In RTLola, een systeem voor real-time streamverwerking, kunnen individuele datastromen zich op willekeurige tijdstippen ontwikkelen. Elke uitvoerstroom kan zowel op basis van gebeurtenissen als periodiek worden geëvalueerd. Evenementgestuurde uitvoer wordt berekend telkens wanneer een nieuwe en relevante input/output-waarde verschijnt. Om in te spelen op invoer die gevoelig is voor datastormen, werden periodieke uitvoermechanismen geïntroduceerd. Deze uitvoer wordt periodiek op een vast tempo geëvalueerd, waarbij schuivende vensters efficiënt de binnenkomende data aggregeren, zodat de geheugengebruik binnen vaste grenzen blijft.

Een voorbeeldspecifieke RTLola-specificatie die de gemiddelde snelheid over de afgelopen vijf seconden berekent, kan er als volgt uitzien:

pgsql
input velocity : Float64 


output avg_velocity : Float64 @1Hz := velocity.aggregate(over: 5s, using: avg) 
trigger avg_velocity > 5 “WARNING: average velocity exceeds threshold”

In dit voorbeeld wordt de gemiddelde snelheid elke seconde berekend door het aggregeren van snelheidsmetingen binnen een schuivend tijdsvenster van vijf seconden. De uitvoer wordt dan vergeleken met een drempelwaarde, die bij overschrijding een waarschuwing genereert. Deze eenvoud en duidelijkheid in de specificatie zijn cruciaal voor toepassingen zoals operationeel monitoren van voertuigen, met name in situaties die afhankelijk zijn van veiligheid en tijdigheid.

RTLola voldoet aan de eisen voor monitoring op operationeel niveau. Geofencing-algoritmes kunnen direct in Lola worden gecodeerd, met uitbreidingen die risicofactoren en positionering kunnen voorspellen. Deze uitbreiding maakt gebruik van de laatste functies van de Lola-taal, die de foutbestendigheid verhoogt door de declaratieve aard van de specificaties en de modulaire structuur, waarmee de onderhoudbaarheid wordt verbeterd. De mogelijkheid om stromen met elkaar te verbinden, maakt het mogelijk om duidelijke, beknopte en goed beheersbare specificaties te creëren. Dit is essentieel wanneer monitors moeten worden geïntegreerd in veiligheidskritieke systemen, zoals onbemande vliegtuigen, waar gegarandeerde geheugenlimieten van groot belang zijn.

De geavanceerde mogelijkheden van RTLola hebben echter niet alleen te maken met het genereren van monitoren, maar ook met de simulatie van verschillende scenario's waarin risico’s moeten worden beoordeeld. Een belangrijke case-study betreft het valideren van een risicobuffer, wat betekent dat het systeem de missie moet beëindigen wanneer een bepaalde veilige afstand van een geofence wordt overschreden. In dit geval wordt de simulatie uitgevoerd in een MATLAB Simulink-omgeving, waarbij een geofencing-monitor wordt gegenereerd op basis van een Lola-specificatie. De invoer voor deze monitor komt van een sensormodule die de positie van het onbemande vliegtuig schat. In geval van een geofence-overtreding, geeft de monitor een stopgedrag aan de vluchtcontroller door, die dit prioriteert.

De simulatie richt zich op drie verschillende vliegtuigmotoren: een gyrocopter, een box-wing en een twin-boom model. In het geval van de gyrocopter wordt het geavanceerde beëindigingsgedrag gedefinieerd door de actuatorpositie, terwijl voor de box-wing en twin-boom modellen een parachute wordt gebruikt voor de beëindiging. Dit creëert variabele scenario’s die het effect van verschillende windomstandigheden kunnen simuleren, van geen wind tot een sterke bries. De resultaten tonen aan dat de invloed van de wind sterk afhankelijk is van de houding van het voertuig en de richting van de vlucht. Bij een sterke bries kan de gyrocopter bijvoorbeeld niet het gewenste spirale gedrag bereiken, wat kan leiden tot het overschrijden van de geofencing-buffers.

De simulatie maakt het mogelijk om veiligheidskritische beslissingen te nemen voordat een vlucht daadwerkelijk plaatsvindt. Dit betekent dat bepaalde operationele beperkingen, zoals het uitsluiten van vluchten onder bepaalde windomstandigheden, kunnen worden geïmplementeerd, zodat het onbemande voertuig niet onbedoeld in gevaarlijke situaties terechtkomt.

Belangrijk hierbij is dat, hoewel de monitoren zelf bijdragen aan de veiligheid van de vlucht, de resultaten van de simulatie niet altijd direct naar een praktische oplossing leiden. Zo kan het nodig zijn om de bufferafstand te vergroten om een grotere marge voor mogelijke windinvloeden te creëren, of om bepaalde operationele voorwaarden aan te passen. Deze aspecten zijn essentieel voor het ontwikkelen van betrouwbare en veilige operationele procedures die het risiconiveau onder controle houden.

Daarnaast is het van belang dat bij het gebruik van systemen zoals Lola in de luchtvaartsector niet alleen de technologie zelf goed functioneert, maar dat ook de mensen die ermee werken voldoende training en kennis hebben om de resultaten correct te interpreteren. Dit geldt niet alleen voor piloten, maar ook voor systeembeheerders en ingenieurs die verantwoordelijk zijn voor het configureren en monitoren van de vluchtparameters. Een goed begrip van de werking van de monitoren en de specifieke omstandigheden die ze bewaken, is essentieel voor het juiste gebruik van deze technologie.

Hoe wordt de operationele kostprijs van luchtvoertuigen berekend?

