ESTANDE DE PESQUISA ABRANGENTE PARA MODELAGEM DE SIMULAÇÃO SEMINATUREZA
SISTEMAS INTEGRADOS DE CONTROLE DE TRÁFEGO AÉREO (ATC ICS)
Propósito
ATC CIS é um complexo de modelagem semi-natural “Estande abrangente de pesquisa de controle de tráfego aéreo”, projetado para:
testar e estudar a interação funcional da componente de controlo de voo a bordo (pilotos e aviónica de bordo) e da componente terrestre (controladores de tráfego aéreo e planeamento, bem como equipamentos de automação de controlo de tráfego aéreo) na resolução de problemas de vigilância e navegação de aeronaves em condições difíceis;
testar funcionalidades de bordo promissoras em termos de vigilância e navegação de aeronaves relacionadas com a delegação de responsabilidades a bordo;
avaliar a eficácia da utilização de novas instalações de bordo e capacidades do CNS;
avaliar conceitos, métodos, métodos e tecnologias promissores para organizar o tráfego aéreo e seus componentes, bem como avaliar a conformidade dos equipamentos de bordo de aeronaves promissoras (AC).
Problemas a serem resolvidos
Desenvolvimento de aplicações embarcadas promissoras para funções de vigilância e navegação de aeronaves:
detecção de conflitos (Detecção de Conflitos, CD);
resolução automática de conflitos (Airborne Conflict Management, ACM);
visão geral aprimorada (Aquisição Visual Aprimorada, EVAcq);
reencaminhamento;
abordagem visual aprimorada (Enhanced Visual Approach, EVApp);
consciência situacional da ocupação da pista durante a aproximação final (Final Approach and Runway Occupancy Awareness, FAROA);
consciência situacional da situação na superfície do aeroporto (Airport Surface Situational Awareness, ASSA);
suporte para separação vertical na rota (Procedimento In-Trail, ITP).
Testando a interação entre a aeronave e o controlador de tráfego aéreo baseado em CPDLC.
Modelagem de novos métodos e tecnologias de organização de filas para gestão de chegadas e chegadas (AMAN), gestão de filas e saídas (DMAN).
Simulação da função de Controle de Tráfego Terrestre de Aeródromo (A-SMGCS).
Desenvolvimento de algoritmos de controle e planejamento de fluxo de tráfego aéreo (ATFM).
Princípios básicos de modelagem
A interação é realizada através de um gerenciador de mensagens comum, que, em particular, implementa as funções do sistema de horário unificado (UTS). Em que:
Os modelos dinâmicos implementam um método de computação distribuída. Isto permite uma lógica de operação independente de diferentes sistemas. Através do SEB, o processo de cálculo de modelos dinâmicos é sincronizado.
Um único banco de dados é usado. Assim, é implementada uma espécie de campo do sistema de informação unificado SWIM, no qual são trocadas informações gerais.
O gerenciamento e a sincronização dos processos de modelagem são realizados por um gerenciador de mensagens tanto em tempo real quanto em tempo acelerado.
A simulação é realizada de acordo com a seguinte lógica:
Todos os dados aeronáuticos, dados sobre aeronaves e fluxos de tráfego aéreo são armazenados em bibliotecas de scripts em um único banco de dados.
Na etapa de inicialização da sessão de simulação, essas informações são copiadas para tabelas operacionais, e todas as aplicações – componentes do estande – acessam essas tabelas. O sinal de inicialização é transmitido através do protocolo de rede TCP/IP.
Durante a simulação, modelos e layouts notificam uns aos outros sobre mudanças em seu estado através do protocolo de troca de rede TCP/IP.
Durante a simulação, todas as informações de voo (track) e informações sobre eventos ocorridos no sistema são armazenadas em um banco de dados, em tabelas projetadas especificamente para registrar dados de simulação.
Ao final do processo de simulação, as informações registradas são arquivadas e ficam disponíveis para análise pós-voo.
Elementos funcionais do ATC CIS
Estação de trabalho de controle de experimento - preparação para pesquisa (elaboração de cenário), realização de modelagem, garantia de interação de informações de todos os subsistemas, análise de resultados de modelagem, geração de relatórios.
A estação de trabalho de controle experimental é o elemento central de todo o complexo ATC CIS. O software de gerenciamento de experimentos desempenha uma função integradora de todo o estande, atuando como um árbitro que regula o andamento da simulação e garante a interação de informações entre todos os componentes do estande.
Interface de usuário da estação de trabalho de gerenciamento de experimentos (preparação, condução de experimento, análise de resultados) - PS “Gerenciamento de Experimentos”.
O software da estação de trabalho de controle experimental inclui todo um complexo de diversas ferramentas de software, ambas operando em modo totalmente automático e possuindo uma interface homem-máquina. Usando essas ferramentas, o operador da estação de trabalho de controle de experimento é capaz de criar e selecionar para uso em um experimento específico várias versões dos dados iniciais que são usados pelos elementos da bancada de testes. Durante uma sessão de modelagem, o software de gerenciamento de experimentos oferece a capacidade de monitorar e gerenciar seu progresso usando dados recebidos de outros participantes do experimento, incluindo informações gráficas exibidas em vários sistemas de visualização. Além disso, o pacote de software descrito inclui ferramentas para registrar e processar os resultados obtidos durante a modelagem para fins de sua análise posterior.
Interface do usuário da Estação de Controle do Experimento (monitoramento do andamento do experimento) - PS “Visualização da situação do ar”. A figura mostra dados do sistema de vigilância terrestre, a rota planejada do voo selecionado e a posição das nuvens de trovoada.
Interface do usuário da Estação de Trabalho de Gerenciamento de Experimentos (monitoramento do andamento do experimento) - PS “Visualização 3D da situação do ar”.
Visualização 3D da situação do ar. Voo sobre o aeródromo de Sheremetyevo.
Layout da cabine de uma aeronave promissora - no momento, o estande do ATC CIS inclui três modelos de cabine 1) desenvolvidos em conjunto pela FSUE GosNIIAS e FSUE PITS; 2) Cabine MS-21, desenvolvida pela FSUE GosNIIAS; 3) cabine da Empresa Unitária Estadual Federal “TsAGI”.
FSUE “PITS” desenvolveu e implementou protótipos de novos métodos de fornecimento de informações à tripulação e controle do campo de informação e sistemas aviônicos em demonstradores do cockpit avançado da aviação civil. Os métodos de exibição e inserção de informações são unificados e correspondem a um algoritmo intuitivo para as atividades da tripulação nas diversas etapas do voo.
Característica é o controle do campo de informações, navegação de vôo e equipamentos radioeletrônicos da aeronave por meio de tela sensível ao toque, bem como controle remoto do cursor, entrada de dados e uso de controle de voz.
Como parte do ATC CIS, o estande de prototipagem de aeronaves foi projetado para simular o vôo de uma aeronave com a participação de um piloto, a fim de testar soluções na utilização de sistemas e softwares avançados.
Fornece a capacidade de definir e ajustar um plano de vôo. Realizar todas as fases do voo: movimentação na superfície do aeródromo, decolagem, subida, voo de cruzeiro ao longo da rota, descida, pouso. A troca piloto-controlador é fornecida via CPDLC e comunicações de voz tradicionais.
Vista externa da cabine de uma aeronave promissora.
Neste momento, está implementada a ligação entre a cabine MS-21 da FSUE GosNIIAS e a cabine da FSUE TsAGI.
Estação de trabalho do controlador de tráfego aéreo - baseado no software do complexo ATC de reserva “MK-2000” instalado no centro regional de Moscou. A versão atualizada inclui funções avançadas de despachante (CPDLC, MONA, recebimento de solicitações de auto-separação, reencaminhamento, etc.).
A interface do usuário da estação de trabalho ATC é “MK-2000”.
A estação de trabalho do controlador de tráfego aéreo garante o desempenho de todas as funções básicas de controle de tráfego aéreo que um controlador de tráfego aéreo real desempenha na rota, aproximação e na área do aeródromo:
controle de tráfego aéreo, identificação de situações perigosas;
controle real de voo da aeronave controlada (geração e transmissão de comandos de controle, recebimento de recomendações de outros participantes do ATM, troca de mensagens de voz ou digitais com a aeronave);
informar outros participantes do ATC sobre a situação aérea na medida acordada.
Interface de usuário do software ATC modernizado.
Para operar o mock-up como parte do estande, seu software implementa a capacidade de operar o mock-up de forma automatizada sob o controle da estação de trabalho de controle do experimento.
O software da estação de trabalho automatizada ATC é baseado no software do complexo de backup MK-2000 ATC instalado no centro regional de Moscou. A versão atualizada inclui funções avançadas de despachante (CPDLC, MONA, recebimento de solicitações de auto-separação, reencaminhamento, etc.).
Estação de trabalho de controle de chegada (AMAN) - imita o trabalho de um controlador que controla o fluxo de aeronaves que chegam a um aeródromo, desenvolve medidas regulatórias para sua posterior implementação pelos controladores de tráfego aéreo.
O software automatizado do local de trabalho do sistema de controle de chegada simula o processo de planejamento da chegada de aeronaves ao aeródromo pelo controlador de planejamento. A estação de trabalho de controle de chegada no aeródromo foi projetada para fornecer a capacidade de estudar o tráfego no local “gargalo” do sistema ATM - no espaço do aeródromo e no próprio aeródromo.
