Analiza wpływu elementów infrastruktury krytycznej na gotowość operacyjną portu lotniczego Impact Analysis of Critical Infrastructure for Operational Availability of the Airport

Pełen tekst

(1)PRACE NAUKOWE POLITECHNIKI WARSZAWSKIEJ z. 92. Transport. 2013. Paulina Sta czyk, Anna Stelmach Politechnika Warszawska, Wydzia Transportu. ANALIZA WP YWU ELEMENTÓW INFRASTRUKTURY KRYTYCZNEJ NA GOTOWO

(2) OPERACYJN PORTU LOTNICZEGO Rkopis dostarczono, kwiecie 2013. Streszczenie: W artykule przedstawiono problem oceny bezpieczestwa w porcie lotniczym majc na uwadze okrelenie ,,infrastruktur krytycznych portu lotniczego. W obecnych czasach, kiedy z problemem przemocy oraz aktami bezprawnej ingerencji mamy do czynienia bardzo czsto, problem bezpieczestwa staje si coraz bardziej istotnym. W celu analizy bezpieczestwa portu lotniczego naley okreli podstawowe pojcia zwizane z infrastruktur portu lotniczego oraz jej elementami a take okreli w jakim stopniu wp ywaj one na poziom bezpieczestwa. Wielkoci za pomoc, której mona okreli poziom bezpieczestwa jest niezawodno . Port lotniczy charakteryzuje si struktur szeregowo-równoleg i jest w stanie gotowoci w momencie, gdy w czasie wykonywania operacji lotniczej bdzie istnia a, co najmniej jedna minimalna cieka zdatnoci umoliwiajca realizacj tej operacji. Sowa kluczowe: gotowo operacyjna, infrastruktura krytyczna portu lotniczego. 1. WSTP Transport lotniczy jest jednym z najbardziej bezpiecznych form transportu we wspó czesnym wiecie, dlatego te coraz wiksza ilo ludzi wybiera ten w anie rodek transportu w celu odbycia dalekiej i szybkiej podróy. Na prze omie wier wiecza zainteresowanie transportem lotniczym uleg o radykalnym zmianom, co by o spowodowane powstaniem konkurencji. Przewonik lotniczy, który utrzymywa dotychczas monopol w danym rejonie, pobiera due kwoty za przelot, dlatego te stanowi o to ograniczenie w upowszechnieniu tego rodzaju transportu. Obecnie, kiedy mamy do wyboru kilka, a nawet kilkanacie linii lotniczych moemy wybra , czy lecie rejsowym samolotem i p aci wicej czy tanimi liniami lotniczymi. Dla porównania, bilet lotniczy irlandzkiego przewonika Ryanair z Krakowa do Mediolanu kosztuje mniej ni bilet kolejowy z Krakowa do Warszawy, pomijajc czasy podróy, które w tym przypadku s porównywalne..

