Определение характеристик конечных участков стандартных маршрутов прибытия с помощью аппарата системы массового обслуживания

The article solves the problem of determining the probabilistic characteristics of the STARs legs which specify a sequencing technique of “point merge” and “trombone”-type considering the intensity of the air traffic flow and the formation of a queue. This task is closely related to the airspace efficiency, as well as to the limit values of flight safety performance. An application of the queueing system makes it possible to optimize the elements of the airspace structure on an objective basis, and in the event of considering the inverse problem to establish limit values for the air traffic flow characteristics. The characteristics of the “point merge” and “trombone”-type schemes become of prime importance in the air hub, where several airfields function of each other in a relatively small volume of airspace – as it happens in the Moscow air hub, so it is the given hub that is taken as a practical example. In this problem the basic model is the queueing system with limited-size queues where the optimal number of service channels in a stationary air traffic flow is determined in a probabilistic way. The stated model encapsulates the essence of the “trombone” or “point merge”-type scheme, where the number of service channels corresponds to the number of flight levels on the arc of the “point merge” or on the horizontal flight segment of the “trombone”. Now, the number of such flight levels, as a rule, corresponds to the number of standard arrival routes involved in the formation of a “trombone” (“point merge”), which, from a practical point of view, is excessive. The task of using the mathematical apparatus of the queueing system is to determine the optimal number of flight levels – service channels of the model while establishing the required probability of its failure. As a mathematical model of the queueing system, the “trombone”-type scheme is used, and in the mentioned above example, the structure of the airspace is presented using the “point merge”-type scheme as a regulator of the aircraft sequence for landing. All the computations are performed for the certain intensity of air traffic flow for a specified airfield, considering the full-scale application of continuous descent operations and continuous climb operations (CDO, CCO). As a result of solving the problem, the value for the optimal number of flight levels on the “trombone” or “point merge”-type scheme was obtained, and the dependence of the number of service channels (flight levels on the “trombone” or “point merge”) on the value of the given probability of the queueing system failure was shown. The proposed approach to the airspace structure formation has prospects for implementation.В статье решается задача определения вероятностных характеристик участков стандартных маршрутов прибытия, определяющих порядок построения очереди на посадку типа «веер» и «тромбон», с учетом интенсивности потока движения воздушных судов и размера возникающей очереди. Данная задача тесно связана с эффективностью использования воздушного пространства, а также с предельными значениями характеристик безопасности полетов. Применение аппарата системы массового обслуживания позволяет оптимизировать элементы структуры воздушного пространства на объективной основе, а в случае рассмотрения обратной задачи установить предельные значения характеристик потока воздушного движения. Особую значимость характеристики схем типа «веер» и «тромбон» приобретают в аэроузле, где в относительно небольшом объеме воздушного пространства, независимо друг от друга функционируют несколько аэродромов. Так происходит в московском аэроузле, поэтому именно этот узел принят в качестве практического примера. Как базовая модель в данной задаче рассматривается система массового обслуживания с очередями ограниченного размера, где вероятностным способом производится поиск оптимального количества каналов обслуживания в стационарном потоке воздушного движения. Такая модель определяет суть схемы типа «тромбон» или«веер», где количество каналов обслуживания соответствует количеству эшелонов на дуге веера или на участке горизонтального полета тромбона. На настоящий момент количество таких эшелонов, как правило, соответствует количеству стандартных маршрутов прибытия, участвующих в формировании тромбона (веера), что с практической точки зрения является избыточным. Задача использования математического аппарата системы массового обслуживания состоит в определении оптимального количества эшелонов – каналов обслуживания модели при установлении требуемой вероятности ее отказа. В качестве математической модели системы массового обслуживания применена схема типа«тромбон», а в приведенном примере представлена структура воздушного пространства с применением схемы типа«веер» в качестве регулятора очереди воздушных судов на посадку. Все расчеты произведены для определенной интенсивности потока воздушного движения на конкретный аэродром с учетом полноценного применения режимов постоянного снижения и набора (CDO, CCO). В результате решения задачи получено значение оптимального количества эшелонов на схеме типа «тромбон» или «веер», а также показана зависимость количества каналов обслуживания (эшелонов на тромбоне или веере) от значения заданной вероятности отказа системы массового обслуживания. Предлагаемый подход к организации структуры воздушного пространства имеет перспективы внедрения

