Ocena niezawodności wybranego algorytmu szeregowania lądujących statków powietrznych Reliability assessment of selected algorithm for landing aircraft scheduling
8
0
0
Pełen tekst
(2) ( X
(3) (
(4) ,
(5). OCENA WYBRANEGO ALGORYTMU '6-$-02*1;7|X| \ _'&x* POWIETRZNYCH /
(6) :
(7) <=>[. Streszczenie: )!
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18) %
(19)
(20)
(21) ]
(22) +
(23)
(24)
(25) %
(26)
(27) X
(28)
(29) skomplikowane manewry w !
(30) ]
(31)
(32) !
(33)
(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41) ! X
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51) ]
(52) ;
(53)
(54) est ocena wybranego algorytmu szeregowania
(55)
(56)
(57) model ruchu lotniczego w postaci kolorowanej sieci Petriego. Do oceny wybrano literaturowy algorytm szeregowania
(58)
(59)
(60) .
(61)
(62) wyniki do praktyki
(63)
(64) ,$'
(65) ( X
(66) !
(67)
(68)
(69) %
(70)
(71) !
(72)
(73)
(74)
(75) #
(76)
(77)
(78) X
(79) %
(80) %&
(81)
(82)
(83)
(84) !
(85)
(86) ]
(87) C
(88) !
(89) !
(90)
(91)
(92)
(93)
(94)
(95)
(96) %
(97)
(98)
(99)
(100) ]
(101) Wskazuje to na
(102) %!
(103)
(104)
(105)
(106) %
(107)
(108) !
(109)
(110) procesie !
(111)
(112) ] S
(113) ! <
(114) X
(115) &
(116) X
(117) & szeregowania. 1. WPROWADZENIE
(118)
(119) !
(120)
(121) #
(122)
(123) !
(124)
(125)
(126)
(127)
(128) !
(129) ]
(130) (
(131)
(132)
(133)
(134) %
(135) !
(136)
(137)
(138) ]
(139) (
(140) |
(141) %
(142)
(143)
(144) z
(145) przestrzeni powietrznej oraz lotnisk. C
(146)
(147) &
(148)
(149)
(150)
(151) X
(152)
(153)
(154) w jednostce czasu
(155) %
(156)
(157)
(158)
(159) ! nizacji strumienia
(160)
(161) ]
(162)
(163)
(164)
(165)
(166) !
(167)
(168)
(169) ]
(170) (
(171)
(172) !
(173)
(174) X
(175)
(176)
(177) !
(178)
(179) ]
(180) $imalna separacja radarowa wynosi 5 mil morskich (NM) (ICAO, 2007; ' +'X
(181) <=>_]
(182) X
(183) !
(184)
(185) !
(186) ! X
(187)
(188)
(189) &
(190)
(191) X
(192) !
(193)
(194)
(195)
(196)
(197)
(198)
(199)
(200)
(201) ! ]
(202).
(203) 164. Artur Florowski, Jacek Skorupski.
(204)
(205)
(206)
(207)
(208) deterministyczny
(209) !
(210) &
(211) !
(212)
(213) !
(214)
(215) ]
(216) *
(217)
(218)
(219) cie
(220)
(221) !
(222) %
(223)
(224) !
(225)
(226)
(227) cych. W tych przypadkach
(228)
(229)
(230)
(231)
(232) !
(233)
(234)
(235)
(236)
(237) !
(238)
(239)
(240)
(241) &
(242)
(243)
(244)
(245)
(246) wietrzne. Uszeregowania uzyskane w
(247)
(248) !
(249)
(250) !
(251) !
(252) ! &
(253)
(254) !
(255) %
(256) X
(257)
(258)
(259)
(260)
(261)
(262) grupowej (Skorupski, 2014b). W niniejszej pracy podejmujemy zagadnienie oceny wybranego algorytmu szeregowania
(263) %
(264) !
(265)
(266) !
(267)
(268)
(269)
(270) . Jest to kontynuacja pracy (Florowski i Skorupski, 2015a), gdzie
(271)
(272)
(273)
(274)
(275)
(276)
(277)
(278) !
(279)
(280) %
(281)
(282)
(283) ! ] *
(284) !
(285)
(286)
(287)
(288)
(289)
(290) ! ]
(291) *
(292) !
(293) %
(294) |&
(295)
(296)
(297) ^
(298) i Skorupski 2014). X
(299) Sölveling i Clarke (2014) opracowali algorytm do wyznaczenia optymalnego
(300)
(301) !
