Simulator pentru analiza, cercetarea și caracterizarea accidentelor de aviație (ASAS)

Acestă pagină contine informatii despre proiectul „Simulator pentru analiza, cercetarea și caracterizarea accidentelor de aviație”

Contract nr. 15SOL(T15) ⁄ 2024 in cadrul PN-IV-P6-6.3-SOL-2024-2-0224.
Manager proiect: dr. Catalin NAE

Parteneri:

• CO – Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare Aerospațială “ELIE CARAFOLI” – I.N.C.A.S. București
• P1 SimSoft S.R.L. Cluj Napoca
• P2 ROMATSA – Administratia Romana a Serviciilor de Trafic Aerian
• P3 ATM-FI – Academia Tehnică Militară “Ferdinand I”
• P4 AACR – Autoritatea Aeronautică Civilă Română

Rezumat:

Proiectul abordeaza problematica integrării si dezvoltarii a unor capabilitati tehnologice pentru monitorizarea sigurantei operationale in aviatie si analiza scenariilor de accidente de zbor, utilizand o infrastructura hibrida delocalizata, in regim colaborativ. Este o abordare la nivel TRL 7/8 de maxima complexitate care raspunde principalelor provocari pe 4 paliere:

• Generalizarea conceptului si impementarea centralizata a scenariului evolutiv de operatiune aeriana in spatiul aerian utilizand sisteme de simulare hibride la sol. Un eventual accident este interpretat ca un proces interactiv, in baza unui scenariu de baza pentru evolutii autorizate si certificate in ATM, in coordonarea unui ATC si monitorizare intr-un Virtual Tower.
• Agentii/actorii principali au la baza un complex de simulatoare de sisteme de aviatie (aeronave + ATC). Un simulator este totodata si un instrument esențial în formarea și creșterea abilităților personalului de zbor/controlor, în testarea și dezvoltarea de noi tehnologii și sisteme de zbor/control și în îmbunătățirea siguranței transportului aerian.
• Tehnologii ESD – Diagramele Secvențelor de Evenimente ca baza in procesul de simulare, si utilizarea acestora pentru a defini contextul în care diferiți factori cauzali sunt considerați un pericol.
• Cauzele de incident/accident au la baza un proces evolutiv, pornind de la o operatiune normala/regulata, peste care se suprapun evenimente simulate prin proceduri avansate. Starea meteo si congestia de traffic sunt elemente de simulare specifice standard, realizate in interactiune cu sistemele on-line disponibile.

Elementul specific critic este insa ansamblul de tehnologii de simulare pentru HIL (interactiunea om-masina si human-in-the-loop), in conditii off-design si/sau on-demand, la solicitarea ATC, in conditii impuse de „live-traffic“ si „live weather”.

Fig. 1 – Arhitectura de simulare ASAS

Obiectivul proiectului:

Obiectivul general al proiectului este: „Consolidarea capacității de analiză și investigație în cazul accidentelor de aviație la nivel național, cu particularizări specifice tipurilor de aeronave civile și militare în serviciu”. Proiectul asigura capacități de expertiză tehnică în sprijinul investigațiilor impuse de autorități civile și militare la nivel național, precum si integrarea ca baza de instruire și formare profesională pentru specialiștii implicați în expertiza tehnică asociată investigațiilor de tip în contextul accidentelor și incidentelor aviatice. Problemele specifice propuse pentru rezolvare generează următoarele obiectivele specifice măsurabile pentru implementare:

• OS1. Dezvoltarea unor module de simulare specifice evoluțiilor aeronavelor civile și militare în condiții operaționale reale (inclusiv cu introducerea condițiilor de traffic si meteo), atât pentru aeronave cu pilot la bord, cât și pentru sisteme tip UAS și implementarea acestora pe simulatoare calificate;
• OS2. Dezvoltarea sinergică a capacităților de simulare complexă pe bază de scenarii asociate traficului aerian în spațiul nesegregat și/sau militar segregat, în condiții de dirijare și supraveghere aeriană, și implementarea acestora în simulatoare de tip ATM;
• OS3. Introducerea unor module specifice de simulare a defecțiunilor tehnice la bordul aeronavelor la nivelul simulatoarelor calificate pentru aeronave (aripă fixă și aripă rotativă, respectiv pentru UAS), cu impact asupra caracteristicilor dinamice ale aeronavelor și cu potențial ridicat de accident/incident aerian;
• OS4. Dezvoltarea unei capacități distribuite de simulare complexă, specifică conceptului HIL (human-in-the-loop), cu integrarea de simulatoare calificate pentru aeronave cu pilot la bord și pentru sisteme UAS în regim autonom și/sau cu pilot la sol;
• OS5. Integrarea la nivelul sistemului de simulare distribuit a unor capacități de asistență pilot bazate pe AI – inteligență artificială și VR – realitate augmentată, în principal în scenarii CAS (evitarea coliziunii aeriene);
• OS6. Realizarea de analize specifice pentru un set reprezentativ de cazuri test bine documentate și caracterizate pentru situații de accident, în vederea calibrării și optimizării sistemului de simulare;
• OS7. Integrarea sistemului la nivel de suport/mediu colaborativ pentru structuri specializate ce operează la nivel național – dupa caz in parteneriat cu ISU/STS/MAI/MApN.

