Air Traffic Management & Airport Systems I sistemi di controllo del traffico aereo Sistemi ATC: Esigenze operative e Safety nella definizione delle Architetture e delle funzionalità associate 10 Maggio 2005 1 INDICE ATC Mission Organizzazioni di riferimento Organizzazione dello Spazio Aereo I Requisiti I Ruoli operativi Sistemi di supporto al controllo del traffico aereo Architetture Funzionalità Necessità ed Evoluzioni 2 La “Mission” dell’ATC Scopo primario del controllo del traffico aereo è consentire un ordinato e spedito flusso del traffico aereo garantendo un elevato livello di sicurezza. 3 Le organizzazioni di riferimento Reference (Standards Organization) I.C.A.O. (International Civil Aviation Organization): Organizzazione civile internazionale avente lo scopo di stabilire delle raccomandazioni relative a tutte le problematiche inerenti l’aviazione: spazi aerei, aerodromi, aeroplani, controllo del traffico, coordinamento civile militare etc Eurocontrol (European Organisation for the Safety of Air Navigation): Ente europeo Controllo del Traffico Aereo. 4 di standardizzazione del Organizzazione dello Spazio Aereo Lo spazio aereo è suddiviso in volumi di responsabilità denominati FIR (Flight Information Region) all’interno delle quali vengono definiti ulteriori volumi di responsabilità limitati denominati settori. All’interno dei settori un insieme di rotte predefinite, di livelli di volo disponibili e di frequenze assegnate consentono ai controllori di soddisfare la domanda di traffico in sicurezza secondo le proprie procedure operative. Da FL 140 a FL 420 il controllo viene demandato ai centri di rotta che ricevono il traffico coordinandone i livelli e trasferendosi i voli in frequenza. In prossimità di uno o più aerodromi e sotto i FL140 il controllo viene demandato ai centri di avvicinamento denominati APP (Approach Centre); Nella fase terminale il controllo viene demandato alla Torre di Controllo (TWR) che controlla il volo fino al limite della zona di Apron (parcheggi). 5 I Requisiti del servizio Disponibilità del servizio h24 per 365gg l’anno (diversi livelli di funzionalità con diversi livelli di degrado) Affidabilità dei Tools/Sistemi a supporto delle operazioni di controllo (ad es. Ridondanza) Supporto alle procedure operative di coordinamento, trasferimento e controllo dei voli 6 I Ruoli operativi Assistant: colui che pianifica a lungo termine (uno o due gg.) i voli Planner: colui che si occupa della pianificazione a medio termine dei voli e della gestione dei piani di volo Executive: colui che assolve al coordinamento diretto con il pilota tramite apposito canale vocale gestendo lo stato attuale del traffico 7 Sistemi di supporto al controllo del traffico aereo ARCHITETTURE 8 Architettura del sistema ATM di AMS SPV FTF FTF Other CSCIs XCD XSD SPV SPV Other CSCIs XCD FTF FTF Other CSCIs XSD XCD Other CSCIs XSD FDPS NODES XCD RPBS NODES XCD XSD Other CSCIs XCD XSD Other CSCIs SPV CWP 1 9 SPV SPV CWP 2 XSD Architettura del sistema ATM di AMS SPV FTF FTF Other CSCIs XCD SPV SPV Other CSCIs XSD XCD FTF FTF Other CSCIs XSD XCD Other CSCIs XSD FDPS NODES XCD RPBS NODES XCD Data Exchange (Common Database) XCD XSD Data Exchange (Diagnostics and Control) XSD Other CSCIs XCD XSD Other CSCIs SPV CWP 1 10 SPV SPV CWP 2 XSD Architettura del sistema ATM di AMS SPV FTF FTF Other CSCIs XCD SPV SPV Other CSCIs SPV XSD XCD FTF FTF Other CSCIs XSD XCD FTF SPV XCD RPBS NODES Other CSCIs Other CSCIs XCD Data Exchange (Common Database) XSD XSD Data Exchange (Diagnostics and Control) XSD XCD RPBS NODES XCD XSD