Abstract

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010 Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2010 Günümüzde ki Hava Trafik Kontrol sistemi, hava trafiğini kontrol etmek ve yönlendirmek için fazlasıyla merkezileşmiş durumdadır. Bu karmaşık durumun üstesinden gelebilmek için mevcut sistemin daha dağıtılmış bir kontrol sistemine doğru evrilmesi gerekmektedir. Bu evrimin “serbest uçuş” kavramıyla yapılması düşünülmektedir. Hava Trafik Kontrolü’nde “serbest uçuş” kavramının uygulanmasında ki en büyük problem ise çarpışmaların çözümlenmesi problemidir. Bu çalışmada yeni bir çarpışma çözümlenmesi yöntemi, potansiyel alan yöntemi, geliştirilmiş ve benzetimleri gerçekleştirilmiştir. Potansiyel alan yöntemi robotlar için rota planlamasında yeni bir yöntem olmamakla birlikte, uçakların çarpışma problemlerine uygulanması yenidir. Bu yöntemin uyarlanmış bir uygulaması uçakların çarpışma problemini çözmek için kullanılmıştır. Üç ayrı çarpışma senaryosu çalışılmış ve benzetimleri MATLAB üzerinde koşturulmuştur. Ancak, bu yöntem robotlar için geliştirildiği için, örneklerde uçakların gerçekleştiremeyecekleri hareketler ortaya çıkmaktadır. Bunu önlemek amacı ile iki yeni uygulama geliştirilmiştir. Bunlar; açı sınırlama yöntemi ve gelecek tahmini yöntemidir. Her iki yöntem içinde senaryolar üzerinde çalışılmış ve görülmüştür ki yeni yöntemler daha uygulanabilir ve uçuş rotası ve zaman açışından daha iyi sonuçlar vermektedir. Bu çalışmanın ana amacı “serbest uçuş” kavramını vurgulamak ve bu kavramın uygulanabilmesi için çalışmalar yapmaktır. Serbest uçuş tabanlı Hava Trafik Kontrol sistemi daha gelecekte uygulanması düşünülen bir seviyededir. Onun için bir uçuş sisteminin uçuş ve çarpışma çözümlemeleri hakkında özellikleri henüz net tanımlanmamıştır. Bu çalışma gelecekte oluşturulacak gerçek bir çarpışma çözümleme tekniğine fikir oluşturma amaçlı bir çalışma olarak da değerlendirilebilir. Current ATC system is more centralized to control and direct the air traffic, however to overcome this complex situation the system should be evolved towards more decentralized control systems. This evolution thought out to be made by “free flight” (FF) concept. The most important problem that should be resolved to implement FF concept in ATC is conflict resolution problem. In this study a new conflict resolution algorithm, potential field method, is developed and simulations are performed. Potential field method is not newly method for the robot path planning, however implementation of this method to aircraft conflict problems is quitely new. A modified application of this method is carried out to resolve conflicts in ATC. Three conflict scenarios are studied and their simulations are runned with MATLAB. However, because of this method developed for robot path planning, there are some unexpected movements, that aircraft can not perform, in examples. To avoid this two improved applications are developed which are angle restriction method and future estimation method. For both improved methods, scenarios are studied and it is depiceted that new methods are more applicable and have better solutions in flight trajectory and time perspective. The main aim of this study is to emphasize the “free fligt” concept and try to enable the implementation of FF. FF based ATM is yet in the level of a thought to be applied in the future. Therefore the flight and conflict resolution specifications of this kind of a flight system are not yet well defined. This research should be considered as a study of a conflict resolution technique that may give ideas for constructing the actual ones in the future. Yüksek Lisans M.Sc.