ADS-B als eine primäre Funktion des NextGen-Luftverkehrssystems

ADS-B als eine primäre Funktion des NextGen-Luftverkehrssystems

Mit der Weiterentwicklung des nationalen Luftraumsystems wird die FAA viele neue Technologien nutzen. Eines der primären Systeme, das innerhalb des NextGen-Programms der FAA implementiert wird, ist ADS-B, was für die automatische abhängige Überwachung (Broadcast) steht. Um den Betrieb zu rationalisieren, führt die FAA ADS-B als primäre Navigationsquelle für alle Flugzeuge innerhalb des nationalen Luftraumsystems ein.

Während ADS-B bereits in den meisten USA in Betrieb ist, gibt es immer noch Fragen zu den damit verbundenen Risiken und Kosten.

Die Rolle von ADS-B

In naher Zukunft wird die Luftfahrtindustrie aufgefordert, die Idee des Freiflugs anzunehmen, eine Methode zur Reduzierung von Luftverschmutzung durch die Verwendung von ADS-B. Das ADS-B-System reduziert auch die Arbeitsbelastung von Piloten und Controllern und bietet mehr Direktrouting für Flugzeuge, wodurch Geld und Zeit gespart werden können.

Seit Jahren leidet das Flugsicherungssystem in den Vereinigten Staaten unter Ineffizienzen. Das System verzeichnet weiterhin einen Anstieg der Verbrauchernachfrage sowie Verzögerungen.

In einem Bericht von 2009 erklärte die FAA: "Ohne NextGen wird es am Himmel zu einem Stillstand kommen. Bis 2022 schätzt die FAA, dass dieser Misserfolg die US-Wirtschaft jährlich 22 Milliarden Dollar an verlorener wirtschaftlicher Aktivität kosten würde. Diese Zahl wächst bis 2033 auf mehr als 40 Milliarden Dollar, wenn das Luftverkehrssystem nicht verändert wird. "

Die Rolle des ADS-B-Systems ist umfangreich. Das System verwendet hochgenaue GPS-basierte Boden- und Luftüberwachung, um Controllern und Piloten präzise Echtzeitdaten zur Verfügung zu stellen. Diese Daten, genauer als Radar selbst, können verwendet werden, um die Trennung zwischen Flugzeugen zu verringern, die Sicherheit zu erhöhen und direktere Routen für Flugzeuge bereitzustellen.

Zusätzlich werden Echtzeit-Verkehrs- und Wetterfunktionen im Flugdeck bereitgestellt, in einigen Fällen ohne Kosten für den Betreiber.

ADS-B verwendet einen flugzeugbasierten Transponder (Mode S), das globale Navigationssatellitensystem (GNSS) und Bodenstationen, um Höhe, Geschwindigkeit und Flugstrecke zu bestimmen. Die Information wird dann zusammen mit anderen teilnehmenden Parteien von einem Flugzeug zu einem Flugzeug und von einem Flugzeug zu einem Controller oder einer Bodenstation weitergeleitet.

Sicherheitsrisiken

Insgesamt ist das ADS-B-System eine wesentliche Verbesserung für die Zukunft unseres Luftraumsystems. Aber es ist nicht ohne Risiko. Da das derzeitige Radarsystem ein weitgehend risikofreies, präzises Navigationssystem ist, wirft der Umstieg auf ein völlig neues System Fragen nach Zuverlässigkeit, Sicherheitsrisiken und Kosten auf. Was sind diese Fragen und Risiken und sind sie auf ein akzeptables Maß reduziert worden?

Während die FAA nachgewiesen hat, dass das Endergebnis ein eindeutig sichereres und effizienteres Flugreisesystem sein wird, und sie Forschungsarbeiten durchgeführt haben, um ihre Haltung zu untermauern, müssen sie das Programm weiter untersuchen und erneut prüfen. aus einer Sicherheitsperspektive. Die Implementierung eines neuen Systems wird wahrscheinlich unbekannte Fehler und Gefahren mit sich bringen.

Für ADS-B gehören zu diesen Gefahren:

  • Schulung und menschliche Faktoren
  • GPS-Fehler
  • Avionik-Fehlfunktionen
  • Sicherheitsprobleme.

Diese Probleme müssen noch vollständig gelöst werden, aber sie wurden als Risiken identifiziert und Maßnahmen ergriffen, um ihr Risiko so weit wie möglich zu minimieren. Eine Studie aus dem Jahr 2000 beendete eine typische Systemsicherheits-Präzedenzsequenz in Bezug auf das System als Ganzes und stellte fest, dass das Restrisiko auf ein akzeptables Niveau kontrolliert werden kann. "

Zu ​​Beginn der Entwicklung von ADS-B wurde in Zusammenarbeit mit der FAA die Capstone System Safety Working Group gegründet, um die notwendigen Forschungsarbeiten und eine vorläufige Gefahrenanalyse von ADS-B durchzuführen. Die ermittelten Gefahren umfassen:

Human Factors

  • Verwirrung und Verlust des Situationsbewusstseins
  • Unsachgemäße Verwendung von Avionik
  • Pilotprozedurfehler
  • Koordinierungsprobleme mit ATC
  • Verlust von Situationsproblemen Bewusstsein durch zu lange Heading-Down-Zeit

Ground System-Risiken

  • Kalibrierfehler
  • Kommunikationsverlust
  • Fehlfunktion

Avionik-Fehler

GPS-Fehler

Wetter, Verkehr und Gelände Fehlfunktionen

  • Fehlende Abdeckung
  • Begrenzte Vorhersagen
  • Begrenzte Meldestellen

Sicherheitsschwachstellen

  • Spoofing, Jamming und Masking

Diese Risiken wurden größtenteils erforscht, analysiert, gemildert und akzeptiert. Aber eine der größten Gefahren, die mit ADS-B verbunden sind, bleibt immer noch: menschliches Versagen. Wenn der Pilot die Ausrüstung, die er verwendet, nicht vollständig versteht, wird das System zu einer Gefahr anstelle eines Nutzens. Studien deuten darauf hin, dass fortgeschrittene Avionik-Systeme eine gründliche Schulung und ein umfassendes Verständnis erfordern, damit die Bediener sie sicher nutzen können, und viele Betreiber werden nicht freiwillig das Training erhalten, das sie für das sichere Fliegen mit ADS-B benötigen. Und das ADS-B-Mandat der FAA für alle Flugzeuge, die bis 2020 mit ADS-B ausgerüstet sein werden, wird die Kosten und Gefahren erhöhen, die mit moderner Avionik und menschlichem Versagen verbunden sind.

Das Capstone-Projekt ermittelte, dass eine übermäßige Head-down-Zeit bei der Verwendung von ADS-B möglicherweise zu einem häufigen Verlust des Situationsbewusstseins führen würde, und dass ein Unfall in diesem Fall zwar selten sein würde, ein daraus resultierender Unfall jedoch katastrophal wäre. Dies ist ein ständiges Risiko, das für ADS-B-Benutzer weiterhin ein Problem sein wird, da es zu einer vertrauten Ergänzung der fliegenden Welt wird. Die Piloten müssen die Verantwortung dafür übernehmen, dieses Risiko so weit wie möglich durch Schulung und Sensibilisierung zu mindern.

Wenn alles gesagt und getan ist, ist ADS-B eine sichere, effiziente Ergänzung zum Luftraumsystem der Nation. Aber wie jedes Navigationssystem oder Avioniksystem ist es nur so sicher wie sein Bediener.