METODY ZVYŠOVÁNÍ KAPACITY A PRODUKTIVITY ATM

Vznikající problém:•Nad Evropou je denně uskutečněno až 33 000 letů.•Roční nárůst leteckého provozu je v průměru 5%•Předpokládá se, že se do roku 2030 provoz zdvojnásobí.

Důsledky: •Neekonomičnost provozu: vyčkávání letadel, přidělování nevhodných letových hladin => vyšší spotřeba paliv….•Environmentální problémy - vyšší hluková zátěž, CO2, rozšiřování letišť,…•Zvýšená zátěž složek ŘLP a leteckého personálu•Vyšší pravděpodobnost kolizí – na letišti i ve vzduchu•Koordinační problémy mezi civilními a vojenským provozem

Řešení• zvýšení počtu frekvencí – 8.33 kHz rozestupy kanálů•Vylepšení navigačního vybavení a jeho přesnosti – P-RNAV, RVSM, TCAS…•Zrychlení a zjednodušení komunikace – Datalink, SAT, voice reduction•Zjednodušení a upravení postupů , koordinace – airport operation, flight planning, AUP,Airspace User Operation…

CESTY NAVÝŠENÍ ATM• ATFM• Airspace User Operations

• Optimální profil letu, Free flight, 8.33 kHz, …

• Information Management & Services• Communication, Data, CPDLC,

ACARS, LINK2000+, Mode S• Synchronization

• Military Civil, …• Separation Assurance – Vertical,

Horizontal• RVSM, RNAV, TCAS

• Airport Operations• A-SMGCS, A-CDM, …

• Airspace Organisation and Management• AUP, CDR ROUTES,…

ROZESTUPY 8.33 KHZ V ICAO EUR REGIONECH•Standartní rozestupy kmitočtů jsou 25 kHz

•Od roku 1999 bylo zaveden frekvenční rozestup 8.33 kHz od FL245•Od roku 2007 je aplikován frekvenční rozestup 8.33 kHz od FL195•Od roku 2011 je chystán amendment pro aplikaci 8.33 kHz rozestupů pod FL195 pro ICAO EUR regiony•Výhody: • Více komunikačních frekvencí pro vzdušný

prostor• Vybavení starých letadel novými typy

radiokomunikačních zařízení•Nevýhody:• Nutnost nových instalací na starších

typech letadel => předpokládaná cena u civilních provozovatelů 285 mil eur

• Nutnost výjimek pro některé lety• Bezpečnostní rizika: špatná volba kanálu

pilotem…

Předpoklad aplikace rozestupů 8.33 pod FL195 Navržená implementace rozšíření 8.33 kHz rozestupů pod FL195 má 3 fáze:

1. Forward-Fit phase

2. Interim phase3. Final phase

RVSMStandartní vertikální rozestupy ve vzdušném prostoru jsou:

• GND – FL195: 1000ft• FL195 –FL410: 2000ft• FL410 – FL610: 4000ft

RVSM – reduced vertical separation minima (ICAO)DRVSM – domestic reduced vertical separation minima (FAA)

RVSM vertikální rozestupy ve vzdušném prostoru jsou: • GND – FL195: 1000ft• FL195 –FL410: 1000ft• FL410 – FL610: 4000ft

Pozn. Je to z důvodu snižování tlaku s výškou atmosféře a vznikající tlakové chybě výškoměrů při narůstající výšce => narůstá nepřesnost v měření barometrické výšky!!! => nutnost větších vertikálních rozestupů. Řešení ? RVSM! => zdvojnásobnění provozu nad FL195

Požadavky na vybavení letadel pro RVSM provoz:•Dva nezávislé systémy měření barometrické výšky•Výstražný systém měření výšky•Automatický systém udržování navolené výšky (AP)•Odpovídač SSR s vysíláním barometrické výšky (mode C, mode S)

Požadavky na letadla:a) vybaven vybavením schopným:

1) indikovat letové posádce letovou hladinu, v níž letoun letí,2) automaticky udržovat zvolenou letovou hladinu,3) signalizovat letové posádce odchylku od zvolené letové hladiny. Prahová hodnota sepnutí signalizace nesmí být větší než ± 300 ft.4) automaticky hlásit tlakovou výšku.

b) schválen Státem provozovatele pro provoz v daném prostoru.

TCASTCAS – Traffic collision and avoidance system•Kontroluje vzdálenosti mezi letadly vybavenými TCAS•Informuje pilota, případně navrhuje manévry k vyhnutí•Slouží jako záložní systém pro složky ŘLP v případě vysazení primárního radaruVerze TCAS:1. TCAS I.