Other CSCIs XCD XSD Other CSCIs SPV CWP 1 11 SPV Other CSCIs XSD FDPS NODES XCD FTF SPV CWP 2 XSD Architettura del sistema ATM di AMS SPV FTF FTF Other CSCIs XCD SPV SPV Other CSCIs XSD XCD FTF Other CSCIs XSD XCD XCD FDPS NODES FTF XCD Data Exchange (Common Database) Other CSCIs XSD XSD XCD RPBS NODES XSD Data Exchange (Diagnostics and Control) Other CSCIs SPV XCD XSD XCD CWP 2 Other CSCIs XSD Other CSCIs SPV CWP 1 12 SPV SPV CWP 2 XSD Architettura del sistema ATM di AMS Commonly Deployed Components SPV - Node Supervisor: inizializza il nodo e rende disponibili tutte le periferiche alle varie componenti; FTF – Node Fault Tolerance: gestisce la ridondanza (Master-Stand By); Distributed Components XSD - System Message Dispatcher: distribuisce i comandi e i messaggi di diagnostica verso tutti i sottosistemi componenti ; XCD - Common Data Processor: gestisce le configurazioni, i ruoli e mantiene allineate tutte le informazioni relative al controllo dei voli 13 Sistemi di supporto al controllo del traffico aereo FUNZIONALITÀ 14 Sistemi di supporto al controllo del traffico aereo Communication systems Simulator Surveillance Data Processing OUTBOUND 11:30 330 Control and Monitoring System 11:50 350 12:00 370 11:00 180 DEPARTURE 10:55 LIRF 11:40 350 11:00 SID-X Flight Data Processing Safety Nets Controller Working Position 15 Recording and Playback Sistemi per la Comunicazione Air – Ground Ground – Ground 16 Voce VHF Dati Air-Ground: radio telefoni (comunicazione pilotacontrollore) Ground-Ground: LAN (scambio dati tra nodi), rete OLDI (messaggi di coordinamento), rete AFTN, rete RADAR e telefoni. Sistemi di Sorveglianza 1/2 Primary /Secondary/Mode-S Primary /Secondary/Mode-S Primary /Secondary/Mode-S plots plots plots & tracks Radar Radar Front-End Radar Front-End Front-End ADS ADS ADS Plots Tracks Multi-Radar Tracking System Tracks legacy or CAT 62,63 Plots ARTAS Fallback logic System Tracks CAT 30 Controller Working Position (local/remote) 17 Direct Access Radar Data Sistemi di Sorveglianza 2/2 Ogni sensore a livello remoto detetta i bersagli cooperanti e non e inizializza per ciascuno di esso le relative tracce che invia su linea dedicata verso il centro di controllo competente Ogni Radar Front End riceve i dati dai sensori (Primario, Secondario, Modo–S, ADS) li roto-trasla e li rende disponibile su LAN locale verso: sottosistemi MRT (Multi Radar Tracking) legacy e ARTAS. plots e tracce alle CWP (Controller Working Position) quando il sistema è in DARD (Direct Access Radar Data). Tutti i contributi radar di un singolo aeroplano sono selezionati, estrapolati, pesati ed infine fusi in un’unica traccia di sistema da entrambi i nodi MRT (formato legacy e/o CAT 62,63) ed ARTAS (formato CAT 30). I contributi delle tracce locali sono conservati e trasmessi alle CWP per consentire la logica di “bypass”. La logica di “fallback” è garantita con la ridondanza del sistema MRT. 18 Flight Data Processing 1/2 CFMU - IFPS Meteo/AIS Units MET/AIS Messages ATFM Messages FSA Messages ATS Messages ATS Units ATS Messages Free Text Messages AFTN RDPS Controller Working Position CFMU - TACT Radar Tracks MET/AIS Meesages ATS Messages FSA Message ATFM Messages Free Text Messages Sectorisation Data PLN / EXE Orders FDP Warnings Environment Data SSR Codes Data FDPS Configuration Data SFPL Data Co-ordination Data SFPL Data Co-ordination Data Environment Data Assistant Working Position OLDI Messages Warnings Diagnostics X.25 Network CMS OLDI Messages Adjacent ATS Units 19 Supervisor Orders Technical Supervisor Flight Data Processing 