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I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

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Page 1: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

I Sistemi di Controllo del Traffico AereoEvoluzione dei Sistemi ATC

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SELEX Sistemi Integrati S.p.A.

AMS S.p.A.

diventa

SELEX Sistemi Integrati

Page 3: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Le Soluzioni Future

La Sperimentazione

Indice

Page 4: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

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.

Necessità ed Evoluzioni 1/3

Page 5: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

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

Page 6: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

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.

Necessità ed Evoluzioni 3/3

Page 7: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Le Soluzioni Future

La Sperimentazione

Indice

Page 8: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Il Processo di Innovazione

Fattibilità Tecnica ed Economica

Definizione dei Concetti Operativi

Realizzazione e Sperimentazione

Requisiti di Performance

Definizione dell’Architettura

Validazione Tecnica ed Operativa

Standardizzazione

Obiettivi Misurabili

Requisiti Operativi

Requisiti di Sistema

Analisi Costi/Benefici

Sviluppo Sistema di Test

Uso del Sistema per Validazione

Standard

Implementazione Operativa Prodotto

Page 9: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

CRAV Ciampino: Transizione Operativa

6 mesi

DDS80 CDS2000

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Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Le Soluzioni Future

La Sperimentazione

Indice

Page 11: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

ATM Strategy 2000+

• L’ATM Strategy 2000+ è stata sviluppata da Eurocontrol su richiesta del Ministero dei trasporti dell’ECAC (European Civil Aviation Conference).

• La Strategia descrive i processi da implementare e le misure da adottare attraverso cui sarà possibile gestire la futura domanda di traffico (2020 e oltre), migliorando i livelli di sicurezza.

• La Strategia definisce gli obiettivi di performance di alto livello insieme alla roadmap per raggiungere tali obiettivi.

www.eurocontrol.int

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SESAME – Il “Single European Sky”

• Nel 2003, il commissario Loyola de Palacio ha proposto alla Commissione Europea una legislazione (“Single European Sky”) mirante a modificare la gestione dello spazio aereo europeo, allo scopo di eliminare inefficienze e colli di bottiglia.

• SESAME è il programma europeo che coinvolge ANSP, linee aeree, industrie, aeroporti, centri di ricerca, ecc. avente come scopo l’implementazione della legislazione sul Single European Sky ed i concetti operativi contenuti nell’ATM Strategy 2000+ di Eurocontrol.

• Il programma prevede una fase iniziale di due anni (Definition Phase) per la definizione delle innovazioni da introdurre a breve termine, e per l’organizzazione delle fasi successive del programma (medio e lungo termine, fino al 2020).

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L’Evoluzione al 2010

• EUIR• relying on new navigation capabilities (RNP, RNAV)

• Tactical Flow Management• Dynamic management of European ATM Network• Flow regulation using real-time aircraft position and meteo data • Collaborative flight planning

• Simple co-operative measures • Silent co-ordination and transfer• Area of Interest

• Initial Automation & A/G Integration• Safety nets• Conflict detection• ATC communication management

• Initial Automation • Arrival and Departure Management• Surface surveillance & runway incursion alerting and information• Vertical guidance for approach and landing on all runways• Local airport CDM

Airspace Organisation

Demand & CapacityManagement

Traffic Management

Separation Management

Airport TrafficManagement

Message

based IOP

Informa

tion

Managem

ent

Page 14: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’Evoluzione al 2015

• Dynamic Airspace Management• Functional Blocks of Airspace• Pan European Optimised Route Network (taking benefit of extended navigation capabilities)• Collaborative Airspace Planning

• Collaborative & Dynamic Demand and Capacity Planning• Strategic Capacity Planning• Tactical Capacity Management• Contract Management

• Initial Co-operative Measures• Traffic Balancing • Traffic Sequencing• Dynamic Letters of Agreement

• Improved Automation & Air/Ground Integration• Initial Problem Detection and Resolution• New generation ATC instructions (e.g Sequencing and Merging) • Improved safety nets and monitoring

• Optimised Use of Existing Infrastructure • Optimised Approach & Departure Procedures• Advanced Surface Management• CDM applications integrating AOC, ATSU and Airport air and landside processes

