Informačné systémy v riadiacom procese leteckej navigácie


Research Paper (undergraduate), 2015
22 Pages

Excerpt

Obsah

Abstrakt

Abstract

Zoznam ilustrácií

Zoznam skratiek a značiek

Úvod

1. Informácie

2. Spracovanie informácií

3. Informačné systémy

4. Informačné systémy v riadení letovej prevádzky
4.1 Doména komunikácie
4.2 Doména navigácie
4.3 Prehľadová doména – surveillance
4.3.1 Centrálny systém usporiadania toku – CFMU
4.4 Bezpečnosť informačných systémov riadenia letovej prevádzky

5. Dostupnosť informácií a kompatibilita

6. Záver

7. Použitá literatúra

Abstrakt

Cieľom tohto referátu je pojednanie o aplikácii a využití informačných systémov v riadení letovej prevádzky. Autor sa v prvej časti práce zameriava na objasnenie problematiky informácií a informačných systémov vo všeobecnej rovine a v druhej časti práce popisuje problematiku informačných systémov v riadení letovej prevádzky, zameriava sa na ich nevyhnutnosť a potrebu v súčasnej leteckej doprave.

Abstract

The aim of this paper is to discourse on the application of information systems in air traffic control. Author in the first part of the paper aims to generally clarify the problems of the information and information systems and in the second part of the paper he describes the problematics of information systems in air traffic control, points on their necessity and their need in current air traffic.

Zoznam ilustrácií

Obr. 1 – AFTN terminál, zdroj: Flight ATM Systems Ltd. United Kingdom

Zoznam skratiek a značiek

EUROCONTROL - European Air Traffic Control Organisation

ICAO - International Civil Aviation Organisation

IATA - International Air Transport Association

IFPS - systém pre spracovanie letových plánov

STRAT - systém strategických činností,

ENV - systém prostredia ATS

ARC - archivačný systém

TACT/CASA - systém taktických činností / počítačové prideľovanie slotov

RLP - Subsystém RLP (Repetitive Flight Plan System)

IFPUV - Subsystém validácie IFPS (IFPS Validation System)

PREDICT - Subsystém predtaktickej fázy (Pre-Tactical System)

CFMU – jednotka ústredného riadenia leteckej dopravy

LPS - Letové prevádzkové služby SR

METRAD - zobrazenie dát meteorologického radaru

OPMET - správy o poveternostnej situácii

NOTAM - letecké správy

BYPASS - samostatný nezávislý záložný systém zobrazovaním dát prehľadového

rádiolokátora

DTC - technická vývojová platforma

OLDI - automatická výmena koordinačných správ

DPP - spracovanie a prezentácia prehľadových dát

RADNET - európska sieť určenú výhradne pre distribúciu a zdielanie rádiolokačných dát

RMCDE - prostriedky pre konverziu formátu rádiolokačných dát

RCSM - systémy diaľkového ovládania a monitorovania

SMR - primárne rádiolokátory

TAR - okrskové rádiolokátory

SSR - sekundárne rádiolokátory

SSR Smode - S-mode monoimpulzné rádiolokátory

MLAT - multilateračné systémy

ADS_B - zber polohových informácií z paluby lietadla

VCCS – Voice Communication and Control System – hlasový komunikačný a kontrolný

systém

ATIS – Automatic Terminal Information Service – automatická terminálová informačná

služba

AFTN – Aeronautical Fixed Telecommunication Network – letecká pevná

telekomunikačná sieť

CIDIN – Common ICAO Data Interchange Network – vzájomná dátová výmenná sieť

ICAO

NOTAM – Notice To Airmen – informácie pre letcov (osádky lietadiel a riadiacich letovej

prevádzky)