Modelar o trabalho do gerente de planejamento na estação de controle de chegada consiste em simular a execução de todas as ações no planejamento de um fluxo de aeronaves que chegam ao aeroporto: com base nos dados de planejamento atuais, uma previsão de conflitos de aeronaves (violações dos padrões de separação) em área do aeródromo e quando for feito o pouso na pista, medidas regulatórias geradas manualmente ou automaticamente para esta aeronave (mudança de plano de vôo), as medidas regulatórias propostas são acordadas: o controlador da estação de trabalho de controle de chegada deve coordenar as medidas propostas com o tráfego aéreo controlador, e ele, por sua vez, com a tripulação da aeronave; caso a medida regulatória proposta seja aceita, o controlador de tráfego aéreo envia informações sobre ela ao sistema central de planejamento para atualização do plano de vôo desta aeronave.
Basicamente, a tecnologia proposta corresponde às soluções atualmente utilizadas no exterior. Há já vários anos que os maiores aeroportos (por exemplo, em Londres e Frankfurt) utilizam software de apoio à decisão para gerir o fluxo de aeronaves que chegam.
Interface de usuário do AWS de controle de chegada (PS “Arrival Manager”).
Uma característica especial é a presença de um procedimento de otimização automática que permite obter opções livres de conflitos para os fluxos de aeronaves que chegam em modo automático, enquanto são utilizados algoritmos para resolver o problema de otimização que permitem encontrar soluções mais próximas do ótimo global. em comparação com os métodos usados na maioria das ferramentas estrangeiras similares (por exemplo, FIFO: primeiro a chegar, primeiro a ser servido).
As principais funções do software de controle de chegada são:
monitorar a situação na chegada e identificar violações das normas de separação longitudinal na cabeceira da pista e no aeródromo;
controle automatizado de chegadas de aeronaves em modo “manual”;
assistência aos controladores de tráfego aéreo na regulação do fluxo de aeronaves na chegada.
Pesquisa em andamento:
avaliação da capacidade aeroportuária;
avaliar a eficácia da estrutura do espaço aéreo e identificar formas de melhorá-la;
avaliação da eficiência do controle de chegada de aeronaves para diversos esquemas de controle.
Estação de trabalho de controle de partida (DMAN) - imita o trabalho de um controlador para controlar o fluxo de aeronaves que partem de um aeródromo, desenvolve medidas regulatórias para sua posterior implementação pelos controladores das torres de controle do aeródromo.
O software de controle de partida simula o processo de planejamento da partida de aeronaves de um campo de aviação por um controlador de planejamento. A estação de trabalho de controle de partida do aeródromo foi projetada para fornecer a capacidade de estudar o tráfego no gargalo do sistema ATM - no espaço do aeródromo e no próprio aeródromo.
Modelar o trabalho do controlador de planejamento na estação de controle de embarque consiste em simular a implementação de todas as ações no planejamento de um fluxo de aeronaves partindo do aeroporto - com base nos dados de planejamento atuais, é feita uma previsão de possíveis violações dos padrões de separação durante a decolagem de na pista e na área do aeródromo, as medidas regulatórias (alterações) são desenvolvidas manualmente ou automaticamente no plano de voo), a coordenação é realizada com o despachante do aeródromo do lançamento executivo, e após coordenação bem-sucedida, as informações sobre as medidas de controle são enviadas para o sistema de planejamento para atualizar o plano de vôo desta aeronave.
Basicamente, a tecnologia proposta corresponde às soluções atualmente utilizadas no exterior. Há vários anos que os maiores aeroportos (por exemplo, em Paris) utilizam software de apoio à decisão para gerir o fluxo de partida de aeronaves.
Interface de usuário da estação de trabalho de controle de partida (PS “Gerenciador de Partida”).
Uma característica da implementação do layout proposto do sistema de controle de embarque é a presença de um procedimento de otimização automática que permite ao pesquisador obter opções livres de conflitos para fluxos de aeronaves que partem em modo automático, enquanto são utilizados algoritmos para resolução do problema de otimização que permitem encontrar soluções mais próximas do ótimo global em comparação com os métodos usados na maioria dos meios estrangeiros semelhantes (por exemplo, FIFO: primeiro a entrar, primeiro a sair).
As principais funções são:
monitorar a situação de decolagem e identificar violações das normas de separação longitudinal na cabeceira da pista e no aeródromo;
controle “manual” de aeronaves;
controlo automático, nomeadamente, o desenvolvimento de medidas óptimas de regulação da fila de fluxo de aeronaves;
controle automatizado de fluxo de aeronaves;
auxílio aos controladores de tráfego aéreo na regulação do fluxo de aeronaves para decolagem.
Layout de um sistema de planejamento centralizado (CFMU), estação de trabalho do gerente de organização do fluxo de tráfego aéreo - imita o trabalho do centro de planejamento principal, cujo análogo pode ser o Centro Principal ATM RF da UE e o Eurocontrol CFMU.
Um complexo de hardware e software com o qual são simulados os processos de planejamento centralizado do tráfego aéreo e sua interação com os demais participantes do planejamento e controle do tráfego aéreo.
Interface de usuário do gerenciador automatizado de local de trabalho para organização de fluxos de VD (PS “Load Analysis”).
O objetivo do sistema de planejamento central (CPS) é modelar as duas funções principais do planejamento central:
controle sobre a utilização do espaço aéreo e intervenção imediata quando são identificados problemas (regulação dos fluxos de tráfego aéreo através da atribuição de slots de partida);
Fornecer a todos os participantes do VD informações planejadas atualizadas.
A modelagem do trabalho do centro de planejamento é automatizada, ou seja, são modeladas tanto as funções de cálculos executados automaticamente quanto as funções de despachantes de planejamento em uma estação de trabalho especialmente projetada.
O software automatizado de local de trabalho para o gerente da organização do fluxo de tráfego aéreo inclui meios inteligentes de apoio ao despachante no controle e na tomada de decisões, bem como ferramentas que proporcionam interação de informações com outros participantes do tráfego aéreo.
Modelo de simulação de sistemas automatizados de controle de tráfego aéreo - exerce controle direto e controle de voo de aeronaves em espaço aéreo simulado (AA). Este modelo simula as ações correspondentes dos controladores do centro de controle, aproximação e área do aeródromo em toda a área do aeródromo simulado.
O modelo de simulação de sistemas automatizados de controle de tráfego aéreo (IM AS ATC) fornece modelagem do fluxo de aeronaves controladas pelo controlador de voo como parte do modelo dinâmico do ATC CIS.
No ATC AS IM, é modelada a interação funcional do sistema ATC terrestre e da aeronave. O modelo simula as ações do sistema ATC para controlar a aeronave como um todo, proporcionando controle sobre a aeronave em todas as etapas de seu movimento de pátio a pátio. O trabalho de cada despachante (ou estação de controle) separadamente não é modelado. As principais operações realizadas no modelo são:
Operações durante a partida da aeronave:
regulação do fluxo de aeronaves para decolagem (atribuição de pistas, SID da rota de decolagem e horário de decolagem);
controle executivo do despachante;
controle de decolagem (previsão e identificação de aproximações perigosas);
controle de voo ao longo da rota de saída do SID (previsão e identificação de aproximações perigosas);
Operações de controle de rota:
controle do voo da aeronave ao longo da rota (detecção de curto prazo de aproximações perigosas, identificação de violações cometidas);
controle pelo controlador da aeronave ao alterar o nível de voo de cruzeiro;
Operações na chegada da aeronave:
controle das aeronaves que chegam pelos despachantes RC (atribuição do horário de passagem do ponto de saída da aeronave, atribuição da passagem do círculo de espera na fronteira da área do aeródromo, alteração da rota de aproximação para o ponto de partida da rota de chegada STAR, mudança de STAR durante a manutenção ou substituição da pista);
controle do voo da aeronave na rota de chegada do STAR;
controle de pouso.
Modelo de movimento de aeronaves - é simulado o movimento no ar, bem como na superfície do campo de aviação.
Um modelo de aeronave descreve o desempenho de voo de uma aeronave específica. O objetivo de um voo controlado é que cada aeronave do fluxo selecionado de acordo com o cenário execute o plano de voo diário prescrito.
São simuladas as seguintes ações da tripulação e do sistema de navegação e estabilização da aeronave (AVSS):
interação com despachantes durante o voo;
cálculo da trajetória de voo planejada e seu ajuste de acordo com os comandos do despachante;
formação de comandos pelo sistema de navegação de bordo da aeronave para o sistema de estabilização.
É simulada a possibilidade de erros cometidos pela tripulação.
São simuladas as principais características do sistema de estabilização (dinâmica de execução de comandos, restrições às mudanças no ângulo de rolamento, velocidade longitudinal e vertical).
São simulados erros de navegação da aeronave associados ao funcionamento do sistema de navegação de bordo e dos componentes terrestres que o suportam, bem como do sistema de estabilização tendo em conta a precisão da navegação da aeronave.
É levada em consideração a possibilidade de falha ou interrupção na passagem das mensagens de voz entre a tripulação e os despachantes.