Airspace Organisation

Demand & CapacityManagement

Traffic Management

Separation Management

Airport TrafficManagement

Informa

tion M

anagem

ent

Consistent

4D Flight Data

Page 15: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’Evoluzione al 2020

• Dynamic Airspace Management• Support for 4D Contract Route Structure• ATM Route Structure for Synchronised Traffic• Accessibility based on level of A/C equipage

• Collaborative 4D Contract Management• 4D Based Contracts

• Dynamic 4D Co-operative Measures• Improved Automation Support• Traffic Synchronisation

• Air/Ground Task Sharing• Problem Detection and Resolution• Revised Controller/Pilot Task Sharing • 4D Trajectory Exchange

• Integrated Airport Management • Wake Vortex & Windshear Detection• Advanced Surface Guidance & Control• Pilot & Aircraft Guidance Tools• Integrated Airport Process Management

Airspace Organisation

Demand & CapacityManagement

Traffic Management

Separation Management

Airport TrafficManagement

SWIM

Infrastructure

Informa

tion M

anagem

ent

Page 16: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Le Soluzioni Future

La Sperimentazione

Indice

Page 17: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’Interoperabilità e la Condivisione delle Informazioni

• Alla base di ogni miglioramento di tipo operativo c’è la condivisione delle informazioni tra tutti gli attori coinvolti nella gestione di un volo, dalla pianificazione fino alla fase tattica

• Questo ha come punto cardine l’interoperabilità fra sistemi, sia di aria che di terra, che deve garantire che i sistemi siano in grado di comunicare

• La condivisione delle informazioni ed il loro uso sono quindi le basi per l’evoluzione dei sistemi ATC

• Le più importanti aree di sviluppo dei Sistemi ATC sono quindi legate alle comunicazioni tra sistemi, sia di terra che di bordo (Sistemi ATC, Sistemi Aeroportuali, FMS, Aerolinee, ecc.)

Page 18: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Collaborative Decision Making

• Il Collaborative Decision Making viene definito in ambito Eurocontrol come un processo di gestione del traffico aereo basato sul concetto di condivisione delle informazioni e di collaborazione tra tutti gli attori coinvolti nella gestione del volo.

• La condivisione delle informazioni alla base del CDM viene realizzata attraverso lo SWIM (System Wide Information Management)

• Il CDM viene implementato attraverso una serie di applicazioni di supporto alle decisioni che, facendo uso delle informazioni condivise, permettono un miglioramento dell’efficienza del sistema ATC

www.euro-cdm.org

Page 19: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

System Wide Information

Management

Integrazione di Sistemi

Air Navigation Service Provider Airport Operator

CFMUAircraft Operator

Aircraft

Page 20: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Data-Links: Technology Enablers

Lo scenario corrente è caratterizzato da diverse tecnologie concorrenti

Tale situazione impedisce lo sviluppo di un sistema ATM globale, senza discontinuità ed integrato che

fornisca servizi in un’ottica “gate to gate”

Mode S Extended Squitter

UAT

VDL Mode 4

Link 16

VDL Mode 2

Satellite Data Link

Page 21: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

CONTROLLER/PILOTCONTROLLER/PILOTDATA LINK COMMUNICATIONSDATA LINK COMMUNICATIONS•Departure clearance•Start up/push back/taxi clearance•ATC en-route and approach clearances•Downstream clearances•Communications automation•4D Trajectory co-ordination (FMS)

SHARED INFORMATION AND SHARED INFORMATION AND COMMON REFERENCE COMMON REFERENCE TO ACHIEVE:TO ACHIEVE:•Airborne Traffic situation awareness•Cooperative separation assurance•Co-operative delegated separations•Full delegation, autonomy of flight

DOWNLINK OF AIRBORNEDOWNLINK OF AIRBORNEPARAMETERS TO ACHIEVE:PARAMETERS TO ACHIEVE:•Elementary surveillance (Position + Identification + Altitude)•Enhanced surveillance (Heading + Speed + Short term intent)•Improved ATM through the use of FMS 4D Flight path intent

DATA LINK FLIGHTDATA LINK FLIGHTINFORMATIONINFORMATIONSERVICES TO PROVIDESERVICES TO PROVIDE

•Automatic Terminal Information Service•Runway Visual Range delivery•Met Info (SIGMET, SPECI etc.)

