenia zastosowane w przegl dzie modeli.
Trajektoria - sposób wyznaczenia trajektorii:
N trajektoria deterministyczna (nominalna),
W trajektoria obarczona najwi kszym b dem,
P trajektoria probabilistyczna.
Wymiary  przestrze poszukiwania konfliktów:
H tylko w p aszczy nie poziomej,
V tylko w p aszczy nie pionowej,
HV w p aszczy nie poziomej i pionowej.
Granice  granice horyzontu detekcji konfliktu:
+ pre-definiowane (nieznany horyzont),
C krytyczne (poni ej minuty),
180 Marek Malarski, Marcin Pi tek
T taktyczne (jedna do kilku minut),
M rednioterminowe (od kilku do kilkudziesi ciu minut),
L d ugoterminowe - strategiczne (do kilkunastu godzin),
- niezdefiniowane.
Rozwi zanie  sposób wyznaczenia rozwi zania:
P pre-definiowane,
O optymalizacja,
F pole magnetyczne (Force Field),
M manualne,
- nie rozwa ane.
Manewry  rodzaj manewrów maj cych zapobiec kolizji:
T zmiana kierunku,
V zmiana wysoko ci,
S zmiana pr dko ci,
C( ) kombinacja w/w manewrów.
Samoloty  liczba samolotów uwzgl dnianych w obliczeniach:
P pary,
G globalnie.
Przestrze  rodzaj przestrzeni powietrznej:
U górna,
L dolna,
T rejony lotnisk.
S u by ATC wspierane bezpo rednio s u by ATC lub za ogi samolotów:
P przed-taktyczna kontrola obszaru (PLC),
R taktyczna kontrola obszaru (RC),
T kontrola zbli ania (TMA),
A za oga samolotu.
Implementacja  czy metoda zosta a zaimplementowana:
+ tak,
- nie.
4. ZARZ DZANIE PRZEP YWEM RUCHU LOTNICZEGO
Wykorzystywane wspó cze nie metody zachowania separacji pomi dzy uczestnikami
ruchu lotniczego zbudowane zosta y z wykorzystaniem istniej cej sieci dróg lotniczych
oraz metody kontroli wywodz cych si z kontroli proceduralnej. Kontrolerzy ruchu
lotniczego stanowi nieroz czny element tego procesu z uwagi na ich zdolno do
gromadzenia informacji oraz podejmowania decyzji.
Wzrost intensywno ci ruchu lotniczego, skutkuj cy wzrostem obci enia prac s u b
naziemnych, sprzyja pope nianiu b dów w podejmowanych przez cz owieka decyzjach.
Sytuacja ta przyczyni a si do powstania narz dzi wspomagaj cych podejmowanie decyzji
zarówno po stronie kontrolera, jak i pilota. Systemy te wykorzystuj dane pomiarowe do
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 181
przewidywania kolizji pomi dzy uczestnikami ruchu oraz alarmowania operatorów i
ewentualnego wspomagania rozwi zania konfliktu.
Relatywnie proste systemy alarmuj ce wykorzystywane s w automatyzacji zarz dzania
ruchem lotniczym ju od kilkunastu lat. Jednym z pierwszych takich systemów by
pok adowy system zapobiegania kolizjom TCAS, funkcjonuj cy od lat 90-tych. Kolejnym
krokiem w automatyzacji kontroli ruchu lotniczego by o wprowadzenie do systemów
kontroli ruchu lotniczego funkcji krótkoterminowego ostrzegania przed kolizjami (STCA).
Zadaniem wszystkich systemów alarmuj cych jest stworzenie sieci zabezpiecze
przeciwdzia aj cej niebezpiecznym skutkom b dnych decyzji podejmowanych przez
cz owieka. Na rysunku 2 przedstawiono ogólny schemat obiegu informacji w pierwszych
systemach zabezpiecze . Pogrubionymi liniami przedstawiono przep yw informacji w
nominalnym procesie kontroli. Niepogrubione linie przedstawiaj obieg informacji w
systemie zautomatyzowanej kontroli ruchu lotniczego.
Pok adowe
!
systemy CD&R
Systemy
Piloci
dozorowania
Kontrolerzy Zobrazowanie Naziemne
!
ATC danych ATC systemy CD&R
Informacja
z FPL
Rys. 2. Pok adowe i naziemne komponenty systemów CD&R
Obecnie ro nie zainteresowanie bardziej rozbudowanymi systemami automatyzacji
wsparcia s u b naziemnych, umo liwiaj ce wspomaganie podejmowania decyzji podczas
rozwi zywania konfliktów. Systemy te w niedalekiej przysz o ci b d mog y korzysta z
nowych technologii, takich jak transmisja danych powietrze-ziemia (DLC),
umo liwiaj cych pozyskiwanie dok adnych danych o po o eniu samolotów i planowanych
trajektoriach lotów z pok adowych systemów zarz dzania lotem (FMS). Dzi ki temu
wzro nie bezpiecze stwo ruchu lotniczego oraz mo liwa b dzie implementacja nowych
procedur poprawiaj cych jego p ynno .
W dalszych rozwa aniach mianem konfliktu (lub kolizji) okre lane b dzie zdarzenie, w
którym uczestnicz co najmniej dwa samoloty, które do wiadczaj naruszenia
dopuszczalnych, minimalnych warto ci separacji.
Przyk adem dopuszczalnej minimalnej separacji mo e by wynosz cy 5 mil morskich
(9260 metrów) poziomy dystans mi dzy samolotami w kontroli obszarowej ACC oraz
e
z
r
t
ie
w
o
p
a
i
m
ie
z
182 Marek Malarski, Marcin Pi tek
1000 stóp (300 metrów) pionowej separacji w dolnej przestrzeni powietrznej lub 500 stóp
(150 metrów) w górnej przestrzeni powietrznej obj tej zredukowanymi minimami
separacji pionowej RVSM. Inne dopuszczalne minima separacji b d stosowane podczas
sprawowania kontroli w rejonach kontrolowanych lotnisk TMA. B d to warto ci zale ne
od kategorii turbulencji w ladzie aerodynamicznym separowanych samolotów.
Warto ci dopuszczalnych minimów separacji mog by równie wyra ane w
jednostkach czasu zamiast dystansu. Przyk adem tego mog by separacje stosowane
podczas startów samolotów z tego samego pasa startowego zale ne od kategorii turbulencji
w ladzie aerodynamicznym samolotów.
Zadaniem systemu wykrywania i rozwi zywania sytuacji kolizyjnych jest
przewidywanie, e konflikt mo e mie miejsce w przysz o ci, informowanie o wykrytym
konflikcie operatora i w niektórych przypadkach podanie dopuszczalnych rozwi za .