(302)
(303)
(304)
(305)
(306) !
(307)
(308)
(309)
(310) %
(311)
(312)
(313)
(314)
(315)
(316)
(317) ]
(318) '!
(319)
(320)
(321)
(322)
(323)
(324)
(325)
(326)
(327) mami NP- ]
(328) @%
(329) !
(330)
(331)
(332)
(333)
(334)
(335)
(336) X
(337)
(338)
(339) %
(340)
(341) ! ]
(342) *
(343)
(344) ]
(345)
(346) ; ÆÍ
(347) i Ignaccolo (2004), gdzie wykorzystano algorytmy genetyczne d
(348)
(349) # !
(350)
(351) ! X
(352)
(353) !
(354) %
(355)
(356) ]
(357) bne metody zastosowano w pracy Hansena (2004). (
(358)
(359)
(360) &
(361)
(362)
(363)
(364)
(365) !
(366)
(367)
(368) patrywana metodami probabilistycznymi. W pracy (Tavakkoli-Moghaddam i in. 2012)
(369)
(370)
(371) X
(372)
(373)
(374)
(375) ]
(376) +
(377)
(378) organizacji ruchu lotniczego, jego oceny, wspomagania procesu szeregowania danymi z $
(379) +X
(380)
(381) %
(382)
(383) ncepcje planowania ruchu lotniczego i przestrzeni po
(384)
(385)
(386)
(387)
(388) ^+ , 2014a). (
(389)
(390)
(391) %
(392)
(393) &
(394)
(395) !
(396)
(397)
(398)
(399)
(400)
(401)
(402)
(403) %
(404) ]
(405) blem ten,
(406)
(407)
(408) ^ «
(409) !_X
(410)
(411) ]
(412)
(413) (Boursier i in. 2007) oraz (Zhu i in]
(414) <=><_]
(415) C
(416)
(417)
(418)
(419)
(420) regowania samolo
(421) ]
(422) @
(423) !
(424)
(425) %
(426) &
(427)
(428) ^«
(429)
(430) i in]
(431) <==<_]
(432) "
(433) kompleksowe w tym zakresie prezentuje np. praca (Weigang i in. 2008). Opracowanie
(434)
(435) %
(436)
(437) '$'
(438) ^ «
(439) !_
(440)
(441) @$'
(442) ^
(443) !_
(444)
(445) %
(446)
(447)
(448)
(449)
(450)
(451)
(452) !
(453) SESAR, !
(454) !
(455)
(456)
(457) +!
(458) ?
(459) +
(460) ^+?+_
(461) ^+?+'/, 2013). (
(462)
(463) %
(464)
(465)
(466)
(467)
(468) !
(469) uszeregowania. W niniejszej
(470)
(471)
(472) ! odmienne. Oceniona zost
(473)
(474)
(475)
(476)
(477)
(478)
(479)
(480)
(481) algorytmu opartego o metod automatów komórkowych (Sheng-Peng Yua i in. 2011), !
(482)
(483)
(484)
(485) !
(486)
(487)
(488)
(489)
(490) mi powietrznymi
(491) %
(492)
(493)
(494)
(495)
(496)
(497)
(498)
(499) granicy obszaru i
(500)
(501)
(502)
(503) !
(504) ].
(505) )
(506) !
(507) !
(508) !
(509)
(510)
(511) . 165. 2. 702$\'6-$-02*1;-2| AUTOMATÓW KOMÓRKOWYCH W pracy (Sheng-Peng Yua i in. 2011) zaproponowano
(512) !
(513) ! wania
(514) ]
(515) Ogólnie, proces optymalizac
(516)
(517)
(518)
(519)
(520) na 2 etapy: poszukiwanie dobrej permutacji !
(521)
(522)
(523) h
(524)
(525)
(526)
(527) oraz, w drugim etapie,
(528)
(529)
(530) branej permutacji. Autorzy zaproponowali algorytm s!
(531)
(532) komórkowych CAO (Cellular Automaton based Optimization), który
(533) ! & bliskie optymalnemu usz!
(534)
(535) . Metoda automatów komórkowych polega na tworzeniu modelu systemu, w którym po!
(536)
(537)
(538)
(539)
(540) pojedyncze komórki zlokalizowane obok siebie. *
(541)
(542) % &
(543)
(544) , w której %
(545)
(546)
(547)
(548)
(549)
(550) stanów, których liczba jest X
(551) dowolnie % ]
(552) +
(553)
(554)
(555)
(556)
(557) !
