Ο όρος Κύκλος Αεροδρομίου χρησιμοποιείται για να περιγράψει ένα σύνολο εναέριων διαδρομών (ιχνών) σχεδιασμένων για την εξυπηρέτηση αεροσκαφών που σκοπεύουν, είτε να προσγειωθούν σε ένα αεροδρόμιο (Α/Δ), ή να παραμείνουν κοντά σε αυτό, ώστε να εξασκηθούν σε προσγειώσεις και συναφείς με αυτές ελιγμούς. Γενικά, η λειτουργία του Κύκλου Α/Δ μπορεί να περιγραφεί ως μια αλληλουχία διακριτών γεγονότων: τις αφίξεις των αεροσκαφών σε προκαθορισμένα σημεία αναφοράς, όπως αυτές δηλώνονται στους ελεγκτές εναέριας κυκλοφορίας μέσω ασύρματης επικοινωνίας. Ως εκ τούτου, η μεθοδολογία προσομοίωσης διακριτών γεγονότων είναι ιδιαίτερα πρόσφορη για την περιγραφή και ανάλυση του συστήματος. Τα μοντέλα διακριτών γεγονότων μπορούν να αναπαρασταθούν με χρήση της μεθοδολογίας των Γράφων Γεγονότων, που επινοήθηκαν από τον Lee W. Schruben to 1983. Οι Γράφοι Γεγονότων χαρακτηρίζονται από μια ιδιαίτερα απλή σχεδίαση, περιλαμβάνοντας μόνο έναν τύπο κόμβου και δύο τύπους ακμών, με τρεις, το πολύ, παραλλαγές. Παρά την απλότητά τους, οι Γράφοι Γεγονότων είναι ιδιαίτερα ισχυροί, καθώς διαθέτουν απεριόριστες δυνατότητες μοντελοποίησης. Επιπλέον, παρουσιάζουν στον αναλυτή μια ιδιαίτερα εναργή εικόνα του μοντέλου, δίνοντάς του τη δυνατότητα να αποκαλύψει τους βασικότερους συσχετισμούς που διέπουν τη λειτουργία του συστήματος.
Σε αυτήν την εργασία μελετούμε τον Κύκλο ενός Α/Δ με έντονη εκπαιδευτική δραστηριότητα, κατασκευάζοντας ένα μοντέλο διακριτών γεγονότων με χρήση της μεθοδολογίας Γράφων Γεγονότων. Μετά την κατασκευή του μοντέλου γράφουμε, σε γλώσσα προγραμματισμού Java, ένα πρόγραμμα που μιμείται τη λειτουργία του. Στη συνέχεια επαληθεύουμε και πιστοποιούμε την ορθή λειτουργία του μοντέλου, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα του προγράμματος με δεδομένα που έχουν προκύψει από παρατήρηση του πραγματικού συστήματος. Έπειτα, εντοπίζουμε τις παραμέτρους που έχουν τη μεγαλύτερη επίδραση στο μέσο αριθμό προσγειώσεων και τη μέση διάρκεια πτήσης ανά αεροσκάφος. Τέλος, χρησιμοποιούμε τα πορίσματα της ανάλυσής μας για να κατασκευάσουμε και να τρέξουμε το μοντέλο ενός τροποποιημένου σχεδίου Κύκλου Α/Δ. Η σύγκριση της λειτουργίας των δύο μοντέλων δείχνει ότι περιθώρια βελτίωσης του υπάρχοντος συστήματος υφίστανται, αλλά είναι μάλλον μικρά.
The term "aerodrome Traffic Pattern" is used to describe a set of air paths (tracks) designed to be followed by aircraft intending to either land on an aerodrome, or remain in its vicinity to practice landings and other associated maneuvers. In general, the activities around an aerodrome Traffic Pattern can be described by a sequence of discrete events: the arrivals of aircraft at predetermined reporting points, as declared to the air traffic controllers via radio transmissions. Therefore, discrete event modeling can be regarded as an exceptionally suitable method for describing and analyzing this particular system. Discrete event models can be represented by use of the Event Graph methodology, conceived by Lee W. Schruben in 1983. Event Graphs have a particularly simple design, incorporating only one type of node, and two types of edges, the latter having at most three variations. Despite their simplicity, Event Graphs are especially powerful, and their modeling potential is virtually unlimited. Furthermore, Event Graphs deliver exceptional insight into the model and help the analyst detect the basic interactions that govern the system's behavior.
In this thesis we study the Traffic Pattern of an aerodrome with heavy air training activity, by constructing a discrete event model using the event graph methodology. After constructing the model, we write a Java program to emulate its operation. We verify and validate the model, by comparing its output to empirical data derived from the real system. Then, we detect the factors that bear the greatest significance to the average number of landings, and the average flight time per aircraft. Finally, we construct and test the model of a modified system. Comparison between the two models shows that the alternate Pattern fares better than the actual system, albeit by little, in both metrics that we examine.
Hellenic Open University
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Μοντελοποίηση Εναέριας Κυκλοφορίας σε Κύκλο Αεροδρομίου