Proces ten schematycznie opisuje rys. 3. Konflikty z obiektami innymi ni samoloty mog
zosta sprowadzone do tego samego, podstawowego problemu decyzyjnego. Obiektami
takimi mog by : ukszta towanie terenu w systemach typu GPWS, strefy turbulencji,
chmur burzowych i innych niebezpiecznych zjawisk pogodowych lub strefy ograniczone
dla lotnictwa komunikacyjnego.
Ruch lotniczy
pomiar i przetwarzanie
danych o ruchu
model dynamiczny
okre lenie
miar
wykrywanie konfliktu rozwi zanie konfliktu
operator
Rys. 3. Proces wykrywania i rozwi zywania sytuacji kolizyjnych
Zgodnie ze schematem na rys. 3 otoczenie, w którym odbywa si ruch lotniczy musi
by monitorowane za po rednictwem radarów, b d innych rodków dozorowania.
Gromadzone podczas monitorowania dane, po wst pnym przetworzeniu (estymacja stanu),
s estymacj bie cego stanu -- czyli przybli eniem aktualnej sytuacji ruchowej (np.:
wysoko ci, pozycje i wektory pr dko ci samolotów). Ró norodno urz dze dozorowania
oraz ich niepewno ci pomiarowe powoduj , e aktualny model mo e nie odzwierciedla w
pe ni rzeczywistej sytuacji ruchu. Mo e to wynika , na przyk ad, z niejednorodnego
pokrycia radarowego w monitorowanym obszarze, opó nie wynikaj cych z procesu
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 183
pozyskiwania danych oraz niejednorodnego wyposa enia dozorowania monitorowanych
samolotów. Warto ci bie cego stanu s zatem obarczone niepewno ci .
Estymacja bie cego stanu nie jest wystarczaj ca do realizacji procesu identyfikacji
kolizyjno ci maj cej wyst pi w przysz o ci. Do tego celu wykorzystywany jest
dynamiczny model dokonuj cy predykcji obrazu sytuacji ruchu w zadanym horyzoncie.
Sposób predykcji sytuacji ruchowej uzale niony jest od celu, któremu ma s u y , czasu
obj tego procesem wykrywania i rozwi zywania sytuacji kolizyjnych oraz rodzaju
obiektów wzgl dem, których badana jest kolizyjno . Predykcja stanów mo e by
realizowana tylko na podstawie bie cej estymacji stanów, tak jak to ma miejsce w
systemach czasu krytycznego dzia aj cych w kilkuminutowym horyzoncie, takich jak:
ACAS, GPWS, AILS. Natomiast w systemach krótkiego (np. STCA) i redniego
horyzontu (np. MTCA, URET, MTCD) predykcja stanów wykonywana jest na podstawie
danych bie cych oraz przewidywa dotycz cych przysz o ci, których ród ami mog by
plany lotów b d dane z pok adowych systemów zarz dzania lotem (FMS). Podobnie jak
w przypadku estymacji stanu bie cego, jego predykcja równie jest obarczona
niepewno ci .
Informacja dotycz ca bie cej i przewidywanej sytuacji ruchu jest wykorzystywana do
wyznaczenia miar wykorzystywanych w podejmowaniu decyzji. Przyk adami takich miar
s minimalne separacje lub czasy pozosta e do niebezpiecznych zbli e pomi dzy
uczestnikami ruchu b d uczestnikami ruchu a przeszkodami terenowymi, strefami
niebezpiecznych zjawisk pogodowych lub strefami zakazanymi przestrzeni powietrznej.
Estymacja stanów bie cych i ich predykcja mog by wyznaczane roz cznie dla ka dego
samolotu w przeciwie stwie do definicji miar, która wymaga okre lonego grupowania i
agregacji badanych stanów poszczególnych samolotów.
Dla przyj tych miar i wyznaczonych warto ci miar kolizyjno ci podejmowane s
decyzje: czy operator powinien by poinformowany o mo liwo ci utraty dopuszczalnych
separacji oraz czy powinny zosta podj te dzia ania zapobiegawcze w celu unikni cia
kolizji. Niektóre systemy zapewniaj jedynie informacj o mo liwo ci wyst pienia kolizji,
której rozwi zanie spoczywa na operatorze (np.: STCA, MTCD). Nie wszystkie kolizje
wynikaj ce z predykcji trajektorii wymagaj informowania operatora. Niektóre z nich
powinny pozosta bez alarmu, na przyk ad z uwagi na du niepewno zaistnienia
wykrytego konfliktu lub jego odleg y czas. Wszczynanie nieistotnych alarmów mo e
doprowadzi do zmniejszenia czujno ci operatora na istotne ostrze enia i tym samym
zmniejszy bezpiecze stwo ruchu lotniczego. W dalszych rozwa aniach za konflikt
wykryty b dzie uznawany taki konflikt, który wynika z predykcji stanów oraz o którym
powinien by poinformowany operator.
Po wykryciu kolizji mo e zosta zainicjowana faza rozwi zania konfliktu. Proces ten
realizowany jest ró norodnie, zale nie od potrzeb. W pok adowym systemie TCAS pilot
otrzymuje g osowy komunikat o sposobie rozwi zania konfliktu (zni anie lub wznoszenie)
oraz jego parametry (pr dko wznoszenia lub zni ania). Podobnie dzia a system
pok adowego ostrzegania przed przeszkodami terenowymi (GPWS) -- z ograniczeniem
zbioru mo liwych rozwi za do wznoszenia. W innych przypadkach sposób rozwi zania
konfliktu mo e by bardziej pasywny - udost pniaj c jedynie mo liwo weryfikacji
proponowanego przez operatora sposobu unikni cia kolizji (np. MTCD). Operator mo e
równie na danie otrzyma ograniczony zbiór dopuszczalnych rozwi za konfliktu
(URET). Proces rozwi zania konfliktu, przedstawiony na rys. 3 jako jeden blok, mo e by
184 Marek Malarski, Marcin Pi tek
bardzo z o ony obliczeniowo. Wymaga on przeprowadzenia w asnej estymacji i predykcji
trajektorii rozwi zuj cej kolizj , okre lenia w asnych miar oraz kryteriów kolizyjno ci,
które mog si ró ni od wykorzystywanych do wykrywania pozosta ych konfliktów.
W praktyce, zarówno proces wykrycia konfliktu, jak i proces jego rozwi zania mog
by realizowane przez cz owieka wykonuj cego okre lone procedury w ró nym stopniu
zautomatyzowane.
W niekontrolowanej przestrzeni powietrznej klasy G, zarówno zapewnienie separacji,
jak i rozwi zanie kolizji realizowane jest przez pilota. Pilot stale monitoruje otoczenie i
unika kursów kolizyjnych, zgodnie z przepisami wykonywania lotów z widoczno ci
(VFR). Proces ten mo e by wspomagany przez systemy pok adowe, takie jak GPWS lub
TCAS, obecnie stosowane coraz powszechniej w lotnictwie rekreacyjnym.