Sea Ice Dynamics Induced by External Stochastic Fluctuations

The influence of stochastic fluctuations in the atmosphere and in the ocean caused by different occasional phenomena (noises) on dynamic processes of sea ice growth with a mushy layer is studied. It is shown that atmospheric temperature variances substantially increase the sea ice thickness, whereas dispersion variations of turbulent flows in the ocean to a great extent decrease the ice content produced by false bottom evolution. © 2013 Springer Basel

Solidification dynamics under random external-temperature fluctuations

The nonlinear dynamic mechanisms of solid-phase formation with a phase transition region are studied under periodic and random fluctuations of the cooling-boundary temperature. It is theoretically shown that a mushy zone can form even at close liquid and cooling-boundary temperatures due to random temperature field fluctuations. The growth of a solid phase with the mushy zone is investigated as a function of the autocovariance characteristics of random noises. © 2013 Pleiades Publishing, Ltd

Методика поддержания целостности потока прибытия на основе характеристик режима постоянного снижения

The article deals with the technique of constructing standard arrival routes using the CDO profile in the airspace of the "approach" zone with increased air traffic intensity. The methodology for calculating the effective values of airspace structure elements is based on the probabilistic characteristics of the arrival flow, on the basis of which the required working areas of the «trombone» and «point merge» are determined in an iterative way in order to maintain the CDO regime. As a result of the application of this technique, an exemplary structure is presented from three standard arrival routes for Sheremetyevo Airport, in which trombones are used on the final sections of the arrival route. The calculation of the probabilistic characteristics of the unimportant functioning of a «trombone» («point merge») is made proceeding from the Poisson law of the arrival flow of the aircraft for each route and the uniform distribution of the random value of the aircraft entry of all routes to an elementary common segment (l). A comparative evaluation of the efficiency of the “trombone” and “point merge” circuits on the working area is made on the basis of the characteristics of the aircraft traffic flow. An important result is obtained, mainly on the “trombone” type, not only on the efficiency of airspace use, but also on the integrity characteristics of the aircraft arrival required for CDO. The obtained results are confirmed by the simulation carried out under the conditions of the problem. In conclusion, the conditions for the practical provision of a constant reduction regime at CDO sections of the standard arrival routes are presented, which includes the exceedance of the calculated ATM, and measures are proposed to minimize the negative consequences from such disturbances of the incoming flow.В статье рассматривается методика построения стандартных маршрутов прибытия с использованием профиля постоянного снижения (CDO) в воздушном пространстве зоны «подхода» с повышенной интенсивностью воздушного движения. Методика расчета эффективных значений элементов структуры воздушного пространства основана на вероятностных характеристиках потока прибытия, на основе которых итерационным способом определяются необходимые рабочие площади «тромбона» и «веера» в целях поддержания режима полета при постоянном снижении. В качестве результата применения указанной методики представлена примерная структура из трех стандартных маршрутов прилета в аэропорт Шереметьево, в которой на конечных участках маршрута прибытия применены «тромбоны». Расчет вероятностных характеристик бесприоритетного функционирования «тромбона» («веера») произведен исходя из пуассоновского закона потока поступления воздушных судов (ВС) на каждый маршрут и равномерного распределения случайной величины попадания ВС всех маршрутов на элементарный их общий участок (l). Проведена сравнительная оценка эффективности схем «тромбона» и «веера» по рабочей площади на основе характеристик потока движения воздушных судов. Получен существенный результат по преимуществу схемы типа «тромбон» не только относительно эффективности использования воздушного пространства, но и по характеристикам целостности прилетного потока воздушных судов, необходимого для применения CDO. Полученные результаты подтверждены проведенным моделированием в рамках условий задачи. В заключение статьи обозначены условия практического обеспечения режима постоянного снижения на участках CDO стандартных маршрутов прилета, в том числе при превышении расчетной интенсивности воздушного движения, предложены меры по минимизации отрицательных последствий от подобных возмущений прилетного потока

