Chương 1 CNS - Khai niem CNS cua ICAO

HỌC VIỆN HÀNG KHÔNG VIỆT NAM
KHOA KHAI THÁC HÀNG KHÔNG
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM VỀ CNS/ATM CỦA ICAO
Communication Navigation Surveillance / Air Traffic Management TS. PHAN THANH MINH Email: phanthanhminh@gmail.com ĐT: 0989120125
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG 2 phanthanhminh@gmail.com Mục tiêu:
• Các yêu cầu khai thác của quản lý không lưu (ATM Operational
Requirements) đối với các hệ thống CNS/ATM.
• Điều kiện tiên quyết, xu hướng và tình trạng hiện tại của quá trình phát triển khái niệm CNS/ATM.
• Sự tương tác giữa các hệ thống CNS/ATM. NỘI DUNG 3 phanthanhminh@gmail.com
Nội dung chính của chương:
• Các yêu cầu khai thác của Quản lý không lưu đối với các hệ thống CNS/ATM 1.
• Những hạn chế COM., NAV., SUR. trước đây 2.
• Lịch sử phát triển khái niệm CNS/ATM 3.
• Những ưu thế chính về công nghệ của hệ thống CNS/ATM 4.
• Sự tương tác giữa các hệ thống CNS/ATM 5. 4 phanthanhminh@gmail.com
1. CÁC YÊU CẦU KHAI THÁC CỦA QUẢN LÝ KHÔNG LƯU
ĐỐI VỚI CÁC HỆ THỐNG CNS/ATM
1.1. Tác động của lưu lượng bay đối với sự an toàn 5 phanthanhminh@gmail.com
Ảnh hưởng như thế nào đối với an toàn bay? KHÔNG LƯU ĐỘ AN TOÀN
Những hạn chế của hệ
thống ATM hiện tại
Mức độ an toàn ko cố định theo thời gian Khả năng của hệ thống ATM Triển khai các hệ thống mới THỜI GIAN
Yêu cầu của khách hàng
NÓI CHUNG: là nhìn vào từng line để xem như thế nào!
1.2. Sự tăng trưởng của không lưu 6 phanthanhminh@gmail.com 25000 Aircraft Kms Departures 20000 15000 Departures (thousands) 10000 Aircraft Kms (millions) 5000 THỰC TẾ DỰ BÁO 0
1970 75 80 85 90 95 2000 2005
Dự báo của ICAO (1995…2005): Departures annual rate – nearly 3%
Aircraft Kms annual rate – nearly 5,5%
1.2. Sự tăng trưởng của không lưu (tt) 7 phanthanhminh@gmail.com
• Tổng số hành khách bay theo lịch trong nước và quốc tế cả khu vực
Châu Á/Thái Bình Dương tăng gấp đôi trong năm 2014 so với 1999.
• Năm 2012, có 870,6 triệu hành khách sử dụng dịch vụ hàng không trong khu vực
1.2. Sự tăng trưởng của không lưu (tt) 8 phanthanhminh@gmail.com Báo cáo của IATA
1.3. Cấu trúc của Quản lý không lưu 9 phanthanhminh@gmail.com CNS chia theo chức năng ATM chia theo thành phần Chức năng Quản lý không lưu Thành phần
Quản lý không phận Thông tin ASM
(Airspace Management)
để giao tiếp, trao đổi thông tin
Dịch vụ không lưu ATS Dẫn đường
(Air Traffic Services)
• Kiểm soát không lưu
• Dịch vụ thông báo bay • Dịch vụ báo động Giám sát ATFM
Quản lý luồng không lưu
(Air Traffic Flow Management)
1.4. Mục tiêu chung của Quản lý không lưu 10 phanthanhminh@gmail.com
• Mục tiêu chung của ATM là cho phép các nhà khai thác tàu bay có thể
đảm bảo thời gian đi và đến theo kế hoạch đã lập và việc tuân thủ các
hành trình chuyến bay tốt nhất với những hạn chế tối thiểu mà không
làm ảnh hưởng đến mức an toàn chấp nhận được.