W przestrzeni kontrolowanej (klasy C) dla lotów wykonywanych wed ug wskaza
przyrz dów (VFR), kontroler ruchu lotniczego zapewnia zachowanie dopuszczalnych
minimów separacji pomi dzy uczestnikami ruchu i otoczeniem. Kontroler w mniejszym
lub wi kszym stopniu wspomagany jest systemami wykrywania i rozwi zywania sytuacji
kolizyjnych. Do systemów tych nale , mi dzy innymi: powszechnie wykorzystywane
systemy krótkoterminowego wykrywania kolizji (STCA, APWS) oraz wchodz ce obecnie
do u ytku systemy rednioterminowego wykrywania kolizji (URET, MTCD).
Coraz cz ciej podejmowane s próby wykorzystania krótkoterminowych (AILS, PRM)
oraz rednioterminowych (AMAN, DMAN, SMAN) systemów wspomagania zarz dzania
p ynno ci ruchu lotniczego w zat oczonej przestrzeni, w rejonach lotnisk (TMA). Nie
wszystkie z nich jednak s klasycznymi systemami wykrywania i rozwi zywania kolizji.
5. KATEGORIE MODELI CD&R
Na podstawie przeprowadzonego przegl du literatury dokonano próby klasyfikacji
modeli CD&R. Przytaczane publikacje nie wyczerpuj w pe ni mo liwo ci ró norodnych
sposobów modelowania procesów wykrywania i rozwi zywania kolizji. Niemniej jednak,
przegl d prawie 80-ciu ró nych modeli daje ogólny pogl d na aktualny stan rozwoju
metod modelowania, zarówno tych, które sta y si ju standardami w lotnictwie oraz
nowych, reprezentuj cych ogólne tendencje w modelowaniu ruchu lotniczego.
Dziesi spo ród przeanalizowanych modeli literaturowych jest obecnie
wykorzystywanych operacyjnie w systemach pok adowych i systemach wspomagaj cych
prac s u b naziemnych, g ównie w USA. Nale do nich pok adowe systemy: AILS,
CTAS, GPWS, EGPWS, PRM, TCAS, TCAD, system wdro ony przez Cargo Airline
Association oraz systemy naziemne: STCA, URET i MTCD.
Pozosta e modele, prezentowane w przeanalizowanej literaturze przedmiotu s
wynikiem bada prowadzonych przez g ówne o rodki badawcze, wspó pracuj ce z
przemys em lotniczym i wykorzystywane s jedynie do testów laboratoryjnych.
Wykorzystuj c analiz Kuchara i Yanga [40] oraz w asn analiz rozszerzon o prawie
100 publikacji z lat 1990-2006 (znaczn ich cz zamieszczono w wykazie literatury)
dokonano klasyfikacji modeli pod wzgl dem dziewi ciu ró nych cech:
sposób wyznaczenia trajektorii,
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 185
wymiary przestrzeni poszukiwania konfliktów,
zakres czasu poszukiwa ,
sposób wyznaczenia rozwi zania,
rodzaj dopuszczalnych manewrów maj cych zapobiec kolizji,
liczba samolotów uwzgl dnianych w obliczeniach,
rodzaj przestrzeni powietrznej,
bezpo redni beneficjenci,
wdro enie do pracy operacyjnej.
Metody predykcji trajektorii
Metody przewidywania trajektorii lotu s najistotniejszym elementem modeli
wykrywania i rozwi zywania kolizyjno ci z uwagi na cis y zwi zek pomi dzy
dok adno ci predykcji trajektorii a dok adno ci detekcji kolizji. Spo ród wszystkich
badanych modeli CD&R wyszczególni mo na trzy grupy ró ni ce si od siebie metod
predykcji trajektorii. Podstawowe metody ekstrapolacji stanu, to: metoda nominalna,
metoda najgorszego przypadku i metoda probabilistyczna. Metody te przedstawiono
schematycznie na rys. 4.
c)
b)
a)
Rys. 4. Metody predykcji trajektorii lotu; a) metoda nominalna, b) metoda najgorszego przypadku,
c) metoda probabilistyczna
Metoda nominalnej predykcji stanu polega na wyznaczeniu pojedynczej trajektorii na
podstawie bie cego wektora stanu. Przyk ad z rysunku 4../Przed
edycj /root03a/%3ctex2html_cr_marka przedstawia nominaln trajektori wyznaczon na
podstawie bie cego wektora pr dko ci. Pozwala to na proste obliczeniowo okre lenie
pozycji samolotu w najbli szej przysz o ci na podstawie aktualnych parametrów lotu. W
podej ciu takim nie s rozwa ane zagadnienia dok adno ci wyznaczonej trajektorii.
Niepewno pozycji samolotu, maj ca istotny wp yw, na jako detekcji kolizji w
d u szym horyzoncie, uwzgl dniana jest zazwyczaj poprzez dodanie do nominalnej
pozycji przestrzennego lub czasowego bufora bezpiecze stwa.
Modele takie stosowane s powszechnie w systemach czasu krytycznego (np.: TCAS,
GPWS). W systemach takich horyzont predykcji stanu wynosi maksymalnie kilkadziesi t
186 Marek Malarski, Marcin Pi tek
sekund. Dzi ki temu dok adno nominalnej trajektorii wyznaczonej na podstawie
aktualnego stanu jest wystarczaj ca do spe nienia wymaga dotycz cych wykrycia i
rozwi zania sytuacji kolizyjnej.
Przeciwie stwem metody nominalnej jest metoda okre lana mianem najgorszego
przypadku (worst-case). Podstaw tej metody jest za o enie, e samolot mo e wykona
dowolny, mo liwy do zrealizowania manewr. W wyniku takiego za o enia, podczas
detekcji kolizyjno ci, przeszukiwany jest ca y zbiór mo liwych do realizacji trajektorii.
Zbiór ten przedstawiony zosta schematycznie na rysunku 4b w postaci obszaru, w którym
mog wyst pi badane trajektorie.
Tak asekuracyjne podej cie do zagadnienia predykcji stanu wyklucza praktyczne
stosowanie metody najgorszego przypadku w d u szym horyzoncie. Zastosowanie takiego
rozwi zania drastycznie zmniejszy oby pojemno przestrzeni powietrznej lub
doprowadzi oby do wszczynania bezpodstawnych alarmów. Metoda ta mo e by
stosowana w krótkim horyzoncie, si gaj cym maksymalnie kilkudziesi ciu sekund. Model
ten stosowany jest w systemach wspomagania zarz dzania ruchem w rejonach lotnisk
(TMA), w których mo liwe jest wykonywanie równoleg ych operacji startów i l dowa
(system AILS).