(3) 212. Paulina Staczyk, Anna Stelmach. Literatura dotyczca portów lotniczych, ich eksploatacji i zagadnie funkcjonowania nie jest zbyt obszerna. Tym niemniej moemy tu wymieni takie pozycje jak; [1], [3], [11] dotyczce utrzymania technicznego elementów infrastruktury oraz [2], [4], [6], [7], [12] metod modelowania i symulacji. W zwizku z rosncym zainteresowaniem transportem lotniczym nie tylko przez pasaerów a take inne osoby, np. terrorystów istotnym staj si pojcie gotowoci operacyjnej oraz bezpieczestwa w porcie lotniczym.. 2. PORT LOTNICZY Lotnisko jest to wydzielony obszar na ldzie, wodzie lub innej powierzchni w ca oci lub czci przeznaczony do wykonywania startów, ldowa i naziemnego ruchu statków powietrznych, wraz ze znajdujcymi si w jego granicach obiektami i urzdzeniami budowlanymi o charakterze trwa ym, wpisany do rejestru lotnisk. Rysunek 1 przedstawia plan portu lotniczego im. F. Chopina w Warszawie. Natomiast port lotniczy to lotnisko uytku publicznego wykorzystywane do lotów handlowych okrelony, jako z oony organizm, którego zadaniem jest stworzenie odpowiednich warunków do obs ugi pasaerów i towarów odbywajcych podróe przy wykorzystaniu statków powietrznych. Niestety w jego dzia alnoci dochodzi równie do sytuacji kryzysowych [13]. W portach lotniczych wykonywane s operacje ldowania i startów statków powietrznych[8]: - ldowanie1 VFR - ldowanie IFR2 - start VFR3 - start4 IFR Do wykonywania lotów VFR na lotnisku kontrolowanym musz by spe nione okrelone warunki, wykonywane mog by one jedynie midzy wschodem i zachodem s oca, na wysokoci do 6100 m z prdkoci poddwikow. Dla wykonywania lotu IFR statek powietrzny powinien by wyposaony w rodki cznoci i urzdzenia nawigacyjne. Port lotniczy to z oony system techniczny, w którym realizowane s liczne procesy eksploatacyjne. Mona je podzieli w nastpujcy sposób: - Utrzymanie techniczne elementów infrastruktury - Kontrola stanu eksploatacyjnego elementów infrastruktur - Operacja startów i ldowa statków powietrznych - Zapewnienie s ub ruchu lotniczego 1. Ldowanie – zazwyczaj ostatni etap lotu polegajcy na sprowadzeniu statku powietrznego na ziemie. IFR Instrument Flight Rules – skrót oznaczajcy przepisy wykonywania lotów wed ug wskaza przyrzdów. 3 VFR Visual Flight Rules – skrót oznaczajcy przepisy wykonywania lotów z widocznoci. 4 Start – pocztkowa faza lotu polegajca na oderwaniu statku powietrznego od ziemi i rozpoczcie lotu. 2.

(4) Analiza wp ywu elementów infrastruktury krytycznej na gotowo operacyjn portu lotniczego. -. -. 213. S uby kontroli ruchu lotniczego S uby informacji oraz s uby alarmowe w odniesieniu do ruchu statków powietrznych na drogach startowych i ko owania oraz wykonujcych loty w rejonie lotniska Obs uga naziemna statków powietrznych Obs uga naziemna pasaerów i ich bagau oraz poczty i adunków Kontrole paszportowa i celna pasaerów Kontrola bezpieczestwa i procesy zwizane z ochron przed atakami bezprawnej ingerencji. Rys. 1. Plan Lotniska Chopina (ród o:[5]).

(5) 214. Paulina Staczyk, Anna Stelmach. 3. POJCIE INFRASTRUKTURY KRYTYCZNEJ Podstawowym aktem prawnym dotyczcym zarzdzania kryzysowego jest Ustawa z dnia 26 kwietnia 2007 r. o zarzdzaniu kryzysowym, która to pojcie infrastruktury krytycznej okrela jako systemy oraz wchodzce w ich sk ad powizane ze sob funkcjonalne obiekty, w tym obiekty budowlane, urzdzenia, instalacje, us ugi kluczowe dla bezpieczestwa pastwa i jego obywateli oraz s uce zapewnieniu sprawnego funkcjonowania organów administracji publicznej, instytucji i przedsibiorców. Naley zaznaczy , i obejmuje ona take systemy transportowe i komunikacyjne, w tym porty lotnicze. Do najwaniejszych obiektów infrastruktury portowej podlegajcej szczególnej ochronie naley zaliczy : - terminale (w tym pasaerski) - wiee kontroli ruchu lotniczego - generatory energetyczne - magazyny paliw i smarów - systemy klimatyzacyjne i wentylacyjne - bocznice kolejowe - ujcia wody - p yty postojowe statków powietrznych - hangary - inne urzdzenia lub obiekty uznane prze prezesa ULC lub zarzdzajcego lotniskiem za kluczowe dla ochrony lotnictwa cywilnego przed aktami bezprawnej ingerencji. Terminal czyli ogólnodostpna strefa portu lotniczego ma bezporedni wp yw na jego funkcjonowanie jako ca oci i realizowane za jego porednictwem przewozy. Wraliwo. terminalu wynika przede wszystkim z faktu przebywania w nim osób postronnych i pasaerów, którzy nie podlegali jakimkolwiek kontrolom. Z punktu widzenia ochrony portu lotniczego istotne znaczenie ma bardzo dua powierzchnia do nadzoru. Infrastruktur portu lotniczego mona podzieli na trzy sk adowe elementy, które tworz ca o i s ze sob powizane funkcyjnie. Do elementów tych naley zaliczy : - Cz lotnicz lotniska, jest to obszar trwale przeznaczony dla startów i ldowa statków powietrznych oraz do zwizanego z tym ruchu statków powietrznych, wraz z urzdzeniami s ucymi do obs ugi tego ruchu, obejmujca w szczególnoci pole manewrowe oraz p yty postojowe - Scentralizowan infrastruktur portu lotniczego, s to elementy infrastruktury i urzdzenia w porcie lotniczym s uce do wykonywania us ug obs ugi naziemnej, obejmujca system odpraw pasaerów i bagau, pomieszczenia sortowni bagau oraz tamocigi s uce do transportu bagau wewntrz terminalu lotniska, naziemne stacje zasilania w energi elektryczn, system informacji lotniskowej - Lotnicze urzdzenia naziemne, obiekty i urzdzenia do kierowania, kontroli, nadzoru i zabezpieczenia obs ugi ruchu lotniczego takie jak: - Urzdzenia radiokomunikacyjne - Urzdzenia radiolokacyjne - Urzdzenia radionawigacyjne - Wzrokowe pomoce nawigacyjne - Automatyczne systemy pomiarowe parametrów meteorologicznych.

