ADS-B và Hệ thống không lưu NextGen

Khi hệ thống không phận quốc gia phát triển, FAA sẽ sử dụng nhiều công nghệ mới. Một trong những hệ thống chính đang được triển khai trong chương trình FAA Rush NextGen là ADS-B, viết tắt của Phát thanh giám sát phụ thuộc tự động. Trong nỗ lực hợp lý hóa các hoạt động, FAA đang triển khai ADS-B là nguồn điều hướng chính cho tất cả các máy bay trong hệ thống không phận quốc gia. Mặc dù ADS-B đã hoạt động ở hầu hết các nước Mỹ, nhưng vẫn có những câu hỏi về rủi ro và chi phí liên quan.

Vai trò của ADS-B

Trong tương lai gần, ngành hàng không sẽ được yêu cầu chấp nhận ý tưởng bay miễn phí, một phương pháp giảm tắc nghẽn giao thông hàng không thông qua việc sử dụng ADS-B. Hệ thống ADS-B cũng giảm khối lượng công việc của phi công và điều khiển và cung cấp thêm định tuyến trực tiếp cho máy bay, tiết kiệm tiền và thời gian trên bảng.

Trong nhiều năm, hệ thống kiểm soát không lưu ở Hoa Kỳ đã phải chịu sự thiếu hiệu quả. Hệ thống tiếp tục chứng kiến ​​sự gia tăng nhu cầu của người tiêu dùng cũng như sự chậm trễ.

Trong một báo cáo năm 2009, FAA tuyên bố, không có NextGen sẽ có một lưới điện trên bầu trời. Đến năm 2022, FAA ước tính rằng thất bại này sẽ khiến nền kinh tế Hoa Kỳ mất 22 tỷ đô la hàng năm trong hoạt động kinh tế bị mất. Con số đó tăng lên hơn 40 tỷ đô la vào năm 2033 nếu hệ thống vận tải hàng không không được chuyển đổi.

Vai trò của hệ thống ADS-B là rất lớn. Hệ thống này sử dụng giám sát mặt đất và trên không chính xác dựa trên GPS để cung cấp cho bộ điều khiển và phi công dữ liệu thời gian thực chính xác. Dữ liệu này, chính xác hơn radar, có thể được sử dụng để giảm sự tách biệt giữa các máy bay, tăng độ an toàn và cung cấp nhiều tuyến đường trực tiếp hơn cho máy bay. Ngoài ra, chức năng giao thông và thời tiết theo thời gian thực sẽ được cung cấp trong sàn bay, trong một số trường hợp miễn phí cho người điều khiển.

ADS-B sử dụng bộ phát đáp dựa trên máy bay (Chế độ S), hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu (GNSS) và các trạm mặt đất để xác định độ cao, tốc độ và theo dõi cho máy bay. Thông tin sau đó được chuyển từ máy bay sang máy bay và từ máy bay đến bộ điều khiển hoặc trạm mặt đất, cùng với bất kỳ bên tham gia nào khác.

Rủi ro an toàn

Nhìn chung, hệ thống ADS-B là một cải tiến lớn cho tương lai của hệ thống không phận của chúng tôi. Nhưng nó không phải là không có rủi ro. Với hệ thống radar hiện tại là một hệ thống dẫn đường chính xác, không có rủi ro, việc chuyển sang một hệ thống hoàn toàn mới đưa ra các câu hỏi về độ tin cậy, rủi ro an toàn và chi phí. Những câu hỏi và rủi ro đó là gì, và chúng đã được giảm nhẹ đến mức chấp nhận được chưa?