O resultado da interação entre o despachante e a tripulação durante um voo controlado é um comando para alterar as condições de voo, de acordo com o qual é ajustada a “tabela de trajetória”, que é uma descrição detalhada da trajetória do programa que a aeronave deve seguir.
No modo de simulação de depuração, é simulada a troca de rádio entre o despachante e a aeronave.
O modelo simula o vôo de uma aeronave por meio de instrumentos. Além disso, é possível utilizar um sistema de vigilância a bordo (como elemento de todas ou algumas aeronaves simuladas) para fornecer consciência situacional à tripulação e resolver problemas de auto-separação.
Modelo de sistema de vigilância terrestre - simula a medição, processamento e transmissão de dados de trajetória ao sistema (obtidos por meio de radar ou utilizando os recursos do ADS-B). Simula o funcionamento de instrumentos de medição meteorológica.
O modelo de sistema de vigilância terrestre e sistema de comunicação terrestre (doravante denominado INN) simula a operação de um sistema de vigilância terrestre que fornece informações sobre a localização de aeronaves para o sistema de controle de tráfego aéreo, a operação de um sistema de vigilância meteorológica para fornecer ao sistema ATC informações sobre fenômenos meteorológicos perigosos e a operação de comunicações terrestres para fornecer comunicações de rádio entre aeronaves e autoridades ATC.
3 principais tarefas funcionais do INN:
geração de estimativas de informações de trajetória atual para todas as aeronaves simuladas;
geração de um mapa de nuvens atualizado;
geração de informações sobre a localização de equipamentos de comunicação terrestre.
Modelo de desenvolvimento de fenômenos meteorológicos - modela tanto o estado da atmosfera (magnitude e direção do vento) quanto o estado dos fenômenos meteorológicos perigosos (nuvens de trovoada).
O modelo de desenvolvimento dos fenômenos meteorológicos visa simular o desenvolvimento dinâmico da situação meteorológica. Enquanto o software está em execução, é simulado o desenvolvimento e o desaparecimento de três tipos de nuvens de tempestade.
Três tipos de nuvens de tempestade são modelados: unicelulares, multicelulares e supercélulas. O modelo espacial de uma nuvem de tempestade unicelular é representado como um parabolóide elíptico truncado invertido. O vermelho na figura representa a zona de alta intensidade, o amarelo – médio, o verde – fraco.
Modelo de nuvem de tempestade unicelular.
Uma nuvem de tempestade multicelular é modelada como uma superposição de várias (de 2 a 8) nuvens unicelulares. Uma nuvem supercélula é modelada como uma nuvem de tempestade unicelular com dimensões características de uma supercélula.
Visualização 3D de um modelo de nuvem de tempestade unicelular do desenvolvimento de fenômenos meteorológicos.
Modelo éter - simula a passagem de todos os sinais (voz, mensagens digitais) no ar em condições reais de comunicação por rádio.
O modelo de simulação ether foi concebido para simular a passagem de um sinal rádio na atmosfera terrestre entre vários assinantes, nomeadamente aeronaves e estações de comunicação terrestres. Neste caso, o modelo éter leva em consideração:
a influência das características da camada física, ambiente de propagação do sinal e interferência nas características do sistema da rede de comunicação;
mudanças contínuas nas coordenadas de receptores e transmissores móveis para estimar a potência do sinal na entrada de cada receptor de todas as transmissões em um canal de frequência comum em tempo real para calcular a situação eletromagnética geral a bordo de cada aeronave.
O modelo ether calcula para cada aeronave:
interferência total no canal de todas as fontes indesejadas;
potência útil do sinal, seu atraso, mudança de frequência Doppler;
qualidade do sinal – a relação “sinal/interferência + ruído”.
O modelo leva em consideração a operação das linhas de comunicação VDL-4 para mensagens ADS-B e VDL-2 para mensagens transmitidas entre o controlador e o piloto (mensagens CPDLC).
Stand "Aeródromo" - simula os processos que ocorrem durante o pouso, taxiamento e decolagem de uma aeronave. São modelados sistemas individuais de vigilância de superfície de aeronaves e aeródromos e sistemas de controle de tráfego aeroportuário.
O stand “Airdrome” faz parte do stand ATC CIS e destina-se a:
modelar o movimento controlado de aeronaves (AC) e veículos terrestres (GVT) na superfície do aeródromo;
desenvolvimento de métodos de controle de tráfego na superfície do aeródromo e coordenação das ações dos despachantes responsáveis pelas diversas fases de movimentação e voo;
análise de problemas de interação entre despachantes e pilotos;
desenvolver aplicações de bordo para funções de vigilância e navegação para melhorar a consciência situacional do piloto.
O estande inclui dois componentes principais:
maquete digital do aeródromo;
Entende-se por modelo digital de um aeródromo um conjunto de dados que descreve as estruturas e características do próprio aeródromo, bem como os seus equipamentos e instalações, nomeadamente:
dados cartográficos de alta precisão;
dados sobre condições, regras de uso, regulamentos de trabalho, padrões de separação;
dados sobre aeronaves e NTS.
modelo de simulação dinâmica de movimentação controlada de veículos no aeródromo.
O modelo de simulação dinâmica de movimento controlado inclui:
modelos de movimento de aeronaves e não veículos;
modelo de sistema de vigilância de aeródromo;
Estação de trabalho de controle de movimentação no solo;
modelo de sistema de videovigilância;
Sistema de visualização 3D “torre virtual”.
Estação de trabalho de controle de movimento terrestre - interface do usuário.
A estação de trabalho de controle de movimento no solo é uma maquete do Sistema Avançado de Orientação e Controle de Movimento de Superfície (A-SMGCS). A estação de trabalho pode operar nos modos totalmente automático, semiautomático e totalmente manual. As tarefas do local de trabalho automatizado incluem funções como:
exibição de mapa esquemático do aeródromo simulado, veículos em sua superfície e na área do aeródromo;
atribuição de rotas ótimas para aeronaves e veículos não técnicos;
identificação e resolução de potenciais situações de conflito na superfície.
Os modelos de movimentação de aeronaves e NTS são responsáveis por simular a movimentação de veículos na superfície do aeródromo, e o modelo de vigilância simula a visibilidade das aeronaves na área do aeródromo e em sua superfície por meios de vigilância do aeródromo. É complementado por um modelo de videovigilância que simula a vigilância da pista e do entorno através de câmeras de televisão e a detecção de objetos em movimento na área especificada.
O sistema de exibição tridimensional “torre virtual” é um sistema de visualização composto por duas partes:
visão “real”, tendo em conta as condições meteorológicas;
visão sintética (dados de modelos de vigilância e CFTV).
Modelo de sistema de videovigilância de aeródromo
O modelo de sistema de videovigilância de aeródromo foi projetado para aumentar a consciência situacional da tripulação e dos serviços de despacho sobre a movimentação de aeronaves e veículos terrestres no aeródromo. A principal tarefa do modelo é analisar o fluxo de vídeo das câmeras de vigilância externas do território do aeródromo para detectar todas as aeronaves e veículos em movimento, inclusive aqueles não equipados com sensores ADS-B.
O modelo recebe dados de sensores de vídeo e imagens térmicas sintéticos ou reais, que são processados em um servidor de videovigilância. As principais funções do servidor de videovigilância são:
detecção e rastreamento contínuo multicâmera de todos os objetos em movimento no campo de aviação;
detecção de objetos que apareceram ou desapareceram no aeródromo;
integrar informações de vetores de estado sintetizados obtidos de diversas fontes, por exemplo, de sensores ADS-V, com dados de algoritmos de análise de vídeo.
O fluxo de vídeo com aeronaves e veículos detectados marcados é transmitido para a estação de trabalho do operador de videovigilância, e os vetores de estado integrados dos objetos detectados são transmitidos em tempo real para a estação de controle do experimento, que os envia para o mock-up da cabine de um aeronaves promissoras, ao modelo do sistema de vigilância terrestre e outros elementos funcionais do CIS.
Interface de usuário da estação de trabalho do operador de videovigilância aeroportuária.
A Rússia está a passar por uma modernização em grande escala dos sistemas de controlo do tráfego aéreo civil. É acompanhado por uma substituição ativa de importações. É significativo que o desenvolvimento de meios técnicos para controlar céus pacíficos seja confiado a quem constrói a defesa aeroespacial do país.
Por que não podemos continuar a confiar apenas nas tecnologias ocidentais no controlo do tráfego aéreo? Por que a decisão presidencial confiou o projeto de novos complexos à Almaz-Antey Aerospace Defense Concern? Quão bem-sucedido está o trabalho e quais dificuldades você precisa superar? Conversamos sobre isso e muito mais com Dmitry Savitsky, Diretor Geral Adjunto de produtos para sistemas de navegação aérea e produtos de dupla utilização.
Dmitry Vladimirovich, por que foi tomada a decisão sobre a substituição de importações em tudo relacionado à gestão do tráfego aéreo? Que perigos podem estar na tecnologia estrangeira das principais empresas do mundo, que é utilizada em quase todos os principais aeroportos do nosso planeta?
Dmitry Savitsky: O sistema unificado de gestão do tráfego aéreo é um sistema de dupla utilização. Se sua operação for deliberadamente interrompida, os voos não apenas da aviação comercial, mas também da aviação estatal serão interrompidos. No caso de algum tipo de emergência, isto poderá ser um duro golpe não só para a economia e a segurança dos voos, mas também para a segurança nacional.