(6) Analiza wp ywu elementów infrastruktury krytycznej na gotowo operacyjn portu lotniczego. 215. W przypadku wystpienia sytuacji kryzysowej w lotnictwie cywilnym zarzdzajcy lotniskiem zwo uje sztab kryzysowy, który prowadzi dzia ania z poziom centrum. W jego sk ad wchodz: - zarzdzajcy lotniskiem lub wyznaczona przez niego osoba odpowiedzialna za ochron lotniska - przedstawiciele: - S uby Cywilnej - s ub ochrony - lotniskowego organu s ub ruchu lotniczego - jednostek ochrony przeciwpoarowej - s ub medycznych i sanitarnych - w aciwego przewonika lotniczego W zakresie przeciwdzia ania aktom bezprawnej ingerencji oraz ich skutkom sztab dzia a w porozumieniu z organami administracji rzdowej.[2]. 4. POJCIE GOTOWO CI OPERACYJNEJ PORTU LOTNICZEGO Szczególn cech elementów infrastruktury lotnisk powinna by bardzo dua niezawodno . Stan niezawodnoci eksploatacyjnej któregokolwiek z jej elementów wynika zazwyczaj wykonywania planowej obs ugi technicznej lub kontroli aktualnego stanu. Dla skrócenia czasu obs ug, zalecane jest czne wykonywanie planowych obs ug. Drogi startowe i pozosta e elementy infrastruktury portu lotniczego podlegaj planowym, doranym i awaryjnym kontrolom stanu i obs ugom technicznym. Stan gotowoci operacyjnej portu lotniczego zdefiniowano jako stan eksploatacyjny, w którym: - moliwe jest kontynuowanie podejcia do ldowania i ldowanie - moliwe jest wykonanie odlotu po zakoczeniu obs ugi naziemnej Modelujc w sposób zgodny z planem, procedurami i przepisami ruchu lotniczego port lotniczy mona za oy , e ma on szeregowo-równoleg struktur niezawodnociow. Mona równie przyj , e jest on w stanie gotowoci operacyjnej, jeeli w czasie wykonywania operacji lotniczej bdzie istnia a co najmniej jedna minimalna cieka zdatnoci (zdatna droga startowa i zbiór zdatnych lotniczych urzdze naziemnych, do wykonywania operacji lotniczej na okrelonym kierunku drogi startowej) umoliwiajca realizacj tej operacji. Stan gotowoci operacyjnej portu lotniczego jest zdeterminowany przez identyfikowalne czynniki (losowe i zdeterminowane) o znanych rozk adach prawdopodobiestwa, opisujce: struktur niezawodnociow, ruch lotniczy i warunki meteorologiczne. Gotowo operacyjn portu lotniczego mona wyrazi w postaci zbioru stanów AA umoliwiajcych realizacj danych operacji Op przez statek powietrzny s w czasie i [8]:.

