Введение к работе
Актуальность темы. Одной из важных составляющих экономического потенциала Российской Федерации является ее транспортная система и, в частности, ее воздушный транспорт. Высокую значимость авиационных перевозок пассажиров и транспортировки грузов для нашей страны с ее обширной территорией трудно переоценить. Управление воздушным движением, проводимое в рамках Единой системы организации воздушного движения РФ, является одной из приоритетных задач эксплуатации воздушного транспорта.
В настоящее время воздушное пространство страны контролируется центрами управления воздушным движением (УВД), ориентированными на зону действия радиолокаторов, установленных в этих центрах. Диспетчерская связь в Российской Федерации осуществляется в основном с помощью наземных средств радиосвязи серий «Баклан-РН» и «Полет», изготовленных в 1975-1992 гг. и имеющих недостаточно высокие показатели по электромагнитной совместимости (ЭМС). Зарубежная техника немецкого концерна «Rohde & Schwarz» или английской фирмы «Park Air», имеющая хорошие технические характеристики, слишком дорога (20000 евро) и не может использоваться для управления воздушным движением в интересах Министерства обороны РФ.
Приемные и передающие центры диспетчерской радиосвязи РФ из-за низких показателей по электромагнитной совместимости разнесены в пространстве, что приводит к дополнительным расходам на обслуживание производственных площадей и содержание социальной сферы для персонала и их семей.
Тематике обеспечения ЭМС радиосистем посвящены работы научных школ Винофадова Е.М., Владимирова В.И., Буга Н.Н., Калашникова Н.И., Бадалова А.Л. и др., а также иностранных ученых Д.Р.Ж. Уайта, У.К. Хейла, К. Феера и др. Однако параметры диспетчерской радиосвязи жестко регламентированы межгосударственным авиационным комитетом (МАК) и требованиями ИКАО, поэтому оценка ЭМС имеет свои особенности и требует дополнительных исследований.
Мировой тенденцией развития систем управления воздушным движением является их автоматизация и создание на каждом территориальном образовании единого укрупненного центра УВД. Создание единых укрупненных центров УВД в нашей стране сталкивается с проблемой электромагнитной совместимости средств диспетчерской радиосвязи и с необходимостью разработки комплексов диспетчерской радиосвязи, имеющих характеристики, удовлетворяющие требованиям ИКАО.
Поэтому тема диссертационного исследования, направленная на создание автоматизированных приемопередающих комплексов (АППК) для совмещенных приемопередающих центров (ППЦ) РФ актуальна и своевременна.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является создание автоматизированных комплексов диспетчерской связи для совмещенных приемопередающих центров единой системы организации воздушного движения РФ.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
проведен анализ вариантов построения приемопередающих комплексов для управления воздушным движением и даны рекомендации по их применению в зависимости от инфраструктуры аэропорта;
предложена методика оценки электромагнитной совместимости радиоэлектронных систем для совмещенных приемопередающих центров диспетчерской радиосвязи;
разработаны алгоритмы и реализующие их программы работы основных узлов комплекса диспетчерской связи;
разработан приемопередающий комплекс для управления воздушным движением;
- проведены летные испытания радиооборудования, предназна
ченного для работы в составе АППК.
Объектом исследования являются системы диспетчерской радиосвязи для управления воздушным движением.
Предметом исследования являются методы и алгоритмы функционирования комплексов диспетчерской радиосвязи в составе совмещенных приемопередающих центров.
Методы исследования. В работе использован аппарат математического анализа, методы математического моделирования, положения теории электромагнитной совместимости радиосредств, методы системного анализа и положения теории эксперимента.
Научная новизна полученных в работе результатов заключается в том, что:
разработана методика оценки электромагнитной совместимости для совмещенных приемопередающих комплексов диспетчерского управления воздушным движением и реализующий ее алгоритм, которые учитывают специфические особенности диспетчерской радиосвязи;
предложен метод адаптивного согласования комплексов диспетчерской радиосвязи с антенно-фидерным устройством, что уменьшает уровень отраженных волн при аварийных изменениях нагрузки;
предложены алгоритмы работы узлов автоматизированного комплекса диспетчерской связи;
синтезирована структура комплекса диспетчерской радиосвязи для совмещенных приемопередающих центров отвечающая всем современным требованиям ИКАО.