2/2 L’ FDP svolge le seguenti funzioni: Elaborazione dati di Environment ATS messages handling SFPLs automatic handling Trajectory Prediction Correlazione traccia radar - Piano di volo Automazione del coordinamento tra settori Intercentre (OLDI) e Intracentre Flight Progress Monitoring Control sectors calculation & data distribution OUTBOUND 11:30 330 11:00 180 DEPARTURE 20 10:55 LIRF 11:00 SID-X 11:40 350 11:50 350 12:00 370 CWP (Controller Working Position) 1/7 Radar Data Diagnostics Radar and Central Processors Status Controller Working Position 21 Electronic Strips Paper Strips CPDLC Downlink/Upli nk Flight Data Flight Lists Composite Radar/Flight Picture Sector Configuration CWP (Controller Working Position) 2/7 Presentazione 2K x 2K e 1K x 1K COTS (includendo i dati radar grezzi su richiesta) Presentazione integrata dei dati radar e di volo Gestione delle strip elettroniche e cartacee Finestre AIS e metereologiche Finestra per gli allarmi generati dalle Safety Net Mappe geografiche trasparenti e non Mappe metereologiche Gestione della fusione/separazione dei settori Gestione dei diversi ruoli operativi in modo coordinato (assistant, planner ed executive) Interface Editor System per una semplice “customizzazione” dell’HMI 22 CWP (Controller Working Position) 3/7 Electronic Strip Bay General Radar Picture Static Map display Radar Labels Opaque Flight Lists Transparent Flight Lists Order Menu Local Display Command Bar Alerts and Warning Lists 23 Iconised Flight Lists CWP Radar Label 4/7 climbing or descending QNH correction indicator arrow mode C altitude callsign/SSR code/track nr. Turbiolance category deviation LEADER LINE flight Exit level A cleared level CONTROL SECTOR Exit point OVERSYMBOL Next sector speed TCA HDG emergency alarm POSITION SYMBOL SPEED VECTOR HISTORY DOTS controlled track 24 RVSM label CWP Radar Label 5/7 Controlled Track 2 1 3 4 5 6 8 G N C F F 1 C A L L S 2 F/C C M H 3 S P D O U T 4 E M G T C A Pending Track 1 2 3 4 1 C O D E 2 F/C C M H 3 S P D 4 E M G I 7 5 6 T C A 11 12 13 L X F L X N E X T D G Plot 0 1 2 3 1 PLOT_SSR_CODE 2 CMH * 3 4 25 10 H 7 9 EMG 4 X CWP Radar Label 6/7 26 CWP (Controller Working Position) 7/7 SSR code Callsign Aerodromes Control Field Area Route Entry level Last Sector control field area The electronic strip is composed of three main areas 27 the controller acts on this area to select and to shift the strip filed basic flight plan data area progress flight data area Exit level the original flight plan data are presented in this area data related to the flight evolution are presented in this area Sistemi per la generazione di allarmi 1/3 CMS Orders to modify TCA parameters Upload/Download TCA maps SDPS Mono/multi radar track messages Track termination messages Start scan messages North messages System status messages RPB SAFETY NETS Alert messages Call sign CFL FDPS 28 Flight information Trajectory points APW regions activation CWP Sistemi per la generazione di allarmi 2/3 STCA (Short Term Conflict Alert) per il rilevamento di violazioni della minima separazione tra aerei. MSAW (Minimum Safe Altitude Warning) per il rilevamento di violazioni di quota oltre i limiti consentiti. APW (Area Proximity Warning) per il rilevamento di incursioni in aree protette. 29 Sistemi per la generazione di allarmi 3/3 ATC Tools: MTCD (Medium Term Conflict Detection) che facendo logica sui dati ricevuti da FDP (4 D predictions), è in grado di generare allarmi per violazioni a medio termine della distanza di sicurezza tra aeromobili. Deviation Alert produce allarmi quando la traccia, associata ad un aeromobile, si allontana dalla traiettoria autorizzata per più alcuni valori prefissati di tolleranza. 