Будущее систем управления воздушным движением
Развитие беспилотной авиации неминуемо приведет к тому, что в воздухе одновременно будут многие тысячи беспилотных воздушных судов (БВС) различного размера, конструкции и назначения. Среди них могут быть летающие видеокамеры с ИИ для мониторинга всего (инфраструктуры, объектов городского хозяйства, правопорядка, состояния лесов и ледовой обстановки, строек, и пр), а также БВС-доставщики товаров. Сети последних можно назвать новым интернетом вещей - в том смысле, что вещи теперь доставляются так же, как информация в интернете. Появятся и средства аэромобильности людей и грузов в городских агломерациях и между ними.
Для организации безопасных полетов на рутинной основе будет создана система управления беспилотным воздушным движением, которая хотя и будет информационно и нормативно сопряжена с существующей системой УВД, но будет организована без участия человека внутри контура управления.
О будущем системы управления воздушным движением, цифровых информационных сервисах, потребителем которых станет машина, и о технологиях деконфликтинга, доставляющих данные в автопилот БВС, рассказал журналу ИТС член комитета наземных средств управления воздушным движением, навигации, посадки и связи Союза авиапроизводителей России, советник генерального директора НИЦ «Аэроскрипт» (компания-участник рынка НТИ «Аэронет») Владислав Шифрин.
Под деконфликтингом в аэронавигации традиционно понимают комплекс барьеров (технологических и нормативных) на пути к столкновению в воздухе. Барьеры формируют, начиная от планирования ВП и вплоть до последних секунд до столкновения. Барьеры, согласно ИКАО, классифицируются в зависимости от фазы полетной операции: на стратегические до взлета, стратегические во время полета и тактические. Стратегические во время полета еще называют предтактическими. С учетом большого количества новых операций беспилотных воздушных судов на очень малых высотах целесообразно говорить также о деконфликтинге между БВС и объектами на земле.
ДЕКОНФЛИКТИНГ В УПРАВЛЕНИИ РИСКАМИ
Деконфликтинг – это часть процесса управления рисками в авиации. Можно предложить два подхода к процессу управления рисками (применительно к БВС).
Первый подход исходит из потребностей пользователей ВП: необходимо организовать ВП с заданной интенсивностью операций/полетов, уровнем рисков операции, сложностью организации ВП и обеспечить другие эксплуатационные требования. Формулируются и оцениваются риски, формируются требования к мерам смягчения. Создается система смягчения рисков, соответствующая требованиям. В процессе полетов выполняется мониторинг рисков, вносятся коррективы в систему, или вводятся эксплуатационные ограничения.
Второй подход берет за основу технологические возможности: «У нас есть некоторые технические решения, которые позволяют снижать риски. Давайте мы их внедрим и посмотрим, что будет. Интенсивность операций, их сложность, допустимый уровень рисков отдельных операций сформулируем на основе экспертного мнения. Будем мониторить фактический уровень рисков и вводить новые ограничения, если мы не достигаем целевого уровня безопасности».
В обоих подходах деконфликтинг – это меры по смягчению рисков. Для того, чтобы объективно оценить эффект от деконфликтинга, необходимо сформулировать числовые характеристики, которые характеризуют его эффективность – метрики смягчения рисков. В первом подходе также необходимо оценить исходный (несмягченный) уровень рисков. Также необходимо сформулировать, что такое приемлемый уровень рисков.
В идеальной ситуации мы умеем оценивать ожидаемые риски (априорно) в попугайчиках (о которых договорились), мы приняли решение о приемлемом уровне рисков в тех же попугайчиках, и у нас есть меры смягчения с известной эффективностью, которые позволяют привести ожидаемые риски к приемлемым.
Несмотря на концептуальную простоту такого подхода, практическая реализация сталкивается с рядом трудностей.
Первая из них – это оценка ожидаемых рисков. Риск – это вероятностная (не подсчитываемая) категория. Правдоподобность ее численной оценки зависит от наших знаний о природе риска.
Известный пример, в котором задается вопрос: «какая вероятность вытащить белый шар из бочки, в которой есть белые и черные шары?». Ожидаемый ответ – 50%. Теперь тот же вопрос, но заранее известно, что в бочке 30% черных шаров. Ожидаемый ответ – 70%.