Air-Ground Cooperative Air Traffic Services

Page 22: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

ICAO ATS Data-Link Applications

• Data Link Initiation Capability (DLIC)

• Automatic Dependent Surveillance – Contract (ADS-C)

• Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B)

• Controller Pilot Data Link Communications (CPDLC)

• Data Link Flight Information Service (DFIS)

• ATS Interfacility Data Communications (AIDC)

(Rif. “ICAO Manual of ATS Data Link Applications”)

Tutte le applicazioni sono definite indipendentemente dal data-link fisico

Page 23: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• Attraverso il DLIC l’aeromobile fornisce le informazioni necessarie ad abilitare le comunicazioni attraverso il data link fra i sistemi di bordo e quello ATC di terra (ADS-C, CPDLC, etc.)

• Le informazioni scambiate sono le seguenti: Indirizzo DLIC dell’aeromobile e versione dell’applicazione Nome, versione ed indirizzo di ogni applicazione che può essere

iniziata dal sistema di terra per la quale l’aeromobile richiede il servizio

Nome e versione di ogni applicazione che può essere iniziata dal sistema di bordo, e

Informazioni sul piano di volo se richieste

Data Link Initiation Capability (DLIC)

Page 24: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• L’ADS-C è una tecnica di sorveglianza punto-punto (indirizzata o a “contratto”) utilizzata in ambito ATS che fornisce in maniera automatica, attraverso un data-link, informazioni relative alla posizione fornita dal sistema di bordo (es. GPS).

• L’ADS permette ai controllori di ottenere informazioni di posizione (oltre ad altri tipi di informazione) da aerei equipaggiati in maniera periodica in accordo alle necessità, permettendo si controllare aeromobili anche in spazi aerei non coperti dai radar.

Automatic Dependent Surveillance – Contract (ADS-C) – 1/2

Page 25: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’aeromobile fornisce informazioni al sistema di terra nei seguenti modi:

• On demand• A seguito del verificarsi di un evento (event contract)• Su base periodica (periodic contract)• In caso di emergenze

Ogni messaggio (report) ADS contiene le seguenti informazioni:• La posizione 4-D position dell’aeromobile (latitudine, longitudine,

altitudine e tempo)• La Figura di Merito (FOM)• Identificativo dell’aeromobile • Ground vector (grandezze cinematiche rispetto al suolo) • Air vector (grandezze cinematiche rispetto all’aria)• Projected profile • Informazioni Meteorologiche• Aircraft intents

Automatic Dependent Surveillance – Contract (ADS-C) – 2/2

Page 26: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• L’applicazione CPDLC fornisce i sistemi CNS/ATM con servizi di comunicazione attraverso data-link, come ad esempio clearances, richieste da parte del Pilota, riporti e informazioni di tipo ATC. Viene inoltre fornita la capacità di scambiare informazioni attraverso l’invio di messaggi di tipo "free-text".

• Il CPDLC può essere usato per risolvere alcune problematiche delle comunicazione via voce, quale ad esempio la congestione dei canali, le incomprensioni dovute alla scarsa qualità della trasmissione in fonia o alla cattiva interpretazione, la corruzione del segnale a causa di trasmissioni simultanee. Il CPDLC può inoltre essere efficacemente usato per la negoziazione della traiettoria.

• Il CPDLC non può essere usato in situazioni time-critical in aree ad alta densità di traffico

Controller Pilot Data Link Communication (CPDLC) – 1/2

Page 27: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Il CPDLC fornisce un set di messaggi per i seguenti usi:• Scambio di informazioni di tipo generale;• Clearance:

delivery, richieste, e risposte;

• Sorveglianza dei dati di altitudine e identificazione;• Monitoraggio della posizione corrente/pianificata;• Advisories:

richieste e delivery;

• Funzioni di gestione del sistema; e• Situazioni di emergenza.

