czwartek, 19 kwiecień 2018 14:47

Pszczoły i kukułki pokażą liniom lotniczym, jak oszczędzać pieniądze.

Napisane przez PAP Nauka w Polsce
Oceń ten artykuł
(0 głosów)
Współpraca warszawskich i kolumbijskich naukowców zaowocowała powstaniem oprogramowania do optymalizacji tras przelotów samolotów pasażerskich, w istotnej części inspirowanego społecznymi zachowaniami owadów i ptaków. Zdjęcie dzięki uprzejmości AirPoint Flight Simulator Experience. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski Współpraca warszawskich i kolumbijskich naukowców zaowocowała powstaniem oprogramowania do optymalizacji tras przelotów samolotów pasażerskich, w istotnej części inspirowanego społecznymi zachowaniami owadów i ptaków. Zdjęcie dzięki uprzejmości AirPoint Flight Simulator Experience. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski

Polsko-kolumbijski zespół naukowców stworzył program pozwalający w czasie rzeczywistym racjonalnie modyfikować trasy przelotów samolotów pasażerskich. Dzięki temu można zaoszczędzić wiele pieniędzy - przekonują badacze. Inspiracją były... owady i ptaki.

Zweryfikowane przez miliony lat ewolucji cechy świata ożywionego były inspiracją dla zespołu złożonego z naukowców i inżynierów z Instytutu Chemii Fizycznej Polskiej Akademii Nauk (IChF PAN) w Warszawie oraz Universidad Cooperativa de Colombia (UCC). Jak informuje IChF PAN w przesłanej PAP informacji prasowej, współpracowali oni przy optymalizacji tras przelotów samolotów. Celem ich pracy było obniżenie emisji gazów cieplarnianych, zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska hałasem oraz redukcja kosztów eksploatacji maszyn. Zadanie zrealizowano dzięki algorytmom odwzorowującym charakterystyczne cechy zachowania... pszczół i kukułek.

"W Warszawie zajmujemy się przede wszystkim katalizą" - mówi cytowany w informacji prasowej dr hab. inż. Juan Carlos Colmenares (IChF PAN). "Ostatnio się okazało, że w analizie zagadnień katalitycznych mogą znaleźć zastosowanie metody inspirowane rozwiązaniami spotykanymi w przyrodzie ożywionej" - zaznacza.

"Zainteresowało nas, czy moglibyśmy użyć naszej wiedzy do zoptymalizowania spalania paliwa w silnikach samolotowych. Z partnerami z Kolumbii zaczęliśmy prace od jednego modułu, ale program zaczął się szybko rozrastać o kolejne, uwzględniające coraz to inne czynniki wpływające na kształt tras przelotów" - dodaje.

Rozwijane od trzech lat oprogramowanie przygotowano pod kątem wytyczania optymalnych tras przelotu dla krótkozasięgowych samolotów wyposażonych w silniki turbowentylatorowe o stałej objętości spalania. W grupie tej każdy typ samolotu jest reprezentowany przez odpowiedni zestaw parametrów. W przyszłości badacze planują rozbudować oprogramowanie o algorytmy i dane uwzględniające specyficzne cechy samolotów z silnikami innych typów.

Już teraz oprogramowanie uwzględnia cały szereg parametrów, związanych nie tylko z rodzajem stosowanego paliwa, wydajnością pracy silników czy aerodynamiką, lecz także z czynnikami takimi jak pierwotnie zakładane kształty tras przelotów, profile wznoszenia i opadania, długość pasów startowych na lotniskach i lokalna topografia. Optymalizowaniem oddziaływania na środowisko zajmują się moduły dotyczące emisji zanieczyszczeń chemicznych i hałasu. Pakiet spełnia naturalnie normy bezpieczeństwa narzucane przez International Civil Aviation Organization (ICAO).

Jak dowiadujemy się z komunikatu prasowego, sercem oprogramowania są dwa algorytmy wyszukiwania potencjalnych dróg przelotów. Podstawowy algorytm korzysta z zasad widocznych w przyrodzie w stadnych ruchach zwierząt, zwłaszcza w ławicach ryb czy rojach pszczół. Każdy osobnik w stadzie decyduje o kolejnym ruchu na podstawie dotychczasowej wiedzy o najlepszych miejscach odwiedzonych przez siebie oraz przez inne osobniki stada, uwzględnia także bezwładność swojego ruchu. W pakiecie optymalizującym trasy przelotów "pszczołami" są różne punkty w otoczeniu samolotu, przy czym każdy z nich jest traktowany jak odrębny osobnik penetrujący okolicę. Algorytm zaczyna pracę od "roju" punktów poruszających się w otoczeniu samolotu. W kolejnych powtórzeniach algorytmu "pszczoły" zaczynają grupować się wokół miejsca w danym momencie najbardziej optymalnego i to ono jest uznawane za kolejny etap trasy lotu.