Правдоподобность оценки рисков всегда меньше 100%. Мы можем стремиться к абсолютной правдоподобности, но никогда ее не достигнем, потому что всегда есть знания, которые нам не доступны. Поэтому, на вопрос «правильно ли мы оцениваем риски» в лучшем случае можно сказать, что «правильно в силу имеющихся у нас знаний». А если это так, то пока наши знания не достигнут некоторого уровня, наши количественные оценки рисков мало чего стоят. Иными словами, мы не сможем принимать решения на основе такой оценки.
Вторая трудность – оценка эффективности меры смягчения. Для определенности рассмотрим системы предупреждения столкновений в воздухе (CAS – collision avoidance system). Для них эффективность (коэффициент уменьшения рисков – RR – risk ratio) определена, как отношение количества NMAC (near midair collision) после срабатывания САS к количеству NMAC без САS.
RR оценивается с использованием модели и статистически обоснованного количества конфликтов (несколько миллионов). В некоторых случаях САS может приводить к возникновению NMAC там, где его бы не было, если бы не было САS. В этом случае можно говорить о том, что САS генерирует конфликты, а не предупреждает их.
Оценка RR – это статистическая характеристика. Она будет стремиться к вычисленному значению при большом количестве конфликтов, в конфигурации близкой к использованной в модели.
В реальном ВП фактический RR (на реальной выборке конфликтов) может отличаться от расчетного, что в свою очередь приведет к отклонению фактически достигнутого уровня риска от ожидаемого. Основные факторы, которые могут отличать модель от реального ВП: взаимное пространственно-временное расположение ВС в конфликте (RR в разных геометриях конфликта может различаться), достоверность данных наблюдения (целостность местоположения и вектора скорости), доля некооперативных угроз и совместимость/оснащенность бортов, оборудованных кооперативными средствами.
Для повышения правдоподобности оценки рисков имеет смысл оценивать не статистические риски ВП, а риски конкретной операции там, где для этого есть данные. Этим мы увеличиваем наши знания о рисках, насколько это возможно.
В процессе управления рисками может быть полезен принцип классификации рисков с точки зрения наших знаний о них.
При классификации используется концепция, в основу которой положены два фактора: наше ожидание о наступлении рисков и наше знание о их последствиях.
Более детально об истории вопроса см. например, [Known knowns, known unknowns, unknown unknowns and the propagation of scientific enquiry, David C. Logan, Journal of Experimental Botany, Volume 60, Issue 3, March 2009]
№ | Тип риска | Мы знаем о наличии риска и предпринимаем меры | Мы знаем о последствиях риска | Описание |
1 | Known knowns | Да | Да | Риски, о которых мы знаем (сформулировали Цели управления рисками и приняли Меры смягчения) и знаем их интенсивность и тяжесть последствий. |
2 | Known unknowns | Да | Нет | Риски, о которых мы знаем (сформулировали Цели управления рисками и приняли Меры смягчения), но либо интенсивность, либо тяжесть последствий, либо обе нам неизвестны – мы делаем некоторые предположения, насколько нам позволяет наше знание о них. |
3 | Unknown knowns | Нет | Да | Риски, об интенсивности и тяжести последствий которых мы знаем, но Меры смягчения не приняли по каким-то причинам. |
4 | Unknown knowns | Нет | Нет | Риски, о которых мы не знаем ничего – черные лебеди. |
Таблица – классификация рисков с точки зрения наших знаний о них
Тип рисков №1: мы о них знаем, мы знаем о их последствиях и предпринимаем соответствующие меры смягчения. Это плановые риски для операции БВС, мы на них идем осознанно, понимая, как с ними обращаться. Они предсказаны и просчитаны настолько, насколько нам позволяет наше знание об их природе и компетенции.
Для них развернуты меры смягчения в форме деконфликтинга. Если риски не приемлемы, операция может быть отклонена или для нее могут быть выработаны альтернативные 4D-траектории (использование ВП изменено в пространстве или во времени).
Плановые риски интересны тем, что они могут быть отнесены к конкретной операции, для них можно получить более достоверные численные оценки, персонализировано применить меры смягчения.
Тип рисков №2: мы о них знаем, но последствия (интенсивность, и реже - тяжесть) нам до конца не понятны, мы предпринимаем все возможные меры смягчения на основе нашего понимания и ограничений в затратах. Расчет рисков происходит на основе статистических данных или ожиданий об использовании ВП, так как других данных у нас нет.
