11 air traffic management & airport systems i sistemi di controllo del traffico aereo sistemi...
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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
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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
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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.
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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 di standardizzazione del Controllo
del Traffico Aereo.
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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).
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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
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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
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Architettura del sistema ATM di AMS
CWP 1
RPBS NODESFDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
CWP 2
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
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CWP 1
RPBS NODESFDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD Data Exchange(Common Database)
XSD Data Exchange(Diagnostics and Control)
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
CWP 2
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
Architettura del sistema ATM di AMS
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CWP 2CWP 1
FDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD Data Exchange(Common Database)
XSD Data Exchange(Diagnostics and Control)
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
Architettura del sistema ATM di AMS
CWP 2CWP 1
FDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD Data Exchange(Common Database)
XSD Data Exchange(Diagnostics and Control)
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
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CWP 2CWP 1
FDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD Data Exchange(Common Database)
XSD Data Exchange(Diagnostics and Control)
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIsCWP 2
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
Architettura del sistema ATM di AMS
CWP 2CWP 1
FDPS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
XCD Data Exchange(Common Database)
XSD Data Exchange(Diagnostics and Control)
RPBS NODES
XCD XSD
SPV FTF
Other CSCIs
XCD XSD
FTF SPV
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
SPV
XCD XSD
Other CSCIsCWP 2
SPV
XCD XSD
Other CSCIs
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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 configura- zioni, i ruoli e mantiene allineate tutte le informazioni relative al controllo dei voli
Architettura del sistema ATM di AMS
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Surveillance Data
Processing
Controller Working Position
Safety Nets
Control and Monitoring
System
Recording and Playback
SimulatorCommunication
systems
Flight Data Processing
OUTBOUND
12:00370
11:50350
11:4035011:30
330
11:00180
11:00SID-X
10:55LIRF
DEPARTURE
Sistemi di supporto al controllo del traffico aereo
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Sistemi per la Comunicazione
Air – GroundAir – Ground
Ground – GroundGround – Ground
Air-Ground: radio telefoni (comunicazione pilota-controllore)
Ground-Ground: LAN (scambio dati tra nodi), rete OLDI (messaggi di coordinamento), rete AFTN, rete RADAR e telefoni.
Voce VHF
Dati
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Sistemi di Sorveglianza 1/2
Radar Front-EndRadar
Front-EndRadar Front-End
Multi-Radar Tracking
ARTAS
Controller Working Position
(local/remote)
Plots
Direct Access Radar Data
System Tracks legacy or CAT 62,63
System Tracks CAT 30
Fallback logic
ADSADS
Primary /Secondary/Mode-S plots
Primary /Secondary/Mode-S plots
ADS
Primary /Secondary/Mode-S plots & tracks
Plots Tracks
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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.
Sistemi di Sorveglianza 2/2
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Flight Data Processing 1/2
AFTN
X.25 Network
Meteo/AIS Units
CFMU - IFPS
ATS Units
CFMU - TACT
RDPS
Controller Working Position
FDPS
Assistant Working Position
Adjacent ATS Units
CMS
FDP
Technical Supervisor
OLDI Messages
OLDI Messages
Radar Tracks
Environment Data
Warnings
Co-ordination DataSFPL Data
PLN / EXE Orders
SFPL Data Co-ordination Data Environment Data Warnings
Supervisor Orders
Diagnostics
Sectorisation Data
SSR Codes Data
Configuration Data
ATFM Messages
ATFMMessages
FSA Messages
FSAMessage
ATS MessagesFree Text Messages
Free TextMessages
ATS Messages
ATSMessages
MET/AIS Messages
MET/AISMeesages
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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
12:00370
11:50350
11:4035011:30
330
11:00180
11:00SID-X
10:55LIRF
DEPARTURE
Flight Data Processing 2/2
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CWP (Controller Working Position) 1/7
Controller Working Position
Radar Data Flight Lists
Electronic Strips
Paper Strips
Sector Configuration
Diagnostics
CPDLC Downlink/Upli
nk
Radar and Central
Processors Status
Flight Data Composite Radar/Flight
Picture
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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
CWP (Controller Working Position) 2/7
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CWP (Controller Working Position) 3/7
Radar Labels
General Radar Picture
Static Map display
Opaque Flight Lists
Alerts and Warning Lists Iconised Flight Lists
Local Display Command Bar
Order Menu
Transparent Flight Lists
Electronic Strip Bay
24
SPEED VECTOR
HISTORY DOTS
POSITION SYMBOL
OVERSYMBOL
CONTROL SECTOR
LEADER LINE
mode C altitude
QNH correction indicator
emergency alarm
label
callsign/SSR code/track nr.
climbing or descending
arrow
speed
Exit point
flight Exit level
cleared level
deviation
HDGRVSM
Next sectorTCA
Turbiolance category
A
controlled trackcontrolled track
CWP Radar Label 4/7
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
1 C A L L S I G N T
2 F/C C M H C F L X F L
3 S P D O U T F X N E X
E M G T C A H D G X4
Controlled TrackControlled Track
Pending TrackPending Track PlotPlot
1
C
F/C
S
E
2
O
C
P
M
3
D
M
D
G
4
E
H
5
T
6
C
7
A
1
2
3
4
0 1 2 3 4
1 PLOT_SSR_CODE
2 CMH *
3
4 EMG
CWP Radar Label 5/7
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The electronic strip is
composed of three main areas
control field area
progress flight data area
filed basic flight plan data area
the controller acts on this area to select and to shift the strip
the original flight plan data are presented in this area
data related to the flight evolution are presented in this area
Control Field Control Field AreaArea
AerodromesAerodromes
SSR codeSSR code
CallsignCallsignRouteRoute
Entry levelEntry level
Exit levelExit levelLast SectorLast Sector
CWP (Controller Working Position) 7/7
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Sistemi per la generazione di allarmi 1/3
SAFETY NETS
SDPS
Track termination messagesMono/multi radar track messages
Start scan messagesNorth messages
FDPS
Call sign
Flight information
CFL
Trajectory points CWP
RPB
APW regions activation
Alert messages
CMS Upload/Download TCA mapsOrders to modify TCA parameters
System status messages
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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.
Sistemi per la generazione di allarmi 2/3
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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.
Sistemi per la generazione di allarmi 3/3
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Sistemi per la diagnostica 1/2
CMS server
Internal Status Messages
External Diagnostics Messages
External MIBS (SNMP)
External Equipment
Status
LOGGING
Orders towards the
system
CMS Client
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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.
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Simulatore (SIM)
Simulator
Scenario Configuration
Exercises Management
ATC
Controller Working Position
GROUND
Controller Working Position
Relevant Composite
Pictures
TCA
alerts
RPB
Pilots (graphical)
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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 reale consentendo
procedure di validazione.
Creazione di scenari simulati per testare nuove
settorizzazioni e/o nuove procedure operative.
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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.
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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
Necessità ed Evoluzioni 2/3
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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
Necessità ed Evoluzioni 3/3
Tutto ciò sarà possibile grazie anche ai miglioramenti previsti nei sistemi di Elaborazione dei Dati di Volo ( FDPS) e nei sistemi CNS.
38
Via Tiburtina Km 12,40000 131 Roma, ItaliaT+39 06 41501F+39 06 4131133
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