Abordarea propusă este la un nivel TRL ridicat 7/8, corespunzător obligațiilor impuse prin Termenii de Referință din Programul SOL-2024.

Fig. 2 – Simulatoare in sistemul ASAS

Rezultate estimate:

Rezultatele proiectului sunt în conformitate cu cerințele impuse în Termenii de Referință, respectiv Obiectivele specifice ale Proiectului, astfel:

• R1 – Dezvoltarea unor module de simulare specifice evoluțiilor aeronavelor civile și militare în condiții operaționale reale (inclusiv cu introducerea condițiilor meteo), atât pentru aeronave cu pilot la bord, cât și pentru sisteme tip UAS și implementarea acestora pe simulatoare calificate;
• R2 – Dezvoltarea sinergică a capacităților de simulare complexă pe bază de scenarii asociate traficului aerian în spațiul nesegregat și/sau militar segregat, în condiții de dirijare și supraveghere aeriană, și implementarea acestora în simulatoare calificate;
• R3 – Introducerea unor module specifice de simulare a defecțiunilor tehnice la bordul aeronavelor la nivelul simulatoarelor calificate pentru aeronave (aripă fixă și aripă rotativă, respectiv pentru UAS), cu impact asupra caracteristicilor dinamice ale aeronavelor și cu potențial ridicat de accident/incident aerian;
• R4 – Proiectarea, validarea si dezvoltarea unei capacități distribuite de simulare complexă, specifică conceptului HIL, cu integrarea de simulatoare calificate pentru aeronave cu pilot la bord și pentru sisteme UAS în regim autonom și/sau cu pilot la sol;
• R5 – Integrarea la nivelul sistemului de simulare distribuit a unor capacități de asistență pilot bazate pe AI – inteligență artificială și VR – realitate augmentată, în principal în scenarii CAS (evitarea coliziunii aeriene);
• R6 – Realizarea de analize specifice pentru un set reprezentativ de cazuri test bine documentate și caracterizate pentru situații de accident, în vederea calibrării și optimizării sistemului de simulare;
• R7 – Integrarea sistemului la nivel de suport/mediu colaborativ pentru structuri specializate ce operează la nivel național si international.

Fig. 3 – Exercitiu simulare operationala GoAround LROP

Raportari:

Faza 1 /2024 – ASAS-RST1_2024:
https://www.incas.ro/ro/proiecte/ASAS/RST-1;

Faza 2 /2025 – ASAS-RST2_2025:
https://www.incas.ro/ro/proiecte/ASAS/RST-2;

Fig. 4 – Exercitiu de validare ASAS in TMA Otopeni

Rezultate obtinute– diseminare:

Rezultatele obtinute au permis o serie de actiuni internationale de diseminare si promovare in cadrul comunitatii stiintifice din domeniul aerospatial:

• Participarea la 2 conferinte internationale in domeniul aviatiei – AIAA SciTech Forum in SUA, editia 2025 si 2026, cu lucrari in sustinere publica si publicare AIAA Journal (Articol_1, Articol_2);

AIAA SciTech Forum 2025 si AIAA SciTech Forum 2026

• Participarea la ACARE General Assembly 2025;

ACARE General Assembly 2025

• Organizare eveniment international OpenGATE – Ediția III (2025). Tema principala a asociat Inteligența Artificială (AI) și Mobilitatea Aeriană Urbană (UAM), in contextul extinderii catre U-Space si demonstrare solutii in corelatie cu SESAR – Sol1-A

OpenGATE – editia III la INCAS – baza aeriana BECA Strejnic (Prahova) 2025