W metodzie probabilistycznej (rys. 4c) modelowane s niepewno ci przysz ego
po o enia samolotu. Niepewno ci te wyznaczane s na dwa sposoby.
W systemach, takich jak URET lub CTAS, niepewno ci modelowane s poprzez
dodanie do nominalnej trajektorii b du, który s u y do okre lenia miary
prawdopodobie stwa kolizji.
Innym sposobem jest przypisanie trajektoriom wyznaczonym metod najgorszego
przypadku odpowiednich wag, okre laj cych prawdopodobie stwo realizacji ka dej
trajektorii. Nast pnie dla zbioru wyznaczonych trajektorii okre lane s
prawdopodobie stwa kolizji.
Metoda probabilistyczna jest najcz ciej stosowana do oblicze w rednioterminowym
horyzoncie (URET). Stanowi ona uogólnienie metody nominalnej i najgorszego
przypadku. Pozosta e metody (nominalna i najgorszego przypadku) mog zosta opisane
jako szczególne przypadki metody probabilistycznej.
Wymiary obszaru poszukiwa
W modelach CD&R wyró nia si trzy grupy wymiarów, w których badana jest
kolizyjno wektora stanu: p aszczyzna pozioma, p aszczyzna pionowa, modele
trójwymiarowe. Wi kszo modeli bada przestrze trójwymiarow . Niektóre z nich
ograniczaj obszar poszukiwa do p aszczyzny poziomej. Jedynie pok adowy system
ostrzegania przed kolizj z ukszta towaniem terenu (GPWS) bazuje tylko na p aszczy nie
pionowej.
Niektóre z wyst puj cych w przeanalizowanej literaturze modeli mo na atwo
dostosowa do badania wi kszej liczby wymiarów od przewidzianej przez autorów. W
literaturze wyst puj równie takie metody, które pomimo rozpatrywania kolizyjno ci w
okre lonej p aszczy nie nie dokonuj tego w sposób wyczerpuj cy mo liwo ci analizy dla
danego wymiaru (np. TCAS).
Czas poszukiwa
Ka dy model s u cy wykrywaniu lub rozwi zywaniu kolizji trajektorii lotów powinien
posiada zdefiniowany horyzont, w którym prowadzone s poszukiwania konfliktu, oraz
podejmowane s decyzje o wszcz ciu alarmu lub inicjacji procedury rozwi zuj cej
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 187
konflikt. Modele nie posiadaj ce takich parametrów, nawet je li przeprowadzaj z o one
obliczenia i dostarczaj warto ciowych wyników, nie mog by wykorzystywane w
systemach zarz dzania ruchem lotniczym (ATC).
W modelowaniu poszukiwania i rozwi zywania kolizji trajektorii lotów mo na
wyró ni pi grup zakresów poszukiwania rozwi za . Nale do nich: strategiczne
(godziny), rednioterminowe (od kilku do kilkudziesi ciu minut), krótkoterminowe (do
kilku minut) oraz krytyczne (do kilkudziesi ciu sekund). Na rys. 5 przedstawiono wy ej
wymienione horyzonty modelowania oraz zwi zane z nimi znane modele, dla których
podj to próby zastosowania operacyjnego.
strategiczne
rednioterminowe
taktyczne
SLOT
krytyczne
MTCD
STCA URET
TCAS
AMAN
AILS
GPWS
CTAS DMAN
PRM
APWS SMAN
sekundy
TSA
minuty
dziesi tki minut
godziny
Rys. 5 Zakres czasu analizy modeli CD&R
Pierwszym etapem planowania trajektorii lotów, przedstawionym na schemacie jako
strategiczny, jest proces sporz dzania planu lotu. Proces ten rozpoczyna si na kilka godzin
przed planowanym startem. Przewo nicy d do osi gni cia trajektorii lotów
spe niaj cych wymagania stawiane przez szereg uwarunkowa .
Pierwszym ograniczeniem trajektorii lotu na etapie strategicznym jest planowany
rozk ad lotów przewo nika lotniczego i zwi zane z nim sloty lotniskowe w zat oczonych,
koordynowanych portach lotniczych. Istotny wp yw na strategiczny wybór trajektorii maj
warunki pogodowe: kierunki wiatrów oraz niebezpieczne zjawiska pogodowe (chmury
burzowe, turbulencje, oblodzenie, itp.).
Posta trajektorii zale na jest równie od osi gów samolotu, który b dzie j realizowa .
Decyduj o tym takie parametry samolotu, jak: dopuszczalne i ekonomiczne pr dko ci
oraz wysoko ci przelotowe, pr dko ci wznoszenia i zni ania. Parametry te s ci le
zwi zane z mas samolotu oraz temperatur atmosfery.
188 Marek Malarski, Marcin Pi tek
Kolejnym czynnikiem warunkuj cym posta trajektorii s ograniczenia w przestrzeni
powietrznej. Wynikaj one z dost pno ci dróg warunkowych, wydzielonych stref
ograniczonych lub zakazanych dla lotnictwa komunikacyjnego lub ogranicze pojemno ci
sektorów kontroli ruchu lotniczego.
Na tym samym etapie s u by zarz dzania przep ywem ruchu lotniczego (ATFM)
negocjuj z operatorami lotniczymi zmiany trajektorii lotów lub czasów startu pozwalaj ce
spe ni ograniczenia przepustowo ci przestrzeni powietrznej i zachowa p ynno ruchu
lotniczego. Przewo nicy d do wypracowania takiej trajektorii, która spe ni wy ej
wymienione ograniczenia i pozwoli wykona lot minimalizuj cy zu ycie paliwa.
W etapie rednioterminowym, si gaj cym od kilku do kilkudziesi ciu minut, w trakcie
realizacji trajektorii lotu, mog wyst pi zjawiska niepozwalaj ce na realizacj
zamierzonej trajektorii lub pozwalaj ce na realizacj ta szej trajektorii alternatywnej. Do
przeszkód w realizacji trajektorii mo na zaliczy takie czynniki, jak: sytuacja ruchowa,
ograniczenia w przestrzeni powietrznej lub warunki pogodowe. Zmiana tego rodzaju
uwarunkowa na korzystniejsze od zak adanych w etapie strategicznym mo e z kolei
umo liwi wykonanie ta szej trajektorii.
Najcz ciej wyst puj ca przyczyna zmiany trajektorii to sytuacja ruchowa.
Odzwierciedlaj j predykcje stanów trajektorii wszystkich uczestników ruchu. Sytuacja
ruchowa mo e wymusi zmian trajektorii z uwagi na wykryt kolizj z innymi
uczestnikami ruchu. Przed tego typu kolizjami ostrzegaj kontrolera naziemne systemy
CD&R (URET, MTCD). Ostrze enie komunikowane jest maksymalnie kilkadziesi t minut
przed naruszeniem separacji. Propozycja rozwi zania konfliktu mo e zosta wyznaczona
minimalnie na kilka minut przed naruszeniem minimów separacji (URET).