Houve um período em que nós próprios demos oportunidade às empresas ocidentais de se estabelecerem amplamente nos nossos aeroportos. Parecia que a nova Rússia se enquadrara completamente na nova ordem mundial, na qual já não havia confronto entre os dois sistemas. Todos vivem num ambiente de mercado, e este mercado é o principal regulador de tudo. Além disso, criamos as condições mais favoráveis para as empresas ocidentais que forneceram equipamentos para a Rússia. E as corporações transnacionais, que obtiveram um aumento significativo nos seus lucros ao entrar no nosso país, tornar-se-ão os garantes mais fiáveis da nossa segurança. Afinal, acreditava-se que eles seriam simplesmente forçados a proteger a estabilidade dos seus rendimentos.
Tudo acabou não sendo tão simples. Os acontecimentos no Médio Oriente e especialmente na Jugoslávia deixaram muita gente sóbria. Nos Balcãs, no Iraque e na Líbia, os sistemas de controlo de tráfego aéreo foram desligados remotamente pelas empresas industriais com muita facilidade. E as sanções que o Ocidente começou a impor contra a Rússia, aparentemente contrárias aos seus próprios interesses económicos, finalmente colocaram tudo no seu devido lugar.
Os sistemas dos países de quem forneceram e fornecem parcialmente o controle do tráfego aéreo em nosso país?
Dmitry Savitsky: Em Moscou existia um sistema sueco. Eu diria soviético-sueco. Foi lançado em 1981 e foi depurado com a participação de nossos especialistas, que fizeram muitos de seus acréscimos. A vida útil desses sistemas é de até 15 anos. Mas por razões que, creio, são conhecidas de todos, não foi possível atualizá-lo nos anos noventa; funcionou até recentemente. A margem de segurança revelou-se elevada. Porém, desde o início dos anos 2000, as falhas nele começaram a ultrapassar os valores permitidos. Ela estava desgastada tanto material quanto moralmente.
Em outras regiões funcionavam os sistemas francês, italiano e espanhol. Hoje resta apenas um - no centro ampliado. O restante foi substituído por sistemas fabricados na Rússia.
Por que uma empresa envolvida no desenvolvimento de sistemas de combate no interesse da Defesa Aeroespacial Russa foi nomeada como a única fornecedora de equipamentos e software para o sistema unificado de gestão de tráfego aéreo da Federação Russa?
Dmitry Savitsky: Foi isso que o presidente russo decidiu. E nós executamos sua decisão. Nossa tarefa não é apenas criar equipamentos que atendam aos requisitos globais, mas também desenvolver nosso próprio software e conectar sistemas de controle de tráfego aéreo civil com sistemas de defesa aeroespacial. A componente civil deve ser combinada de forma otimizada com a militar.
Conseguimos projetar e implementar um sistema de interação entre aeródromos civis e militares, único em suas capacidades. Até recentemente, era tão arcaico que nem quero lembrar.
Agora, nos aeródromos militares, estão sendo criados locais de trabalho especiais para operadores de comunicação com aeroportos civis com alto grau de automação. Estão equipados com os mais modernos equipamentos informáticos e de telecomunicações baseados em tecnologias digitais. Naturalmente, produção nacional.
Em outubro deste ano, você colocou em operação um sistema de controle de tráfego aéreo desenvolvido por especialistas de sua área. Quais são suas características e vantagens em relação ao existente?
Dmitry Savitsky:É difícil até comparar sistemas. As tecnologias foram implementadas em um nível completamente diferente. O sistema foi oficialmente colocado em operação no dia 10 de outubro. O centro de controle de tráfego aéreo está localizado em Vnukovo. Fornece controle do espaço aéreo em uma área de quase um milhão de quilômetros quadrados. A área de responsabilidade inclui todos os maiores aeroportos da capital - Vnukovo, Domodedovo e Sheremetyevo.
Em termos de número de estações de trabalho automatizadas - cerca de 200 - o nosso sistema tornou-se o maior da Europa e o seu sistema de backup é o maior do mundo.
O sistema de controle de tráfego aéreo atende plenamente a todos os requisitos da Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO). Ou seja, um sistema bastante complexo criado por especialistas russos e baseado em tecnologias russas atende plenamente aos requisitos que se aplicam a sistemas similares em todo o mundo.
Nossos clientes costumam ter reclamações contra empreiteiros. Em particular, expressa-se a opinião de que no Ocidente foi aprovado um sistema semelhante ao que lançou em Vnukovo e, sem perguntas, está a funcionar. E mesmo após a entrega, continuamos a depurá-lo e a fazer algumas melhorias.
Seus especialistas, por exemplo, ainda trabalham em todos os aeroportos da capital. Por que isso está acontecendo?
Dmitry Savitsky: A situação é a mesma no Ocidente. Quando um novo e complexo sistema de controle está sendo comissionado, o pessoal técnico e o equipamento devem, por assim dizer, se acostumar. O trabalho de comissionamento pode demorar bastante e a presença de especialistas de fabricação neste caso é simplesmente obrigatória.
Outra coisa é que no Ocidente a relação jurídica entre o cliente e o empreiteiro já foi construída há muito tempo. Tudo está especificado no contrato, incluindo o período de comissionamento e serviço de garantia.
O que nós temos? Quase como no filme "The Diamond Arm". Quero o mesmo roupão que encomendei, mas que seja com botões de madrepérola.
Houve um caso em que os clientes de um dos sistemas disseram: estávamos na França e gostamos da indicação do display, faça o mesmo. Para que? Afinal, no contrato você mesmo declarou inicialmente o que precisa. Não, eles são caprichosos, batem os pés, fazem como fazem. Isso significa prorrogação de prazos e despesas extras. Bem, não é nossa culpa.
Tanto quanto sabemos, foram feitas alegações contra você de que equipamento “bruto” foi apresentado para teste. É assim?
Dmitry Savitsky: O problema de testar e comissionar sistemas complexos é um assunto sério e um tópico de discussão há muito esperado. Infelizmente, o país praticamente perdeu a cultura do trabalho de testes e aceitação. O Instituto de Engenheiros de Teste, que poucas pessoas conheciam na URSS, deixou de existir na década de 1990. Acabou por ser realmente desnecessário, uma vez que nada de novo foi introduzido nem nas forças armadas nem no mundo civil. E, em geral, tal instituição precisa ser criada de novo, e o mais rápido possível.
Era uma vez, ao testar os equipamentos de que estamos falando, a palavra principal era o Instituto Estadual de Pesquisas de Navegação Aérea. Havia uma equipe de engenheiros de teste altamente qualificados lá. Eles sempre foram capazes de explicar de forma muito clara e, o mais importante, com competência técnica, por um lado, aos desenvolvedores o que precisava ser feito de uma nova maneira ou concluído, e ao operador como trabalhar com o novo sistema. Desta forma, muitas e grandes contradições entre clientes e executores foram eliminadas já durante o trabalho de teste.
Hoje, infelizmente, acontece que pessoas não qualificadas e sem experiência em testes estão envolvidas em testes e depuração até mesmo nos sistemas mais complexos. Parece-lhes que o equipamento é “bruto”. Além disso, muitas vezes os clientes simplesmente não entendem a essência dos testes e não os especificam no contrato.
Em novembro de 2015, foi recebido um certificado para o novo sistema de controle de tráfego aéreo de Moscou. Legalmente, eles tinham todo o direito de exigir que o cliente o colocasse em operação. Mas entendemos perfeitamente a complexidade do complexo de equipamentos que criamos e instalamos. Foi necessário realizar testes operacionais - para verificar como os despachantes dominavam o equipamento e como trabalhavam com ele. Foi aqui que os problemas começaram.
O fato é que o procedimento de testes operacionais não estava especificado no contrato. E quem deveria pagar por esses testes? A questão do pagamento ainda não está completamente resolvida. Nós os realizamos às nossas próprias custas. Pela lei, eles poderiam bater a porta e sair, dizendo: o sistema está certificado, domine você mesmo, as empresas ocidentais fariam o mesmo. Mas a nossa consciência não nos permitiu. Afinal, estávamos a falar da segurança do tráfego aéreo e da segurança do nosso país.
Mas hoje podemos dizer que um dos sistemas de controle de tráfego aéreo mais confiáveis do mundo começou a operar na Rússia. E este é o ponto principal.
Dossiê "RG"
A área de responsabilidade do Centro Ampliado de Moscou do Sistema Unificado de Gerenciamento de Tráfego Aéreo para ATM opera em altitudes de 1.500 a 12.100 metros. A extensão da área de responsabilidade de norte a sul é de 1.038 km, de oeste a leste - 974 km. O centro de controle do hub aéreo de Moscou controla o território dentro de um raio de 150-180 km de Moscou, no espaço aéreo inferior. É fornecido o controle da movimentação de aeronaves que realizam chegadas e partidas nos maiores aeroportos de Moscou, bem como o controle da movimentação de aeronaves que passam pela zona aérea de Moscou em trânsito e o controle de navios em aeródromos estaduais e experimentais aviação. O centro de despacho regional atende o território de 18 regiões da Rússia. A área de responsabilidade vai de Velikiye Luki e Bielorrússia à República do Tartaristão e das fronteiras da Ucrânia a Vologda. O centro de Moscou fornece cerca de 60% dos voos de aeronaves sobre o território da Federação Russa.