Повышение эффективности управления рисками №2 в некоторых случаях может произойти с углублением наших знаний об их природе. Тогда они могут перейти из категории 2 в категорию 1.
Например, внеплановая угроза в воздухе может происходить от одного из 3-х событий: полет без плана, намеренные действия и отклонение от плана. Ни одно их этих событий не может быть спланировано, но мы можем сделать некоторые статистические предположения об их интенсивности и тяжести последствий. Ситуация может измениться, если в нашем распоряжении есть поле некооперативного наблюдения, и мы получаем данные обо всех некооперативных ВС. Тогда, на некотором отрезке времени до конфликта с некооперативным ВС риск становится плановым.
Для события «Отклонение от плана» причиной может быть потеря контроля над БВС (отказ С2). Тогда для предсказания отказа С2 могут быть предприняты меры более глубокого контроля, которые будут сигнализировать о возможности деградации требуемых характеристик С2 (RLP) на более ранней стадии, а для предотвращения потери управления могут быть заранее развернуты резервные технические средства или предприняты другие меры.
Для планирования мер смягчения рисков в результате деградации/отказа С2 стоит иметь ввиду, что опасное событие может быть вызвано различными причинами: отказом аппаратуры на земле или на борту, внешними источниками электромагнитных помех, программными ошибками… Соответственно, и меры смягчения будут различными — от резервирования оборудования до контроля использования радиочастот и мер оперативного реагирования.
Тип рисков №3: мы знаем об их существовании, можем предположить их последствия, но по каким-то причинам не предпринимаем мер смягчения.
По-видимому, повышение эффективности для таких рисков лежит больше не в технической, а в организационной и психологической плоскости. Либо мы недооцениваем последствия, либо у нас нет ресурсов для смягчения рисков, либо (как часто бывает) это ситуация отсутствия ответственности (авось пронесет).
Тип рисков №4: мы о них ничего не знаем и, поэтому, ничего не предпринимаем. Это черные лебеди. Повышение эффективности для этой категории состоит только в повышении наших знаний об окружающем мире.
В условиях, когда количественный подход сталкивается с непреодолимыми трудностями, может быть реализован второй, качественный подход по принципу «использовать доступные меры смягчения, которые дают уменьшение рисков». Какое численное значение эффективности мер смягчения достигнуто, определяется по факту на основе апостериорного анализа полетных данных.
СВЯЗЬ ДЕКОНФЛИКТИНГА И УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
С приходом в авиацию беспилотных авиационных систем (БАС) многообразие операций в воздухе существенно расширилось. Появилось множество операций БАС в нижнем ВП и на очень малых высотах. В том числе, с использованием очень компактных авиационных платформ, которые внешне часто выглядят как игрушки, но таковыми не являются.
Существующие технологии связи, навигации, наблюдения (CNS/ATM), которые составляли технологическую основу для обеспечения безопасности пилотируемых полетов и правила полетов (их всего два типа), для многих типов новых операций больше не применимы или неэффективны.
На существующем этапе зрелости отрасли возникла необходимость сегментирования ВП на типы так, чтобы одновременно обеспечить безопасность и эффективность. Например, использовать диспетчерское обслуживание для полностью автономных операций (без человека в контуре управления БВС) технически невозможно (скорее нецелесообразно, технически можно всё), так как автономные БВС не могут воспринимать голосовые указания диспетчера. Это пример крайнего случая. Но можно привести и другие аргументы.
Возможны следующие варианты использования ВП (ИВП) с точки зрения обслуживания:
Вариант 1 – правила полетов по приборам (ППП/IFR).
Деконфликтинг предполагает эшелонирование дистанционно пилотируемых ВС (ДПВС) посредством диспетчерского обслуживания системы УВД, которая получает данные наблюдения от наземной инфраструктуры наблюдения в аэродромной и трассовой зонах (моноимпульсные вторичные радиолокаторы – МВРЛ, широкозоные многопозиционные системы наблюдения – МПСН-Ш), на поверхности аэродрома (МПСН-А), а также передачу диспетчерских указаний для внешнего пилота (ВнП) по радиосвязи.
Такой вариант ИВП подходит для больших ДПВС, оснащенных ответчиками вторичной радиолокации (ВРЛ), средствами радиосвязи и навигационным оборудованием. География операций ограничена зонами покрытия средств CNS/ATM.