Mặc dù FAA đã chứng minh rằng kết quả cuối cùng sẽ là một hệ thống du lịch hàng không hiệu quả hơn, an toàn hơn và họ đã tiến hành nghiên cứu để sao lưu lập trường của mình, họ sẽ cần tiếp tục kiểm tra và kiểm tra lại chương trình từ sự an toàn quan điểm. Việc thực hiện bất kỳ hệ thống mới nào cũng có khả năng mang lại những lỗi và mối nguy không xác định. Đối với ADS-B, những mối nguy hiểm này bao gồm:

• Đào tạo và yếu tố con người
• Lỗi GPS
• Hệ thống điện tử bị trục trặc
• Vấn đề an ninh

Những vấn đề này vẫn chưa được giải quyết hoàn toàn, nhưng chúng đã được xác định là rủi ro và các biện pháp đã được thực hiện để giảm thiểu rủi ro của chúng nhiều nhất có thể. Một nghiên cứu năm 2000 đã hoàn thành một chuỗi ưu tiên an toàn hệ thống điển hình liên quan đến toàn bộ hệ thống, và nhận thấy rủi ro còn lại được kiểm soát ở mức độ chấp nhận được.

Đầu tiên trong quá trình phát triển ADS-B, Nhóm làm việc về an toàn hệ thống Capstone được thành lập với sự hợp tác của FAA để cung cấp các nghiên cứu cần thiết và phân tích nguy cơ sơ bộ về ADS-B. Các mối nguy hiểm được xác định bao gồm:

Yếu tố con người

• Nhầm lẫn và mất nhận thức tình huống
• Sử dụng hệ thống điện tử không phù hợp
• Lỗi thủ tục thí điểm
• Vấn đề phối hợp với ATC
• Mất nhận thức tình huống do có quá nhiều thời gian đầu xuống

Rủi ro hệ thống mặt đất

• Lỗi hiệu chuẩn
• Mất liên lạc
• Sự cố

Thất bại hệ thống điện tử

Lỗi GPS

Thời tiết, giao thông và địa hình trục trặc

• Thiếu bảo hiểm
• Dự báo hạn chế
• Trạm báo cáo hạn chế

Lỗ hổng bảo mật

• Lừa đảo, gây nhiễu và mặt nạ

Phần lớn, những rủi ro này đã được nghiên cứu, phân tích, giảm thiểu và chấp nhận. Nhưng một trong những mối nguy hiểm lớn nhất liên quan đến ADS-B vẫn còn là: Lỗi của con người. Nếu phi công không hiểu đầy đủ về thiết bị mà họ đang sử dụng, hệ thống sẽ trở thành mối nguy hiểm thay vì lợi ích. Các nghiên cứu cho thấy các hệ thống điện tử hàng không tiên tiến đòi hỏi phải đào tạo chuyên sâu và hiểu biết để các nhà khai thác sử dụng một cách an toàn và nhiều nhà khai thác sẽ không tự nguyện nhận được đào tạo mà họ cần để bay an toàn với ADS-B.

Và ủy quyền của FAA FA ADS-B cho tất cả các máy bay được trang bị ADS-B vào năm 2020 sẽ tăng cường chi phí và các mối nguy hiểm liên quan đến hệ thống điện tử hàng không tiên tiến và lỗi của con người.

Dự án Capstone xác định rằng thời gian ngừng hoạt động quá mức trong khi sử dụng ADS-B sẽ có khả năng dẫn đến mất nhận thức tình huống thường xuyên và mặc dù tai nạn có thể hiếm gặp trong trường hợp này, một tai nạn có thể sẽ là thảm họa. Đây là một rủi ro liên tục sẽ tiếp tục là một vấn đề đối với người dùng ADS-B khi nó trở thành một bổ sung quen thuộc cho thế giới bay. Các phi công phải chấp nhận trách nhiệm giảm thiểu rủi ro này càng nhiều càng tốt thông qua đào tạo và nhận thức.

Khi tất cả được nói và thực hiện, ADS-B là sự bổ sung an toàn, hiệu quả cho hệ thống không phận của quốc gia. Nhưng giống như bất kỳ hệ thống hỗ trợ điều hướng hoặc hệ thống điện tử hàng không nào, nó chỉ an toàn như nhà điều hành của nó.