Небо на грани больших перемен. Число американских самолетов, летящих через национальное воздушное пространство, вероятно, многократно увеличится в ближайшие годы с ожидаемым введением беспилотных летательных аппаратов, других беспилотных транспортных средств и, возможно, в конечном итоге, воздушных такси.
«Люди не могут заниматься мониторингом и управлением таким количеством транспортных средств одновременно», - говорит Ки Палопо из НАСА. «Это больше, чем мозг может выдержать. Автоматизация необходима в областях, которые могут поддерживать принятие решений, например, при обнаружении конфликтов ».
Исследователи и разработчики, работающие над новыми авиационными технологиями, должны понимать, как тысячи новых самолетов будут взаимодействовать друг с другом и тысячи полетов уже в небе. Чтобы помочь им, группа из исследовательского центра Ames в Силиконовой долине НАСА, в том числе Palopo, создает испытательный стенд Air Traffic Management-eXploration (ATM-X), среду, в которой размещается моделирование воздушного движения на основе реального Федерального авиационного управления ( FAA) и другие данные, иногда в режиме реального времени.
Идея заключается в том, чтобы другие разработчики технологий могли проводить собственное моделирование, используя среду и среду моделирования управления воздушным движением на испытательном стенде.
С целью ускорения развития технологий ATM-X позволит авиационному сообществу, в том числе правительственным, частным секторам, университетам и международным исследователям, тестировать свои технологии без необходимости создания полной испытательной платформы, которая имитирует сложное управление воздушным движением в стране. система. НАСА в настоящее время работает с FAA, Boeing, Uber и другими над проектами ATM-X, и космическое агентство планирует начать перевод платформы для обычных пользователей после сентября 2020 года.
«По мере модернизации системы управления воздушным пространством, - говорит Палопо, - ожидается, что она будет обслуживать новые операции, такие как сверхзвуковые рейсы, которые возвращаются, воздушные такси и беспилотники». Испытательный стенд также способен оценить этот спектр технологий ».
При разработке испытательного стенда ATM-X Палопо и его коллеги из Эймса поняли, что моделирование воздушного пространства, используемое при разработке технологий, часто тормозилось из-за отсутствия быстрого доступа к оперативным данным и средствам для создания, архивирования и отзыва сценариев полета. Без более совершенных инструментов моделирования создание моделей было трудоемким, менее реалистичным и менее воспроизводимым.
«Использование реалистичных данных и систем управления воздушным движением делает симуляцию более убедительной», - говорит Палопо. «Наборы данных и системы в испытательном стенде позволяют разработчикам технологий подтверждать, имеет ли смысл их концепция или нет - может ли она работать в реальности». Кроме того, ATM-X имитирует сценарии полета при различных погодных условиях и условиях движения, прежде чем будут сделаны дополнительные инвестиции для совершенствования технологии.
Передача технологии
По словам Криса Бринтона, генерального директора Mosaic ATM Inc., компании из Лисбурга, штат Вирджиния, которая занимается технологиями воздушного пространства, Крис Бринтон, генеральный директор Mosaic ATM Inc., является одним из аспектов усилий по модернизации национальной системы воздушного пространства. «Обучение действительно важно, особенно потому, что авиационные технологии становятся все более и более сложными, а менеджеры становятся контролерами всей системы, а не принимают каждое отдельное решение вплоть до уровня полета».
Mosaic выиграла контракты Фазы I и Фазы II НАСА по исследованию инноваций в сфере малого бизнеса (SBIR) на разработку платформы моделирования для работы на испытательном стенде ATM-X для обучения диспетчеров воздушного движения, которые контролируют диспетчеров воздушного движения.
Располагаясь на средствах управления воздушным движением по всей стране, диспетчеры следят за управлением потоком, следя за тем, чтобы диспетчеры не были перегружены и чтобы в одном месте не было слишком много самолетов в одно и то же время. Работа включает в себя тесное взаимодействие человека с другими руководителями на объектах управления воздушным движением по всей стране и с командным центром системы управления воздушным движением, который контролирует национальное воздушное пространство из Уоррентона, штат Вирджиния.
Тренинговая платформа Mosaic под названием COMETTS для комплексной среды обучения управлению трафиком на Simulation предназначена для обучения менеджеров по всем аспектам работы. «Мы эмулировали многие системы, которые должны использовать администраторы трафика», - говорит Бринтон. «Но тогда мы также создали симуляцию не только рейсов и маршрутов, по которым они следуют, но и людей в системе управления воздушным движением, как и другие диспетчеры на разных объектах».
Бринтон говорит, что одной из проблем, отмеченных экспертами FAA, является то, что по причинам, связанным с укомплектованием персонала и расписанием, диспетчеры воздушного движения часто проходят обучение в зимние месяцы и не подвергаются воздействию сценариев летних погодных полетов, когда движение может достигать своего пикового уровня. КОМЕТЫ могут имитировать условия в любых погодных условиях или условиях дорожного движения, предоставляя менеджерам опыт работы с типами ситуаций, с которыми они фактически сталкиваются на работе, независимо от времени года.
Благодаря финансированию SBIR этапа II, Mosaic разработал конкретные сценарии обучения и проверил их с недавно вышедшими на пенсию диспетчерами воздушного движения FAA.
Льготы
Бринтон дал демонстрации COMETTS ряду организаций FAA и высокопоставленных чиновников, ожидая, что FAA вложит в это средства для обучения американских диспетчеров воздушного движения. Действительно, платформа была разработана с учетом требований FAA.
Заглядывая вперед, Бринтон говорит, что будущие рынки для платформы могут включать международные организации по управлению воздушным движением, и COMETTS может быть адаптирован для других областей, которые включают сложные операции, требующие связи между различными людьми. Эти ситуации могут включать управление атомной электростанцией, военные операции, операции в больницах, правоохранительные органы, первое реагирование, национальные чрезвычайные ситуации и пожаротушение.
Палопо из НАСА, который работал с Бринтоном и командой Mosaic над проектом SBIR, отмечает, что некоторые из разработанных ими технологий также помогут другим пользователям испытательного стенда ATM-X.
«Когда они соединили эту систему, было много компонентов, которые необходимо было синхронизировать для правильной работы», - говорит Палопо о COMETTS. «Эта возможность многоразового использования. Это часть того, почему НАСА и команда испытательного стенда ATM-X, в частности, заинтересованы в этом проекте ».
Другая технология, которую Mosaic называет Check Point, позволяет пользователям возвращаться к определенному моменту в симуляции, чтобы повторить или работать с вариацией сценария. Он создает то, что Palopo описывает как снимок любой заданной точки в симуляции, со всеми сохраненными входами.
«Эта возможность полезна для пользователей для создания программ обучения из собственных технологий и других не обучающих приложений», - говорит Палопо, добавляя, что эта технология помогает проектам ATM-X Test Bed перейти от простого моделирования к более строгому, живому тестированию. условия.
Чтобы узнать больше о других технологиях, которые вы используете в повседневной жизни НАСА, пожалуйста, посетите Spinoff .
Источник: НАСА