O ATC em nosso país organiza, planeja e coordena a movimentação de aeronaves que voam ou se deslocam ao longo do aeródromo em conexão com as operações de decolagem e pouso. O objetivo final do ATC é garantir a segurança, regularidade e eficiência dos voos. De acordo com o Código Aéreo da URSS, o ATC foi confiado aos órgãos do Sistema Unificado de Controle de Tráfego Aéreo (ATC dos EUA) e aos órgãos de controle departamentais dentro dos limites das áreas e zonas para eles estabelecidas. No actual sistema de gestão, o papel de liderança pertence ao ATC da CE. Foi criado no início dos anos 70. Por esta altura, a densidade e intensidade do tráfego aéreo no país atingiu tal nível que o controlo dos voos de aeronaves civis e militares, que operam praticamente no mesmo espaço aéreo, a sua coordenação e coordenação a partir de pontos de controlo pertencentes a vários departamentos, tornou-se difícil. Os interesses de segurança exigiam a unificação das autoridades civis e militares de controlo do tráfego aéreo, o que foi realizado no âmbito do sistema de controlo do tráfego aéreo da UE.
As autoridades ATC da UE foram incumbidas de organizar a utilização do espaço aéreo para voos de aeronaves civis e militares e outros tipos de atividades relacionadas com a utilização do espaço aéreo, incluindo a determinação de rotas aéreas, linhas aéreas locais (ALL), áreas de aeródromos e outros elementos da estrutura do espaço aéreo. espaço para garantir uma política técnica unificada de controle de tráfego aéreo, a introdução de sistemas automatizados, etc. Órgãos operacionais - centros unificados de controle de tráfego aéreo (principal, zonal, distrital), compostos por setores civis e militares, realizam planejamento, coordenação do tráfego aéreo e distrital, além disso - controle direto do tráfego aéreo. Ao mesmo tempo, os sectores civis gerem os voos de todas as aeronaves nas rotas aéreas do país e nas rotas internacionais internacionais de primeira categoria, e os sectores militares gerem os voos de aeronaves em rotas fora das rotas aéreas e rotas internacionais.
Os organismos departamentais de controlo do tráfego aéreo civil e militar (postos de controlo e comando para diversos fins), que não fazem parte do ATC da UE, operam em estreita cooperação com os órgãos operacionais do ATC da UE. Controlam o tráfego aéreo nas áreas dos aeródromos (hubs aéreos), incluindo a aproximação e aterragem de aeronaves, a sua descolagem e saída das áreas dos aeródromos (hubs aéreos) para as rotas aéreas do país, voos internacionais ou outras rotas. A competência dos órgãos departamentais de controlo do tráfego aéreo inclui também o controlo do tráfego aéreo durante os voos em companhias aéreas internacionais de segunda categoria, nas áreas de operações de aviação, etc. O planejamento do tráfego aéreo é realizado levando em consideração a capacidade do espaço aéreo, dos aeródromos e as capacidades das unidades de controle de tráfego aéreo em fornecer controle.
Há planejamento preliminar - alguns dias antes do dia do voo para elaboração de horários de voo, fluxos de tráfego de aeronaves, horários de utilização do aeródromo, etc., planejamento diário - na véspera do dia dos voos e atual no processo de execução do diário plano de voo para ajustar as condições de voo de aeronaves individuais. A coordenação consiste na coordenação de voos de aeronaves com outros tipos de atividades no espaço aéreo, voos simultâneos de aeronaves de vários departamentos nas áreas e zonas relevantes, incluindo a redistribuição dos fluxos de tráfego de aeronaves ao longo das rotas aéreas do país, voos internacionais, etc.
O controle direto do tráfego aéreo começa a partir do momento em que os motores da aeronave são acionados (taxamento, reboque) e continua até serem desligados após o taxiamento até o estacionamento. O controle de tráfego aéreo direto inclui:
1) informações das tripulações das aeronaves sobre as condições meteorológicas e a situação do ar na área de voo, sobre o estado dos aeródromos, o funcionamento das comunicações e o suporte técnico rádio para voos e aterragens, a transmissão de outros dados necessários à operação segura do voo ;
2) prevenção de aproximações perigosas e colisões de aeronaves em vôo e com obstáculos no aeródromo por meio de sua separação (dispersão) em movimento em intervalos seguros estabelecidos pelas regras do ATC;
3) tomar medidas oportunas para prestar assistência à tripulação de uma aeronave em perigo ou que encontre casos especiais em voo que ameacem a sua segurança;
4) notificação das autoridades que realizam operações de busca e salvamento e resgate de emergência sobre aeronaves em perigo ou em perigo. O controle direto do tráfego aéreo, dependendo do equipamento técnico, é realizado: na presença de controle radar contínuo dos voos, obedecendo ao princípio “Vejo, ouço, controlo”, e na ausência desse controle, em conformidade com o princípio “Eu ouço, eu controlo”.
Voos sem comunicação por rádio não são permitidos. É obrigatório que as aeronaves mantenham contato rádio constante com as autoridades de controle de tráfego aéreo. Se a comunicação for interrompida, o comandante da aeronave e a unidade de controle de tráfego aéreo são obrigados a tomar medidas imediatas para restaurá-la. Na impossibilidade de restabelecimento da comunicação, deverão atuar de acordo com as regras estabelecidas para tais casos, cujo cumprimento garante a prevenção da colisão desta aeronave com outras aeronaves e a sua aterragem no aeródromo principal ou alternativo.
O controle direto do tráfego aéreo de todas as aeronaves em uma determinada área ou zona é realizado por apenas um órgão de controle de tráfego aéreo. A transferência do controle direto de tráfego aéreo de um órgão de controle de tráfego aéreo para outro é realizada dentro dos limites estabelecidos, determinados, em regra, nos limites das respectivas regiões e zonas.
A garantia da ordem e da segurança no tráfego aéreo é alcançada através da transmissão aos comandantes das aeronaves de autorizações de controle e instruções sobre rumo, altitude (nível de voo) e velocidade de voo. Eles são obrigatórios. Em caso de clara ameaça à segurança do voo, bem como para salvar a vida das pessoas a bordo da aeronave, o seu comandante poderá tomar decisões quanto à continuação do voo, desviando-se das instruções e permissões de despacho.
Ele é obrigado a comunicar imediatamente as ações tomadas ao órgão de controle de tráfego aéreo sob cujo controle direto a aeronave está localizada. O ATC como forma de apoio aos voos de aeronaves, nas suas abordagens para a resolução das tarefas que lhe são atribuídas, difere significativamente dos serviços de tráfego aéreo (ATS), recomendados para o efeito pela Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO). O ATS é realizado na forma de serviço de informação de voo, de aconselhamento ou de despacho, cada um dos quais pode ser um tipo independente de serviço. O ATC realizado em nosso país é um tipo comum de serviço de tráfego aéreo para todas as aeronaves. É fornecido por vários controles em todo o espaço aéreo.
Ao mesmo tempo, no processo de gestão, são resolvidas todas as tarefas definidas para o controle de tráfego aéreo. O ATC de aeronaves estrangeiras no espaço aéreo do país ao longo de rotas aéreas e em áreas de aeródromos destinados a voos internacionais é geralmente realizado de acordo com as mesmas regras do ATC de aeronaves nacionais. Algumas características associadas, nomeadamente, à tomada de decisões de partida, aterragem, etc., reflectem a vontade de garantir a maior uniformidade possível das regras ATC em vigor para aeronaves estrangeiras com as normas e procedimentos recomendados pela ICAO.
As regras do ATC para aeronaves estrangeiras no espaço aéreo do país estão publicadas na Coleção de Informações Aeronáuticas. Nas áreas do espaço aéreo em mar aberto, nas quais nosso país presta serviços de tráfego aéreo com base em acordos internacionais, o ATC é realizado com algumas peculiaridades. O ATC de aeronaves russas é realizado da mesma forma que durante os voos no espaço aéreo do país. O ATC de aeronaves estrangeiras é realizado na forma recomendada pela ICAO. Nas rotas aéreas internacionais dispõem de serviços de informação e despacho de voo, bem como alertas de emergência; no resto do espaço aéreo - serviços de informação de voo e alertas de emergência. O ATC no espaço aéreo do país para aeronaves domésticas é realizado em russo, e para aeronaves estrangeiras - em inglês ou russo, se houver um acordo adequado sobre isso com o estado de registro da aeronave.
Finalidade e principais tarefas do sistema ATC. A estrutura do espaço aéreo e o procedimento para sua utilização. Regras de segurança de voo. Regras de controle de tráfego aéreo. Ciclo completo de controle de movimento da aeronave. A relação entre os sistemas de navegação e de controle de tráfego aéreo na garantia da segurança do tráfego aéreo. O conceito de capacidade da área e rotas do aeródromo. Processos de gestão de tráfego aéreo e sua automação. Classificação dos processos de gestão do tráfego aéreo. Tecnologia generalizada para planejamento de despachantes. Tecnologia generalizada de trabalho de controlador de tráfego aéreo. Requisitos básicos da ICAO para automação de processos ATC.
