Парадокс навигации - Navigation paradox

В парадокс навигации заявляет, что увеличилось навигационный точность может привести к увеличению столкновение риск. В случае корабли и самолет, появление спутниковая система навигации (GPS) навигация позволила аппарату следовать навигационным путям с такой большей точностью (часто порядка плюс-минус 2 метра ), что без лучшего распределения маршрутов, координации между соседними судами и процедур предотвращения столкновений вероятность того, что два судна займут одно и то же пространство на линии кратчайшего расстояния между двумя навигационными точками, увеличилась.

Исследование

Роберт Э. Махол[1], американский инженер, работавший с FAA, приписывает термин "парадокс навигации" Петру Райху, написавшему в 1964 году:[2] и 1966 г.,[3] кто признал, что «в некоторых случаях повышение точности навигации увеличивает риск столкновения». Он также отмечает, что «если вертикальное удержание станции неаккуратно, то если продольное и поперечное эшелонирование потеряно, самолеты, вероятно, будут проходить друг над другом и под ним. Это« парадокс навигации », упомянутый ранее».

Расс Пайелли написал столкновение в воздухе имитация компьютерной модели 500 квадратных миль (1300 км2) с центром на Денвер, Колорадо[4]. Пайелли[4] отмечает, что самолет летит наугад высоты имеют в пять раз меньше столкновений, чем те, которые подчиняются правилам дискретной крейсерской высоты, таким как международные правила полусферической крейсерской высоты. При той же вертикальной ошибке испытанный прототип линейного правила крейсерской высоты произвел на 33,8 столкновения в воздухе меньше, чем испытанный прототип. полусферические правила крейсерской высоты.

Модель Пайелли, сделанная в 2000 году, подтвердила более раннюю модель 1997 года от Patlovany.[5] показывая эту ошибку нулевой высоты пилоты соблюдение правил полусферической крейсерской высоты привело к в шесть раз большему количеству столкновений в воздухе, чем случайная крейсерская высота. Аналогичным образом, компьютерная модель теста Патловани Высотомер -Компас Правило крейсерской высоты (ACCAR) с нулевой ошибкой пилотирования (линейное правило крейсерской высоты, аналогичное тому, что рекомендовано Пайелли) привело к примерно 60% столкновений в воздухе, подсчитанных из случайного несоблюдения высоты, или в 10 раз меньше столкновений, чем международно признанные правила полусферической крейсерской высоты. Другими словами, альтернатива ACCAR Патловани и правило линейной крейсерской высоты Пайелли сократят крейсерские столкновения в воздухе в 10-33 раза по сравнению с признанными в настоящее время и международно требуемыми полусферическими правилами крейсерской высоты, которые институционализируют навигационный парадокс во всем мире.

Альтернатива ACCAR правилам полусферической крейсерской высоты, если бы она была принята в 1997 г., могла бы устранить парадокс навигации на всех высотах и ​​спасти 342 жизни в более чем 30 столкновениях в воздухе (до ноября 2006 г.), поскольку анализ рисков Патловани доказывает, что нынешний правила увеличивают риск столкновения в воздухе прямо пропорционально выполнению требований пилота.[6] В Намибийский столкновение в 1997 г. Японская катастрофа в 2001 году, то Überlingen столкновение в Германии в 2002 г. и Столкновение с амазонкой в 2006 г.[7] Все это примеры, когда человеческие или аппаратные ошибки обрекали пилотов, точных по высоте, убивали из-за парадокса навигации, заложенного в текущие правила крейсерской высоты. Существующая система, описанная Пайелли в качестве примеров других систем, критически важных для безопасности, атомных электростанций и лифтов спроектирована так, чтобы быть пассивно безопасными и отказоустойчивыми. Парадокс навигации описывает систему безопасности при столкновении в воздухе, которая по своей конструкции не может выдерживать ни одного отказа в работе человека или электронного оборудования.