Zjawiska pogodowe w postaci rejonów turbulencji lub chmur burzowych równie
stanowi przeszkod w realizacji planowanych trajektorii lotów. Ekstrapolowane
trajektorie mog by badane w rednioterminowym wykrywaniu konfliktów z predykcjami
stanów zjawisk pogodowych (Duong i inni [19]). W rednioterminowym czasie
planowania realizowane mog by tak e inne procesy automatyzacji wspomagania ATC,
nie powi zane aktualnie z modelami wykrywania i rozwi zywania kolizyjno ci
wykorzystywanymi przez s u by kontroli obszaru (ACC). S to systemy wspomagania
zarz dzania startami i l dowaniami w zat oczonych portach lotniczych. Wspomagaj one
prac s u b kontroli lotniska (TWR) oraz zbli ania (APP). Przyk adem takich systemów s
testowane europejskie systemy AMAN, DMAN oraz SMAN.
Taktyczne wykrywanie i rozwi zywanie sytuacji kolizyjnych nast puje z
kilkuminutowym wyprzedzeniem. Systemy taktycznego wspomagania maj za zadanie
ostrzega przed kolizjami, którym nie uda o si zapobiec na etapie rednioterminowym.
Zazwyczaj sytuacje kolizyjne wykryte na tym etapie wymagaj podj cia
natychmiastowego dzia ania przez s u by naziemne w celu unikni cia kolizji. Do
rozpatrywanych zagro e nale wzajemne kolizje trajektorii (STCA, AILS, CTAS) oraz
kolizje trajektorii z elementami przestrzeni powietrznej (APWS).
Krytyczne wykrywanie i rozwi zywanie kolizji, wyst puje w
kilkudziesi ciosekundowym horyzoncie. Systemy krytycznego wykrywania konfliktów
maj za zadanie nie dopu ci do kolizji, którym s u bom kontroli ruchu lotniczego nie
uda o si wcze niej zapobiec. Kolizje wykryte na tym etapie wymagaj podj cia
natychmiastowego dzia ania przez pilota. Systemy czasu krytycznego realizowane s , jako
systemy pok adowe z uwagi na zbyt krótki czas od wszcz cia alarmu do podj cia dzia a ,
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 189
aby mo liwe by o nawi zanie czno ci i przekazanie komendy unikni cia kolizji pilotowi
przez s u by naziemne. Do rozpatrywanych zagro e w czasie krytycznym nale
niebezpieczne zbli enia samolotów (TCAS) oraz zagro enia kolizji z ukszta towaniem
terenu (GPWS).
Rozwi zywanie konfliktów
W przeanalizowanych literaturowo modelach CD&R wyró niono pi sposobów reakcji
na wykryty konflikt. Nale do nich:
rozwi zania predefiniowane,
rozwi zania optymalne,
rozwi zania za pomoc zmodyfikowanych równa elektrostatycznych,
rozwi zania manualne,
brak rozwi zania.
Rozwi zania predefiniowane stanowi zazwyczaj manewry opisane przez zbiór
predefiniowanych procedur. Przyk adem wykorzystania takiego sposobu rozwi zania
kolizji jest system GPWS. System ten wydaje pilotowi d wi kowe polecenie ,,Pull Up'' po
wykryciu kolizji z ukszta towaniem terenu i nie optymalizuje sposobu wykonania
manewru ucieczki. Podobnie w systemie AILS, wykorzystywanym przy równoleg ych
cie kach podej cia do l dowania, manewrem ucieczki jest zawsze zakr t ze wznoszeniem
o predefiniowanej pr dko ci. Zalet predefiniowanych rozwi za jest ich prostota
pozwalaj ca na osi gni cie krótkich czasów reakcji operatora na alarm. Rozwi zania takie
s najcz ciej stosowane w systemach czasu krytycznego. Niemniej jednak, rozwi zania
wyliczane w czasie rzeczywistym s efektywniejsze od predefiniowanych.
Rozwi zania optymalne bazuj zazwyczaj na modelach kinematycznych z miarami
kosztów. W rozwi zaniach tych funkcja celu optymalizuje koszty manewrów.
Optymalizacji najcz ciej podlegaj : zu ycie paliwa, czas trwania lotu lub manewru, czy
te bardziej z o one parametry -- na przyk ad pracoch onno rozwi zania. Przyk adem
systemu z rozwi zaniem optymalnym jest system taktycznego unikania kolizji trajektorii
lotów - TCAS, który przeszukuje zbiór dopuszczalnych pr dko ci wznoszenia i zni ania w
celu wybrania najmniej agresywnego manewru ucieczki.
Algorytmy optymalizacji rozwi zania konfliktu w modelach wyst puj cych w
przeanalizowanej literaturze wykorzystuj ró norodne metody poszukiwania rozwi za
optymalnych. Do metod tych nale mi dzy innymi: teoria gier, algorytmy genetyczne,
systemy eksperckie oraz logika rozmyta.
Wyst puj przyk adowo rozwi zania bazuj ce na zmodyfikowanych równaniach
elektrostatycznych. W rozwi zaniach tych samoloty traktowane s , jako cz steczki o
okre lonym adunku elektrostatycznym. Si y odpychania wyst puj ce pomi dzy
samolotami determinuj manewry rozwi zuj ce konflikt. Metoda ta pozwala na prosty opis
rozwi zania kolizji. Niemniej jednak równania elektrostatyczne wymagaj znacznych
modyfikacji w celu adaptacji do wymaga operacyjnych. Istotn przeszkod w
zastosowaniu operacyjnym tej metody jest brak mo liwo ci ci g ego w czasie sterowania
kierunkiem i pr dko ci samolotu w przestrzeni kontrolowanej. Dyskretyzacja procesu
zarz dzania wyst puj ca w warunkach rzeczywistych, wynikaj ca z wydawanych pilotom
przez s u by kontroli ruchu lotniczego zezwole na manewry, wymaga istotnych
ogranicze w modelu elektrostatycznym. Opracowano kilka metod wykorzystuj cych
model elektrostatyczny w rodowisku z operatorem w procesie decyzyjnym [20, 28].
190 Marek Malarski, Marcin Pi tek
Rozwi zania manualne pozwalaj zazwyczaj na testowanie rozwi za kolizji
proponowanych przez operatora -- kontrolera ruchu lotniczego. Zalet tej metody jest
mo liwo uwzgl dnienia przez operatora wp ywu czynników nieprzetwarzanych przez
system na posta rozwi zania kolizji. Przyk adem takiego istotnego czynnika mo e by
pogoda, rzadko modelowana we wspó czesnych systemach ATM. rednioterminowe
systemy CD&R wykorzystywane operacyjnie zazwyczaj umo liwiaj testowanie
rozwi za kolizji proponowanych przez operatora (URET, MTCD).