Os sistemas ATC são sistemas automatizados hierárquicos complexos.
Principais características dos sistemas complexos. Os sistemas ATC são sistemas hierárquicos. Enunciado do problema de otimização de processos no sistema de controle de tráfego aéreo.
Indicadores da qualidade de funcionamento do sistema ATC. Modelagem de processos básicos de controle de tráfego aéreo. Elementos da teoria dos algoritmos. O lugar e a função do despachante no sistema automatizado de controle de tráfego aéreo. Principais características dos sistemas ergáticos. Métodos de avaliação da qualidade de funcionamento de sistemas ergáticos. A necessidade e etapas de automação dos processos de controle de tráfego aéreo.
Espaço aéreo da Federação Russa. Classificação de voo
Consideremos os conceitos e definições básicos mais importantes para o estudo das questões discutidas aqui.
Espaço aéreo da Federação Russaé um espaço dentro das fronteiras terrestres e marítimas da Rússia, estendendo-se desde a superfície da terra até alturas que permitem que as aeronaves estejam e se movam sob a influência de forças aerostáticas e aerodinâmicas.
Estrutura do espaço aéreoé determinado pela composição de seus elementos espaciais interligados, limitados em altura, comprimento e largura.
O espaço aéreo da Federação Russa inclui os seguintes elementos espaciais:
Zonas e regiões do Sistema Unificado de Gestão do Tráfego Aéreo (EU ATM);
Espaço aéreo fronteiriço;
Áreas de aeródromos e hubs aéreos (aeródromo e hub aéreo);
Rotas aéreas (AH) e linhas aéreas locais (ALL);
Rotas aéreas dirigidas (SVT);
Rotas de voo de aeronaves (AFR);
Corredores aéreos para passagem da fronteira estadual;
Corredores de entrada e saída de rotas aéreas;
Zonas especiais de voo de aeronaves (para prática de técnicas de pilotagem, realização de competições e demonstrações, testes e outros voos);
Áreas restritas;
Áreas de aterros, detonações e outras obras.
Os limites dos elementos do espaço aéreo são indicados nos documentos de navegação aérea e são estabelecidos por coordenadas geográficas e altitudes. O espaço aéreo é convencionalmente dividido em “inferior” e “superior”. O limite do VP superior e inferior é a altura de 8.100 m, que pertence ao VP superior.
Situação aérea(VO) - posição relativa simultânea de aeronaves e outros objetos materiais em uma determinada área do espaço aéreo.
Tráfego aéreo(VD) - movimentação de aeronaves em vôo e movimentação de aeronaves na área de manobra dos aeródromos.
Espaço aéreo com tráfego aéreo- qualquer elemento do espaço aéreo que tenha determinadas dimensões e uma designação de letra, dentro do qual possam ser realizados tipos específicos de voos, para os quais sejam determinadas as regras de voo e a manutenção aérea.
Uso do espaço aéreo(IVP) - atividades durante as quais é realizada a movimentação de diversos objetos materiais (aeronaves, mísseis e outros objetos) para o espaço aéreo, bem como a construção de arranha-céus; radiação eletromagnética ou outros tipos de radiação; liberação de substâncias na atmosfera que prejudicam a visibilidade; realizar operações de detonação ou outras atividades que criem perigos para os voos das aeronaves.
Organização do uso do espaço aéreo- um conjunto de medidas levadas a cabo pelas autoridades aeronáuticas e destinadas a garantir a segurança dos utilizadores do espaço aéreo que realizam missões de voo, tendo em conta a eficiência e regularidade do tráfego aéreo.
A organização do IVP inclui:
Estabelecer a estrutura do VP;
Planejar e coordenar o TRP de acordo com as prioridades do governo;
Assegurar o procedimento de licenciamento de autorizações de residência temporária;
Organização do tráfego aéreo.
Usuários do espaço aéreo- pessoas físicas e jurídicas investidas na forma prescrita do direito de exercer atividades no âmbito do TRP.
Segurança do espaço aéreo- uma descrição abrangente do procedimento estabelecido para a utilização do espaço aéreo, que determina a sua capacidade de assegurar a implementação de todos os tipos de atividades do espaço aéreo sem ameaçar a vida e a saúde das pessoas, danos materiais ao Estado, aos cidadãos e às pessoas colectivas.
Serviços de tráfego aéreo(ATS) - conjunto de atividades que inclui serviço de informação de voo, serviço de assessoria, serviço de despacho (regional, aeródromo), bem como alerta de emergência.
Serviços de controle de tráfego aéreo- manutenção (controle) para evitar colisões entre aeronaves e outros objetos materiais no ar, colisões com obstáculos, inclusive na área de manobras dos aeródromos, bem como regular o tráfego aéreo e garantir sua eficiência.
Serviços de navegação aérea para voos de aeronaves inclui fornecer aos usuários do espaço aéreo informações aeronáuticas, meios e capacidades de comunicação, sistemas de navegação e vigilância para controle de tráfego aéreo, informações meteorológicas, bem como sistemas de busca e salvamento para tripulações e passageiros de aeronaves.
Informação aeronáutica- informações (dados de navegação aérea) sobre as características e estado real dos aeródromos, hubs aéreos, elementos da estrutura do espaço aéreo e equipamentos de rádio para rotas aéreas, necessários à organização e execução dos voos.
Informações meteorológicas contidos em boletins meteorológicos, análises ou previsões de condições meteorológicas, bem como em quaisquer outras mensagens relacionadas com condições meteorológicas reais ou esperadas.
Sistema unificado de radar automatizado(EARLS) - conjunto de equipamentos de radar, automação de controle e sistemas de comunicação tecnicamente compatíveis de diversos departamentos, espaçados e combinados em um único sistema com a finalidade de obter, coletar, processar e entregar automaticamente dados sobre a situação do ar aos consumidores em tempo real.
Centro Principal de Coordenação de Busca e Resgate- o órgão operacional do Sistema Unificado de Busca e Resgate Aeroespacial de tripulações em perigo ou que tenham realizado pouso de emergência.
A movimentação de aeronaves tripuladas no espaço aéreo é realizada de acordo com as Normas Federais de Voo da Aviação, que, assim como as regras para circulação de veículos terrestres ou aquáticos, têm o mesmo objetivo: garantir a segurança no trânsito. Uma das formas de garantir a segurança do voo e do tráfego aéreo é a separação das aeronaves no espaço aéreo.
Separação de aeronaves no espaço aéreo- um método de dispersão vertical, longitudinal e lateral de aeronaves no espaço aéreo, garantindo a segurança do tráfego aéreo.
Nível de voo- altitude de voo estabelecida com pressão atmosférica constante em relação a uma superfície com pressão de 760 mm Hg. Arte. e separados das demais altitudes de voo pelos intervalos estabelecidos.
A separação vertical das aeronaves no espaço aéreo é realizada de acordo com um sistema semicircular com ângulos de rumo de voo medidos a partir da direção norte do meridiano verdadeiro no sentido horário dentro de ângulos de 0° a 179° - voos na direção leste em níveis de voo estabelecidos, e de 180° a 359° - voos na direção oeste em outros níveis de voo estabelecidos (diferentes do leste). As distâncias entre trens adjacentes que se aproximam são:
300 m do nível 900 ma 8100 m;
500 m do nível de vôo 8.100 m a 12.100 m;
1000 m do nível 12100 m e acima.
A Figura 1.1 mostra os níveis de voo da aeronave estabelecidos para ângulos de proa nas direções leste e oeste.
A separação vertical especificada não garante a prevenção de colisões entre aeronaves voando na mesma direção (leste ou oeste) nos mesmos níveis de voo com diferentes ângulos de rumo, bem como quando aeronaves cruzam níveis de voo que se aproximam e passam durante a descida ou subida. Portanto, prevenir colisões aéreas de aeronaves, bem como quaisquer outras situações de conflito para elas, é uma das principais tarefas das autoridades de controle de tráfego aéreo.
Figura 1.1 – Níveis de voo estabelecidos da aeronave
para ângulos de rumo das direções leste e oeste
Conceitos importantes introduzidos pelas Regras Federais de Aviação para voos no espaço aéreo da Federação Russa são os conceitos de altitude de voo absoluta, relativa e verdadeira da aeronave (Figura 1.2).
Figura 1.2 – Altitudes de voo das aeronaves:
H abs - altura em relação ao nível do mar; H leste - altura vertical do sol até um ponto da superfície terrestre; H rel - altura em relação a alguma superfície, por exemplo, em relação à pista (pista) de um campo de aviação.
Escalão de transferência- estabeleceu o nível de voo da aeronave para converter a escala de pressão do altímetro barométrico de bordo da pressão padrão (760 mm Hg) para a pressão na área do aeródromo (P ae).
O nível de voo de transição é o nível de voo mais próximo da altitude mínima de voo permitida da aeronave na área de um determinado aeródromo, o que garante contra colisão com o solo ou obstáculo com altura h sobre ele. Neste caso, a altitude mínima de voo permitida da aeronave (H min.adicional), expressa em metros, é determinada na forma:
H min.add = (760 - P ae) 11 + h pr + N sem,
onde (760 - P ae) 11 é a altura (em metros) do aeródromo em relação à superfície com pressão padrão; h pr - altura (em metros) de um obstáculo situado na altura do aeródromo; H sem - altitude segura de voo da aeronave (em metros) acima do obstáculo.
