Cel kształcenia i wykaz literatury

Główny cel kształcenia: Uzyskanie wiedzy z zakresu optymalizacji przepływu ruchu lotniczego w strukturze przestrzeni powietrznej z zastosowaniem metod optymalizacji i walidacji uznanych w zarządzaniu ruchem lotniczym

Ogólne informacje o zajęciach: Moduł składa się z zajęć wykładowych i ćwiczeniowych, studenci korzystają z laboratorium zarządzania ruchem lotniczym (komputerowe)

Materiały dydaktyczne: Dostęp: 1. Materiały wyd. Springer: https://link.springer.com (w sieci PRz), 2. ICAO: https://edziennik.ulc.gov.pl (wersja PL) lub icao.int (wersja EN), 3. EUROCONTROL: eurocontrol.int

Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć

Literatura wykorzystywana podczas zajęć wykładowych

1	L. Bianco, P. Dell'Olmo, A. R. Odoni	New Concepts and Methods in Air Traffic Management	Springer, ISBN 978-3-642-07491-2.	2001
2	L. Bianco, P. Dell'Olmo, A. R. Odoni	Modelling and Simulation in Air Traffic Management	Springer, ISBN·1 3: 978·3-642-64576-1.	1997
3	C. A. Floudas and P. M. Pardalos	Encyclopedia of Optimization	Springer, ISBN: 978-0-387-74759-0.	2009
4	Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego	Operacje Statków Powietrznych, Doc. 8168, Tom II	ICAO, wyd. 6, wersja polska.	2006
5	European Organisation for the Safety of Air Navigation	European Operational Concept Validation Methodology (E-OVCM), vol. 1	EUROCONTROL, 3rd edition.	2010

Literatura wykorzystywana podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/innych

1	S. Ozeki (Editor)	Air Traffic Management and Systems I	Springer, Electronic Navigation Research Institute (ENRI), ISBN 978-4-431-54474-6.	2014
2	S. Ozeki (Editor)	Air Traffic Management and Systems II	Springer, Electronic Navigation Research Institute (ENRI), ISBN 978-4-431-56421-8.	2017
3	S. Ozeki (Editor)	Air Traffic Management and Systems III	Springer, Electronic Navigation Research Institute (ENRI), ISBN 978-981-13-7085-4.	2019

Literatura do samodzielnego studiowania

1	Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego	Operacje Statków Powietrznych, Doc. 8168, Tom I	ICAO, wyd. 5, wersja polska.	2006
2	Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego	Zarządzanie Ruchem Lotniczym, Doc. 4444	ICAO, wyd. 5, wersja polska.	2007

Wymagania wstępne w kategorii wiedzy/umiejętności/kompetencji społecznych

Wymagania formalne: Student wpisany na semestr 8

Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy: Student posiada wiedzę z zakresu: zarządzania ruchem lotniczym i modelowania ruchu lotniczego

Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności: Umiejętność rozumienia naukowych tekstów pisanych, tworzenia notatek, pozyskiwania informacji z literatury, baz danych oraz innych źródeł. Umiejętność oceny, weryfikacji i interpretacji źródeł.

Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych: Umiejętność współpracy w grupie. Rozumienie ciągłej potrzeby zdobywania wiedzy i doskonalenia się.

Efekty kształcenia dla zajęć

MEK	Student, który zaliczył zajęcia	Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia	Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia	Związki z KEK	Związki z PRK
01	Posiada uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę w zakresie struktury i planowania przestrzeni powietrznej, przepływu ruchu lotniczego, wykorzystania technik optymalizacji w zarządzaniu ruchem lotniczym (ATM), europejskiej metodologii wdrażania nowych rozwiązań ATM oraz współczesnych trendów rozwojowych ATM	wykład	zaliczenie cz. pisemna	K_W14+++ K_K07+	P6S_KO P6S_WK
02	Potrafi pozyskiwać informacje z literatury, baz danych oraz innych źródeł (także w języku obcym), integrować je, dokonywać ich interpretacji oraz wyciągać wnioski, formułować i uzasadniać opinie. Posiada umiejętność obsługi systemów komputerowych uznanych w ATM oraz implementacji i rozwiązania problemów optymalizacji ruchu lotniczego	ćwiczenia problemowe z wykorzystaniem systemów komputerowych	raport pisemny, obserwacja wykonawstwa	K_U02++ K_K07++	P6S_KO P6S_UW

Uwaga: W zależności od sytuacji epidemicznej, jeżeli nie będzie możliwości weryfikacji osiągniętych efektów uczenia się określonych w programie studiów w sposób stacjonarny w szczególności zaliczenia i egzaminy kończące określone zajęcia będą mogły się odbywać przy użyciu środków komunikacji elektronicznej (w sposób zdalny).

