Мережевий аналіз спільного прийняття рішень операторами аеронавігаційної системи в особливих випадках в польоті

Purpose: research of pilot and air traffic controller (ATC) collaborative decision making during emergency case in flight (for example, in case of one engine failure and other engine fires from one side during take-off on multiengine aircraft) for maximum synchronization of operators’ technological procedures. Methods: deterministic models of joint decision-making by the air navigation system operators are obtained by network planning methods; their adequacy is confirmed by full-scale modeling on a complex flight simulator. The probabilities of the emergency case development in flight are estimated using the neural network model. For the sequential optimization of the collaborative two-channel network “pilot-air traffic controller” in order to achieve the end-to-end effectiveness of joint solutions, a multi-criteria approach was used: ensuring the minimum time to parry emergency case in flight with maximum safety / maximum consistency over the time of operator actions. Results: synchronized operational procedures of air navigation system operators during emergency cases in flight with the optimal sequence of actions and the minimum time to complete the flight. A conceptual model of the system has been developed for managing and forecasting the development of emergency cases in flight based on deterministic and stochastic models of decision making by the air navigation system human operator, taking into account the influence of factors of a professional and non-professional nature. Discussion: the proposed models will complement the database of flight scenarios development in the decision support system and can be used in the air navigation system operators’ joint simulator training process and in the real conditions of aircraft exploitation.Цель: исследование консолидированного принятия решений пилотом и авиадиспетчером при возникновении особого случая в полете (на примере отказа одного двигателя и пожара другого с одной стороны во время взлета на многомоторном воздушном корабле) для максимальной синхронизации технологических процедур операторов. Методы: детерминированные модели совместного принятия решений операторами аэронавигационной системы получены методами сетевого планирования, их адекватность подтверждена натурным моделированием на комплексном авиационном тренажере. Вероятности развития особого случая в полете оценены с помощью нейросетевой модели. Для последовательной оптимизации консолидированной двухканальной сети «пилот-авиадиспетчер» с целью достижения сквозной эффективности совместных решений использован мультикритериальный подход: обеспечение минимального времени на парирование особого случая в полете при максимальной безопасности/максимальной согласованности по времени действий операторов. Результаты: синхронизированы операционные процедуры операторов аэронавигационной системы в особых случаях в полете с оптимальной последовательностью действий и минимальным временем завершения полета. Разработана концептуальная модель системы для управления и прогнозирования развития особых случаев в полете на основе детерминированных и стохастических моделей принятия решений человеком-оператором аэронавигационной системы, учитывающая влияние факторов профессионального и непрофессионального характера. Обсуждение: предложенные модели позволят дополнить базу данных развития сценариев полетных ситуаций в системе поддержки принятия решений и могут быть использованы в процессе совместной тренажерной подготовки операторов аэронавигационной системы и в реальных условиях эксплуатации воздушного корабля.Мета: дослідження консолідованого прийняття рішень пілотом та авіадиспетчером у разі виникнення особливого випадку в польоті (на прикладі відмови одного двигуна та пожежі іншого з однієї сторони під час зльоту на багатомоторному повітряному кораблі) для максимальної синхронізації технологічних процедур операторів. Методи: детерміновані моделі спільного прийняття рішень операторами аеронавігаційної системи отримані методами мережевого планування, їх адекватність підтверджена натурним моделюванням на комплексному авіаційному тренажері. Ймовірність розвитку особливого випадку в польоті оцінені за допомогою нейромережевої моделі. Для послідовної оптимізації консолідованої двоканальної мережі «пілот-авіадиспетчер» з метою досягнення наскрізної ефективності спільних рішень використаний мультикритеріальній підхід: досягнення мінімального часу на парирування особливого випадку в польоті при максимальній безпеці/максимальному узгодженні за часом дій операторів. Результати: синхронізовані операційні процедури операторів аеронавігаційної системи в особливих випадках в польоті з оптимальною послідовністю дій і мінімальним часом завершення польоту. Розроблена концептуальна модель системи для управління та прогнозування розвитку особливих випадків в польоті на основі детермінованих та стохастичних моделей прийняття рішень людиною-оператором аеронавігаційної системи,враховуючи вплив факторів професійного та непрофесійного характеру. Обговорення: запропоновані моделі доповнять базу даних розвитку сценаріїв польотних ситуацій в системі підтримки прийняття рішень і можуть бути використані в процесі спільної тренажерної підготовки операторів аеронавігаційної системи і в реальних умовах експлуатації повітряного корабл