Durante o voo, a condição H fonte ≥H min.adicional deve ser sempre atendida.
O cumprimento dos padrões estabelecidos para separação lateral e longitudinal de aeronaves no espaço aéreo é alcançado através do monitoramento do cumprimento pelas tripulações das aeronaves das distâncias lineares estabelecidas entre aeronaves ou intervalos de tempo durante a separação longitudinal.
Os documentos regulamentares prevêem os seguintes modos de utilização do espaço aéreo da Federação Russa.
Regime especial de PIV- um procedimento especial para a utilização da defesa aérea (seus elementos individuais), estabelecido pelas diretrizes do Estado-Maior General das Forças Armadas de RF.
Regime temporário de PIV- um procedimento temporário de utilização de elementos do espaço aéreo, estabelecido por um período de até 3 dias para a execução de atividades que requeiram organização especial da utilização do espaço aéreo. Esta modalidade é introduzida pelo Comando Civil da Força Aérea (seus aparelhos: Centro de Comando Central da Força Aérea e da Defesa Aérea, CE ATM GC).
Modo IVP local- um procedimento temporário para a utilização de elementos do espaço aéreo, incluindo em linhas aéreas aéreas e internacionais no espaço aéreo inferior da zona ATM da UE (região), introduzido por um período de até três dias para a realização de atividades que exijam uma organização especial do espaço aéreo . Este regime é introduzido pelo comando da associação de aviação (complexo) da zona ATM da UE (distrito).
Restrição de curto prazo(KO) - procedimento temporário de utilização de elementos do espaço aéreo por um período de até três horas para a realização de atividades que requeiram organização especial do espaço aéreo. Este modo é introduzido pelo setor fora de pista (militar) do centro ATM zonal (distrital) da UE.
As regras federais de aviação para voos no espaço aéreo da Federação Russa classificam toda a variedade de voos de aeronaves da seguinte forma:
1. De acordo com a altitude de voo:
Voos em altitudes extremamente baixas sobre terreno ou superfície de água na faixa de até 200 m (inclusive);
Voos em baixas altitudes sobre terreno ou superfície de água na faixa acima de 200 m e até 1000 m (inclusive);
Voos em altitudes médias na faixa acima de 1000 m e até 4000 m (inclusive) do nível do mar;
Voos em altitudes elevadas na faixa acima de 4.000 m e até 12.000 m (inclusive) do nível do mar;
Voos na estratosfera e acima de 12.000 m do nível do mar.
2. De acordo com as regras de voo:
De acordo com as regras de voo visual (VFR), quando a localização da aeronave é determinada por referências terrestres, e a posição da aeronave no espaço - pelo horizonte natural (os voos internacionais são realizados de acordo com VFR);
De acordo com as regras de voo por instrumentos (IFR), quando a localização da aeronave e sua posição espacial são determinadas por instrumentos de voo e navegação.
3. No local das operações de voo:
Aeródromo;
Rota;
Rota;
Rotas e rotas.
4. Por métodos de pilotagem e navegação de aeronaves:
Voos manuais;
Voos com controle diretor (semiautomático);
Voos com controle automático (usando canhões autopropulsados a bordo).
5. De acordo com as condições meteorológicas:
Voos em condições meteorológicas normais (IMC);
Voos em condições climáticas adversas (CMC);
Em condições de diminuição das condições climáticas mínimas (MW).
6. Por hora do dia:
Dia;
Misturado.
7. De acordo com as condições físicas e geográficas:
Em terreno plano e montanhoso;
Sobre terreno desértico;
Sobre terreno montanhoso;
Acima da superfície da água;
Nas regiões polares.
8. Pelo número de áreas voadas:
Regional;
Zonal;
Interzonal.
Qualquer voo de aeronave poderá corresponder a um ou mais pontos da classificação de voo considerada. Cada um desses pontos de classificação exige níveis adequados de treinamento das tripulações das aeronaves, características tático-técnicas e tático-de voo das aeronaves e seus equipamentos de voo, navegação e comunicações, e o nível de apoio à navegação aérea para a área de voo.
Todo o território da Federação Russa e seu espaço aéreo estão divididos em zonas, dentro dos limites das quais o controle do tráfego aéreo é realizado pelas autoridades zonais do sistema de controle de tráfego aéreo.
Zona ATM da UE (região)- espaço aéreo de dimensões estabelecidas, dentro do qual os órgãos operacionais relevantes da ATM da UE da Federação Russa desempenham as suas funções.
Os sistemas ATC de zona fazem parte do Sistema Unificado de Gerenciamento de Tráfego Aéreo da Federação Russa. A autoridade de controle de tráfego aéreo na zona é o centro zonal (EC EC ATM). Os limites das zonas do sistema de controlo de tráfego aéreo coincidem com os limites dos distritos militares, cujo comando inclui os comandantes da aviação responsáveis pela organização dos voos e do tráfego aéreo no espaço aéreo das zonas correspondentes.
A lista e os nomes das zonas e centros de controle são fornecidos nos documentos de orientação do ATC [……….].
O território e o espaço aéreo das zonas ATM da UE estão divididos em áreas ATC, nas quais as atividades de gestão de voo e de tráfego aéreo são realizadas por um organismo de controlo operacional - o centro de controlo distrital (RC) da ATM da UE.
Os limites das áreas ATM da UE e o seu número dentro das zonas são determinados com base no conhecimento da intensidade do tráfego aéreo, da estrutura das rotas aéreas, do número de aeródromos e das características de desempenho (TTX) da vigilância, navegação e comunicação. equipamento. Com base nisso, em algumas zonas, além das principais, também podem existir centros zonais auxiliares (AZCs) para controle ATM da UE. Os centros zonais de controle de tráfego aéreo estão localizados em cidades regionais da Federação Russa e os centros de controle distrital estão localizados em grandes aeroportos. Os limites da área do sistema ATC também são determinados com base no conhecimento do alcance de detecção e rastreamento de aeronaves pelos equipamentos de radar do centro de controle, bem como no alcance da comunicação radiotelefônica VHF do centro de controle com as tripulações da aeronave. Esses alcances ficam de 350 a 400 km do centro de controle em todas as direções. Em centros de controle equipados com sistemas ATC automatizados (AS), o alcance de observação e controle de aeronaves é de mil quilômetros ou mais. As zonas e áreas ATM da UE podem incluir vários elementos do espaço aéreo: aeródromos, vias aéreas, linhas aéreas locais, rotas de voo de aeronaves, várias zonas e outros elementos (Figuras 1.3, 1.4).
Figura 1.3 - Diagrama da zona ATC
Além das zonas e áreas discutidas acima, existem proibido E perigoso zonas. O espaço aéreo destas zonas só pode ser utilizado com autorização especial e durante determinados períodos de tempo.
Figura 1.4 – Área ATC e seus elementos:
POD - ponto de reporte obrigatório da tripulação da aeronave à autoridade de controle de tráfego aéreo da área do sistema de controle de tráfego aéreo; RPU - linha onde o controle da aeronave é transferido para uma área vizinha do sistema de controle de tráfego aéreo; Nº VT - Nº da rota aérea; RNT - ponto de radionavegação; ae - campo de aviação; ZZ – zona restrita; MVL - companhia aérea local.
Área restrita- parte do espaço aéreo de tamanhos estabelecidos, dentro da qual é proibido espaço aéreo sem permissão especial.
Área perigosa- parte do espaço aéreo de dimensões estabelecidas, dentro da qual, durante determinados períodos de tempo, podem ser realizadas atividades que representem uma ameaça à segurança dos voos das aeronaves.
Atualmente, está sendo realizada uma reorganização da estrutura do espaço aéreo da Federação Russa e dos centros ATC, associada a uma redução gradual do número de áreas dentro das zonas existentes devido à consolidação de áreas, bem como à formação de adicionais áreas ampliadas com centros ATC com funções e tarefas de centros zonais.
O nível de desenvolvimento e equipamento técnico do sistema de controlo de tráfego aéreo russo está significativamente aquém do nível de desenvolvimento de sistemas semelhantes na Europa Ocidental e nos EUA.
Na CEI, existem atualmente três sistemas regionais automatizados de controle de tráfego aéreo “Terkas” (sistema distrital-aeródromo), “Track” e “Strela” nos distritos de controle de tráfego aéreo de Moscou, Simferopol e Rostov, respectivamente, bem como dez aeródromos e sistemas automatizados de controle de tráfego aéreo de hub aéreo, dois sistemas automáticos de controle de tráfego aéreo "Terkas" (no hub aéreo de Kiev e no aeroporto de Minvodsk) e oito ATC "Start" AAS
O complexo Terkas ACS foi desenvolvido no final dos anos 70 em conjunto com diversas empresas estrangeiras, sendo a principal delas a sueca STANSAAB. Durante o desenvolvimento do sistema, a atenção principal foi dada à automatização das tarefas de controlo direto e, em muito menor grau, à automatização do planeamento do tráfego aéreo.