ATM – z angl. Air Traffic Management – riadenie letovej prevádzky

Úvod

Informácie patria v dnešnom svete medzi najdôležitejšiu komoditu, resp. prvok v každom odbore a oblasti ľudskej činnosti. V niektorých oblastiach majú informácie naozaj len informatívnu hodnotu, avšak existujú odvetvia, kde je presnosť a dostupnosť informácií kritická. Medzi tieto oblasti ľudskej činnosti patrí aj lietanie, resp. letecká doprava. Prudký rozvoj leteckej dopravy najmä v druhej polovici 20. storočia mal za následok zvýšenú potrebu usporiadania tokov letovej prevádzky, usmernenie riadenia letovej prevádzky a spracovávania čoraz väčšieho množstva informácií. V riadení letovej prevádzky postupne začalo dochádzať k využívaniu výpočtovej techniky, ktorá dokáže pohotovo tieto informácie nielen spracovávať a archivovať, ale aj poskytovať všetkým užívateľom – riadiacim letovej prevádzky a ostatnému personálu v leteckej doprave.

1. Informácie

Informácia zahrňuje v sebe správu spolu s jej významom pre príjemcu. Je to správa, ktorá vyjadruje istý stav, slúži nejakému cieľu alebo vyvoláva nejakú akciu. Správa sa stáva informáciou buď v dôsledku ľudskej interpretácie alebo tým, že ju spracujú algoritmy, alebo jej uložením v súboroch. Podľa Shannonovej teórie informácií[1] je informácia mierou stredného informačného obsahu, prenositeľného daným kódovaním. Na rozdiel od údajov respektíve dát, ktoré predstavujú len určitú hodnotu v podobe čísla, alebo označenia, je informácia správou, ktorá má komplexnú výpovednú hodnotu. Popisuje stav určitého deja alebo veci a na jej základe je možné vyvodiť ďalší postup, zistiť aktuálny stav, alebo predošlý stav. Informácia je zvyčajne uložená na nosiči informácií, ktorý môže mať klasickú formu – papier, prípadne je uložená v elektronickej forme – páska, video záznam, audio záznam, dátový záznam – v takomto prípade už hovoríme o elektronickej informácii. Elektronické informácie sú ukladané v podobe súborov v úložiskách informácií, v databázach. Vnútorná štruktúra väčšiny databáz je tvorená natabuľkovom princípe, čo znamená, že vzťahy medzi jednotlivými informáciami (súbormi), sú navzájom poprepájané vtedy, pokial medzi nimi existuje určitá súvislosť alebo podobnosť. Pokiaľ je databáza indexovaná, je možné v nej jednotlivé súbory účinne vyhľadávať a zotrieďovať. Databázy sú zvyčajne uložené na diskových poliach databázových serverov, prípadne v rozsiahlejších datacentrách.

Informácie majú svoje nezastupiteľné miesto v každej oblasti ľudskej činnosti. Ich význam a dôraz na ich presnosť a okamžitú dostupnosť je však v každej sfére rozdielny. Pri niektorých činnostiach a v určitých kritických procesoch môže mať nedostatok alebo oneskorený prísun potrebných informácií veľmi negatívny dopad na ich výsledok. Medzi takéto činnosti bezpochyby patrí aj lietanie, resp. letecká činnosť. Vysoká kvalita a okamžitá dostupnosť potrebných informácií v tejto oblasti ľudskej činnosti je nevyhnutná.