Istnieje równie grupa modeli wykrywania kolizji. Ich celem jest wy cznie
wykrywanie i rejestracja sytuacji kolizyjnych.
Manewry rozwi zuj ce
Do manewrów maj cych zapobiec kolizji, stosowanych w badanych modelach CD&R
nale :
zmiana kierunku,
zmiana wysoko ci,
zmiana pr dko ci,
kombinacja wy ej wymienionych manewrów.
Wybór manewru unikaj cego zale ny jest od rodzaju kolizji, której ma on zapobiec. W
systemach GPWS b dzie to zawsze wznoszenie, w systemie TCAS zmiana wysoko ci, w
systemie AILS kombinacja manewrów zmiany kierunku i wysoko ci a w systemach
rednioterminowych (URET, MTCD) kombinacja wszystkich mo liwych manewrów. Im
bardziej z o one manewry rozwi zania kolizji, tym trudniejsze i bardziej pracoch onne jest
ich nadzorowanie dla s u b naziemnych.
Liczno samolotów
Modele CD&R badaj wzajemn kolizyjno trajektorii na dwa sposoby: parami lub
globalnie. W pierwszej metodzie konflikty s rozwi zywane pomi dzy wszystkimi parami
samolotów, dla których wykryto sytuacje kolizyjne. W drugiej metodzie ca a sytuacja
ruchowa badana jest symultanicznie.
Przestrze powietrzna
Z uwagi na ró norodn specyfik ruchu lotniczego w poszczególnych obszarach
kontrolowanej przestrzeni powietrznej (górnej, dolnej oraz w rejonach lotnisk) modele
CD&R s projektowane z uwzgl dnieniem otoczenia, w którym b d wykorzystywane.
W górnej przestrzeni powietrznej ruch samolotów odbywa si na ogó na ustalonych,
ekonomicznych poziomach lotu z niewielkimi zmianami wysoko ci w celu unikni cia
kolizji oraz zmianami wysoko ci podczas pocz tkowej fazy zni ania do l dowania lub
ko cowej fazy wznoszenia na wysoko ci przelotowe. Modele dedykowane do oblicze dla
ruchu lotniczego w górnej przestrzeni powietrznej to systemy rednioterminowego
wykrywania i rozwi zywania kolizji (URET, MTCD).
W dolnej przestrzeni powietrznej wyst puj cz ste zmiany wysoko ci lotu samolotów.
Przestrze ta jest wykorzystywana g ównie przez samoloty zni aj ce si do l dowania oraz
wznosz ce si na ekonomiczne pu apy przelotowe (po o one w górnej przestrzeni). Z
uwagi na charakter ruchu w dolnej przestrzeni powietrznej, modele dedykowane dla tej
przestrzeni uwzgl dniaj cz ste zmiany pr dko ci wznoszenia lub zni ania. Kryteriów tych
nie spe niaj systemy przed-taktyczne - URET oraz MTCD.
Rejony kontrolowane lotnisk (TMA) charakteryzuj si odmienn specyfik ruchu
lotniczego. Ró nice te wynikaj zarówno z odmiennego charakteru ruchu lotniczego, jak i
z wynikaj cych z tego faktu odmiennych zasad zarz dzania ruchem lotniczym (inne
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 191
warto ci separacji, sposoby sprawowania kontroli, wymagania dla urz dze dozorowania,
etc.). Modele CD&R projektowane do wspierania s u b naziemnych oraz pilotów w
rejonach kontrolowanych lotnisk to systemy taktyczne, wspomagaj ce kontrol samolotów
na cie ce podej cia do l dowania - APWS, PRM lub systemy przed-taktycznego
zarz dzania p ynno ci ruchu w TMA-CTAS, AMAN, DMAN oraz SMAN.
Operatorzy
Operatorów systemów zbudowanych na modelach przeznaczonych do wykrywania i
rozwi zywania sytuacji kolizyjnych mo na podzieli na dwie grupy:
s u by kontroli ruchu lotniczego, do których nale : s u by kontroli obszaru i
s u by kontroli zbli ania,
piloci samolotów realizuj cych przeloty w przestrzeni kontrolowanej.
Dla pilotów dedykowane s pok adowe systemy krytycznego unikania kolizji, dzia aj ce w
czasie niepozwalaj cym na koordynacj manewrów ze s u bami naziemnymi. Do
systemów tych zaliczy mo na: GPWS, EGPWS, AILS, TCAS, TCAD [7, 14, 51, 52, 56].
Dla s u b kontroli obszaru dedykowane s zarówno taktyczne systemy ostrzegania przed
kolizjami, takie jak STCA, APWS, jak i rednioterminowe systemy wspomagaj ce
planowanie sytuacji ruchowej: MTCD, URET.
6. PODSUMOWANIE
Przeprowadzona analiza wskazuje, e d ugoterminowym skutkiem realizacji Koncepcji
Elastycznego U ytkowania Przestrzeni Powietrznej FUA b dzie przej cie do modelu
nietrasowego ruchu lotniczego. B dzie to mia o równie miejsce na terenie wszystkich
pa stw cz onkowskich EUROCONTROL (program SESAR).
Przestrze powietrzna kontrolowana, w której odbywa si ruch samolotów obj tych
analiz , dedykowana jest g ównie dla potrzeb lotnictwa komunikacyjnego. Ruch
samolotów w przestrzeni kontrolowanej odbywa si pod nadzorem naziemnych s u b
ruchu lotniczego. S u by te sprawuj kontrol nad bezpiecze stwem wykonywania lotów.
Przelot samolotu w przestrzeni kontrolowanej poprzedzony jest zg oszeniem skierowanym
do s u b naziemnych. Przelot i planowane manewry sprawdzane s na bezkolizyjno
przez kontrolera ruchu lotniczego. Kontroler wspomagany jest przez odpowiedni system
przetwarzania informacji o wzajemnej bie cej konfiguracji samolotów. Zapewnia on by
ruch lotniczy odbywa si zgodnie z obowi zuj cymi przepisami.
Przysz o ci systemów zarz dzania ruchem lotniczym jest swobodna nawigacja
nietrasowa. Planowanie nietrasowej trajektorii 4D powinno pozwala na:
zweryfikowanie bezkolizyjno ci tras lotu samolotów ze sob ,
sprawdzenie bezkolizyjno ci trajektorii z elementami przestrzeni powietrznej,
wyznaczenie innej trajektorii lotu w celu unikni cia ewentualnej kolizji lub braku
mo liwo ci wykonania operacji startu, b d l dowania przy za o onych parametrach
lotu,
wyznaczenie wszystkich trajektorii w taki sposób, aby samoloty l duj ce w tych
samych portach lotniczych wlatywa y w rejony kontrolowane lotnisk z zachowaniem
odpowiednich separacji,
192 Marek Malarski, Marcin Pi tek
wyznaczenie wszystkich trajektorii o minimalnym cznym zu yciu paliwa przy
najmniejszej liczbie zmian parametrów lotów (kierunku, wysoko ci i pr dko ci).