Controller Pilot Data Link Communication (CPDLC) – 2/2

Page 28: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’ADS-B è un’applicazione di sorveglianza che permette la trasmissione di parametri, quali posizione ed identificativo, in modalità broadcast. Tali parametri possono essere ricevuti e processati sia da sistemi di terra, che da altri sistemi di bordo.

Questa capacità permette di migliorare la “situational awareness” sia a terra che a bordo, fornendo specifiche funzioni di sorveglianza e ATM collaborativo sia pilota-pilota che pilota-controllore.

Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B)

Page 29: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

ADS-C e ADS-B

ACC1 ACC2

Aereo 1 Aereo 2

ADS a Contratto

DL

IC

Co

ntr

atti

Rep

ort

AD

S

ACC1 ACC2

Aereo 1 Aereo 2

ADS Broadcast

Rep

ort

AD

S

Report ADS

Report ADS

Page 30: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

ADS-C e ADS-B

• Il numero di aeromobili equipaggiati con avionica di tipo FANS 1/A (ADS-C and CPDLC) è superiore rispetto a quelli equipaggiati con ADS-B, soprattutto a causa dell’incertezza sulla tecnologia da adottare

• La tecnologia per i data-link che supportano l’ADS-B è infatti ancora troppo frammentaria. L’ADS-C è un’applicazione più matura

• L’ADS-C è utilizzabile per regioni con bassa densità di traffico (es. aree oceaniche)

• L’ADS-B è in grado di permettere lo scambio di messaggi fra aeromobili (air to air)

Page 31: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Vincoli Operativi 1/2

• L’uso del data-link per rimpiazzare o supportare le comunicazioni in fonia introduce differenze significative nelle pratiche operative di Controllori e Piloti rispetto ad oggi.

• L’uso del data-link richiederà uno specifico addestramento aggiuntivo per gli operatori (Controllori e Piloti).

• Controllori e Piloti dovranno essere in grado di lavorare in un ambiente misto che prevede l’uso sia delle comunicazioni vocali che in data-link, con l’adozione di nuove procedure operative ad hoc.

• Il data-link può non fornire la flessibilità operativa delle comunicazioni ATC via voce che fanno uso di fraseologia standard e non, e un linguaggio dipendenti dal contesto (ad esempio, l’inflessione ed il tono della voce). La voce è infatti il mezzo più naturale per le comunicazioni umane.

Page 32: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Vincoli Operativi 2/2

• L’uso estensivo di comunicazioni in data-link in campo ATC porterà ad ambienti di lavoro più silenziosi. Questo potrebbe portare ad una diminuzione della “situational awareness” sia da parte di Controllori che di Piloti

• Il sistema ATC deve permettere la gestione di uno scenario misto in cui sono presenti aerei equipaggiati e aerei non equipaggiati.

• Una moltiplicazione e successione di diverse versioni di comunicazioni in data-link può portare ad un incremento della complessità dei sistemi con conseguente incremento dei costi per gli Utenti (linee aeree e ANSP). Processi di standardizzazione devono essere previsti al fine di evitare tale eventualità.

• Tutte le componenti di un sistema che utilizza comunicazioni di data-link e le operazioni su di esso basate dovranno essere soggette ad approvazione formale ed a processi di certificazione da parte di organi preposti

Page 33: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Le Soluzioni Future

La Sperimentazione: Faraway I e II

Indice

Page 34: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Fusion of ADS and Radar Data Through a Two Way Data-Link

Realizzazione di un’infrastruttura ATM sperimentale, che include componenti di terra e di avionica, per l’implementazione di applicazioni ATS su data-link per la valutazione pre-operativa di nuovi servizi e

procedure

I Progetti Faraway I e II

Page 35: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

FARAWAY

TIS-B: Area di Copertura e Volumi di Servizio

Page 36: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Faraway: Gli Aerei Sperimentali

Quattro aerei equipaggiati (tre MD82 ed un BE200, con transponder VDL4 e CDNU)

Interfly - Super King Air 200

(I-PIAH)Alitalia – MD82 (I-DAWB)

Alitalia – MD82 (I-DAWC) Alitalia – MD82 (I-DAWT)

Page 37: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Applicazioni Indirizzate:

• Data-Link Initiation Capability (DLIC)

• Controller-Pilot Data-Link Communication (CPDLC)

Faraway: Applicazioni ATS in Data-Link

Applicazioni Broadcast:

• Automatic Dependent Surveillance – Broadcast (ADS-B)

• Traffic Information Service – Broadcast (TIS-B)

Page 38: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Il Traffic Information Service - Broadcast (TIS-B) è un’applicazione di terra che permette di trasmettere in broadcast attraverso un data-link i dati di sorveglianza (identificativo dell’aeromobile, posizione, ecc.) a tutti gli aeromobili equipaggiati.

