ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ АЭРОДРОМНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ В СОВРЕМЕННЫХ АЭРОПОРТАХ

OPTIMIZATION OF AIRPORT FACILITIES FOR FLIGHTS IN MODERN AIRPORTS

Zolina Albina Vladimirovna

2st-year master's student, Saint Petersburg State University of Civil Aviation named after Chief Marshal of Aviation A.A. Novikov,

Russia, Saint-Petersburg

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы оптимизации производственных процессов аэродромного обеспечения полетов в современных аэропортах с использованием автоматизированных технологий мониторинга состояния аэродромных покрытий. Показано, что традиционный метод визуального осмотра и инструментальной проверки покрытия является трудоемким и требует значительных временных и человеческих ресурсов. Предлагается внедрение мобильных платформ с лазерным сканированием, аналогичных системе VIaPPS, которые позволяют автоматически фиксировать дефекты покрытия, формировать цифровые карты состояния аэродрома и классифицировать дефекты по степени критичности. Применение таких технологий сокращает время обследования, снижает риск пропуска дефектов и обеспечивает возможность удаленного контроля состояния аэродромного покрытия. Представлены перспективы интеграции искусственного интеллекта для прогнозирования динамики образования дефектов и оптимизации планирования восстановительных работ, что повышает безопасность полетов и эффективность эксплуатации аэродромов.

ABSTRACT

This article examines optimization of airfield flight support processes at modern airports using automated pavement condition monitoring technologies. It demonstrates that traditional visual inspection and instrumental pavement testing is labor-intensive and requires significant time and human resources. The article proposes the implementation of mobile laser scanning platforms, similar to the VIaPPS system, which automatically record pavement defects, generate digital airfield condition maps, and classify defects by severity. The use of such technologies reduces inspection time, reduces the risk of missing defects, and enables remote monitoring of airfield pavement condition. The article also explores the potential for integrating artificial intelligence to predict defect dynamics and optimize repair planning, thereby improving flight safety and airfield operational efficiency.

Ключевые слова: аэродром, эксплуатационное содержание, мониторинг состояния покрытий, автоматизация, цифровая карта покрытия, мобильные платформы, лазерное сканирование, искусственный интеллект.

Keywords: airfield, operational maintenance, pavement condition monitoring, automation, digital pavement map, mobile platforms, laser scanning, artificial intelligence.

Введение

Обеспечение безопасности полетов является приоритетной задачей эксплуатации аэродромной инфраструктуры современных аэропортов. Одним из ключевых элементов безопасной эксплуатации является поддержание аэродромных покрытий в исправном техническом состоянии. Взлетно-посадочные полосы, рулежные дорожки, перроны и другие элементы летного поля должны соответствовать установленным нормативным требованиям по прочности, ровности и эксплуатационной пригодности.

Традиционно контроль состояния аэродромных покрытий осуществляется путем визуального осмотра и инструментальных измерений, выполняемых специалистами аэродромной службы. Данный процесс требует значительных трудовых и временных затрат, особенно на крупных аэродромах с большой площадью искусственных покрытий. Кроме того, человеческий фактор повышает вероятность пропуска дефектов, что может негативно сказаться на безопасности полетов.

В условиях цифровизации аэропортовой деятельности особую актуальность приобретает внедрение автоматизированных систем мониторинга состояния покрытий. Использование мобильных платформ с лазерным сканированием позволяет повысить оперативность обследований и точность диагностики дефектов.

Целью исследования является оценка эффективности применения автоматизированных технологий мониторинга аэродромных покрытий для оптимизации производственных процессов аэродромного обеспечения полетов.

Материалы и методы

В рамках исследования проведен сравнительный анализ двух подходов к обследованию состояния аэродромных покрытий:

• традиционного визуального и инструментального контроля;
• автоматизированного мониторинга с использованием мобильных платформ лазерного сканирования.

Объектом исследования являются производственные процессы аэродромного обеспечения полетов, связанные с эксплуатационным содержанием искусственных покрытий аэродрома.

В качестве примера автоматизированной системы рассмотрена технология VIaPPS (Vehicle Integrated Pavement Profiling System), основанная на применении LiDAR-сканирования. Система устанавливается на специализированное транспортное средство и выполняет сбор пространственных данных при движении по поверхности покрытия.

LiDAR-сканер с обзором 360° формирует трехмерное облако точек высокого разрешения, позволяющее фиксировать геометрические параметры покрытия, выявлять трещины, выбоины, сколы и другие дефекты. Полученные данные автоматически обрабатываются программным обеспечением с формированием цифровой карты состояния покрытия и классификацией дефектов по степени критичности.

Для оценки эффективности сравнивались следующие показатели:

• продолжительность обследования;
• количество задействованного персонала;
• точность выявления дефектов;
• скорость формирования отчетной документации;
• возможность удаленного контроля состояния покрытия.

Результаты

В рамках эксплуатационного содержания аэродромов выполняются работы по мониторингу состояния аэродромных покрытий, включающие визуальный осмотр и инструментальный контроль. Цель этих мероприятий — своевременное выявление трещин, сколов, выбоин и других дефектов покрытия, а также оценка их критичности и планирование восстановительных мероприятий. Традиционно данный процесс выполняется специалистами аэродромной службы: рабочие проходят по всей площади покрытия, фиксируя дефекты на бумаге, после чего данные переносятся в цифровой формат для составления карт состояния аэродромного покрытия. Для взлетно-посадочной полосы шириной 60 метров и длиной 3000 метров выполнение таких процедур требует значительных трудозатрат и времени. Так, шесть сотрудников, последовательно обследующих поверхность полосы, могут затратить несколько дней на полный обход и фиксацию всех выявленных дефектов. Дополнительное время уходит на перенос данных в цифровой формат, их систематизацию и анализ.