Чтобы смягчить описанную проблему, многие рекомендуют, как это разрешено законом в очень ограниченном разрешенном воздушном пространстве, чтобы самолеты летали на расстоянии одной или двух миль от центра воздушной трассы (вправо), таким образом устраняя проблему только в сценарии лобового столкновения. . «Правила аэронавигации - Руководство по организации воздушного движения» Международной организации гражданской авиации (ИКАО) разрешают боковое смещение только в океаническом и удаленном воздушном пространстве по всему миру.[8] Однако этот обходной путь для конкретного случая угрозы лобового столкновения на общей выделенной воздушной трассе не решает навигационного парадокса в целом и не позволяет конкретно решить проблему внутренней непереносимости сбоев в системе безопасности, непреднамеренно заложенной в международные правила безопасности воздушного движения.[4] В частности, в случаях пересечения траекторий полета, когда любое воздушное судно не находится на воздушной трассе (например, летит с «прямым» разрешением или временным разрешением на изменение направления для погодных угроз), или когда пересекающиеся рейсы самолетов намеренно пересекаются airways, эти более общие угрозы не получают защиты от полета на одну или две мили правее центра воздушной трассы. Пересекающиеся траектории полета все же должны где-то пересекаться. Как и в случае с столкновение в воздухе над Германией, смещение вправо от дыхательного пути просто изменило бы точку удара на милю или две от того места, где действительно произошло пересечение. Из 342 смертей с 1997 года, вызванных отсутствием линейного правила крейсерской высоты (например, ACCAR), только лобовое столкновение над Амазонкой можно было бы предотвратить, если бы любой из пилотов летел со смещением вправо от воздушной трассы. осевая линия. В отличие от этого, ACCAR систематически разделяет конфликтующие воздушные перевозки во всем воздушном пространстве на всех высотах на любом направлении, будь то над серединой океана или над континентальным воздушным пространством с высокой плотностью пересечения границ между странами. Ничего о Уменьшенные минимумы вертикального разделения (RVSM) система решает неотъемлемую уязвимость системы воздушного движения к ожидаемым сбоям в оборудовании и работе человека, как это имело место в авариях в Намибии, Германии, Амазонии и Японии.[5]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Махол, Роберт Э., Интерфейсы 25: 5, сентябрь – октябрь 1995 г. (151–172), стр. 154.
  2. ^ Райх, Питер Г., "Теория стандартов безопасного разделения для управления воздушным движением", Технические отчеты RAE №№ 64041, 64042, 64043, Royal Aircraft Establishment, Фарнборо, Соединенное Королевство.
  3. ^ Райх, Питер Г., «Анализ систем воздушного движения на большие расстояния: стандарты эшелонирования - I, II и III», Журнал навигации, Vol. 19, No. 1, pp. 88-96; № 2, стр. 169-176; № 3, с. 331-338.
  4. ^ а б Пайелли, Расс А., "Правило линейной высоты для более безопасного и эффективного воздушного движения по маршруту", Ежеквартально по управлению воздушным движением, Vol. 8, No. 3, осень 2000 г.
  5. ^ Патловани, Роберт В., "Авиационные правила США увеличивают вероятность столкновений в воздухе", Анализ рисков: международный журнал, Апрель 1997 г., том 17, № 2, страницы 237-248.
  6. ^ Патловани, Роберт, В., "Предотвращение столкновений в воздухе с 26 июня 1997 г. Запрос отклонен для уведомления о предлагаемых правилах (NPRM) 28996 Правило крейсерской высоты для альтиметра и компаса (ACCAR)", Предотвращаемые столкновения в воздухе с 26 июня 1997 г. Запрос на уведомление о предлагаемых правилах отклонен (NPRM) 28996 Правило крейсерской высоты для альтиметра и компаса (ACCAR)
  7. ^ Лангвише, Уильям, «Дьявол на высоте 37 000 футов», Ярмарка Тщеславия, Январь 2009 г. [1]
  8. ^ Верфельман, Линда, «В сторону дыхания», Мир AeroSafety Март 2007 г., страницы 40-45, Фонд безопасности полетов. [2].