ADS-B och NextGen Air Traffic System

När det nationella luftrumssystemet utvecklas kommer FAA att utnyttja många nya teknologier. Ett av de primära system som implementeras inom FAA: s NextGen-program är ADS-B, vilket står för Automatic Dependent Surveillance Broadcast. För att effektivisera verksamheten implementerar FAA ADS-B som den primära källan för navigering för alla flygplan inom det nationella luftrumssystemet. Medan ADS-B redan är verksamt i de flesta USA, finns det fortfarande frågor om riskerna och kostnaderna.

ADS-B: s roll

I den närmaste framtiden kommer flygindustrin att bli ombedd att acceptera idén om fri flygning, en metod för att minska trafikstockningar genom användningen av ADS-B. ADS-B-systemet minskar också pilot- och regulatorens arbetsbelastning och ger mer direktdirigering för flygplan, vilket sparar pengar och tid över hela linjen.

I åratal har flygkontrollsystemet i USA drabbats av ineffektivitet. Systemet fortsätter att se en ökning av konsumenternas efterfrågan samt förseningar.

I en rapport från 2009 uttalade FAA: "Utan NextGen kommer det att finnas ett gridlock i skiesna. Vid 2022 uppskattar FAA att detta misslyckande skulle kosta amerikansk ekonomi 22 miljarder dollar årligen i förlorad ekonomisk aktivitet. Det antalet växer till mer än 40 miljarder dollar år 2033 om lufttransportsystemet inte omvandlas."

ADS-B-systemets roll är en omfattande. Systemet använder mycket noggrann GPS-baserad mark- och luftövervakning för att ge kontrollerare och piloter precise data i realtid. Denna data, som är mer exakt än radarn i sig, kan användas för att minska avståndet mellan flygplan, öka säkerheten och ge mer direkta vägar för flygplan. Dessutom kommer realtidstrafik och väderfunktioner att tillhandahållas i flygplanet, i vissa fall utan kostnad för operatören.

ADS-B använder en flygplansbaserad transponder (Mode S), det globala navigationssatellitsystemet (GNSS) och markstationer för att bestämma höjd, hastighet och spår för flygplan. Informationen vidarebefordras sedan från flygplan till flygplan och från flygplan till kontroller eller jordstation, tillsammans med andra deltagande parter.

Säkerhetsrisker

Sammantaget är ADS-B-systemet en stor förbättring för framtiden för vårt luftrumssystem. Men det är inte utan risk. Med det nuvarande radarsystemet som ett mest riskfritt, exakt navigationssystem ger ett drag till ett helt nytt system frågor om tillförlitlighet, säkerhetsrisker och kostnader. Vilka är dessa frågor och risker, och har de mildrats till en acceptabel nivå?

Medan FAA har visat att det slutliga resultatet kommer att vara ett otvivelaktigt säkrare, effektivare flygsystem, och de har genomfört forskning för att återställa sin hållning, måste de fortsätta att undersöka och ompröva programmet från en säkerhet perspektiv. Genomförandet av något nytt system kommer sannolikt att medföra okända fel och faror. För ADS-B inkluderar dessa faror:

• Utbildning och mänskliga faktorer
• GPS-fel
• Avionics fel
• Säkerhetsproblem

Dessa problem har ännu inte lösts, men de har identifierats som risker och åtgärder har vidtagits för att minimera risken så mycket som möjligt. En 2000-studie genomförde en typisk systemskyddssekvens med avseende på systemet som helhet, och fann att den resterande risken "styrdes till en acceptabel nivå".

Tidigt i utvecklingen av ADS-B etablerades arbetsgruppen för Capstone System Safety i samarbete med FAA för att tillhandahålla den nödvändiga forsknings- och preliminära riskanalysen av ADS-B. De fastställda riskerna innefattar följande:

Mänskliga faktorer

• Förvirring och förlust av situationsmedvetenhet
• Olämplig användning av avionics
• Pilotprocessfel
• Samordningsproblem med ATC
• Förlust av situationell medvetenhet på grund av för mycket "heads-down" -tid

Marksystemrisker

• Kalibreringsfel
• Kommunikationsförlust
• Fel

Avionik misslyckande

GPS fel

Väder-, trafik- och terrängfel

• Brist på täckning
• Begränsade prognoser
• Begränsade rapporteringsstationer

Säkerhetsproblem

• Spoofing, jamming och maskering

För det mesta har dessa risker undersökts, analyserats, mildrats och accepterats. Men en av de största riskerna med ADS-B kvarstår: Människofel. Om piloten inte fullt ut förstår den utrustning han eller hon använder, blir systemet en fara istället för en fördel. Studier tyder på att avancerade avioniksystem kräver djup utbildning och förståelse för operatörerna att använda på ett säkert sätt, och många operatörer kommer inte frivilligt att få den utbildning de behöver för att flyga säkert med ADS-B.

Och FAA: s ADS-B-mandat för att alla flygplan ska vara utrustade med ADS-B senast 2020 kommer att öka de kostnader och risker som är förknippade med avancerade avionik och mänskliga fel.

Capstone-projektet bestämde att överdriven heads-down-tid vid användning av ADS-B skulle kunna leda till en frekvent förlust av situationsmedvetenhet och att även om en olycka kan vara sällsynt i det här fallet, skulle en följdolycka sannolikt vara katastrofal. Det här är en konstant risk som kommer att fortsätta att vara ett problem för ADS-B-användare eftersom det blir ett välbekant tillägg till flygvärlden. Piloter måste acceptera ansvaret för att mildra denna risk så mycket som möjligt genom utbildning och medvetenhet.

När allt är sagt och gjort är ADS-B ett säkert och effektivt tillägg till nationens luftrumssystem. Men som alla navigeringshjälpmedel eller avionicsystem är det bara lika säkert som dess operatör.