Trajektoria nietrasowa powinna zapewni :
zmniejszenie kosztów operatorów lotniczych,
zwi kszenie bezpiecze stwa ruchu lotniczego kontrolowanego,
zwi kszenie przepustowo ci sektora planowania operacyjnego,
zwi kszenie przepustowo ci rejonów lotnisk.
Bibliografia
1. Akl Y., DeanT., PowleyW., ShepardT.: A Conflict Prediction Algorithm Using Intent Information.
Annual Air Traffic Control Association Conference, 1991.
2. Alliot J., Chansou O., Durand N.: Optimal Resolution of En Route Conflicts. Air Traffic Control
Quarterly 3(3), pp. 139 161, 1995.
3. Altman S., Burgess D., Wood M. L.: TCAS: Maneuvering Aircraft in the Horizontal Plane. Lincoln
Laboratory Journal, 7 (2), 1994.
4. Andrews J. W., Welch J. D.: Safety Analysis for Advanced Separation Concepts. USA/Europe Air
Traffic Management R&D Seminar, 2005.
5. Bach R., Chan W., Mc Nally B.: Field Test Evaluation of the CTAS Conflict Prediction and Trial
Planning Capability. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 1686 1697, 1998.
6. Bakker G., Blom H.: Air Traffic Collision Risk Modeling. IEEE Conference on Decision and Control,
vol. 2, 1993.
7. Bateman D.: The Introduction of Enhanced Ground-proximity Warning Systems EGPWS in to Civil
Aviation Operations Around the World. Annual European Aviation Safety Seminar, 1999.
8. Beers J., de Jong K., Kauppinen S., Vink A.: Medium Term Conflict Detection in EATCHIP Phase III.
Digital Avionics Systems Conference, pp. 9.3 45  9.3 52, 1997.
9. Bilimoria K., Chatterji G., Sridhar B.: Effects of Conflict Resolution Maneuvers and Traffic Density of
Free Flight. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, 1996.
10. Bilimoria K. D., Grabbe S. R., Lee H. Q., Sheth K. S.: Performance Evaluation of Airborne Separation
Assurance for Free Fight. Air Traffic Control Quarterly 11(2), pp.85 102, 2003.
11. Blom H., Heuvelink G.: An Alternative Method to Solve a Variational Inequality Applied to an Air
Traffic Control Example. Analysis and Optimization of Systems, 1988.
12. Bole A. G., Coenen F. P., Smeaton G. P.: Knowledge-based Collision Avoidance. The Journal of
Navigation 42(1), 1989.
13. Bonn J., Fuller I., Howell D., Hustache J. C., Kettunen T., Knorr D.: Flight Efficiency Studies in Europe
and the United States. USA/Europe Air Traffic Management R&D Seminar, 2005.
14. Brodegard W., Ryan P.: New Collision Avoidance Device Is Based on Simple and Passive Design to
Keep the Cost Low. ICAO Journal 52(4), 1997.
15. Brudnicki D., Lindsay K., Mc Farland A.: Assessment of Field Trials, Algorithmic Performance, and
Benefits of the User Request Evaluation Tool (URET) Conflict Probe. Digital Avionics Systems
Conference, pp. 9.3 35  9.3 44, 1997.
16. Burdun I., Parfentyev O.: A Knowledge Model for Self-organizing Conflict Prevention/ Resolution in
Close Free-flight Airspace. IEEE Aerospace Conference, pp. 409 428, 1999.
17. Carpenter B., Kuchar J. K.: Probability-based Collision Alerting Logic for Closely-spaced Parallel
Approach. AIAA Aerospace, Sciences Meeting and Exhibit, 1997.
18. Chakravarthy A., Ghose D.: Obstacle Avoidance in a Dynamic Environment: A Collision Cone
Approach. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, vol. 28, pp. 562 574, 1998.
19. Duong V. N., Hoffman E. G.: Conflict Resolution Advisory Service in Autonomous Aircraft Operations.
Digital Avionics Systems Conference, pp. 9.3 10  9.3 17, 1997.
20. Eby M., Kelly W.: Free Flight Separation Assurance Using Distributed Algorithms. IEEE Aerospace
Conference, pp. 429 441, 1999.
 Kierunki rozwoju nowoczesnych systemów zarz dzania ruchem lotniczym na wiecie 193
21. Erzberger H., Paielli R.: Conflict Probability Estimation for Free Flight. AIAA Journal of Guidance,
Control and Dynamics 20(3), 1997.
22. Federal Aviation Administration: Precision Runway Monitor Demonstration Report, Document
DOT/FAA/RD-91/5, 1991.
23. [43] Feron E., Frazzoli E., Mao Z. H., Oh J. H.: Resolution of Conflicts Involving Many Aircraft via
Semi-definite Programming. AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics 24(1), pp. 79 86, 2001.
24. Feron E., Oh J. H., Shewchun J. M.: Linear Matrix Inequalities for Free Flight Conflict Problems. IEEE
Conference on Decision and Control, pp. 2417 2422, 1997.
25. Ford R. L.: The Conflict Resolution Process for TCASII and Some Simulation Results. The Journal of
Navigation 40(3), 1987.
26. Ford R. L., Powell D. L.: A New Threat Detection Criterion for Airborne Collision Avoidance Systems.
The Journal of Navigation 43(3), 1990.
27. Gazit R.: Aircraft Surveillance and Collision Avoidance Using GPS. Dr Dis., Stanford University, 1996.
28. Gelosi P., Innocenti M., Pollini L.: Air Traffic Management Using Probability Function Fields. AIAA
Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 1088 1097, 1999.
29. van Gent R., Hoekstra J., Ruigrok R.: Conceptual Design of Free Flight with Airborne Separation
Assurance. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 807 817, 1997.
30. Guarino S., Harper K., Mehta A., Mulgund S., Zacharias G.: Air Traffic Controller Agent Model for
Free Flight. AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 288 301, 1999.
31. Hagiwara H., Iijima Y., Kasai H.: Results of Collision Avoidance Maneuver Experiments Using a
Knowledge-based Autonomous Piloting System. The Journal of Navigation 44(2), 1991.
32. Havel K., Husarcik J.: A Theory of the Tactical Conflict Prediction of a Pair of Aircraft. The Journal of
Navigation 42(3), 1989.
33. Irvine R.: A Geometrical Approach to Conflict Probability Estimation. USA/Europe Air Traffic
Management R&D Seminar, pp. 1 15, 2001.