( không cần tuyệt đối 100% )
(A general objective of ATM is to enable aircraft operators to meet their planned
times of departure and arrival and adhere to their preferred flight profiles with
minimum constraints without compromising agreed levels of safety)
(theo ICAO Doc. 9583, AN-CONF/10)
1.5. Những vấn đề của ATM trước đây 11 phanthanhminh@gmail.com
nghĩa là không được tự ý đi đường ngắn nhất và
không được tự ý đi đường khác để tránh gió, bão
Quản lý không phận
Cấu trúc đường bay nói chung là không linh hoạt, các tuyến ASM
đường bay thẳng chỉ được sử dụng khi KSVKL cho phép.
Luồng thông tin bên trong và giữa các cơ sở KSKL và giữa các cơ quan
KSKL với tàu bay dưới sự kiểm soát của họ là không đủ để hỗ trợ việc cải thiện đáng kể hơn nữa
do yếu tố chi phí & kĩ thuật/công nghệ Dịch vụ không lưu
Năng lực giữa các hệ thống trên tàu bay và dưới mặt đất khác xa nhau ATS
Một phần lớn trên thế giới thiếu sự bao phủ một cách đáng tin cậy của các hệ thống CNS
Quản lý luồng không lưu KSVKL cần dữ liệu và phương thức giám sát cải tiến, dự báo ATFM
và tối ưu hóa luồng không lưu
1.6. Những yêu cầu cho ATM tương lai 12 phanthanhminh@gmail.com Những yêu cầu cho
hệ thống ATM tương lai
Hệ thống ATM nên cung cấp cho người sử dụng sự linh hoạt tối đa trong việc sử dụng không phận
Chức năng tương thích của dữ liệu trao đổi giữa các tàu bay và các thành phần mặt đất là điều cần
thiết bảo đảm hiệu quả của hệ thống toàn cầu
Chia sẻ không phận giữa các nhóm người dùng khác nhau phải tổ chức linh hoạt nhất có thể
Các thành phần khác nhau trong АТС của hệ thống ATM phải được thiết kế làm việc với nhau hiệu quả
để đảm bảo dịch vụ đồng nhất, liên tục và hiệu quả cho người sử dụng từ khi cất cánh đến khi hạ cánh 13 phanthanhminh@gmail.com
2. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA COMMUNICATION,
NAVIGATION, SURVEILLANCE TRƯỚC ĐÂY
2.1. Môi trường thông tin liên lạc (Communication) trước đây 14 phanthanhminh@gmail.com
HF: High Frequency - Tần số cao
VHF: Very High Frequency - Tần só rất cao Thoại HF Thoại VHF Trạm vô tuyến HF Trạm vô tuyến VHF Cơ sở dịch vụ Cơ sở dịch vụ Thoại và dữ liệu không lưu không lưu
2.1. Những hạn chế của các hệ thống thông tin trước đây 15 phanthanhminh@gmail.com
KSVKL & Pilot khác biệt về ngôn ngữ, phát âm không chuẩn => Gây hiểu lầm
• Thông tin thoại có tốc độ truyền thông tin chậm.
• Các sự cố về thông tin thoại phát sinh do kỹ năng ngôn ngữ hay giọng
nói của KSVKL và người nói. Thoại
• Khả năng mắc lỗi do việc truyền và hiểu thông tin.
• Khối lượng việc làm của KSVKL cao => Gây áp lực cho KSVKL => Dễ mắc lỗi
• Thiếu các hệ thống trao đổi dữ liệu không-địa số để hỗ trợ
cho các hệ thống tự động trên tàu bay và mặt đất. Dữ liệu
• Mạng thoại/dữ liệu dưới mặt đất hiện tại hoạt động kém hiệu quả.