(7) 216. Paulina Staczyk, Anna Stelmach. AA(Op,si,R,pSE)=<SL(Op,i,R,pSE),WA(i),SP(si)>. (1). gdzie: AA(Op,si,R,pSE). zbiór stanów gotowoci operacyjnej portu lotniczego do realizacji operacji Op przez statek powietrzny s w czasie i. SL(Op,i,R,pSE). zbiór stanów zdatnoci struktury portu lotniczego do realizacji operacji Op przez statek powietrzny s w czasie i. WA. zbiór warunków meteorologicznych w czasie i, w którym operacj wykonuje statek powietrzny si w danym porcie lotniczym. SP(si). zbiór wymaga statków powietrznych klasy s obs ugiwanych w czasie i. R. program obs ugowy dróg startowych portu lotniczego. pSE. prawdopodobiestwa bezawaryjnej pracy urzdze technicznych w porcie lotniczym. si. dany (np. wylosowany) dla chwili i egzemplarz statku powietrznego obs ugiwanego przez port lotniczy definiowany przez jego klas s. Op{A,D}. rodzaj operacji lotniczej (ldowanie lub start statku powietrznego). Op. A ldowanie ® ¯ B start. (2). Zbiór stanów zdatnoci struktury portu lotniczego SL mona zdefiniowa. w nastpujcy sposób: SL(Op,i,R,pSE)=<DA(Op,i,R),SE(i,pSE),KP,PAW> gdzie: DA SE KP PAW. (3). d ugo rozporzdzalna stan eksploatacyjny kategoria oprzyrzdowania nawigacyjnego rodzaj nawierzchni drogi startowej. Kady ze stanów zdatnoci wystpujcych w zbiorze zdatnoci SL mona opisa. zmienna stanu zdatnoci Xsz(i) w postaci ogólnej:. 1, - gdy dany element struktury portu lotniczego spe nia odpowiednie warunki Xsz (i) ® ¯0, - w przeciwnym przypadku Zbiór meteorologicznych warunków wykonywania lotów:.

(8) Analiza wp ywu elementów infrastruktury krytycznej na gotowo operacyjn portu lotniczego. WA(i)=<lv(i), nvp(i)>. 217. (4). gdzie:. lv(i) nvp(i). zbiór meteorologicznych warunków widzialnoci w porcie lotniczym zbiór meteorologicznych warunków wiatrowych w porcie lotniczym. Zbiór wymaga statków powietrznych: SP(si)=<rl(si), Vsk(si)>. (5). gdzie: rl(si) zbiór wymaga dotyczcych drogi startowej Vsk(si) warto dopuszczalnej sk adowej poprzecznej wektora wiatru przyziemnego Ostatecznie mona zdefiniowa funkcj celu gotowoci operacyjnej portu lotniczego jako:.

(9). F X sz i

(10) : AA, N m ! oR. (6). postaci:. F X sz i

(11).

(12). 1 N pNm

(13). ¦. siN p. Nm

(14). X sz si , pSE , R, KP , lv i

(15) nv p i

(16) , Vsk si

(17).

(18). (7). gdzie: R N pNm

(19). zbiór liczb rzeczywistych o rozk adzie liczno. naboru statków powietrznych N(pNm) prawdopodobiestwa pNm wystpowania poszczególnych klas statków w naborze. Na rys. 2 zaprezentowano ogólny schemat postpowania w procesie badania gotowoci operacyjnej portu lotniczego. Wykorzystujc zdefiniowan funkcj celu (7), mona okreli niezawodno portu lotniczego. Okrela ona prawdopodobiestwo wykonania operacji lotniczej w ruchu lotniskowym, w sposób zgodny z planem, procedurami i przepisami ruchu lotniczego, dla okrelonej zbiorowoci statków powietrznych. Okrela ona w jakim stopniu odpowiednie elementy infrastruktury, tj. rodzaj nawierzchni oraz d ugo drogi startowej, stan eksploatacyjny lotniska, warunki meteorologiczne, itp. wp ywaj na gotowo operacyjn portu lotniczego..