30 Sistemi per la diagnostica 1/2 Internal Status Messages External MIBS (SNMP) CMS server Orders towards the system External Equipment Status LOGGING 31 External Diagnostics Messages CMS Client Sistemi per la diagnostica 2/2 Presentazione integrata dei dispositivi, delle connessioni esterne, delle funzioni software e della configurazione logica con un’interfaccia user friendly basata su quadri sinottici Architettura multi-utente Capacità di interfacciarsi con i diversi standard industriali. Capacità di registrare dati. Gestione degli accessi al sistema, dei profili utente e dei relativi privilegi. 32 Simulatore (SIM) Scenario Configuration Pilots (graphical) Exercises Management Simulator RPB ATC Controller Working Position Relevant Composite Pictures alerts TCA 33 GROUND Controller Working Position Simulatore (SIM) 2/2 Multi-exercise Training Environment con le stesse HMI dell’ambiente reale per l’addestramento del personale operativo. Ambiente di simulazione che riproduce la stessa configurazione dell’ambiente procedure di validazione. reale consentendo Creazione di scenari simulati per testare nuove settorizzazioni e/o nuove procedure operative. 34 Necessità ed Evoluzioni 1/3 L’esigenza della rete ATM Europea è: Assicurare, per tutte le fasi di volo, un flusso di traffico sicuro, economico, rapido e ordinato attraverso la fornitura dei servizi ATM, i quali si adattano a tutte le esigenze e richieste degli utenti e delle diverse aree dello Spazio Aereo Europeo riorganizzato allo scopo di evitare e/o eliminare i possibili colli di bottiglia. 35 Necessità ed Evoluzioni 2/3 Le evoluzioni interessano i seguenti processi: Organizzazione e Gestione dello spazio aereo, per definire la struttura, la divisione e la categorizzazione dello spazio aereo e le regole in esso applicate. Le attività puntano a semplificare l’organizzazione dello spazio aereo; migliorare la gestione e il coordinamento Civile – Militare; ottimizzare la rete di Rotte; permettere l’uso di traiettorie preferite dai piloti Gestione del Flusso di traffico e della Capacità, per garantire l’equilibrio dinamico tra Capacità e Domanda Controllo del traffico aereo in rotta e nelle aree terminali, per monitorare i voli e garantire la separazione e il sequenziamento degli aeroplani. Le attività prevedono l’uso di strumenti automatizzati per facilitare il controllore nella pianificazione e nelle comunicazioni tattiche, in tutte le fasi di volo; la ridistribuzione dei compiti di controllo tra i vari settori, o tra i controllori all’ interno di uno stesso Centro di Controllo 36 Necessità ed Evoluzioni 3/3 Controllo del traffico aereo in aeroporto, per la gestione del traffico nell’ air – side, separazione e sequenziamento degli aerei sia a terra che nelle fasi di avvicinamento e decollo. I miglioramenti previsti nell’area air – side devono consentire di mantenere la capacità in tutte le condizioni meteorologiche Tutto ciò sarà possibile grazie anche ai miglioramenti previsti nei sistemi di Elaborazione dei Dati di Volo ( FDPS) e nei sistemi CNS. 37 Eastwood House, Glebe Road Chelmsford, Essex CM1 1QW England, United Kingdom T+44 (0) 1245 702702 F+44 (0) 1245 702700 Via Tiburtina Km 12,400 00 131 Roma, Italia T+39 06 41501 F+39 06 4131133 www.amsjv.com The copyright in this document is owned by the companies of Alenia Marconi Systems and may not be reproduced without written consent. © Alenia Marconi Systems Limited 2003 38