Предупреждение столкновений в воздухе (СА – collision avoidance) реализуется использованием систем DAA, которые формируют рекомендации по маневрированию с учетом летно-технических характеристик БВС. Системы DAA для БВС, использующих ППП, обеспечивают интероперабельность с бортовыми системами предупреждения столкновений (TCAS II/ACAS-Xa) и ответчиками ВРЛ (режимы S, RBS и АЗН-В 1090ES).
Управление и контроль реализуется с использованием систем С2 с соответствующими требуемыми характеристиками радиосвязи (RLP – required link performance). Радиолиния С2 должна учитывать требуемые характеристики для передачи данных DAA и диспетчерских указаний.
Рисунок – операции, для которых ВП выделяется по временной основе
Вариант 2 – правила визуальных полетов (ПВП/VFR).
Правила визуальных полетов (ПВП) напрямую не применимы к БАС по определению, так как предполагают деконфликтинг посредством визуальной оценки ситуации пилотом из кабины ВС.
Можно считать, что VLOS операции БАС в дневное время суток аналогичны ПВП (соответствует Варианту 4).
Если будущие системы DAA будут аналогичны по характеристикам возможностям пилота по визуальной оценке ситуации и исполнение рекомендаций DAA будет обеспечено с той же эффективностью, можно представить себе правила полетов БВС, аналогичные ПВП.
Вариант 3 – выделение (сегрегация) ВП для операции БАС.
В этом варианте деконфликтинг обеспечивается за счет сегрегации ВП для конкретной операции и информирования других участников воздушного движения. Полеты разрешаются в зонах приемлемых рисков для третьих лиц на земле.
Подходит для ВП низкой интенсивности, когда спрос на ВП позволяет резервировать операционный объем для каждой операции или группы операций без ущерба для других пользователей ВП.
Обслуживание предполагается на предполетной фазе операции или во время полета на добровольной основе.
Вариант 4 – операция не требует согласования из-за исходно низких рисков.
Операции открытой категории (в пределах визуальной видимости, в дневное время суток, ниже условных 150 м, вне зон ограничений, …) не предполагают деконфликтинга ввиду исходно низких рисков. Обслуживание не требуется, но может предоставляться на добровольной основе.
Вариант 5 – операция выполняется на основе оценки рисков по методологии SORA или аналогичной.
SORA оценивает риски отдельной операции БАС без учета взаимного влияния операций между собой. По-видимому, в предположении, что операционные объемы операций заведомо не пересекаются.SORA определяет четыре класса воздушных рисков: ARC-a,b,c,d.
Обслуживание в ВП SORA/ARC-a (сегрегированное ВП) не требуется. Обслуживание операций в ВП SORA/ARC-b,c,d предполагает предоставление сервиса тактического деконфликтинга (TMPR – tactical mitigations performance requirements) с соответствующими требуемыми характеристиками снижения рисков (RR – risk ratio).
Для всех классов воздушных рисков могут быть предоставлены сервисы по оценке рисков на земле в соответствии с требованиями SORA.
Вариант 6 – операции, выполняемые по правилам Цифрового полета (ПЦП/DFR).
ПЦП предполагают, что обслуживание (деконфликтинг) осуществляет автоматизированная система (цифровая платформа информационного обеспечения полетов – ЦП ИОП), которая предоставляет ВнП БАС или автономному БВС информацию, на основе которой ВнП или автономный БВС осуществляют самоэшелонирование.
В зависимости от уровня автоматизации информация ЦП ИОП может быть отнесена к одному из трех классов: консультативная для использования ВнП на свое усмотрение, как набор возможных решений на выбор ВнП, как обязательное для исполнения указание.
Модель зрелости ПЦП предполагает этапность перехода к полной интеграции БАС в несегрегированное ВП.
Продвижение будет происходить поэтапным внедрением соответствующих уровней зрелости ВП до момента, когда совершенствование обслуживания и повышение эффективности полетов будет происходить эволюционно.
На всех этапах безопасность (уровень рисков) будет находиться на приемлемом уровне за счет использования риск-ориентированного подхода.
Начальный уровень зрелости ПЦП соответствует выделенной зоне для полетов дистанционно пилотируемых ВС. Для пилотируемых операций высокого приоритета полеты в выделенной зоне обеспечиваются соответствующими технологическими средствами деконфликтинга ЦП ИОП.