(20) 218. Paulina Staczyk, Anna Stelmach. Dane. charakterystyki: - lotniska - pogody i inne. Dane. charakterystyki klas statków powietrznych. Generator liczb losowych Baza danych. stan: - portu lotniczego - pogody. Filtr danych. Generator liczb losowych. klasa statku powietrznego. Wyniki. funkcja celu gotowoci operacyjnej portu lotniczego. Rys. 2. Schemat badania gotowoci operacyjnej portu lotniczego (ród o: opracowanie wasne). 5. PODSUMOWANIE Infrastruktura krytyczna, w odniesieniu do portu lotniczego, okrela wszystkie powizane ze sob funkcjonalne obiekty majce wp yw na gotowo operacyjn oraz na bezpieczestwo portu lotniczego, który moe by obiektem niepodanych dzia a osób trzecich. Dlatego te, wprowadzenie pojcia funkcji gotowoci operacyjnej okrelajcej spe nienie warunków niezbdnych do realizacji koniecznych operacji w ruchu lotniczym przez statek powietrzny, naley rozpatrywa w powizaniu z badaniem infrastruktur krytycznych danego portu lotniczego. Analizy tego typu maj bezporedni zwizek z badaniem niezawodnoci portu lotniczego. Na niezawodno portu lotniczego maj wp yw okrelone wielkoci, takie jak: stany zdatnoci portu lotniczego, warunki meteorologiczne, wymagania i rodzaj statku powietrznego, program obs ugowy dróg startowych portu lotniczego oraz urzdzenia techniczne w porcie lotniczym. Wyznaczenie i uwzgldnienie wp ywu elementów infrastruktury krytycznej portu lotniczego moe pos uy do przeprowadzenia analiz ryzyka w portach lotniczych..

(21) Analiza wp ywu elementów infrastruktury krytycznej na gotowo operacyjn portu lotniczego. 219. Bibliografia 1. Airport Service Manual. ICAO Doc 9137 - AN/898. 2. A method of Estimating the Capacity of Air Traffic Sectors - An Interim Report. CAA (UK) DORA Research Paper 7301, 2001. 3. Annex 6, 10, 14 ICAO of the Convention on International Civil Aviation-Aerodromes (Fourth Edition – July 2004). 4. Ashford N., Wright P.; Airport Engineering. J. Wiley & Sons, 1984 5. Cielak G.: Infrastruktura krytyczna lotnisk – kuracja ze skutkami ubocznymi, :Terroryzm”, 2010, Korespondencja z pracownikiem PAP 6. Gilbo E. P.: Airport Capacity. Representation, Estimation, Optimization. IEEE Transaction on Control Systems Technology, Vol.1, pp.144-154. 1993 7. Horonjeff R., Fransis X., Mc Kelevey: Planing and design of airport. Mc Graw-Aill Book Company, New York, NY 10020 8. Koz owski M.: Metoda oceny gotowoci operacyjnej portu lotniczego. Rozprawa doktorska, WT PW, Warszawa 2004. 9. Koz owski M., Malarski M.: Wyznaczanie zdatnoci operacyjnej portu lotniczego. Prace naukowe Politechniki Radomskiej – Transport nr 1 (17) 2003, Radom 2003 10. Malarski M., Skorupski J.: Modelowanie i Optymalizacja. Metody i zastosowania. „Modelowanie pracy portu lotniczego wykorzystujce kongesti ruchu”. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2002. 11. Procedures for Air Traffic Services - Aircraft Operations. ICAO Doc 8168 - OPS/611 12. Stelmach A.: Metoda oceny procesu ruchu lotniczego w rejonie lotniska. Praca doktorska, WT PW, 2005 13. Ustawa Prawo Lotnicze z dnia 3 lipca 2002r.. IMPACT ANALYSIS OF CRITICAL INFRASTRUCTURE FOR OPERATIONAL AVAILABILITY OF THE AIRPORT Summary: The article discusses the problem of safety assessment at the airport whereas the term critical infrastructure of the airport. In these times when the problem of violence and acts of unlawful interference we have to do very often, the issue of security is becoming increasingly important. In order to analyze the security of the airport to define the basic concept of the airport infrastructure and its components, and determine the extent to which they affect the level of security. The amount by which you can specify the level of security is reliability. Airport is characterized by a series-parallel structure and is ready when the time air operations, there will be at least a minimum fitness path thus providing the operation. Keywords: operational availability, airport critical infrastructure.

(22)