(558)
(559) !
(560) X
(561)
(562)
(563)
(564)
(565)
(566) %
(567)
(568)
(569)
(570) !
(571)
(572)
(573)
(574)
(575) ] Z
(576)
(577)
(578)
(579)
(580) . Pierwsza wykorzystuje bazowy automat komórkowy opracowany
(581)
(582)
(583)
(584)
(585)
(586)
(587) kwencji docelowej,
(588) !
(589) lokaln strategi wyszukiwania do dalszej optymalizacji uszeregowania. W tym celu wykorzystywany jest algorytm genetyczny. W porównaniu z innymi pracami, gdzie poszukuj
(590) !
(591)
(592)
(593) %
(594)
(595) X
(596) a!
(597) ;')
(598)
(599)
(600)
(601)
(602) !
(603) !
(604)
(605) %
(606)
(607)
(608) ! !
(609) ]
(610) (
(611)
(612)
(613)
(614) &
(615)
(616)
(617) # !
(618)
(619)
(620)
(621) !
(622)
(623) statków powietrznych w krótkim czasie. /]
(624) >
(625)
(626) !
(627)
(628) !
(629) ;')]
(630) (
(631)
(632) X
(633)
(634) tów komórkowych wykorzystywany jest do symulacji wektorowania
(635) lotó ]
(636) (
(637) !
(638)
(639)
(640) X
(641)
(642)
(643)
(644)
(645) w celu doprowadzenia ich bezpiecznie do lotniska z !
(646) sytuacji ruchowej. Ma to na celu wygenerowanie sekwencji
(647)
(648) nychX
(649)
(650) %
(651) &
(652) % X
(653)
(654)
(655)
(656)
(657)
(658) docelowej. Natomiast w !
(659)
(660) X
(661) rzeprowadzana jest optymalizacja
(662)
(663) X
(664)
(665) em jest zminimalizowanie czasu potrzebnego na wykonanie
(666) .. 3. POMIARY RUCHU LOTNICZEGO W celu dokonania oceny oraz porównania rzeczywistego
(667)
(668)
(669) przez kontrolerów ruchu lotniczego niewspomaganymi przez komputerowe systemy doradcze z algorytmem CAO, dokonano pomiarów ruchu lotniczego w TMA Warszawa..
(670) 166. Artur Florowski, Jacek Skorupski. Rys. 1. Schemat blokowy algorytmu CAO : Sheng-Peng Yua, in. 2011.
(671) )
(672) !
(673) !
(674) !
(675)
(676)
(677) . 167. Zgromadzone dane zawiera
(678) Y numery identyfikacyjne statków powietrznych,
(679)
(680)
(681)
(682)
(683)
(684) !
(685)
(686)
(687) ,$'X
(688)
(689)
(690) X
(691)
(692)
(693)
(694)
(695)
(696)
(697) #
(698)
(699)
(700) X
(701) !
(702)
(703) !
(704)
(705) X
(706)
(707)
(708)
(709)
(710)
(711) jako punkt oddalony o 8 NM od progu drogi startowej,
(712) !
(713)
(714) !
(715)
(716) {
(717)
(718) go, jako punkt, w któ
(719)
(720)
(721) !
(722)
(723)
(724) ] , X
(725)
(726)
(727)
(728)
(729)
(730) !
(731)
(732)
(733)
(734)
(735)
(736)
(737)
(738) ! X
(739) !
(740)
(741)
(742)
(743)
(744) %
(745) &
(746) dopiero w chwili, gdy
(747)
(748)
(749)
(750) !
(751) ]
(752) , utworzona przez kontrolera
(753)
(754)
(755) przedstawiona w tabeli 1. @
(756)
(757)
(758)
(759)
(760) ] Tablica 1 R (
(761) !(+! , TMA Warszawa, RWY 11 (6 lipca 2012 r.) Numer identyfikacyjny LOT456 LOT270 LOT215 LOT3AW LOT165 SAS751. (
(762)
(763) Czas Dystans 07:25:09 13 07:27:30 13 07:29:29 11 07:31:40 17 07:33:49 12 07:34:16 21. Szeregowanie Koniec 07:26:35 07:31:15 07:28:58 07:33:01 07:30:49 07:34:57 07:33:14 07:37:11 07:35:22 07:37:55 07:38:05 07:41:18. Ta sama sekwencja
(764)
(765) #
(766)
(767)
(768) !