Сегрегация ВП операций беспилотных и пилотируемых ВС в выделенной зоне БАС позволяет исходно ограничить воздушные риски для пилотируемых ВС (людей в воздухе). Это ограничение будет сниматься на последующих уровнях зрелости ПЦП, когда для этого будут созданы соответствующие условия.
На последнем этапе, в совместно используемом ВП будут совершать операции пилотируемые, дистанционно пилотируемые и автономные ВС, использующие наиболее эффективные правила полетов и получающие соответствующее обслуживание от ЦП ИОП.
Промежуточные уровни зрелости ПЦП будут диктоваться спросом на использование ВП и будут направлены на повышение эффективности операций, интенсивности воздушного движения, обеспечение выполнения операций более высоких рисков, повышение автономности операций и уменьшение вовлеченности человека в целом за счет повышения характеристик систем CNS/ПЦП, сервисов деконфликтинга ЦП ИОП и уровня автоматизации.
В таблицу сведены варианты ИВП беспилотными авиационными системами.
Введение в эксплуатацию новых уровней зрелости ПЦП (обслуживаемого и контролируемого ВП для цифровых полетов) будет происходить (при наличии спроса) на основе риск-ориентированного подхода по мере создания технологий деконфликтинга, использующих данные различной природы и транспорт для доставки данных. Требуемые характеристики CNS (RCNSP - required CNS performance), данных (RDP – required data performance) и функций деконфликтинга (RR) будут обеспечиваться валидированными стандартами (сертификационными требованиями) и сертификацией (подтверждением соответствия требованиям).
Вар ИВП | Правила полетов и ответственность | Классы ВП | Обслуживание |
1 | ППП при наличии у БАС функций СА и С2 с соответствующими RLP | А, С | Диспетчерское |
RWC – ответственность диспетчера на основе данных CNS/ATM СА – ответственность пилота на основе рекомендаций ACAS/DAA C2 – ответственность C2CSP Ответственность регулятора за сертификацию | |||
2 | ПВП – не применимо | G - не применимо | |
3 | Правила полетов не определены (не выходить за пределы резервированного объема). | МР/ВР внутри C, G | Обязательно: ЦП ИОП для получения. разрешения на ИВП Добровольно: ЦП ИОП для предполетной подготовки, ПИО, при необходимости может предоставляться сервис деконфликтинга (на добровольной основе, по согласию сторон предоставлять информацию о местоположении и скорости) |
Предполагается сегрегация операционного объема на время действия временного резервирования ВП (МР/ВР) или ВП, выделенного для операций БАС. Ответственность ВнП. Ответственность ПАНО за публикацию НОТАМ. Ответственность других пилотов за выдерживание зоны ограничений МР/ВР. | |||
4 | Правила полетов: визуальный полет беспилотного воздушного судна (VLOS) в дневное время суток, ниже 150 м. | G ниже 150 м | Не требуется. Добровольно: ЦП ИОП для предполетной подготовки. |
Ответственность ВнП | |||
5 | Правила полетов в РФ не определены. Ответственность ВнП во время полета на основе информации сервисов деконфликтинга ЦП ИОП. Ответственность ПАНО в процессе оценки рисков операции и выдачи разрешения на ИВП. Ответственность ЦП ИОП за сервисы деконфликтинга. Ответственность регулятора при сертификации сервисов деконфликтинга и оценки рисков. | A, C, G | Обязательно: ЦП ИОП для получения разрешения на ИВП. Для ARC-b.c,d - ЦП ИОП или DAA предоставляет сервис ТД, Добровольно: ЦП для предполетной подготовки, ТИС и сервисы оценки рисков, пИО. |
6 | Правила полетов не определены – ПЦП (новые правила полетов). | Новые классы ВП по мере зрелости ЦП ИОП | ЦП ИОП на всех фазах операции |
Во время полета и в целом в отношении деконфликтинга: распределение ответственности между ВнП и ЦП ИОП в зависимости от уровня рисков и автоматизации. Ответственность ЦП ИОП за сервисы, относящиеся к безопасности. Ответственность регулятора за сертификацию сервисов, относящихся к безопасности. |
Таблица – варианты ИВП, правила полетов, классы ВП, ответственность
Подводя итог этому разделу, отметим, что есть необходимость провести границы между эксплуатационными окружениями БВС. В каждом из них использовать оптимальные (с точки зрения безопасности/эффективности) технологии деконфликтинга, ограничения и правила полетов. Компромисс между безопасностью и эффективностью полетов на всех этапах внедрения ПЦП достигается на основе риск-ориентированного подхода.
КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ДЕКОНФЛИКТИНГ
В разных эксплуатационных окружениях деконфликтинг обеспечивается технологически разными средствами.
Если стоит задача интеграции БАС в существующее контролируемое ВП, то БВС должны быть оборудованы бортовыми средствами связи, навигации, наблюдения и предупреждения столкновений в воздухе. Одно из фундаментальных требований к такой авионике – совместимость с уже существующими средствами. Все протоколы взаимодействия бортовых систем между собой и с наземной инфраструктурой управления воздушным движением строго стандартизированы на международном уровне. Технические средства подлежат сертификации.
Новые эксплуатационные окружения, такие как полеты на очень малых высотах, городская аэромобильность, региональная аэромобильность (и другие) в основном не имеют обременения в интероперабельности. Для таких операций целесообразно говорить о новых правилах полетов с использованием высокоавтоматизированных систем информационного обеспечения полетов. Участия человека в таких операциях не будет (или будет сведено к минимуму), когда для этого будут обеспечены (соответствующие рискам) технологические решения.
Такие операции называют Цифровым полетом, а правила полетов – Правилами цифрового полета (ПЦП/DFR). Наряду с существующими правилами полетов по приборам (ППП/IFR) и правилами визуальных полетов (ПВП/VFR) правила цифрового полета будут легитимизованы и, как ожидается, по мере развития технологий и цифрового права будут постепенно вытеснять другие нормы.
В новых эксплуатационных окружениях с точки зрения минимизации затрат целесообразно использовать уже существующую радиотехническую инфраструктуру, как специализированную, используемую для управления воздушным движением, так и общего назначения. Однако делать это надо крайне ответственно.
Например, использование технологии наблюдения за пилотируемыми ВС на частотах 1090/1030 МГц для большого количества малых БВС может перегрузить радиоканал и привести к деградации систем наблюдения в «большой» авиации. Или использование мобильных сетей может не обеспечить требуемых характеристик связи и наблюдения. Инструментом для принятия окончательного решения является риск-ориентированный подход, который должен найти компромисс между эффективностью и безопасностью. В целом представляется, что в новых эксплуатационных окружениях высоких рисков должны быть разработаны новые системы наблюдения/навигации с учетом опыта многих десятилетий в «большой» авиации, но на новом технологическом уровне.
КАК ЦИФРОВЫЕ ПОЛЕТЫ СВЯЗАНЫ С ДЕКОНФЛИКТИНГОМ
Цифровые правила — это во многом про распределение ответственности, какая ответственность наступает и в каком случае. Это про деконфликтинг в широком смысле. Правила цифрового полета (ПЦП) определяют, какая информация и кому направляется,как должен на нее реагировать тот, кому она предназначена, обязательны ли цифровые рекомендации для исполнения.
Другой фактор – тип операций в зависимости от уровня автоматизации управления ВС: пилотируемые, дистанционно пилотируемые, автономные с разной степенью участия человека. Соответственно меняется субъект, получающий информацию и несущий ответственность за ее использование. Тип информации также варьируется.
С точки зрения деконфликтинга можно говорить о Цифровых правилах воздушной дороги (ЦПВД). По аналогии с ПДД: кто кому должен уступать, какая информация для этого должна использоваться (на дорогах – знаки, светофоры, разметка). Также важны следующие вопросы. Какие данные должны использоваться для выработки информации деконфликтинга, и с каким качеством. В каких случаях данные не пригодны для использования, или какие есть ограничения при использовании. Какие признаки качества данных должны формировать источники данных: навигационные системы и системы наблюдения в случае тактического деконфликтинга.
При самом высоком уровне автоматизации человек отсутствует в процессе полета. Тогда ответственность распределяется между провайдером сервисов ПЦП (качество информации), производителем автономного БВС (правильная реакция на информацию), регулятором (формирует сертификационные требования) и сертифицирующим органом (подтверждает соответствие технических средств сертификационным требованиям).