ACS "Terkas" possui um complexo de computadores duplicados centralizado, consoles de despacho equipados com dois meios de exibição, indicadores de sinais de coordenadas e sinais de mesa, subsistemas desenvolvidos de radar e suporte de radiocomunicações. O sistema fornece controle de tráfego aéreo em uma área de mais de 600 mil quilômetros quadrados. De acordo com o Programa Federal para o Desenvolvimento do ATS da UE da Rússia, está planejado substituir o Terkas ATC AS na zona ATC de Moscou por um sistema que atenda aos requisitos modernos. Em 1985, no centro ATC regional de Simferopol, foi criado e colocado em operação o primeiro ATC AS “Trassa” doméstico, destinado a equipar áreas com baixa e média intensidade de tráfego aéreo. O nível de automação das tarefas de controle de tráfego aéreo direto neste sistema corresponde ao nível de automação de tarefas semelhantes no sistema Terkas, porém, as tarefas de planejamento de controle de tráfego aéreo são resolvidas principalmente manualmente.
No entanto, as principais vantagens deste sistema são o seu custo relativamente baixo e a elevada fiabilidade operacional. O sistema automatizado ATC regional "Strela", que foi equipado com o distrito ATC unido de Rostov em 1981, é o primeiro sistema de controle automatizado doméstico em grande escala, projetado para fornecer uma solução automatizada para tarefas ATC e tarefas de planejamento de controle de tráfego aéreo. .
O sistema Strela possui um complexo computacional do tipo concentrado, composto por quatro computadores ES-1060 e um computador ES-1061. Ao mesmo tempo, os computadores do complexo computacional são projetados para processar informações de radar (dois em hot standby) e dois para processar informações planejadas (um em hot standby).
Este sistema fornece uma solução automatizada para as tarefas de planejamento das atividades produtivas temporárias em um volume correspondente ao primeiro nível de automação dos processos das atividades produtivas permanentes, ou seja, implementa principalmente tarefas de informação para coleta, classificação, resumo, sistematização e distribuição informações planejadas. Das tarefas computacionais e lógicas, a principal é a detecção automática de potenciais situações de conflito com base em informações planejadas.
A operação experimental do ATC RAS mostrou confiabilidade insuficiente do complexo durante a troca máquina a máquina entre os links de computação do sistema. Além disso, o baixo nível de confiabilidade da base do elemento e a interface homem-máquina desatualizada impuseram limitações significativas às possibilidades de aumentar o nível de automação dos processos neste sistema. A análise dos sistemas existentes e as principais direções do seu desenvolvimento mostram que atualmente a direção mais promissora é a criação de sistemas modulares. A base técnica dos modernos sistemas de controle de tráfego aéreo deve ser sistemas computacionais de estrutura distribuída, microcomputadores e computadores pessoais altamente confiáveis, integrados em redes locais de computadores.
O programa de automação ATC na França é denominado Cautza. Uma característica do sistema automatizado de controle de tráfego aéreo implementado no âmbito do programa Cautza é que os planos de todos os voos realizados sobre o território da França, dois dias antes do seu início, são enviados para um centro de planejamento, onde é realizado o processamento integrado das informações planejadas. out e sua distribuição através de canais de transmissão de dados em cinco centros de controle de tráfego aéreo localizados em Brest, Bordeaux, Paris, Marselha, Reims, bem como autoridades de defesa aérea.
Uma das principais desvantagens do sistema Cautza é a dificuldade de aumentar sua produtividade e capacidade instrumental devido à utilização de um complexo computacional centralizado. O sistema EUROCAT-2000 possui uma estrutura computacional totalmente distribuída: é construído com base em microcomputadores especializados e computadores pessoais, unidos por software e hardware de uma rede local (LAN) Ethernet (NFS-TCRL).
O controle do tráfego aéreo no espaço aéreo do Reino Unido e na área oceânica circundante é realizado por três centros de controle de tráfego aéreo.
Centro Automatizado de Controle de Tráfego Aéreo de Londres (LATCC) e seu centro ATC satélite em Manchester.
Centro de Controle de Tráfego Aéreo Automatizado Escocês e Oceânico (ScOATCC) em Prestwick.
Os centros ATC interagem para apoiar voos com autoridades de controle de tráfego aéreo na Noruega, Dinamarca, Irlanda, Holanda, Bélgica, França, bem como na Islândia, nos EUA e no Canadá.
Organizacionalmente, o centro ATC é bidirecional e inclui o setor civil, que controla as aeronaves civis, e o setor militar, que fornece o controle dos voos da aviação militar. Um diferencial do sistema de automação para o setor militar é a presença de um módulo computacional especializado para processamento de planos de voo da aviação militar. Este módulo, que é um complexo computacional de três máquinas baseado no minicomputador Marconi Miriad, realiza processamento paralelo (para garantir o nível de confiabilidade exigido) dos planos de voo da aviação militar, e também implementa a tarefa de troca de fragmentos de um voo diário consolidado plano com sistemas ATC em interação, postos de comando da aviação militar e autoridades de defesa aérea. Os despachantes do setor militar, utilizando as ferramentas de um módulo especializado, resolvem os problemas de monitoramento do uso do espaço aéreo, identificando infratores do regime do espaço aéreo e identificando aeronaves não identificadas.
O complexo de processamento do array principal de informações de planejamento (FDPS) é um sistema de computação distribuída construído a partir de um minicomputador modelo 9020D, operando em tempo real. O sistema prevê a troca de informações planejadas com o FDPS dos sistemas ATC do aeródromo em Chatwick e com o ATC escocês, bem como com o centro ATC de Maastricht do sistema Eurocontrol e o centro ATC automatizado em Paris. Para substituir os sistemas automatizados de controle de tráfego aéreo existentes, a GEC-Marconi está desenvolvendo um novo sistema automatizado de controle de tráfego aéreo S-361, projetado para equipar centros de controle de tráfego aéreo na Inglaterra na década de 90 e projetado para operar em condições de aumento constante da intensidade do tráfego aéreo. O principal objetivo do sistema S-361 é aumentar o nível de segurança de voo, a capacidade do sistema de controle de tráfego aéreo e reduzir a carga dos despachantes.
O aumento da capacidade do sistema não deverá ser alcançado através do aumento do número de sectores de controlo, mas através da introdução de meios automáticos de alertar os controladores sobre possíveis situações de conflito no ar, implementando uma interface homem-máquina “flexível” baseada na tecnologia WINDOWS, bem como introduzindo um sistema de apoio à decisão na fase de controle direto do tráfego aéreo.
Uma das principais vantagens do novo sistema é o seu design modular, graças ao qual é possível equipar tanto aeroportos de pequeno porte como aeroportos rodoviários em termos de desempenho e nível de automação dos sistemas em relação a áreas específicas de ATC.
O sistema ATC dos EUA assume um papel de liderança entre os países estrangeiros em questões de automação ATC. Isto se deve ao elevado potencial técnico e à necessidade de constante desenvolvimento e aprimoramento do sistema ATC para atender às necessidades dos usuários do espaço aéreo. Os Estados Unidos são caracterizados pelas maiores taxas de crescimento na intensidade e densidade da atividade aérea.
Os principais órgãos ATC dos Estados Unidos são: o centro nacional de controle de tráfego aéreo, que coordena o uso do espaço aéreo e dos equipamentos técnicos ATC, prevê a situação do ar em diversas áreas e identifica possíveis situações de sobrecarga dos serviços de tráfego aéreo.
Centros ATC de rota que realizam planejamento de controle de tráfego aéreo e controle de tráfego aéreo no espaço aéreo fora do aeródromo.
Torres de comando e controle de hub aéreo (aeródromo) que realizam o controle de tráfego aéreo nas áreas de hubs aéreos.
Estações de apoio ao voo destinadas a prestar serviços de aconselhamento para voos operados sob regras de voo visual e regras de voo por instrumentos em áreas de baixa densidade.
O controle de tráfego aéreo sobre o território dos Estados Unidos é realizado por 20 rotas automatizadas e mais de 400 centros de controle de tráfego aéreo em aeródromos. O sistema de controle de tráfego aéreo dos EUA passou por vários estágios de desenvolvimento. A primeira geração de sistemas ATC automatizados consistia no sistema NAS Stoge para centros de rotas e nos sistemas ARTS-1,2,3 e AN/TPX-42 para centros ATC de aeródromos (este último para fins militares).
No final da década de 70, todos os centros ATC de rota estavam equipados com sistemas automatizados, sistemas ARTS-3 - mais de 60 centros ATC de aeródromos e sistemas AN/TPX-42 - cerca de 280 aeródromos da Força Aérea e Marinha dos EUA e 39 da aviação civil. aeródromos.
Atualmente, de acordo com o Plano Federal de Modernização do Sistema ATC, está sendo realizada uma substituição faseada das instalações e sistemas ATC. A Westinghouse é líder no desenvolvimento de sistemas automatizados de nova geração. O sistema de controle de tráfego aéreo AMS-2000 desenvolvido por ela é a personificação das mais recentes conquistas científicas nas áreas de radar, comunicações e tecnologia de informática. O módulo padrão AMS-2000 representa um sistema automatizado completo, composto por um subsistema de processamento de informações de radar e a modularidade do software e complexo computacional permite configurar rapidamente o sistema para quaisquer áreas de controle de tráfego aéreo.