Современные технологии позволяют существенно повысить эффективность этого процесса. В частности, использование мобильных платформ с лазерным сканированием, аналогичных системе VIaPPS, обеспечивает автоматизированный мониторинг состояния аэродромных покрытий. Система устанавливается на транспортное средство, что позволяет ей безопасно перемещаться по взлётно-посадочной полосе и другим элементам аэродромного покрытия. В системе ViaPPS используется технология LiDAR — лазерный сканер с обзором на 360°, который создает трехмерное облако точек с высоким разрешением (рисунок 1). Облако точек позволяет анализировать состояние покрытия, выявлять сколы, трещины, выбоины и другие дефекты, а также фиксировать геометрические параметры аэродромного покрытия.

Рисунок 1. Трехмерное облако точек аэродромного покрытия

Облако точек, созданное с помощью лазерного сканирования, используется для оценки состояния покрытия и обочины. Автоматический отчет формируется мгновенно и визуализируется в специальном программном обеспечении (рисунок 2).

Рисунок 2. Пример визуализации и автоматического отчета состояния аэродромного покрытия, сформированного системой VIaPPS.

Такие системы способны сканировать поверхность с высокой точностью, фиксируя геометрические неровности, трещины, выбоины и сколы, и автоматически формировать цифровую карту покрытия. Это не только сокращает время обследования в несколько раз по сравнению с ручной проверкой, но и снижает риск пропуска дефектов за счет высокой разрешающей способности сенсорных систем и возможности интеграции алгоритмов искусственного интеллекта для классификации и оценки критичности повреждений.

Более того, интеграция таких платформ в эксплуатационные процессы позволяет специалистам контролировать состояние покрытия удаленно. После завершения сканирования карты состояния покрытия доступны в электронном виде, и при необходимости отдельные участки можно дополнительно изучить с рабочего места. Такая цифровизация позволяет ускорить принятие решений о проведении восстановительных работ и оптимизировать использование ресурсов аэродромной службы, одновременно сокращая простои взлетно-посадочных полос.

В перспективе развитие подобных технологий позволит не только автоматизировать текущий мониторинг состояния покрытий, но и интегрировать прогнозные модели на основе искусственного интеллекта. Это даст возможность предсказывать динамику образования дефектов, оптимизировать графики технического обслуживания и планировать восстановительные работы на основании аналитических данных, а не только на основе периодических визуальных осмотров.

Обсуждение

Полученные результаты подтверждают высокую эффективность внедрения автоматизированных систем мониторинга в процессы аэродромного обеспечения полетов. Основным преимуществом является снижение зависимости от человеческого фактора и повышение объективности оценки состояния покрытий.

Особое значение имеет возможность интеграции технологий искусственного интеллекта, которые позволяют не только классифицировать выявленные дефекты, но и прогнозировать динамику их развития. Это создает предпосылки для перехода от периодического контроля к предиктивному техническому обслуживанию аэродромной инфраструктуры.

Вместе с тем внедрение подобных систем требует значительных первоначальных инвестиций, подготовки персонала и адаптации существующих производственных процессов. Однако в долгосрочной перспективе снижение затрат на внеплановые ремонты и повышение уровня безопасности полетов компенсируют данные расходы.

Заключение

Таким образом, внедрение автоматизированных систем мониторинга состояния аэродромных покрытий является перспективным направлением оптимизации производственных процессов аэродромного обеспечения полетов. Использование мобильных платформ с лазерным сканированием позволяет значительно сократить продолжительность обследований, повысить точность выявления дефектов и минимизировать влияние человеческого фактора. Формирование цифровых карт состояния покрытия обеспечивает оперативность принятия решений и повышает эффективность планирования ремонтно-восстановительных работ.

Дополнительные возможности, связанные с интеграцией технологий искусственного интеллекта и предиктивной аналитики, создают условия для перехода к интеллектуальному управлению эксплуатационным содержанием аэродромов. Несмотря на необходимость первоначальных инвестиций и адаптации производственных процессов, внедрение подобных технологий способствует повышению уровня безопасности полетов, снижению эксплуатационных затрат и соответствует современным тенденциям цифровой трансформации гражданской авиации.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 71270-2024 «Аэродромы гражданские. Покрытия аэродромные цементобетонные. Восстановление работоспособности. Категории технического состояния плит»
2. СП 489.1325800.2020 «Аэродромы. Геотехнический мониторинг при эксплуатации»
3. VIaPPS – Vehicle Integrated Pavement Profiling System. Информационный материал производителя. [Электронный ресурс] - URL: https://viapps.com
4. Ravi R., Bullock D., Habib A. Highway and airport runway pavement inspection using mobile LiDAR // The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. — 2020. — Vol. XLIII‑B1‑2020. — Pp. 349–354. — DOI: 10.5194/isprs‑archives‑XLIII‑B1‑2020‑349‑2020.
5. В. М. Шибаев, М. А. Зуев, К. С. Баланев Технология LiDAR в автономных транспортных средствах // Информатика. Экономика. Управление / Informatics. Economics. Management. 2024. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/tehnologiya-lidar-v-avtonomnyh-transportnyh-sredstvah.