L’applicazione TIS-B è quindi in grado di interfacciarsi con il Sistema di Sorveglianza di terra per la ricezione dei dati (tracce di sistema), e con il Segmento di Comunicazione (data-link) per l’invio dei dati.

Il TIS-B può operare in due diversi modi:

• Come gap-filler: in questo caso vengono inviate su data-link solo le tracce di sistema che non hanno alcun contributo ADS (tracce con contributo solo radar)

• Intera situazione di traffico aereo: in questo caso vengono inviate su data-link tutte le tracce fornite dal sistema di sorveglianza (sia tracce solo radar che tracce ottenute con contributo ADS).

Traffic Information Service Broadcast (TIS-B)

Page 39: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

TIS-B: Architettura Funzionale

Radar I/F

DataFusion

TISBProcessor

TDS

LocalGround Station

D/Lairborne

CDNU

RemoteGround Station

Page 40: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• Gli aerei sperimentali in Faraway I (tre MD-82 Alitalia) sono stati equipaggiati con un’HMI per la visualizzazione del traffico (report TIS-B ed aria-aria) e per la gestione del piano di volo.

• L’aereo sperimentale in Faraway II (Super KingAir 200) è stato equipaggiato con lo stesso tipo di HMI migliorata per la gestione del CPDLC

Cockpit Display Navigation Unit (CDNU)

Page 41: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Fusione dei Dati Radar e ADS-B

• Il Tracker ADS (ATH – ADS Track Handler) riceve i report ADS-B dall’aeromobile, li elabora, e genera una traccia locale (con dati aggiuntivi rispetto ad una traccia radar).

• Il Data Fusion Processor per ciascun aereo equipaggiato ed in copertura radar riceve la traccia ADS dall’ATH e la traccia radar dal Radar Front End e fonde i contributi fornendo in uscita un’unica traccia di sistema.

Page 42: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Ground StationsRadarsFIRs

Radar vs. VDL Mode 4

Page 43: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

N° di voli = 3638Ore di volo = 2052.6(Media.: 33’51” per volo)

NOTA:

Le zone di maggior traffico sono evidenziate in giallo

Voli Faraway (Giugno 97 – Aprile 99)

Page 44: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Copertura del Servizio GPS

Page 45: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Atterraggio e Decollo (Roma - Ciampino)

Page 46: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Soluzioni Tecniche

La Sperimentazione: MEDUP

Indice

Page 47: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

MEDUP

Il Programma ADS-MEDUP ha avuto lo scopo di creare un’infrastruttura pre-operativa su un’ampia area del Mediterraneo, capace di supportare test integrati per applicazioni ACNS/ATM innovative.

Il Programma ha comportato la progettazione, lo sviluppo e l’installazione di un’infrastruttura di comunicazione basata su stazioni di terra VDL Mode 4 collegate fra loro per offrire servizi di comunicazione per utenti “fissi” (sistemi ATM di terra) e “mobili” (aeromobili).

Voli di test sono stati effettuati con aeromobili appositamente equipaggiati per la valutazione delle performance tecniche ed operative.