2. Spracovanie informácií

Operácie, ktorými sa v informačnom systéme informácie triedia a upravujú tak, aby boli vhodné na znázornenie pre prijímateľa, alebo nariadenie určitého procesu, nazývame spracovávaním informácií. Spracovanie informácií pritom nemusí byť chápané vyslovene ako spracovávanie určitých dokumentov. V súčasnosti sú informácie spracovávané rôznymi technologickými postupmi, pričom najrozšírenejšie spracovanie informácií je počítačové spracovávanie. Technológie a postupy v takomto procese nazývame informačnými technológiami. Tieto majú v takmer každej oblasti ľudskej činnosti svoje nezastupiteľné miesto a ich význam naďalej narastá. Informačné technológie môžme preto nazvať aj uceleným komplexom, alebo celkom, ktorý umožňuje informácie nielen zbierať, ale aj ukladať, porovnávať, vyhodnocovať a archivovať na neskoršie použitie v budúcnosti. Veľmi dobrým príkladom použitia takýchto systémov je nielen riadenie mnohých technologických procesov, manažment, alebo riadenie činnosti leteckej dopravy ako takej, ale aj napríklad samotné riadenie letovej prevádzky. Informačné systémy v dnešnej dobe neraz pracujú aj na princípe využitia neurónových sietí, čím vytvárajú inteligentné technológie. Tieto sa vyznačujú najmä ich samostatnosťou a tým, že sa dokážu zbieraním dát počas určitého potrebného obdobia učiť. Podľa naučených dát a naučených činností dokážu napríklad vyhodnocovať rôzne situácie a poskytovať nápovedu, alebo predikované riešenie ešte predtým, ako k danej situácii dôjde. Príkladom môže byť veľmi známa predpoveď počasia, prípadne automatizované systémy riadenia dopravy. V prípade inteligentných technológií pritom platí, že čím dlhšie daný systém pracuje a zbiera dáta, tým je jeho činnosť presnejšia.

Informácie v riadiacom procese, prípadne v činnosti leteckej dopravy a všetkých jej sub-systémov, sú zbierané a ukladané do informačných databáz. V súčasnej dobe existuje široká škála rôznych databázových systémov. Tieto sa odlišujú nielen kapacitou, ale aj možnosťou okamžitého prístupu k jednotlivým potrebným dátam alebo informáciám a taktiež možnosťami ich interakcie s inými databázami. Nevyhnutným prvkom v takýchto procesoch je samozrejme pravideľný systém automatických záloh. Systémy zálohovania je v kritických systémoch potrebné navrhnúť tak, aby bola zabezpečená:

- dostupnosť informácií
- bezpečnosť informácií[2]
- diverzifikácia rizika v prípade extrémnych situácií[3]
- okamžité aktualizácie v celom zálohovacom procese (tzv. mirroring[4] )

V súčasnosti sú najrozšírenejšími databázovými systémami využívanými na ukladanie a zálohovanie informácí a dát, tzv. SQL databázy. Tieto umožňujú veľmi efektívnu prácu s obrovským množstvom informácií, umožňujú vzdialený prístup k informáciám a k dátam. Sú pritom súčasťou celého informačného systému pôsobiaceho v danej oblasti ľudskej činnosti. Ich využitie je pritom možné viacerými užívateľmi v rovnakom čase. Tieto databázy umožňujú ukladanie akýchkoľvek formátov informácií a dát.

Pri spracovaní informácií je potrebné spomenúť aj ich prenos. Prenos informácií prebieha prostredníctvom počítačových sietí a to s využitím sieťových protokolov. Tento dátový prenos pritom prebieha na rôznych vrtvách siete – pri sieťovom protokole TCP/IP je to v súčasnosti s využitím dvoch druhov IP adries a to pomocou klasickej IPv4 alebo pomocou IPv6. Využitie týchto princípov je veľmi dôležité, najmä kvôli zabezpečeniu presnej informácie v stanovenom čase – príkladom v letectve je napríklad jednotné a aktuálne grafické zobrazenie spracovanej radarovej informácie na obrazovkách rôznych riadiacich stanovíšť či už v rámci jedného letiska, oblasti, prípadne širšieho regiónu riadiaceho daný vzdušný priestor.