Treści kształcenia dla zajęć

Sem.	TK	Treści kształcenia	Realizowane na	MEK
8	TK01	Wprowadzenie do zagadnień optymalizacji ruchu lotniczego. Terminologia używana w zarządzaniu ruchem lotniczym (Air Traffic Management, ATM).	W01	MEK01
8	TK02	Struktura przestrzeni powietrznej - strefy, sektory, drogi lotnicze, procedury żeglugi powietrznej. Wymiana informacji w europejskim systemie ATM. Planowanie przestrzeni - zasady i poziomy planowania, cykl AIRAC.	W02, W03	MEK01
8	TK03	Przepływ ruchu lotniczego - klasyfikacja (general/operational air traffic); klasyfikacja użytkowników przestrzeni; ruch lotniczy w obszarze Europejskiej Konferencji Lotnictwa Cywilnego (ECAC area); ciągłość, efektywność, bezpieczeństwo przepływu ruchu lotniczego; przepływu ruchu lotniczego w przestrzeni przelotowej, strefach lotnisk i operacjach naziemnych.	W04, W05	MEK01
8	TK04	Metody optymalizacji w ruchu lotniczym - rola optymalizacji w przepływie ruchu lotniczego; optymalizacja jedno- i wielokryterialna; optymalizacja jedno- i wielodyscyplinarna; funkcja celu, zmienne i ograniczenia. Optymalizacja w ATM z punktu widzenia przepływu ruchu lotniczego oraz struktury przestrzeni.	W06, W07	MEK01
8	TK05	Podstawy teoretyczne wybranych metod optymalizacji, m.in.: ewolucyjna (monte carlo), systematycznego przeszukiwania, Branch and bound, Adaptive Simulated Annealing.	W08, W09, W10, W11	MEK01
8	TK06	Metodologia wdrożenia nowych rozwiązań w ATM - analiza systemowa; obszary rozwoju (Key Performance Aeras); wskaźniki oceny nowych rozwiązań (Performance Indicators); metody symulacyjne (Fast/Real-Time Simulations); ocena ekspercka; "cykl życia" rozwiązań ATM.	W12, W13	MEK01
8	TK07	Dokumentacja projektów badawczo-rozwojowych w ATM - Concept of Operations (CONOPS), Operational Service and Environment Definition (OSED), Validation Plan (VALP), Validation Report (VALR)	W14	MEK01
8	TK08	Współczesne kierunki badawczo-rozwojowe w ATM	W15	MEK01
8	TK09	Wprowadzenie - możliwości wykorzystania systemów komputerowych w optymalizacji ruchu lotniczego.	C01	MEK02
8	TK10	Przegląd oprogramowania wykorzystywanego w pracach badawczo-rozwojowych ATM	C02	MEK02
8	TK11	Struktura baz danych europejskiego systemu ATM (pliki so6, baza osiągów samolotów BADA, EUROCONTROL Network Operations Portal)	C03	MEK02
8	TK12	Optymalizacja planu lotu w przestrzeni kontrolowanej z drogami lotniczymi oraz bez dróg lotniczych (Free Routing Airspace, FRA). Kryteria: kosztów, wpływu na środowisko, czasu lotu. Symulacje szybkie (Fast-Time Simulation, FTS), oprogramowanie Matlab.	C04, C05, C06	MEK02
8	TK13	Optymalizacja przepływu ruchu lotniczego w wybranych scenariuszach ruchu lotniczego w Europie. Kryteria: pojemność przestrzeni, opóźnienia. Symulacje FTS, oprogramowanie Matlab.	C07, C08	MEK02
8	TK14	Optymalizacja sieci dróg lotniczych oraz FRA w przepływie ruchu lotniczego. Kryterium: minimalizacja elementów krytycznych ("bottle neck"). Symulacje FTS, oprogramowanie Matlab.	C09, C10	MEK02
8	TK15	Wprowadzenie do oprogramowania ESCAPE Light (EUROCONTROL) - narzędzie symulacji RTS	C11, C12	MEK02
8	TK16	Symulacje w czasie rzeczywistym (RTS) uproszczonego scenariusza ruchu lotniczego z wykorzystaniem oprogramowania ESCAPE Light.	C13, C14, C15	MEK02

Nakład pracy studenta

Forma zajęć	Praca przed zajęciami	Udział w zajęciach	Praca po zajęciach
Wykład (sem. 8)		Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Studiowanie zalecanej literatury: 5.00 godz./sem.
Ćwiczenia/Lektorat (sem. 8)	Przygotowanie do ćwiczeń: 3.00 godz./sem. Inne: 12.00 godz./sem.	Godziny kontaktowe: 30.00 godz./sem.	Dokończenia/studiowanie zadań: 2.00 godz./sem.
Konsultacje (sem. 8)		Udział w konsultacjach: 0.50 godz./sem.
Zaliczenie (sem. 8)	Przygotowanie do zaliczenia: 5.00 godz./sem.	Zaliczenie pisemne: 1.00 godz./sem.

Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej

Forma zajęć	Sposób wystawiania oceny podsumowującej
Wykład	Test w formie pisemnej złożony z pytań zamkniętych oraz otwartych. Podczas testu sprawdzane jest osiągnięcie efektu modułowego MEK01. Kryteria weryfikacji efektu modułowego MEK01: ocenę dostateczną uzyskuje student, który na teście z części sprawdzającej wiedzę uzyska 50-70% punktów, ocenę dobry 71-90% punktów, ocenę bardzo dobry powyżej 90% punktów.
Ćwiczenia/Lektorat	Warunkiem zaliczenia jest udział w zajęciach, systematyczna realizacja ćwiczeń orz złożenie raportów pisemnych. Wykonanie ćwiczeń zapewnia osiągnięcie efektu modułowego MEK02. Na ocenę 5 student potrafi rozwiązywać złożone problemy optymalizacji (wielokryterialne, z ograniczeniami, z wykorzystaniem zaawansowanych metod optymalizacji i kreatywnym użyciem oprogramowania komputerowego). Na ocenę 4 student potrafi rozwiązywać problemy optymalizacji o średnim stopniu trudności (jednokryterialne, z ograniczeniami, z wykorzystaniem metod optymalizacji o średnim poziomie trudności). Na ocenę 3 student potrafi rozwiązywać uproszczone problemy optymalizacji (jednokryterialne, z małą liczbą ograniczeń i niskim stopniem złożoności problemu oraz z wykorzystaniem podstawowych metod optymalizacji)
Ocena końcowa	Warunkiem zaliczenia modułu jest osiągnięcie wszystkich efektów modułowych. Na ocenę końcową składa się 30% oceny MEK01 i 70% oceny MEK02. Ocena końcowa ustalana jest jako średnia ważona. Ocena końcowa wg. średniej ważonej 5,0 (bdb): 4,75-5,0; 4,5(db+): 4,25-4,749, 4,0 (db): 3,75-4,249; 3,5 (dst+): 3,25-3,749; 3,0 (dst): 3,000-3,249.

Przykładowe zadania

Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)

Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)

Inne
(-)

Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie

Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi: tak

1	A. Majka; J. Muszyńska-Pałys	Analysis of the performance of an aircraft powered by hybrid propulsion	2023
2	D. Lichoń; T. Lis; A. Majka	RPAS performance model for fast-time simulation research on integration in non-segregated airspace	2023
3	M. Klimczyk; K. Kucharski; A. Majka; J. Muszyńska-Pałys	Hydrogen Valley as a Hub for Technological Cooperation Between Science, Business, Local Government and NGOs. An Overview of Approaches in Europe	2023
4	P. Cichosz; M. Drajewicz; M. Góral; A. Majka; W. Nowak; J. Sęp; R. Smusz	Design of Newly Developed Burner Rig Operating with Hydrogen Rich Fuel Dedicated for Materials Testing	2023
5	M. Kuźniar; A. Majka; M. Pawlak	Determination of the flight trajectory in terms of emission and fuel consumption minimization	2022
6	G. Dec; A. Majka; T. Rogalski; D. Rzońca; S. Samolej	Regular graph-based free route flight planning approach	2021
7	A. Majka	Weryfikacja i walidacja nowego algorytmu planowania tras w przestrzeni FRA	2020
8	A. Majka; P. Wacnik	Współpraca ponadeuropejska w obszarze lotnictwa w świetle realizacji celów agendy flightpath 2050	2020
9	D. Lichoń	Modelling of the reference STARs procedures in the context of RPAS integration in non-segregated airspace	2020
10	G. Drupka; A. Majka; T. Rogalski	Automated flight planning method to facilitate the route planning process in predicted conditions	2020
11	M. Kuźniar; A. Majka; M. Pawlak; J. Pawluczy	Model of emission of exhaust compounds of jet aircraft in cruise phase enabling trajectory optimization	2020
12	D. Lichoń; M. Orkisz	Models of the reference departure and arrival IFR procedures for the purpose of research in RPAS integration in controlled airspace	2019