(Mediterranean Upgrade)

MEDUP

Page 48: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

ADS - MEDUP coverage area

Greece

Malta

Brindisi

Cagliari

Mallorca

Brétigny

Frankfurt

Rome(Ciampino)

Milan

Padua

Madrid

Estensione della Rete MEDUP

Page 49: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• I Sistemi CNS/ATM evoluti forniranno ai sistemi di terra dei Servizi su Datalink (definiti da Eurocontrol) attraverso un’interfaccia uniforme ed indipendente dalla tecnologia e dalle applicazioni adottate per la loro implementazione

• Questo serve a garantire la completa indipendenza del sistema ATM di terra dalla tecnologia adottata per il data-link, permettendo inoltre una migliore espandibilità a più bassi costi

• Dal punto di vista dell’Utente finale non ci sono differenze radicali nell’uso operativo in caso di adozione di nuove tecnologie

(Rif. “Operational Requirements for Air/Ground Cooperative Air Traffic Services”, Eurocontrol)

Servizi in Data-Link – Un Nuovo Approccio

Page 50: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

MEDUP: Servizi in Data Link

I seguenti servizi sono stati sviluppati in MEDUP:• ATC Communications Management Service (ACM)• ATC Clearances and Information Service (ACL) • Data Link Logon (DLL) • Controller Access Parameters Service (CAP) • Flight Plan Consistency Service (FLIPCY) • Data Link Operational Terminal Information Service (D-OTIS)• Traffic Information Service - Broadcast (TIS-B)• Mobile Position Report (MPR, basato sull’ADS-B)

Page 51: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• L’ATM Communication Gateway (ACG) è una componente del sistema ATM che serve a gestire i protocolli di comunicazione in data-link, e permette al sistema ATM di accedere alle reti di comunicazione per fornire le comunicazioni dati terra-bordo.

• L’ACG gestisce tutti gli aspetti di comunicazione per tutte le applicazioni basate sullo scambio di informazioni terra-bordo, nascondendo le differenze fra le diverse reti sottostanti ed i diversi protocolli di comunicazione.

• In tal modo è possibile collegare il sistema ATM a diverse reti di comunicazione (es. ACARS, VDL Mode 2, 1090ES, VDL Mode 4, ATN, ecc.) senza dover modificare le applicazioni. ACG si comporta da “normalizzatore” nei confronti del sistema di terra, fornendo quindi un’interfaccia omogenea dipendente dalle applicazioni e non dalla specifica implementazione del data-link.

L’Impatto sul Sistema ATC: ATM Communication Gateway (ACG)

Page 52: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’Impatto sul Sistema ATC: ADS Processor (ADSP)

L’ADS Processor (ADSP) fornisce al sistema di terra i servizi in data-link.

• Gestione dello scambio di dati con l’ATM Communication Gateway (ACG)

• Capacità di gestire le seguenti applicazioni: ADS-B ADS-C DLIC CPDLC DFIS TIS-B

• Capacità di comporre e inviare automaticamente messaggi CPDLC in corrispondenza di ordini del Controllore

• Capacità di gestire messaggi CPDLC composti manualmente dal Controllore attraverso un’interfaccia dedicata

• Tracking dei report ADS, sia broadcast che indirizzati

Page 53: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

L’Impatto sul Sistema ATC: Data Fusion Processor (DFP)

• Il Data Fusion Processor ha il compito di fondere i dati di sorveglianza provenienti da diverse sorgenti eterogenee. Nell’implementazione corrente tali sorgenti sono i radar (PSR/SSR) e i dati derivati dall’ADS.

• I dati ottenuti tramite la combinazione di dati radar e ADS hanno una maggiore accuratezza, integrità e disponibilità rispetto a quelli della singola sorgente radar. Tale miglioramento di prestazioni comporta anche una maggiore affidabilità dei dati utilizzati per la detezione dei conflitti e per la funzione controllo di conformità, riducendo nel contempo la possibilità di falsi allarmi.

• Ciò è dovuto alla disponibilità degli “intent” dell’aeromobile e dei dati cinematici misurati a bordo forniti attraverso l’applicazione ADS.

Page 54: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

• La visualizzazione di un simbolo di posizione dedicato alle tracce con contributo ADS.

• La gestione di un’HMI dedicata per la gestione dei messaggi CPDLC:

• Interfacce per la composizione dei messaggi

• Interfacce per la visualizzazione di messaggi in down-link

• Finestra con la storia dei messaggi.