• Obrazová a výstražná informace pro pilota o okolním provozu, predikce možného pohybu (pouze TA – Traffic Advisory)

2. TCAS II. • Obrazová a výstražná informace pro pilota, příkazová

služba pro úhybné manévry ve vertikální rovině (TA – Traffic Advisory + RA – Resolution Advisory)

3. TCAS III. • Obrazová a výstražná informace pro pilota, příkazová

funkce pro úhybné manévry ve vertikální a horizontální rovině (TA – traffic advisory + RA – Resolution Advisory)

Indikace úhybných manévrů:•Zvukovou signalizací•Vizuální signalizací • Na VSI – vertical speed indicator• Na HSI – horizontal situation

indicator

Bezpečnostní prostory kolem letadla pro aktivaci TCAS TA/RA výstrah

FREEFLIGHT, FREEROUTE KONCEPCEFree Route Koncepce

• let probíhá mimo pevné tratě, rozhodnutí o trase letu, trajektorii a časovém provedení manévru je na provozovateli (prostřednictvím posádky letadla )

• úkolem řídícího pracoviště je řešit možné konflikty, které vzniknou mezi letadlem a ostatním provozem,

• provádění letů podle Free Route koncepce snižuje letovou dobu, emise při provozu letadel a zvyšuje pružnost využití vzdušného prostoru. S Free Route se pro CEATS počítá na rok 2008.

Free Flight Koncepce• provozovatel zvolí optimální trať, během letu bude posádka

podporována systémem ATM (Air Traffic Management), který jí bude dodávat informace pro efektivní provedení letu a informace nebo varování, týkající se okolního provozu.

• Okolní provoz bude zobrazen na palubním displeji s rozsahem do 120 NM. Odpovědnost za zajištění rozestupů bude mít posádka, což je hlavní rozdíl proti koncepci Free Route.

• Služba řízení převezme odpovědnost za zajištění rozestupů v naléhavých případech

AOP – AIRPORT OPERATION PROGRAMSoubor operačních řešení Eurocontrolu pro zjednodušení procedur

na letišti, zvýšení bezpečnosti, snížení environmentálního zatížení letišť, usnadnění rozhodování ŘLP.

• Advanced Surface Movement Guidance and Control System A-SMGCS • Přehledová funkce: poloha a identifikace

pozemního provozu a přistávajících letadel• Varovná funkce: detekce nebezpečného

sblížení• Od roku 2005 na LKPR

Zobrazení výstrahy systému A-SMGCS na Letišti LKPR

•Airport Collaborative Decision Making A-CDM•=Koncept Spolupráce při rozhodování•Soubor opatření mezi složkami leteckého provozu. Především se jedná o vzájemnou informovanost, okamžité podávání aktuálních informací, díky tomu rychlejší reakce na vzniklou situaci a přesunutí zdrojů.Fáze implementace A-CDM na LKPR:

•Společné sdílení provozních informací a dat (Airport CDM Information Sharing)•Nastavení průletových postupů A-CDM (TOBT postupy) • TOBT – předpokládaný čas

ukončení odbavení•Stanovení proměnné doby pojíždění (EXIT)•Společné plánování pořadí odletů (EXOT + TSAT postupy)• TSAT – Target start-up approval

time• EXOT – Estimated time between

off-block and take off •Využití A-CDM za nepříznivých podmínek - odmrazování

Příklad z praxe zavedení jednoho z prvku konceptu A-CDM:Problém: Pokud provozovatel letecké společnosti uzlového letiště musí vytlačovat svá letadla v různých směrech v závislosti na dráze v používání pro vzlet, ale není informován o změnách dráhy a nemá své vlastní prostředky pro odbavení, jeho letadla budou často vytlačena špatným směrem a doba pojíždění bude delší, než bylo předpokládáno ....Řešení: Zasílat handlingové společnosti informaci o aktuálně používané dráze, handlingová společnost musí zaslat čas vytlačení letadla…

MODE SVlastnosti•Nastávající problémy s SSR v modu C:• Nedostatečný počet adres pro navyšující se letecký provoz• Chybovost identifikace letadel

•Mod S:• Jedinečná adresa odpovídače – 24Bit• Schopnost selektivního výběru informací v dotazu• Vložení identity do dotazu - > výzva jen pro letadla v kompetenci

dané služebny• Schopnost přenosu dat oběma směry, odolnost proti chybám

přenosu• Kompatibilita s klasickými systémy sekundárních radarů• Možnost využití s dalšími systémy – TCAS, FMS…Implementace ve dvou fázích:

ELS –Elemetary surveillence a EHS – Enhanced Surveillence

ELS mode:

Základní funkce:• Automatické hlášení identifikace letadla – Hlášení callsign letadla• Informace o vlastnostech datalinku – Technická funkce k rozpoznání vlastností datalinku odpovídače pozemními stanicemi• Udávání výšek v intervalech 25ft • Status fáze letu - (ve vzduchu / na zemi)