Drugi algorytm wyszukiwania następnego etapu lotu naśladuje z kolei zachowanie kukułki, ptaka podrzucającego swoje jaja do cudzych gniazd. Trasy zaprojektowane z użyciem algorytmu kukułki charakteryzują się długimi i prostymi odcinkami, gwałtownie zakręcającymi o 90 stopni.

"Ogromną zaletą opracowanego przez nas oprogramowania jest fakt, że pracuje ono w czasie rzeczywistym" - podkreśla prof. Colmenares. "W rezultacie kontroler lotu wraz z pilotem otrzymują podpowiedzi na bieżąco. Nie tylko mogą podjąć decyzję szybko, ale także świadomie, raz wybierając drogę nieco bardziej ryzykowną, za to oszczędniejszą, innym razem decydując się na trasę maksymalnie bezpieczną, lecz nieco dłuższą" - mówi.

Aby przetestować oprogramowanie, naukowcy przeanalizowali efektywność jego przewidywań w odniesieniu do popularnych samolotów Airbus A320 z silnikami CFM56-5, obsługujących trasy liczące ok. 350 km, przy typowych parametrach lotów (prędkość przelotowa 828 km/h, pułap 39370 stóp itp.). Z przeprowadzonych symulacji wynika, że w sytuacjach niekonwencjonalnych trasy proponowane przez oprogramowanie były średnio o ok. 11 km krótsze od typowych alternatywnych, wytyczanych w klasyczny sposób na podstawie planu lotu. Ostatecznie optymalizacja pozwoliła zredukować łączne koszty operacyjne jednej maszyny o 1,16 proc.

"Zysk na poziomie niewiele większym od procenta nie wygląda na szczególnie wielki. Nasze symulacje pokazują jednak, że nawet w przypadku jednego, za to często eksploatowanego samolotu oszczędności w skali roku mogą sięgać setek tysięcy dolarów" - podkreśla cytowany w komunikacie dr inż. Ramón Fernando Colmenares-Quintero (UCC). "A przecież nasze oprogramowanie dopiero się rozbudowuje i samo nie jest jeszcze w pełni zoptymalizowane! W przyszłości będzie więc można się spodziewać nieco większych oszczędności niż prognozowane obecnie, jednak nie należy tu spodziewać się już cudów" - dodaje.

W najbliższych latach poszczególne części pakietu optymalizującego trasy przelotów samolotów będą udoskonalane, a sam pakiet zostanie rozbudowywany o kolejne moduły. Polsko-kolumbijskie prace badawcze nad tymi zagadnieniami finansowane są ze środków Universidad Cooperativa de Colombia przy wsparciu kolumbijskiego Instituto Tecnológico Metropolitano.

PAP - Nauka w Polsce

Czytany 377 razy Ostatnio zmieniany czwartek, 19 kwiecień 2018 15:00

Artykuły powiązane

  • Wyniki 21 Samolotowych Rajdowych Mistrzostw Świata. W pierwszej dziesiątce znalazło się 6 polskich załóg.
    Jest nam bardzo miło przekazać wyniki 21. Samolotowych Rajdowych Mistrzostw Świata, w których Samolotowa Reprezentacja Polski odniosła ogromny sukces. Zdobyliśmy złoty medal drużynowy, srebro i brąz indywidualnie. W zawodach rywalizowało 49 załóg z 15 państw. W pierwszej dziesiątce znalazło się 6 polskich załóg.
  • Blisko dwa miliony pasażerów w lipcu na Lotnisku Chopina.
    Ponad 1,9 mln pasażerów obsłużono na Lotnisku Chopina w pierwszym miesiącu wakacji 2018 r. Na bardzo dobre wyniki znaczący wpływ ma stałe zwiększanie się liczby pasażerów warszawskiego portu uczestniczących w ruchu międzynarodowym (głównie tranzytowym).
  • Ponad horyzonty - wielka siła małego zespołu profesjonalistów.