(769) !
(770) ;')]
(771)
(772)
(773)
(774) <]
(775) @
(776)
(777)
(778)
(779)
(780) CAO 1.
(781) &X
(782)
(783)
(784) %
(785)
(786)
(787)
(788)
(789)
(790)
(791)
(792) racji. ;
(793) X
(794) &
(795) #
(796)
(797)
(798)
(799)
(800)
(801)
(802)
(803)
(804) >=
(805)
(806)
(807) ]
(808) Tablica 2 '
(809) !(+! ( 4 4omocy algorytmu CAO Numer identyfikacyjny LOT165 LOT215 LOT456 LOT270 LOT3AW SAS751 1. (
(810)
(811) Czas Dystans 07:33:49 12 07:29:29 11 07:25:09 13 07:27:30 13 07:31:40 17 07:34:16 21. Szeregowanie Koniec 07:37:22 07:38:35 07:38:41 07:42:58 07:40:35 07:44:15 07:42:58 07:48:21 07:45:24 07:49:06 07:48:11 07:50:40. Autorzy
(812) ]
(813) Sheng-Peng Yua za pomoc w wygenerowaniu sekwencji zgodnie z algorytmem CAO..
(814) 168. Artur Florowski, Jacek Skorupski. 4. OCENA X'6-$-02*{ Oceny prezentowanych sekwencji
(815)
(816)
(817)
(818)
(819) /(É
(820) >>
(821)
(822)
(823) !
(824)
(825) (Skorupski i Florowski, 2016) :s(; ) =. <5 ? / @. (1). gdzie: ; – i-
(826)
(827) , :s – #
(828)
(829)
(830) ! , AB –
(831) !
(832)
(833)
(834) , A – chwila
(835)
(836) !
(837)
(838)
(839)
(840)
(841)
(842)
(843) ! nia, A" – liczba samolotów w sekwencji.. Wszystkie statki powietrzne
(844)
(845) bazowej utworzonej przez kontrolera %
(846)
(847) !
(848) !
(849) $ ^ _]
(850)
(851)
(852)
(853) !
(854)
(855) !
(856)
(857) !
(858)
(859) odpowiednio Y
(860) >X
(861) >>>X
(862) >X
(863) ><
(864)
(865) >[
(866) ]
(867)
(868) &
(869) !
(870)
(871)
(872)
(873) %
(874)
(875) X
(876) co jest
(877)
(878) osowanie przez kontrolera strategii szeregowania !
(879)
(880) dodawaniu pewnego intuicyjnego zapasu. Przeprowadzone obliczenia y na okre X
(881) %
(882)
(883)
(884)
(885)
(886)
(887)
(888)
(889) !
(890)
(891) (1) dla omawianej sekwencji wynosi 150 sekund. G
(892) !
(893) ;')
(894)
(895)
(896)
(897) , takich samych jakimi
(898) ,
(899) !
(900)
(901)
(902)
(903)
(904) w
(905)
(906) Y
(907) X
(908) >>X
(909) >X
(910) >[
(911)
(912) >[
(913) ] Przeprowadzone badanie
(914)
(915)
(916)
(917) !
(918) ;')
(919)
(920) &X
(921) %
(922)
(923)
(924)
(925) na wykonanie operacj
(926)
(927)
(928) >
(929) ]
(930)
(931) !
(932)
(933)
(934)
(935)
(936)
(937)
(938) cymi
(939)
(940)
(941) =
(942)
(943)
(944) &
(945)
(946)
(947)
(948)
(949)
(950)
(951) ]
(952)
(953)
(954) X
(955)
(956)
(957) !
(958) X
(959) &
(960)
(961) obu zaplanowanych
(962) !
(963) bardzo wysokie
(964) %
(965)
(966)
(967) . +!
(968)
(969)
(970)
(971)
(972) ]. Q"2'X2*1;-;*1;2'&;&2{ 2*'
(973)
(974)
(975)
(976)
(977)
(978) rejonie lotniska oraz strategii sterowania ruchem wykorzystywanych przez
(979)
(980) !
(981) X
(982) %
(983) praktyce
(984) oni pewien dodatkow
(985) #
(986)
(987)
(988)
(989) . W przypadku sekwencji bazowej przedstawionej w tablicy 1, dodatkowym bufor
(990)
(991) ]
(992) G
(993)
(994) !
(995) # X
(996) %
(997)
(998)
(999) przepisami wynosi.