3. Informačné systémy

Jednotlivé komponenty systémov pracujúcich s informáciami sa nazývajú informačné systémy. Každý informačný systém má svoje určenie a na základe toho sa môže odlišovať od iných systémov. Nakoľko má každý systém svoje špecifiká úzko vyplývajúce z určenia daného systému, môžu byť napríklad kritériá kladené na jeden systém úplne iné ako na iný informačný systém. Pokiaľ daný informačný systém pracuje s kritickými informáciami a je nevyhnutná jeho maximána spoľahlivosť a bezpečnosť, potom takýto systém potrebuje samostatné zabezpečenie v podobe rôznych systémových záloh. Pri súčinnosti rôznych systémov, resp. pri pokrytí väčšej oblasti (regiónu, prípadne globálne) jedným druhom špecifikého systému, je nutné zabezpečiť:

- kompatibilitu
- interoperabilitu
- zálohovanie dát v prípade výpadku časti systému
- spoľahlivosť
- priepustnosť jednotlivých komponentov systému
- možnosť aktualizácií
- dostupnosť dát a informácií v reálnom čase z ktorýchkoľvek miest systému

Nevyhnutnosť budovania a využívania komplexných informačných systémov narastá v súčasnej dobe najmä v súvislosti s budovaním globálnych sietí služieb a dopravy. Výmena informácií a ich okamžitá dostupnosť je už v takmer každej sfére ľudskej činnosti nevyhnutná.

4. Informačné systémy v riadení letovej prevádzky

V dnešnej dobe sa nestačí zamerať len na spoľahlivosť leteckej techniky. Nevyhnutné je tiež zaistiť včasné, presné a zrozumiteľné informácie, ktoré musia byť dostupné na všetkých potrebných miestach leteckej prepravy. To všetko je zabezpečované systémami informačných technológií leteckých dopravcov, letísk a podnikov riadenia leteckej prevádzky. Tie musia byť schopné navzájom spoľahlivo komunikovať a spolupracovať globálne v reálnom čase (on-line). Vzhľadom na veľké množstvo letísk, prepravcov, letov, cestujúcich a hlavne veľkým množstvom výrobcov informačných technológií je nevyhnutný vysoký stupeň štandardizácie. Základné princípy boli vytvorené predovšetkým v rámci organizácií IATA a ICAO.

Využitie informačných technológií je predovšetkým v podnikoch riadenia letovej prevádzky veľmi vysoké a v praxi si dnes ich činnosť ani nie je možné predstaviť. Vzhľadom k nutnosti priebežnej komunikácie medzi systémami riadenia letovej prevádzky je napríklad v krajinách Európy venovaná veľká pozornosť zabezpečeniu ich kompatibility a to bez ohľadu na ich výrobcu alebo krajinu použitia. V legislatíve EÚ pre jednotné európske nebo (Single European Sky) je kladený veľký dôraz na interoperabilitu. (Prúša a kol, 2008 s. 260)

V procese riadenia letovej prevádzky dochádza k súčasnému využívaniu rôznych druhov informácií, ktoré na konci riadiaceho procesu poskytujú finálnu informáciu riadiacemu letovej prevádzky tak, aby sa tento mohol bezpečne rozhodnúť a následne poskytnúť potrebné pokyny a odporúčania osádkam lietadiel v riadenom vzdušnom priestore. V rámci ATM[5] je možné jednotlivé informačné systémy popísať v rámci jednotlivých domén:

- doména komunikácie
- doména navigácie
- prehľadová doména – surveillance
- doména bezpečnosti ATM systémov

4.1 Doména komunikácie

Základnou úlohou komunikačných systémov je zabezpečenie spoľahlivej komunikácie nielen medzi riadiacimi letovej prevádzky, posádkami lietadiel a medzi jednotlivými pracoviskami riadenia letovej prevádzky, ale taktiež zabezpečenie dátového spojenia medzi jednotlivými systémami ATM v rámci európskeho riadenia letovej prevádzky. Jednotlivé druhy prenosov používaných v komunikácii v jednotlivých procesoch riadenia letovej prevádzky môžme rozdeliť na:

- telefónne/hlasové (zem-zem)
- rádiové/hlasové (zem-lietadlo)
- dátové (medzi jednotlivými systémami)

Základ infraštruktúry pre prenos dát pritom tvorí fyzická vrstva (metalická, optická a štruktúrovaná kabeláž). Na ňu nadväzuje vrstva prenosových systémov, ktorá sa rozdeľuje na telekomunikačné digitálne siete SDH/PDH a vyššie spomenuté dátové siete TCP/IP (pozri s. 12), prípadne X.25. Tieto siete poskytujú služby zabezpečeného prenosu dát, umožňujú definovať smerovanie, využiť záložné cesty a ďalšie funkcie v závislosti na použitých protokoloch.

Jednou z komunikačných aplikácií typických pre letectvo a riadenie letovej prevádzky, je celosvetová sieť pre výmenu správ AFTN[6] a jej nadstavba CIDIN[7]. Táto sieť slúži okrem iného aj na prenos správ typu NOTAM[8], informujúcich posádky lietadiel o zmenách v prevádzkových charakteristikách rôznych častí infraštruktúry letovej prevádzky.

AFTN terminál pracuje s podporou programu Windows. Poskytuje užívateľovi terminálu možnosť prijímať a vysielať AFTN správy v súlade s ustanoveniami predpisu L 10, Letecké telekomunikácie zväzok II, Spojovacie postupy.

[...]


[1] Teóriu informácie založil C. E. Shannon v roku 1948 ako teóriu zaoberajúcu sa problémami uchovávania a prenosom informácií. Zaoberá sa prenosom informácií z technického hľadiska, pomocou elektrotechniky a matematiky. Z tejto teórie vznikli pojmy ako informačná entropia a kapacita kanála.

[2] Zakrytptovanie informácií v databázach

[3] Rizikom môže byť technická porucha, ľudský faktor, bezpečnostná hrozba (napr. teroristický útok), prípadne iné nepredvídateľné udalosti, ktorých náhodný výskyt môže mať zásadný vplyv na funkčnosť systému a na jeho samotné využívanie v riadiacom procese

[4] Mirroring – termín využívaný v informačných technológiách. Je to takzvané zrkadlenie jednotlivých systémov. Napríklad databázový server A je zrkadlený s iným serverom B a prípadne C. Po nahratí informácií na úložisko servera A sa tieto informácie okamžite zrkadlia na zálohové servery B a C. Taktiež pri modifikácií určitých druhov informácií na serveri A, dôjde k ich rovnakej modifikácii na serveroch B a C.

[5] ATM – z angl. Air Traffic Management – riadenie letovej prevádzky

[6] AFTN – Aeronautical Fixed Telecommunication Network – letecká pevná telekomunikačná sieť

[7] CIDIN – Common ICAO Data Interchange Network – vzájomná dátová výmenná sieť ICAO

[8] NOTAM – Notice To Airmen – informácie pre letcov (osádky lietadiel a riadiacich letovej prevádzky)

Excerpt out of 22 pages

Details

Title
Informačné systémy v riadiacom procese leteckej navigácie
College
Technical University of Kosice  (Faculty of Aeronautics)
Author
Year
2015
Pages
22
Catalog Number
V292713
ISBN (eBook)
9783656898849
ISBN (Book)
9783656898856
File size
694 KB
Language
Slovakian
Tags
navigation, information systems, air traffic control, atc, riadenie letovej prevádzky, navigácia, systémy v riadení letovej prevádzky, rlp
Quote paper
Jozef Kozar (Author), 2015, Informačné systémy v riadiacom procese leteckej navigácie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/292713

Comments

  • No comments yet.
Read the ebook
Title: Informačné systémy v riadiacom procese leteckej navigácie


Upload papers

Your term paper / thesis:

- Publication as eBook and book
- High royalties for the sales
- Completely free - with ISBN
- It only takes five minutes
- Every paper finds readers

Publish now - it's free