Dviejų orlaivių skrydžio konflikto situacijų modeliavimas, vertinant determinuotus ir stochastinius parametrus

Abstract

Disertacijoje nagrinėjamos orlaivių konfliktinės situacijos. Pagrindinis tyrimo objektas yra dviejų skrendančių orlaivių konflikto situacijų modeliavimas, vertinant determinuotus ir stochastinius parametrus. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: išanalizuoti naudojami orlaivių konfliktinių situacijų sprendimo metodai ir palyginti jų efektyvumai, ištirti dviejų orlaivių konfliktą aprašantys veiksniai, turintys įtakos skrydžių efektyvumui ir saugai, pasiūlytos naujos Dubinso ir 3HC algoritmų taikymo ribos, įvertinant saugos ir racionalaus maršruto parinkimo kriterijus, ir pritaikyta stochastinio uždavinio metodika orlaivių konflikto analizei. Po to, sukurtas programinis orlaivių konfliktų modeliavimo kodas įvertinant saugą ir racionaliai parenkant maršrutą. Disertaciją sudaro įvadas, keturi skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus paskelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame pateikti orlaivių konfliktų sprendimo būdai / metodai, jų taikymo ribos, privalumai ir trūkumai. Aptarti orlaivių konfliktą aprašantys veiksniai, turintys įtakos skrydžių saugai ir efektyvumui. Skyriaus pabaigoje pateiktos išvados. Antrajame skyriuje pateikta pasiūlyta Dubinso ir 3HC algoritmų metodika bei jos taikymo ribos, įvertinant saugos ir racionalaus maršruto parinkimo kriterijus, taip pat išvesta netiesinė lygtis apskritimo taškams apskaičiuoti bei judėjimui neapskritomis kreivėmis aprašyti. Trečiajame skyriuje pasiūlyta nauja patikslinta orlaivių konflikto stochastinio uždavinio metodika. Ketvirtajame skyriuje pasiūlytas stochastinis dviejų orlaivių konfliktinės situacijos modeliavimas taikant Dubinso skaitinį modelį neapibrėžtumo sąlygomis. Disertacijos tema paskelbti 5 straipsniai: du – recenzuojamuose mokslo žurnaluose, įtrauktuose į Clarivate Analytics Web of Science duomenų bazės sąrašą, du – kitų tarptautinių duomenų bazių leidiniuose, vienas – recenzuojamoje tarptautinių konferencijų medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 6 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.

The dissertation focuses on the analysis of aircraft conflict situations. The research object is a simulation of two-aircraft conflict situations in flight considering deterministic and stochastic parameters. The dissertation addresses several main tasks: the applied methods for solving aircraft conflict situations were analysed, and their effectiveness was compared; the factors describing a two-aircraft conflict that affect flight efficiency and safety were studied; new application limits of the Dubins and 3HC algorithms were proposed, evaluating the criteria of safety and rational route selection; the stochastic problem methodology for aircraft conflict analysis was proposed. Then, a software code for aircraft conflict simulation was created by assessing safety and rational route selection. The dissertation consists of an introduction, four chapters, conclusions, references and the authors’ articles published on the dissertation topic. The introduction reveals the investigated problem and the importance and object of the research. It describes the purpose and tasks, research methodology, scientific novelty, the practical significance of results, and the dissertation claims. The Introduction ends by presenting the Author’s publications on the dissertation’s subject, reports given at conferences and the dissertation’s structure. Chapter 1 reviews the literature. It contains methods for resolving conflicts, the limits of their application, advantages, and disadvantages. Also, it discusses factors describing an aircraft conflict affecting the safety and efficiency of flights. The chapter closes with conclusions and reconsidered dissertation tasks. Chapter 2 presents the proposed methodology for the Dubins path and 3HC algorithms and the limits of its application, considering the safety criteria and rational routing. Chapter 3 contains an analysis of the proposed methodology of the stochastic task of the aircraft conflict. Chapter 4 provides stochastic modelling of the two-aircraft conflict situation using the proposed Dubins path numerical model under conditions of uncertainty. Five articles have been published on the subject of the dissertation: two articles are indexed in the Web of Science Clarivate Analytics database, two were published in scientific journals and one – in peer-reviewed international conference proceedings. Six reports on the dissertation’s topic were presented at national and international scientific conferences.