34. Kalafus R., Rome H.: Impact of Automatic Dependent Surveillance and Navigation System Accuracy on
Collision Risk on Intersecting Tracks. National Technical Meeting of the Institute of Navigation, 1988.
35. Kelly W. E.: Conflict Detection and Alerting for Separation Assurance Systems. Digital Avionics
Systems Conference, 1999.
36. Kosecka J., Pappas G., Sastry S., Tomlin C.: Generation of Conflict Resolution Maneuvers for Air
Traffic Management. International Conference on Robotics and Intelligent Systems, 1997.
37. Krozel J.: Conflict Detection and Resolution for Future Air Transportation Management. 1997.
38. Krozel J., Peters M.: Conflict Detection and Resolution for Free Flight. Air Traffic Control Quarterly
5(3), pp. 181 212, 1997.
39. Kuchar J. K., Yang L. C.: Prototype Conflict Alerting Logic for Free Flight. AIAA Journal of Guidance,
Control and Dynamics 20 (4), pp. 768 773, 1997.
40. Kuchar J. K., Yang L. C.: A Review of Conflict Detection and Resolution Modeling Methods. IEEE
Transactions on Intelligent Transportation Systems 1(4), pp. 179 189, 2000.
41. Lachner R.: Collision Avoidance as a Differential Game: Real-time Approximation of Optimal
Strategies Using Higher Derivatives of the Value Function. IEEE Transactions on Systems, Man and
Cybernetics, pp. 2308 2313, 1997.
42. Lee D. C., Nagati M., Ota T.: Aircraft Collision Avoidance Trajectory Generation. AIAA Guidance,
Navigation and Control Conference, pp. 828 837, 1998.
43. Love D.: TCAS III: Bringing Operational Compatibility to Airborne Collision Avoidance. Digital
Avionics Systems Conference, 1988.
44. Lygeros J., Nilim A., Prandini M., Sastry S.: A Probabilistic Framework for Aircraft Conflict Detection.
AIAA Guidance, Navigation and Contro lConference, pp. 1047 1057, 1999.
45. Malarski M.: In ynieria ruchu lotniczego, OW PW, Warszawa 2006.
46. Malarski M., Pi tek M.: Dynamiczne wyznaczanie trajektorii lotu nietrasowego dla zadania
szeregowania samolotów l duj cych, Badania operacyjne i systemowe 2004  Zastosowania, AOW
EXIT, str. 319-328, Warszawa 2004.
47. Malarski M., Pi tek M.: Infrastruktura techniczna dla lotów swobodnych w przestrzeni kontrolowanej 
koncepcje europejskie i ameryka skie, Systemy Logistyczne - teoria i praktyka, str. 381-386, Warszawa
2005.
194 Marek Malarski, Marcin Pi tek
48. Menon P. K., Sridhar B., Sweriduk G. D.: Optimal Strategies for Free-flight Air Traffic Conflict
Resolution. AIAA Journal of Guidance, Control and Dynamics 22(2), pp. 202 211, 1999.
49. Niedringhaus W. P.: Maneuver Option Manager: Automated Simplification of Complex Air Traffic
Control Problems. IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics, vol. 22, pp. 1047 1057, 1992.
50. Niedringhaus W. P.: Stream Option Manager (SOM): Automated Integration of Aircraft Separation,
Merging, Stream Management and Other Air Traffic Control Functions. IEEE Transactions on Systems,
Man and Cybernetics, vol. 25, 1995.
51. Radio Technical Committee on Aeronautics: Minimum Performance Standards  Airborn Ground
Proximity Warning Equipment, Document No. RTCA/DO-161A, 1976.
52. Radio Technical Committee on Aeronautics: Minimum Performance Specifications for TCAS Airborne
Equipment, Document No. RTCA/DO-185, 1983.
53. Ratcliffe S.: Automatic Conflict Detection Logic for Future Air Traffic Control. The Journal of
Navigation 42(3), 1989.
54. Roy S., Sridhar B., Verghese G. C.: An Aggregate Dynamic Stochastic Model for an Air Traffic System.
USA/Europe Air Traffic Management R&D Seminar, 2003.
55. Skorupski J.: Metody wymiarowania bezpiecze stwa ruchu lotniczego, PN PW Transport z. 66,
Warszawa 2008.
56. Scanlon C., Walker M.,: Proceedings of the NASA Workshop on flight deck centered parallel runway
approaches in instrument meteorological conditions. NASA No. 10191, Hampton, 1996.
57. Schiefele J., von ViebahnH.: A Method for Detecting and Avoiding Flight Hazards. SPIE Meeting on
Enhanced and Synthetic Vision, pp. 50 56, 1997.
58. Schild R.: Rule Optimization for Airborne Aircraft Separatio. Dr Dis., Technical University of Vienna
1998.
59. Schulz R. L., Zhao Y.: Deterministic Resolution of Two Aircraft Conflict in Free Flight. AIAA
Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 469 478, 1997.
60. Stengel R. F., Wangermann J. P.: Principled Negotiation Between Intelligent Agents: a Model for Air
Traffic Management. ICAS Proceedings, pp. 2197 2207, 1994.
61. Taylor D. H.: Uncertainty in Collision Avoidance Maneuvering. The Journal of Navigation 43(2), 1990.
62. Tomlin C., Pappas G., Sastry S.: Conflict Resolution for Air Traffic Management: A Study in Multi-
agent Hybrid Systems. IEEE Transactions on Automatic Control, vol. 43, pp. 509 521, 1998.
63. Warren A.: Medium Term Conflict Detection for Free Routing: Operational Concepts and Requirements
Analysis. Digital Avionics Systems Conference, pp. 9.3 27 9.3 34, 1997.
64. Williams P. R.: Aircraft Collision Avoidance Using Statistical Decision Theory. Sensors and Sensor
Systems for Guidance and Navigation II, 1992.
65. Zeghal K.: Towards the Logic of an Airborne Collision Avoidance System which Ensures Coordination
with Multiple Cooperative Intruders. CAS Proceedings 3, pp. 2208 2218, 1994.
66. Zeghal K.: A Review of Different Approaches Based on Force Fields for Airborne Conflict Resolution.
AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, pp. 818 827, 1998.
PERSPECTIVE OF NEW AIR TRAFFIC MANAGEMENT SYSTEMS DEVELOPING
Abstract: The new methods of air traffic separation assurance are based on the airways structures and former
procedural control rules. Air traffic controllers, having the complete traffic situation awareness are the main
decision makers in the process. The next generation air traffic management systems will enable navigation of
economical, direct 4D trajectories with number of automation tools, supporting air traffic controllers in mid-
term verification of aircraft trajectory collisions.
Keywords: air traffic, air traffic engineering.
Recenzent: Jerzy Manerowski