ADS-B i system ruchu lotniczego NextGen

Wraz z rozwojem krajowego systemu przestrzeni powietrznej FAA będzie wykorzystywać wiele nowych technologii. Jednym z podstawowych systemów wdrażanych w ramach programu NextGen FAA jest ADS-B, co oznacza automatyczną transmisję nadzoru zależnego. W celu usprawnienia operacji FAA wdraża ADS-B jako główne źródło nawigacji dla wszystkich statków powietrznych w krajowym systemie przestrzeni powietrznej. Chociaż ADS-B działa już w większości Stanów Zjednoczonych, nadal istnieją pytania dotyczące ryzyka i kosztów.

Rola ADS-B

W niedalekiej przyszłości przemysł lotniczy zostanie poproszony o zaakceptowanie idei bezpłatnego lotu, metody ograniczania zatorów w ruchu lotniczym dzięki wykorzystaniu ADS-B. System ADS-B redukuje również obciążenie pilota i kontrolera oraz zapewnia bardziej bezpośrednie wyznaczanie tras dla samolotów, oszczędzając pieniądze i czas.

Od lat system kontroli ruchu lotniczego w Stanach Zjednoczonych cierpi z powodu nieefektywności. System nadal odnotowuje wzrost popytu konsumpcyjnego oraz opóźnień.

W raporcie z 2009 r. FAA oświadczyła: „Bez NextGen na niebie pojawi się impas. Do 2022 r. FAA szacuje, że ta porażka kosztowałaby gospodarkę USA 22 mld USD rocznie w utraconej działalności gospodarczej. Liczba ta wzrasta do ponad 40 miliardów dolarów do 2033 r., Jeśli system transportu lotniczego nie zostanie przekształcony. ”

Rola systemu ADS-B jest obszerna. System wykorzystuje bardzo dokładny nadzór naziemny i powietrzny oparty na GPS, aby zapewnić kontrolerom i pilotom precyzyjne dane w czasie rzeczywistym. Dane te, bardziej dokładne niż sam radar, mogą być wykorzystane do zmniejszenia separacji między samolotami, zwiększenia bezpieczeństwa i zapewnienia bardziej bezpośrednich tras dla samolotów. Ponadto w kabinie załogi będą dostępne funkcje ruchu drogowego i pogody w czasie rzeczywistym, w niektórych przypadkach bez kosztów dla operatora.

ADS-B wykorzystuje transponder oparty na samolocie (Mode S), globalny system nawigacji satelitarnej (GNSS) oraz stacje naziemne do określania wysokości, prędkości i toru dla samolotów. Informacje są następnie przekazywane ze statku powietrznego do samolotu i ze statku powietrznego do kontrolera lub stacji naziemnej, wraz z innymi uczestniczącymi stronami.

Zagrożenia bezpieczeństwa

Ogólnie rzecz biorąc, system ADS-B stanowi znaczącą poprawę dla przyszłości naszego systemu przestrzeni powietrznej. Ale to nie jest pozbawione ryzyka. Przy obecnym systemie radarowym będącym w większości wolnym od ryzyka i dokładnym systemem nawigacyjnym, przejście do całkowicie nowego systemu rodzi pytania o niezawodność, zagrożenia bezpieczeństwa i koszty. Jakie są te pytania i ryzyko oraz czy zostały złagodzone do akceptowalnego poziomu?

Podczas gdy FAA wykazała, że ​​ostatecznym rezultatem będzie jednoznacznie bezpieczniejszy, bardziej wydajny system podróży lotniczych, i przeprowadzili badania w celu poparcia ich stanowiska, będą musieli nadal badać i ponownie badać program pod kątem bezpieczeństwa perspektywiczny. Wdrożenie nowego systemu może spowodować nieznane błędy i zagrożenia. W przypadku ADS-B zagrożenia te obejmują:

• Trening i czynniki ludzkie
• Awaria GPS
• Awarie awioniki
• Problemy z bezpieczeństwem

Kwestie te nie zostały jeszcze całkowicie rozwiązane, ale zidentyfikowano je jako zagrożenia i podjęto środki w celu zminimalizowania ryzyka. Badanie z 2000 r. Zakończyło typową sekwencję pierwszeństwa w zakresie bezpieczeństwa systemu w odniesieniu do całego systemu i uznało ryzyko resztkowe za „kontrolowane do akceptowalnego poziomu”.

Na początku opracowywania ADS-B, Grupa Robocza ds. Bezpieczeństwa Systemowego Capstone została utworzona we współpracy z FAA w celu zapewnienia niezbędnych badań i wstępnej analizy zagrożeń ADS-B. Określone zagrożenia obejmują:

Czynniki ludzkie

• Zamieszanie i utrata świadomości sytuacyjnej
• Niewłaściwe użycie awioniki
• Pilotażowe błędy proceduralne
• Problemy z koordynacją z ATC
• Utrata świadomości sytuacyjnej z powodu zbyt długiego czasu „head-down”

Ryzyko związane z systemem naziemnym

• Błędy kalibracji
• Utrata komunikacji
• Awaria

Awaria awaria

Błędy GPS

Usterki pogody, ruchu i terenu

• Brak zasięgu
• Ograniczone prognozy
• Ograniczone stacje raportowania

Luki w zabezpieczeniach

• Spoofing, jamming i masking

W większości ryzyka te zostały zbadane, przeanalizowane, złagodzone i zaakceptowane. Jednak jednym z największych zagrożeń związanych z ADS-B pozostaje nadal: błąd ludzki. Jeśli pilot nie rozumie w pełni sprzętu, którego używa, system staje się zagrożeniem, a nie korzyścią. Badania sugerują, że zaawansowane systemy awioniki wymagają dogłębnego szkolenia i zrozumienia dla operatorów w celu bezpiecznego korzystania z nich, a wielu operatorów nie otrzyma dobrowolnie szkolenia, którego potrzebuje, aby bezpiecznie latać z ADS-B.

A mandat ADA-B FAA dla wszystkich samolotów wyposażonych w ADS-B do 2020 r. Zwiększy koszty i zagrożenia związane z zaawansowaną awioniką i błędami ludzkimi.

Projekt Capstone ustalił, że nadmierny czas oczekiwania podczas korzystania z ADS-B może potencjalnie skutkować częstą utratą świadomości sytuacyjnej i że chociaż wypadek może być rzadki w tym przypadku, wynikający z tego wypadek byłby prawdopodobnie katastrofalny. Jest to stałe ryzyko, które nadal będzie problemem dla użytkowników ADS-B, ponieważ staje się znanym dodatkiem do latającego świata. Piloci muszą przyjąć odpowiedzialność za ograniczenie tego ryzyka w jak największym stopniu poprzez szkolenia i świadomość.

Gdy wszystko zostanie powiedziane i zrobione, ADS-B jest bezpiecznym, skutecznym dodatkiem do narodowego systemu przestrzeni powietrznej. Ale jak każda pomoc nawigacyjna lub system awioniki, jest ona tak bezpieczna jak jej operator.