• Visualizzazione sulla traccia di sistema dello stato della connessione CPDLC e dell’eventuale dialogo aperto

Le CWP vengono modificate per permettere:

L’Impatto sul Sistema ATC: Controller Working Position (CWP)

Page 55: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Necessità ed Evoluzioni

Il Processo di Innovazione

Esigenze Operative

Soluzioni Tecniche

La Sperimentazione: Link2000+ e CASCADE

Indice

Page 56: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Il Contesto Strategico

• Strategic Context• Objectives• Scope• Approach

ACARS

2000 >

2005 > 2010 >

P+S RADAR

Departure Clearance

Digital-ATIS

Oceanic Clearance

Classical Radar

Mode S

VDL2

Transfer of ControlClearances

Microphone Check

Downlink of Heading, Speed, Selected flight

level

Airborne Separation

Trajectory negotiation

Autonomous Separation

LINK 2000+LINK 2000+

Mode S EHSMode S EHS

Mode S

VDL2 ADS-B Receiver

Initial ADS-B services

More CPDLC services

More D-FIS services

CASCADECASCADE

Page 57: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Link 2000+: Obiettivi

• Uso pre-operativo delle comunicazioni in data-link in rotta

• Uso del VDL Mode 2 per l’implementazione delle comunicazioni terra-bordo

• Implementazione di servizi di comunicazione su tale data-link mediante messaggi CPDLC:

• Data-Link Initiation Capability (DLIC), per l’inizializzazione degli altri servizi di comunicazione;

• ATC Communications Management (ACM), per il trasferimento delle comunicazioni fra centri/settori;

• ATC Clearances (ACL), per la gestione delle clearance Controllore/Pilota in rotta;

• ATC Microphone Check (AMC), per comunicare ad un Pilota che deve controllare l’occupazione accidentale del canale voce.

Page 58: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

CASCADE: Gli Obiettivi

• Coordinare l’implementazione a livello europeo di:

• Servizi basati su ADS-B

• Nuovi servizi basati su CPDLC

• D-FIS e altri servizi

• Utilizzare le attuali infrastrutture Modo S (1090ES) e VDL2 dove possibile. In Italia verranno anche riutilizzate le stazioni VDL Mode 4 installate nell’ambito del programma MEDUP

Page 59: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

CASCADE: Fase 1

Applicazioni di Sorveglianza a Terra (ADS-B-out)• In aree coperte da radar

• In aree non coperte da radar

• Sulla superficie aeroportuale

• Uso degli Airborne Derived Data (ADD)

CPDLC, D-FIS ed altri Servizi• Automatic-CPDLC

• Data link taxi

• Data link operational terminal information

• Pilot preferences downlink

Esportare i benefici delEsportare i benefici delCPDLC in altre fasi di CPDLC in altre fasi di

volovolo

Fornire/migliorareFornire/migliorarela sorveglianzala sorveglianza

dove necessariodove necessario

Page 60: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

CASCADE: Fase 2

Applicazioni di Sorveglianza a Bordo (ADS-B-in) • “Situational awareness” sulla superficie

• “Situational awareness” a bordo

• Separazione visuale in approccio

• Sequencing & Merging

CPDLC, D-FIS ed altri Servizi• Coordinamento grafico della traiettoria

• Down stream clearance

• Consistenza del piano di volo

Miglioramento della Miglioramento della situational awareness situational awareness

a bordoa bordo

Rendere il CPDLC Rendere il CPDLC più facile da usare e piùpiù facile da usare e più

efficienteefficiente

Page 61: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

Validazione di CASCADE

CASCADE trialscountries

Trial/Study sites & areasFI

GE

AMAZ

EE

UA

MD

TR

CY

FR

LV

LT

NL

GB

IE BY

RO

ALMK

BG

GR

IT

ATHU

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ESPT

DK

NO SE

PL

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MT

BA

MA DZ TN

SY IQ

IR

KZ

LU SK

SI HR

BE

FI

GE

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EE

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FR

LV

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DEGB

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RO

ALMK

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PL

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SY IQ

IR

KZ

RU

LU SK

SI CR

CH

BE

NL

Page 62: I Sistemi di Controllo del Traffico Aereo Evoluzione dei Sistemi ATC

SELEX Sistemi Integrati S.p.A.Via Tiburtina, Km 12.400

00131, RomaItalia

T: +39 06 415041