Het berekenen van de operationele kosten van luchtvoertuigen is een complexe taak die verschillende elementen in acht moet nemen. Elke kostenpost speelt een rol in de uiteindelijke prijs, van de afschrijving van het vliegtuig tot de brandstofkosten en de onderhoudskosten. Voor het model dat is ontwikkeld, worden kosten zoals afschrijving, rente, verzekering, het salaris van de operator, brandstof, onderhoud, luchthavengelden en controleposten afzonderlijk beoordeeld.

De afschrijving wordt berekend door vier parameters: de afschrijvingsmethode, de basis van de afschrijving, de afschrijvingsperiode en de restwaarde. Bij het gekozen lineaire afschrijvingsmodel wordt de afschrijving op een constante wijze berekend over de levensduur van het vliegtuig, vaak tussen de 10 en 20 jaar, met een restwaarde van 10 tot 30%. Deze kosten kunnen eenvoudig worden berekend door de initiële aankoopprijs van het vliegtuig te verminderen met de restwaarde en de looptijd van de afschrijving.

De rente wordt berekend op basis van het gemiddelde kapitaal dat geïnvesteerd is in het vliegtuig. Dit is het bedrag dat is geïnvesteerd bij de aankoop van het vliegtuig, verminderd met de restwaarde, over de levensduur van het vliegtuig. De rentekosten hangen af van de initiële kosten, de rentevoet en de restwaarde van het vliegtuig.

Het salaris van de operator is de vergoeding voor de personen die het vliegtuig besturen of monitoren. Dit houdt rekening met het aantal fulltime equivalenten (FTE) en het jaarlijkse salaris per FTE. De kosten van de operator worden beïnvloed door factoren zoals de jaarlijkse gebruiksfrequentie van het vliegtuig, de mate van autonomie van het vliegtuig, wettelijke voorschriften, de opleiding en kwalificatie van de operators, lokale loonniveaus en synergieën van parallelle operaties. Deze kosten worden op dezelfde manier berekend, rekening houdend met het aantal personeelsleden en hun salaris.

Onderhoud is een andere grote kostenpost die vaak complex is om te berekenen. Dit omvat zowel lijnonderhoud (tijdens de operationele uren) als basisonderhoud (waarbij het vliegtuig niet in gebruik is). Voor vliegtuigen met een nieuwe technologie, zoals de ALAADy, is het onderhoud moeilijker te voorspellen. Voor de motoren wordt de kosten van onderhoud geschat door rekening te houden met de 'time between overhauls' (TBO), de kosten van de grote revisies en de inspectiekosten. De kosten van motoronderhoud zijn vaak moeilijk in te schatten vanwege het gebrek aan gedetailleerde gegevens, maar een benadering kan worden gemaakt door te kijken naar de prestaties van de motor en de kosten van onderhoudsuren.

Brandstofkosten zijn cruciaal in de luchtvaartindustrie, vooral omdat vliegtuigen een aanzienlijk hoger brandstofverbruik per gewichtseenheid hebben in vergelijking met grondvervoer. De prijs van de brandstof fluctueert sterk, vooral als gevolg van de olieprijzen, en de verbruikskosten hangen af van de snelheid van de vlucht en het gewicht van de lading. Het brandstofverbruik wordt beïnvloed door de vliegsnelheid en het gewicht van het vliegtuig, en dit moet zorgvuldig worden berekend om de totale brandstofkosten te bepalen.

Luchthavengelden variëren afhankelijk van de locatie en het gewicht van het vliegtuig. Aangezien deze kosten direct afhankelijk zijn van de vluchtmissie, moeten ze worden verzameld voor zowel de vertrek- als de bestemmingsluchthavens. Dit kan sterk variëren, afhankelijk van het land, de luchthaven en het type operatie.

De controlepost, die nodig is voor het beheer en de besturing van het vliegtuig, is ook een kostenelement. Dit kan een kleine mobiele eenheid zijn of een volledige controlekamer, afhankelijk van de behoefte en het budget. Het communicatiesysteem kan via radio of satelliet zijn, waarbij satellietsystemen duurder zijn en alleen gebruikt moeten worden als er geen radioverbinding beschikbaar is. Het benodigde dataverkeer voor communicatie tussen het vliegtuig en de controlepost is ook een belangrijke kostenfactor.

Naast de bovengenoemde kostenposten is het van belang te begrijpen hoe de initiële kosten van het vliegtuig, die voortkomen uit de ontwikkelings- en productiekosten, de operationele kosten beïnvloeden. Dit wordt vaak bepaald door het model dat wordt gebruikt voor de berekening van de totale kosten, inclusief de afschrijvingskosten, rente en verzekeringskosten. De kosten van ontwikkeling en productie vormen de basis voor het berekenen van de operationele kosten van het vliegtuig, en deze zijn van cruciaal belang voor een goed financieel overzicht.

Het model maakt gebruik van een grondige benadering van de kostencomponenten, waarbij rekening wordt gehouden met een breed scala aan factoren, van de technologie tot de operationele omstandigheden. Het begrijpen van deze verschillende kostenfactoren en hoe ze elkaar beïnvloeden, is essentieel voor het creëren van een effectief bedrijfsmodel en voor het nemen van strategische beslissingen die zowel de economische efficiëntie als de operationele effectiviteit verbeteren.

Hoe Magnetische Lubricanten de Toekomst van Industriële Toepassingen Vormgeven
Hoe Mythen de Realiteit Vervormen: De Manipulatie van Narratieven in de Politieke Arena
Hoe kunnen analytische en numerieke analysemethoden worden toegepast om thermisch gedrag van Li-ion batterijen te begrijpen?
Hoe verandert het Internet of Things de toekomst van de landbouw?