CPDLC•Controller Pilot Data Link Communications (CPDLC), je systém pro vzdálenou komunikace pilotŘLP přes datalink.•Systém užívaný v zemích Maastrichtské dohody•Zprávy zasílané přes CPDLC:• CLIMB/DESCEND/MAINTAIN FL(ACL)• CHECK MICROPHONE(AMC)• CHANGE SSR CODE /-SQUAWK IDENT • CONTACT(ACM)• DIRECT TO• TURNS and HEADINGS

•Tento systém využívá 50 000 letů ročně, očekává se narůstání počtu letů s využitím CPDLC•Možnost integrace s jinými letadlovými systémy – FMS•Snížení zatížení složek ŘLP, zredukování radio korespondence, využití při poruše radiokomunikačním hlasových zařízení,…

ACARS= Aicraft communication Adressing and Reporting system

•Digitální datalinkový systém pro zasílání a příjem krátkých informačních zpráv mezi letadlem a pozemní stanicí přes UHF, HF nebo satelit.•Výhoda: informace s provozovateli v reálném čase (zpoždění letu, změna letového plánu, ETA, provozní a technické informace, aktuální počasí pro trati…=> plánování oprav, odbavení, …).•Síť pozemních rádiových stanic zajistí v reálném čase komunikaci letadla s leteckou společností, řídícím střediskem ap. prakticky kdekoliv na světě.

•Downlink proces / Uplink proces•Downlink:• Downlink zprávy vytváří automaticky systém na palubě nebo ručně

pilot. Systém posílá zprávy přes VHF nebo Satcom. • Výběr přenosového prostředku (VHF, SAT) a servis providera je

automatický.• Doba odeslání 6-15 sec.

•Uplink:• Zpráva je vytvořená automaticky systémem, nebo ručně pozemním

uživatelem.• Palubní systém potvrdí zprávu a předá ji na místo určení: displej,

tiskárna nebo jiný palubní systém. Doba odeslání 10-20 sec.

ACARS zprávy:

Příklad ACARS zprávy:----------------------------------------------------09:42:47, 28/11/2002G-BIVA BRITISH AIRWAYS BA0000 Using Ground Station A Aberdeen.Message No. M86AMessage Type B1 REQUEST OCEANIC CLEARANCEES BA195HA 5052N 00100W 1839 F148 MS182 255/067 TB/ S011DES BA195HA 5057N 00056W 1840 F137 MS177 267/051 TB/ S011/// BA195HA 511900026W 1846 F117 MS135 271/040 TB/ S111/// BA195HA 5120N 00022W 1846-----------------------------------------------------N

RNAV, P-RNAVArea Navigation – je způsob navigace po jakékoliv zvolené trase která je v dosahu pokrytí navigačních prostředků nebo v možnostech navigačního vybavení letounu.B-RNAV [Basic]Je koncepce navigace RNAV kdy je letadlo schopno dodržet odchylky od uvedené tratě do ±5NM po 95% času letu. P-RNAV [Precision]Je koncepce navigace RNAV kdy je letadlo schopno dodržet odchylky od uvedené tratě do ±1NM po 95% času letu.

Konvenční navigace – od radiozařízení jednoho ke druhému

RNAV navigace

CONTINOUS DESCENT APPROACH- CDAPŘIBLÍŽENÍ S USTÁLENÝM KLESÁNÍM

•Ideální vertikální křivka pro let je balistická křivka•Změnami hladin a výšek „skokem“ tzv.step climb, step descent“ => vyšší spotřeba, hluková zátěž….

Řešení ve fázi přiblížení: postup CDANěkde nazýváno ODP – optimised descent profile•Konstantní úhel klesání shodný s klesáním na finále, standardně 5.2% [3°Glide]•Zahájení sestupu probíhá ve vypočítaném bodě ToD – Top of Descent, se sklesáváním na optimální rychlosti

Výhody CDA:•Nižší potřebný výkon motorů•Snížení hlukové a emisní zátěže – výsledky ukazují snížení o 5dBi a více!!! • Pozn.:Pro porovnání v automobilové dopravě znamená 5 dBi

snížení dopravy o 50%!•Snížení spotřeby letadlaNevýhody CDA:•Ne na každém letišti lze uplatnit•Redukce hlukové zátěže je závislá na geografické situaci okolo letiště

•Tento nový postup je zaváděn i na LKPR ve fázi zkoušení. Viz. AIP SUP 5/11 (30.10.2010)•Experimentální příletové tratě LOMKI 1N, GOSEK 1N, VLM 1N, GOLOP 1N

CDA přílety

pro letiště Praha

Ruzyně

ZDROJE:Letiště Praha http://www.prg.aero/Eurocontrol http://www.eurocontrol.int/ŘLP CZ http://www.rlp.cz/LIS ŘLP CZ http://www.lis.rlp.cz/Mjr. Tomáš Pecháček přednášky, powerpoint prezentaceL-6 I., II., III. Předpis provoz letadelL-8168 Předpis Provoz letadel

OTÁZKY?