ТАКТИЧЕСКИЙ ДЕКОНФЛИКТИНГ
Тактический деконфликтинг (ТД) – термин, который обозначает информационный сервис, призванный обеспечить безопасные интервалы между ВС на временном промежутке, начиная примерно с 2 мин до точки максимального сближения.
Информация сервиса ТД (СТД) может быть предназначена для разных потребителей в зависимости от распределения ответственности за эшелонирование (выдерживание безопасных интервалов) и предупреждение столкновений в воздухе. Например, в контролируемом ВП на этапе эшелонирования информация СТД предназначена для диспетчера, который формирует голосовые указания для пилота или текстовые сообщения посредством цифровой линии передачи данных диспетчер-пилот (CPDLC).
Когда время до столкновения уменьшается до 30..60 сек на оборудованном пилотируемом ВС начинает срабатывать рекомендация бортовой системы предупреждения столкновений (ACAS/TCAS II) или рекомендация системы Detect&Avoid (DAA) на оборудованном беспилотном ВС. В момент срабатывания ответственность за предупреждение столкновение переходит к пилоту, который должен следовать рекомендации. Информация ACAS/TCAS/DAA также относится к сервису ТД, но связана непосредственно с конечной фазой предупреждения столкновения.
В ВП, где действуют Правила цифрового полета, диспетчер управления воздушным движением не предусмотрен. СТД формирует оповещения и рекомендации по маневрированию для внешнего пилота, если операция является дистанционно пилотируемой. Для автономных операций (без участия человека в контуре управления БВС) рекомендация формируется напрямую для системы управления БВС.
Таким образом, сервис ТД реализуется разными техническими средствами и предназначен для разных потребителей в зависимости от правил полетов, распределения ответственности, уровня автоматизации (роли человека) при управлении ВС.
Тактический деконфликтинг, пожалуй, является наиболее наукоемким элементом из всех барьеров деконфликтинга. Он включает в себя два основных компонента: систему наблюдения/навигации и алгоритмы деконфликтинга. Кроме этого, важно понимать в каких эксплуатационных ограничениях можно на него рассчитывать. Иными словами, ТД работает со всеми остаточными рисками, которые не были разрешены предыдущими барьерами. Здесь мы опять приходим к понятию эксплуатационного окружения, которое определит, какие технологии наблюдения могут быть задействованы, какие риски являются приемлемыми, какие остаточные риски имеются, в каком виде должна формироваться выходная информация, кто ее потребитель.
Для контролируемого ВП с 1990-х годов в эксплуатации находится бортовая система предупреждения столкновений (TCAS II), которая стандартизирована на уровне ИКАО (ACAS II). Ее разработка началась еще в 1950-х годах. Эта система явилась прототипом для современных систем обнаружения и предотвращения столкновений (DAA), которые находятся в процессе стандартизации и экспериментального применения.
Стандарты на такие системы опираются на огромный пласт «старых» стандартов — в первую очередь, систему вторичной радиолокации, автоматического зависимого наблюдения (АЗН-В) и протоколы координации маневров. Стандартизация обеспечивается SARPS ИКАО ПРИЛОЖЕНИЕ 10 том 4. Как и большинство других аэронавигационных технологий, системы DAA (в США получили название ACAS-X) разрабатываются в США и затем стандартизируются на уровне ИКАО.
В тех эксплуатационных окружениях, где нет обременения совместимостью, «степень стандартизации» существенно ниже. Например, стандарт на систему DAA для «меньших» БВС (ACAS-sXu) практически не содержит зависимостей от других стандартов (за исключением АЗН-В). Это та технологическая ниша, где отечественная наука и промышленность еще может успеть на отъезжающий поезд.
Стоит также отметить, что в отличие от других стандартов, которые полностью открыты, стандарты на семейство систем ACAS-X частично закрыты разработчиком – RTCA (радиотехнический комитет по аэронавигации США). Предлогом для этого являются соображения безопасности (полетов). Однако в сегодняшней обстановке такой подход может использоваться и как элемент технологического сдерживания.
В любом случае, по опыту других технологий, стандарты будут еще много лет претерпевать изменения. При их использовании для производителя должна быть обеспечена возможность получать соответствующие обновления.
Фото: НИЦ «Аэроскрипт»
Чтобы оставить комментарий - авторизуйтесь через