    Central European Engine Services Sp. z o.o. – w skrócie CEES jest renomowaną, prężnie działającą firmą świadczącą od ponad 18 lat specjalistyczne usługi naprawczo – remontowe silników lotnictwa cywilnego w kraju i na świecie.

  • 95% Polaków nie zna maksymalnej kwoty odszkodowania za zakłócony lot.

    Aż 95% podróżujących samolotami Polaków nie zna maksymalnej kwoty odszkodowania finansowego, o jaką mogą ubiegać się od linii lotniczych w przypadku odwołania lub opóźnienia podróży – wynika z badań przeprowadzonych w lipcu br. na zlecenie platformy technologicznej GIVT, pomagającej pasażerom linii lotniczych w uzyskaniu odszkodowań za opóźnione lub odwołane loty. Zaledwie 5% badanych potrafiło wskazać, że jest to 600 euro.

  • Aż 66% podróżnych z Europy uważa, że nie otrzymuje wystarczających informacji od linii lotniczych.

    Jak wynika z badania firmy AirHelp, aż 66 proc. podróżnych z Europy uważa, że nie otrzymuje wystarczających informacji od linii lotniczych, jeśli chodzi o prawa pasażera. Corocznie ponad 5 mld euro należnych odszkodowań pozostaje w rękach linii lotniczych. Co zatem należy wiedzieć przed wylotem na wakacje?

  • Baterie litowe w podróży lotniczej - jak przewozić je bezpiecznie?

    Wakacje w pełni. Podróżując samolotem na wypoczynek warto zwrócić uwagę na to, jak przygotować się do podróży. Okazuje się bowiem, że niektóre z urządzeń elektronicznych codziennego użytku, takie jak telefon komórkowy czy powerbank, niewłaściwie przewożone mogą stworzyć zagrożenie dla bezpieczeństwa naszej podróży. Przypominamy zatem artykuł o przewozie materiałów niebezpiecznych, który ukazał się w ostatnim Biuletynie Bezpieczeństwa wydawanym przez Urząd Lotnictwa Cywilnego.

  • Początek 15. Paralotniowych Mistrzostw Europy świetny dla Polaków.

    W Montalegre w Portugalii trwają 15. Paralotniowe Mistrzostwa Europy. Polska ekipa bardzo dobrze poradziła sobie podczas pierwszej konkurencji. Zawody w Montalegre potrwają do 28 lipca.

  • Ryanair dostał zgodę na nabycie kolejnych udziałów w liniach lotniczych Laudamotion.

    Ryanair w dniu 12 lipca z zadowoleniem przyjął decyzję Unii Europejskiej o zatwierdzeniu planowanego nabycia przez Ryanair 75% udziałów w austriackiej linii lotniczej Laudamotion (obecnie Ryanair posiada 24.9% udziałów). Ryanair nawiązał współpracę z Niki Laudą, aby zaoferować konkurencyjne ceny i większy wybór dla pasażerów z  Austrii, Niemiec i Hiszpanii, gdzie obecnie odbywa się znaczna część operacji Laudamotion.

  • Michał Klimaszewski mistrzem Polski akrobacji szybowcowych.

    W minionych dniach na terenie Aeroklubu Pomorskiego, odbyły się 23 mistrzostwa Polski akrobacji szybowcowych. Pilot Aeroklubu Częstochowskiego zdobył tytuł mistrza Polski w klasie advanced, wygrywając wszystkie konkurencje z przewagą 5-7 punktów, nad pozostałymi uczestnikami.

  • Dzieciaki na pokład! Rodzinne podróżowanie z Air France jest dziecinnie proste.

    Francuska linia Air France dokłada szczególnych starań o komfort podróżujących rodzin, co ma duże znaczenie zwłaszcza podczas letnich wakacji. Podróż powinna być nowym i zabawnym doświadczeniem dla najmłodszych, aby rodzice i cała rodzina, mogła odbyć lot bezstresowo i przyjemnie. Rocznie Air France podróżuje 1,4 miliona dzieci, w tym 300 tysięcy niepełnoletnich, którzy lecą sami, pod opieką linii. Ponieważ globalnie, dzieci stanowią tak liczną i poważną grupę klientów, Air France wprowadza liczne usprawnienia, aplikacje, innowacje i usługi skierowane specjalnie do tego segmentu. Wszystko to ma jeden główny cel – sprawić, by podróż na wakacje była niezapomnianą, radosną przygodą.

Top