(1000) )
(1001) !
(1002) !
(1003) !
(1004)
(1005)
(1006) . 169.
(1007) [=
(1008)
(1009) %
(1010) &, %
(1011)
(1012)
(1013) ponad dwukrotnie odle! &
(1014)
(1015)
(1016)
(1017)
(1018) ] W drugim przypadku (sekwencja CAO) mamy do czynienia z tym samym strumieniem
(1019) X jednak w tym wypadku
(1020)
(1021) przy wykorzystaniu algorytmu automatów komórkowych
(1022) !
(1023)
(1024)
(1025)
(1026) <]
(1027) W
(1028)
(1029)
(1030) #
(1031)
(1032)
(1033)
(1034)
(1035) [=
(1036)
(1037) o dodatkowe 70 sekund. We
(1038) (Florowski i Skorupski, 2015b) przeprowadzono
(1039)
(1040)
(1041)
(1042)
(1043)
(1044) . Symulo
(1045)
(1046) !
(1047)
(1048)
(1049)
(1050)
(1051) !
(1052) ^)@_
(1053)
(1054) !
(1055) ]
(1056) W
(1057)
(1058) X
(1059) %
(1060)
(1061) &
(1062) # X
(1063) a
(1064) &
(1065) #
(1066)
(1067)
(1068)
(1069) %
(1070)
(1071)
(1072) sytuacji normalnej,
(1073)
(1074) =
(1075) ]
(1076)
(1077) &X
(1078)
(1079) !
(1080) ;')
(1081)
(1082)
(1083)
(1084)
(1085) X
(1086)
(1087) %
(1088)
(1089)
(1090)
(1091)
(1092)
(1093) ! ]
(1094)
(1095)
(1096)
(1097)
(1098)
(1099)
(1100)
(1101) ,$'
(1102) ( X
(1103) !
(1104)
(1105)
(1106) %
(1107)
(1108) !
(1109)
(1110)
(1111)
(1112) #
(1113)
(1114)
(1115) X
(1116) %
(1117) %&
(1118)
(1119)
(1120)
(1121) !
(1122)
(1123) ]
(1124) Zastosowanie !
(1125) !
(1126)
(1127)
(1128)
(1129)
(1130)
(1131)
(1132) %
(1133)
(1134)
(1135)
(1136) ]
(1137) Wskazuje to na istnienie %!
(1138)
(1139)
(1140)
(1141) %
(1142)
(1143) !
(1144)
(1145) procesie szeregowania samolot
(1146) .. Bibliografia 1. 2. 3. 4.. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.. Boursier, L., Favennec, B., Hoffman, E., Trzmiel, A., Vergne, F., Zeal, K. 2007. Merging Arrival Flows Without Heading Instructions, 7th USA/Europe Air Traffic Management Rand Seminar. Capri, S., Ignaccolo, M. 2004. Genetic algorithms for solving the aircraft-sequencing problem, the introduction of departures into the dynamic model, Journal of Air Transport Management 10: 345-351. Florowski A., Skorupski J., 2015a. Koncepcja implementacji systemu oceny procesu szeregowania sa
(1147) ]
(1148) Scientific Journal of Silesian University of Technology. Series Transport 87: 5-10. Florowski A., Skorupski J., 2015b. Quality assessment of the traffic flow management process in the vicinity of the airport. W: Podofillini i in. (red.) Safety and Reliability of Complex Engineered Systems: 745-751, Taylor & Francis Group, London. Hansen, J. V. 2004. Genetic search methods in air traffic control. Computers & Operations Research 31: 445-459. ICAO, 2007. Procedures for Air Navigation Services – Air Traffic Management, Doc. 4444, International Civil Aviation Organization. Montreal, Canada. Kwasiborska, A., Skorupski, J. 2014. $
(1149) !
(1150) X
(1151)
(1152)
(1153)
(1154) blemu sekwencjonowania samolotów, Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport 101: 55-62. PANSA. 2013. APP Warsaw Operational Manual. Warsaw Polish Air Navigation Services Agency. SESAR. 2013. Annual Report 2012, Brussels, SESAR Joint Undertaking. Sheng-Peng Yua, Xian-Bin Cao, Jun Zhang, 2011. A real-time schedule method for Aircraft Landing Scheduling problem based on Cellular Automaton. Applied Soft Computing 11: 3485–3493. Skorupski, J. (red.). 2014a. ~
Powiązane dokumenty