Сross-analysis of big data in accreditation of health specialists

Objective: The relevance of this study is due to the mass accreditation of health professionals that is developing in Russia, which requires innovative measurement tools and opens new opportunities for a well-founded cross-analysis of specialists’ professional readiness quality. Purpose of the study: The purpose of this article is to present approved methodical approaches to the transformation of accreditation data into a format suitable for secondary analysis of medical schools graduates quality based on the requirements of Professional Standards. Method: The leading methods of secondary data analysis are: a) codification of indicators in the primary data accumulation array; b) statistical processing of study results (evaluation of the relationships between the arrays of primary data accumulation and instrumental data, the correlation of test scores obtained by accreditation results with the labor functions of Professional Standards); c) the creation of representative samples for data analysis. The implementation of methods is carried out in the mode of working with arrays of big data, which also uses the method of cross-analysis to identify additional factors that affect to specialists’ professional readiness quality. Results: As a results of the research, there were: 1) approaches to the codification of data in the array and their secondary analysis were developed; 2) three samples were constructed with an estimation of representativeness for different strata, including subjects, assignments and corresponding labor functions; 3) the matrix of primary data in the specialty “Pediatrics” was verified using the example of the results of students from 50 medical universities in Russia. Conclusion: Approbation of methods of secondary data analysis conducted on representative samples of the subjects showed the effectiveness of the developed approaches that should be used when analyzing large data sets in the procedures of certification or accreditation. The materials of the article can be useful for specialists in the field of assessing the quality of education or assessing the professional readiness of health professionals, managers, professors and pedagogical staff of medical schools, specialists of centers for independent assessment of qualifications. © 2018, Modestum Ltd.. All rights reserved

ОПЕРАТИВНАЯ КОРРЕКЦИЯ ПОТОКОВ ПРИЛЕТА И ВЫЛЕТА ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В РАЙОНЕ АЭРОДРОМА

The problem of optimal correction of the scheduled time of take-off and landing aircraft using a single runway (RW), in conditions of high air traffic intensity at which the probability of a conflict between the takeoff and landing reaches a critical value.The efficient approach that allows to solve the problem of safety effectively using the method of "penalty" functions given the additional loss of fuel in case of delays of departure and arrival is proposed.The advantages of the suboptimal solution compared to accept today as a "team" solution to the conflict of the departure and arrival aerodrome is shown.Сформулирована задача оптимальной коррекции запланированного времени посадки и взлета воздушных судов, использующих одну взлетно-посадочную полосу (ВПП) в условиях повышенной интенсивности воздушного движения, при которой вероятность возникновения конфликтной ситуации между взлетом и посадкой достигает критических значений.Предложен способ, позволяющий эффективно решать задачу обеспечения безопасности полетов с помощью метода «штрафных» функций, учитывая дополнительные потери топлива при задержках вылета и прилета.Показаны преимущества субоптимального решения по сравнению с принятым сегодня «командным» вариантом разрешения конфликта вылета и прилета в районе аэродрома

ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ ПОДДЕРЖКА В ЗАДАЧЕ ПРИОРИТЕТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ГРУППЫ ПИЛОТИРУЕМЫХ И БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ВЫБОРЕ МАРШРУТОВ ПОЛЕТА И КОНТРОЛЯ БЕЗОПАСНОСТИ ИХ ДВИЖЕНИЯ

The problem of automatic control of rapprochement of aircrafts at the passing, oncoming and cross movements on intersecting courses is formulated. The method of function evaluation of risk of collision of courts on the basis of dynamic programming that allows creating alarm signals for acceptance of precautionary measures for safe management of the lateral and longitudinal motion of the aircraft is offered.Сформулирована задача автоматического контроля сближения воздушных судов (ВС) при попутном, встречном и поперечном движении на пересекающихся курсах. Предложен метод вычисления функции риска столкновения ВС на основе динамического программирования, что позволяет сформировать сигналы тревоги для принятия предупредительных мер по безопасному управлению боковым и продольным движением ВС

НЕЙРОСЕТЕВАЯ СИСТЕМА ВЫБОРА ТРАСС ЗАХОДА НА ПОСАДКУ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ НАПРАВЛЕНИЯ ВЕТРА