Suy hao nhiều hơn HF do tần số lớn hơn
• Thoại vô tuyến VHF có các sự cố về nhiễu c = lamđa x tần số
• Thoại vô tuyến VHF có tầm phủ sóng ngắn Thoại VHF Trong đó:
• Tần số và kênh VHF có sự tắc nghẽn 30 - 300MHz
+ c (vận tốc ánh sáng) = 3x10^8 HK use: 118-137MHz
• Thông tin liên lạc qua HF không bị giới hạn bởi tầm nhìn thẳng
(line-of-sight), nhưng thoại HF rất ồn, không chắc chắn và hiệu Thoại HF
quả. do bị ảnh hưởng của tầng điện li 3 - 30MHz
2.2. Môi trường dẫn đường (Air Navigation) trước đây 16 phanthanhminh@gmail.com ĐƯỜNG DÀI
• Đài dẫn đường vô hướng NDB
• Đài dẫn đường đa hướng sóng cực ngắn
VOR-Thiết bị đo cự ly bằng vô tuyến DME
• Hệ thống dẫn đường quán tính INS; Hệ
thống tham chiếu quán tính IRS
• Thiết bị đo độ cao khí áp (Baromatric Altitude)
• Hệ thống dẫn đường tầm xa Loran-C HẠ CÁNH
Hệ thống hạ cánh bằng thiết bị ILS
Đồng hồ độ cao vô tuyến
2.2. Những hạn chế của các hệ thống dẫn đường trước đây 17 phanthanhminh@gmail.com
• Những hạn chế về truyền phát của các hệ thống dẫn
đường mặt đất trước đây. Đường dài
• Các đài VOR/DME và các thiết bị khác không với hết
tầm phủ nhiều khu vực trên thế giới.
• Những tính năng giới hạn của hệ thống trước đây (như Hạ cánh
ILS) liên quan đến tầm phủ, tính ổn định và độ chính xác.
• Hạn chế độ chính xác, điều đó không cho phép sử dụng Dẫn đường
linh hoạt các đường bay và hạn chế về dẫn đường khu vực. khu vực
2.3. Môi trường giám sát (Surveillance) trước đây 18 phanthanhminh@gmail.com Báo cáo vị trí bằng thoại
Bộ tìm hướng mặt
đất bằng sóng VHF Đài radar Đài kiểm soát giám sát sơ cấp không lưu ATC Giám sát bằng radar Đài radar giám sát thứ cấp mode A/C
2.3. Những hạn chế của các hệ thống giám sát trước đây 19 phanthanhminh@gmail.com
• Hạn chế về tầm nhìn thẳng (line-of-sight) của các Radar
sơ cấp (PSR) và thứ cấp (SSR) hiện tại. Tầm phủ
• Tầm phủ không kín tại nhiều khu vực trên thế giới.
• Những hạn chế về độ chính xác liên quan đến:
➢Lỗi về ước tính thời gian trễ khác nhau. Độ chính xác
➢Hạn chế về phạm vi và độ phân giải góc.
Các vấn đề của • Quá tải của bộ phát đáp trong vùng phủ sóng chồng chéo
của Radar giám sát thứ cấp (SSR) mode A và mode C
Radar giám sát • Khả năng hỏi và trả lời sai. thứ cấp
2.4. Hệ thống thông tin, dẫn đường và giám sát trước đây 20 phanthanhminh@gmail.com Thông tin Dẫn đường Giám sát Không-Địa
Các đường bay được thiết lập Thoại Dữ liệu
Dựa vào vết bay (bay trên biển) Radar sơ cấp VHF nhiều hạn chế Đường dài HF VOR DME Radar thứ cấp Đất đối đất NDB Loran-C Thoại Dữ liệu
Bộ phát hiện hướng phone wire AFTN Hạ cánh trên mặt đất VHF ILS HF
Báo cáo bằng thoại
Những yếu tố gây ra khiếm khuyết cho các hệ thống trước đây
Các hạn chế về truyền phát
Những khó khăn, gồm hàng loạt các lý do,
Những hạn chế của liên lạc bằng giọng nói
kiểu tầm nhìn thẳng của hệ thống trước đây
trong việc triển khai hệ thống CNS trước đây
và việc thiếu các hệ thống trao đổi dữ liệu số
và/hoặc hạn chế độ chính xác và độ tin cậy và trong việc vận hành chúng cho nhất quán air-ground để hỗ trợ cho các hệ thống tự động
do tác động bởi sự thay đổi đặc điểm
tại hầu hết các nơi trên thế giới
trên tàu bay và trên mặt đất
truyền phát của các hệ thống khác