METHODOLOGY FOR ANALYSIS OF DECISION MAKING IN AIR NAVIGATION SYSTEM

Abstract. In the research of Air Navigation System as a complex socio-technical system the methodologyof analysis of human-operator's decision-making has been developed. The significance of individualpsychologicalfactors as well as the impact of socio-psychological factors on the professional activities of ahuman-operator during the flight situation development from normal to catastrophic were analyzed. On thebasis of the reflexive theory of bipolar choice the expected risks of decision-making by the Air NavigationSystem's operator influenced by external environment, previous experience and intentions were identified.The methods for analysis of decision-making by the human-operator of Air Navigation System usingstochastic networks have been developed.Keywords: Air Navigation System, bipolar choice, human operator, decision-making, expected risk, individualpsychologicalfactors, methodology of analysis, reflexive model, socio-psychological factors, stochastic network

ComplexWorld Position Paper

The Complex ATM Position Paper is the common research vehicle that defines the high-level, strategic scientific vision for the ComplexWorld Network. The purpose of this document is to provide an orderly and consistent scientific framework for the WP-E complexity theme. The specific objectives of the position paper are to: - analyse the state of the art within the different research areas relevant to the network, identifying the major accomplishments and providing a comprehensive set of references, including the main publications and research projects; - include a complete list of , a list of application topics, and an analysis of which techniques are best suited to each one of those applications; - identify and perform an in-depth analysis of the most promising research avenues and the major research challenges lying at the junction of ATM and complex systems domains, with particular attention to their impact and potential benefits for the ATM community; - identify areas of common interest and synergies with other SESAR activities, with special attention to the research topics covered by other WP-E networks. An additional goal for future versions of this position paper is to develop an indicative roadmap on how these research challenges should be accomplished, providing a guide on how to leverage on different aspects of the complexity research in Air Transport

Complexity challenges in ATM

After more than 4 years of activity, the ComplexWorld Network, together with the projects and PhDs covered under the SESAR long-term research umbrella, have developed sound research material contributing to progress beyond the state of the art in fields such as resilience, uncertainty, multi-agent systems, metrics and data science. The achievements made by the ComplexWorld stakeholders have also led to the identification of new challenges that need to be addressed in the future. In order to pave the way for complexity science research in Air Traffic Management (ATM) in the coming years, ComplexWorld requested external assessments on how the challenges have been covered and where there are existing gaps. For that purpose, ComplexWorld, with the support of EUROCONTROL, established an expert panel to review selected documentation developed by the network and provide their assessment on their topic of expertise

The safety case and the lessons learned for the reliability and maintainability case

This paper examine the safety case and the lessons learned for the reliability and maintainability case

Water models and scenarios inventory for the Danube region

This technical report presents an inventory of existing models currently used in the Danube Region by local, regional, national authorities and scientific institutes for the development of a hydro-economic multi-model ensemble for the Danube with a common database. It also presents a first identification of regional scenarios of policy options relevant for river basin management planning.JRC.H.1-Water Resource

Engage D5.6 Thematic challenge briefing notes (1st and 2nd releases)

Engage identified four thematic challenges to address research topics not contemporaneously (sufficiently) addressed by SESAR. This deliverable serves primarily as a record of the two sets of released thematic challenge briefing notes

Engage D3.5 Opportunities for innovative ATM research (interim report)

This document reports on the topics and academic disciplines of past Exploratory Research projects, notably SESAR Workpackage E (long-term and innovative research) and SESAR Exploratory Research (ER) with a view of tracing the evolution of research as well as opportunities for future research. This analysis is complemented with relevant activities in Engage, such as the Engage thematic challenges