The article describes the problem of solving important practical problems of redistribution of aircraft when landing on a different route of the Moscow air hub in the event of a sudden change of weather conditions. The neural network procedure to set priorities for each aircraft in real time based on dynamic programming is offered. This allowed us to generate lists of vessels for each trace landing and to determine their priority for landing.Рассматривается решение важной практической задачи перераспределения воздушных судов при их заходе на посадку на разные трассы Московского аэроузла в случае внезапного изменения метеоусловий. На основе динамического программирования предложена нейросетевая процедура назначения приоритетов для каждого воздушного судна в реальном масштабе времени, что позволило формировать списки воздушных судов для каждой трассы посадки и определять первоочередность их посадки

Формирование частных критериев эффективности A-CDM с учетом интересов участников процесса принятия решений в динамической обстановке

We consider the problem of collaborative decision making of the production process at airlines (CDM) in dynamically changing conditions of occurrence of emergency situations that make changes in the action plan. In the production process, due to the different orientation of the tasks to be solved, the solution may require a large or small number of possible variant solutions. The article presents a concrete example of such a situation affecting the conventional three services of the aviation complex, each with its own interests in the overall production process. The solution to this problem is the only option in favor of the overall production process. For this purpose, several designations and assumptions have been introduced, the list of which can be supplemented. Dynamic priorities are defined for each participant of the process. Optimization of collaborative decision-making can be achieved either by a simple search for solutions, or by using a genetic algorithm that allows you to get a suboptimal solution that meets the requirements of the participants in the process using a smaller number of iterations in real time. In this example, we consider a situation that occurs in a real enterprise due to bad weather conditions. Thus, dynamic priorities are assigned based on a multiplicative form for delayed flights, considering the interests of participants in the process, private criteria are formed for ranking flights at each step of rescheduling, and a genetic algorithm is applied. As a result, we obtained four solutions to the disruption caused by external factors. The first three options correspond to the interests of three parties concerned, and the fourth one is consolidated. All the solutions were different, which indicates the need for an objective and reasonable decision-making apparatus for joint management of the production process. The proposed mathematical apparatus has this ability and prospects for implementation.Рассматривается задача совместного управления производственным процессом на авиапредприятиях (CDM) в динамически изменяющихся условиях возникновения нештатных ситуаций, вносящих изменения в план действий. В производственном процессе в силу разной направленности решаемых задач решение может потребовать перебора как большого, так и малого количества возможных вариантов решения. В статье представлен конкретный пример подобной ситуации, затрагивающей традиционные три службы авиационного комплекса, имеющие каждый свои интересы в общем производственном процессе. Решением такой задачи является единственный вариант в пользу общего производственного процесса. Для этого введен ряд обозначений и допущений, перечень которых может дополняться. Определены динамические приоритеты для каждого участника процесса. Оптимизация совместного принятия решений может быть достигнута как простым перебором вариантов решения, так и при помощи генетического алгоритма, который позволяет за меньшее число итераций в реальном масштабе времени получить субоптимальное, отвечающее требованиям участников процесса решение. В приведённом примере рассматривается ситуация, возникающая на реальном предприятии из-за плохих метеорологических условий. Так, экспертным путем назначаются динамические приоритеты на основе мультипликативной формы для задержанных рейсов с учетом интересов участников процесса, формируются частные критерии для ранжирования рейсов на каждом шаге перепланирования, применяется генетический алгоритм. В результате получено четыре варианта решения «сбойной» ситуации, возникшей в результате воздействия внешних факторов. Первые три варианта соответствуют интересам трех заинтересованных сторон, а четвертый – консолидированный. Все варианты решения оказались различными, что говорит о необходимости применения объективного и обоснованного аппарата принятия решения при совместном управлении производственным процессом. Предлагаемый математический аппарат обладает такой способностью и имеет перспективы внедрения

СПОСОБ УПОРЯДОЧЕНИЯ ПОТОКА ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ ПО ТИПУ «ТРОМБОН» С ОБРАТНЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ПОЛЕЗНОЙ ЗОНЫ МАНЕВРИРОВАНИЯ

The problem of solving important practical tasks of organizing the flow of arriving aircraft from different directions to the same navigation point is described. This allows us to form list for landing and determine their priority.Рассматривается решение важной практической задачи по упорядочиванию потока движения воздушных судов (ВС), прибывающих с разных направлений на общую навигационную точку, что позволяет формировать очередь для посадки ВС и определять первоочередность посадки