Достоверность результатов подтверждается использованием апробированного математического аппарата, логической обоснованностью разработанных вопросов, результатами модельных и натурных экспериментов, летными испытаниями и имеющимся опытом эксплуатации разработанного комплекса в аэропортах России.
Практическая значимость работы заключается в том, что:
разработанный комплекс диспетчерской радиосвязи позволяет создавать совмещенные территориальные центры управления воздушным движением, что сокращает расходы на управление воздушным движением;
предложенная методика оценки электромагнитной совместимости средств диспетчерской радиосвязи ускоряет проектирование совмещенных приемопередающих центров управления воздушным движением;
созданный комплекс диспетчерской радиосвязи по своим параметрам не уступает аналогичному зарубежному оборудованию и вдвое дешевле;
разработанный комплекс позволяет заменить в центрах управления воздушным движением России устаревшие системы диспетчерской радиосвязи семейств «Баклан» и «Полет».
На защиту выносятся научно обоснованные технические разработки, имеющие существенное значение для экономики страны:
- приемопередающий комплекс диспетчерской радиосвязи;
методика оценки электромагнитной совместимости и реализующий ее алгоритм для совмещенных приемопередающих центров управления воздушным движением;
новые алгоритмы функционирования основных узлов автоматизированного комплекса диспетчерской связи;
метод уменьшения уровня отраженных волн при аварийных изменениях параметров антенно-фидерных устройств передающего оборудования авиадиспетчера.
Личный вклад автора. Основные идеи и технические решения предложены лично автором и явились результатом исследований, в которых автор принимал непосредственное участие в течение последних 5 лет. За это время им опубликовано 9 научных работ, подготовлены по диссертационной тематике 3 отчета по НИР и 2 отчета по ОКР, выполнявшихся по заказам министерств России. Являясь ведущим конструктором комплекса авиационной диспетчерской радиосвязи, автор лично участвовал в
проектировании и изготовлении комплекса в ОАО «Владимирское конструкторское бюро радиосвязи» и во всех приемо-сдаточных и государственных испытаниях разработанной системы диспетчерской связи. Результаты работы внедрены:
В серийное производство на предприятии ОАО «Владимирский завод «Электроприбор» (Решение №65/176 от 26.09.2006 об утверждении акта квалификационных испытаний);
В Ульяновском центре УВД (Акт эксплуатационных испытаний с протоколами летных проверок за 2006 г.);
Акт заводских испытаний АППЦ от 12.01.2007 г;
В учебный процесс Владимирского государственного университета при изучении дисциплины «Устройства формирования сигналов» (Акт внедрения от 25.12.2006 г.).
Апробация работы и публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, в том числе статья в рекомендованном списком ВАК журнале. Основные результаты работы докладывались, были одобрены и опубликованы в трудах 7 научно-технических конференций, в том числе: Международном конгрессе CTN-2004 в г. Москве, 2004 г.; 60-й научной сессии, посвященной Дню Радио, Москва, 2005 г.; 6-й Международной НТК "Перспективные технологии в средствах передачи информации", Владимир, 2005 г.; Международной НТК «Intermatic-2005», Москва, МГИ-РЭА, 2005 г.; Межрегиональной НТК «Обработка сигналов в системах наземной радиосвязи и оповещения», Н. Новгород, 2006 г.; на Международной НТК «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения», Москва, МГИРЭА, 2006 г. Международной научно-технической школы-конференции «Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию в электронике». - Москва, МГИРЭА,
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из
введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложений. Она
изложена на стр., в том числе стр. основного текста, 7 стр. списка
литературы, содержит рисунка, таблиц, стр. приложений.
