作为NextGen空中交通系统的主要功能的ADS-B

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随着国家空域系统的发展,FAA将采用许多新技术美国联邦航空局NextGen计划中正在实施的主要系统之一是ADS-B,它代表自动相关监视广播。 为了精简运行,FAA正在实施ADS-B作为国家空域系统内所有飞机的主要导航源。

尽管ADS-B在美国大部分地区已经投入使用,但仍存在有关所涉及的风险和成本的问题。

ADS-B的作用

在不久的将来,航空业将被要求接受自由飞行的想法,这是通过使用ADS-B来减少空中交通拥堵的方法。 ADS-B系统还可以减少飞行员和控制器的工作量,并为飞机提供更直接的布线,节省金钱和时间。

多年来,美国的空中交通管制系统效率低下。 该系统继续看到消费者需求增加以及延迟。

在2009年的一份报告中,FAA表示,“如果没有NextGen,天空中会出现僵局。 到2022年,美国联邦航空局估计,这种失败将使美国经济每年损失220亿美元的经济活动。 如果航空运输系统没有改变,到2033年这个数字将增长到超过400亿美元。“

ADS-B系统的作用非常广泛。 该系统使用高度精确的基于GPS的地面和空中监视为控制器和飞行员提供精确的实时数据。 这种数据比雷达本身更精确,可用于减少飞机之间的分离,增加安全性并为飞机提供更直接的路线。

此外,驾驶舱还将提供实时交通和天气预报功能 ,有些情况下运营商无需付费。

ADS-B使用基于飞机的应答器(模式S), 全球导航卫星系统(GNSS)和地面站来确定飞机的高度,速度和轨迹。 然后将信息从飞机传送到飞机,从飞机传送到控制器或地面站以及任何其他参与方。

安全风险

总体而言,ADS-B系统是我们空域系统未来的重大改进。 但这并非没有风险。 由于目前的雷达系统是一种无风险,精确的导航系统,因此转向全新系统会带来可靠性,安全风险和成本方面的问题。 这些问题和风险是什么,并且它们是否已被减轻到可接受的水平?

虽然美国联邦航空局已经证明最终结果将是一个明确更安全,更高效的航空旅行系统,并且他们已经开展了研究以支持他们的立场,但他们需要继续从安全角度审查和重新审视该计划透视。 任何新系统的实施都可能带来未知的错误和危害。

对于ADS-B,这些危害包括:

这些问题尚未完全解决,但他们已被确定为风险,已采取措施尽可能降低其风险。 2000年的一项研究完成了整个系统典型的系统安全优先顺序,并发现剩余风险“控制在可接受的水平”。

在ADS-B开发初期,Capstone系统安全工作组与FAA合作建立,为ADS-B提供必要的研究和初步的危害分析。 确定的危险包括以下内容:

人为因素

地面系统风险

航空电子设备故障

GPS错误

天气,交通和地形故障

安全漏洞

在大多数情况下,这些风险已经被研究,分析,缓解和接受。 但与ADS-B相关的最大危害之一仍然是:人为错误。 如果飞行员不完全了解他或她正在使用的设备,则该系统成为危害而非益处。 研究表明,先进的航空电子系统需要对操作人员进行安全使用的深入培训和理解,并且许多操作员不会自愿接受安全驾驶ADS-B所需的培训。 美国联邦航空局的ADS-B要求所有飞机在2020年前配备ADS-B,这将加剧与先进航空电子设备和人为错误相关的成本和风险。

凯普斯通项目确定,在使用ADS-B的过程中,过多的停机时间可能会导致情景意识频繁丧失,尽管在这种情况下事故可能并不多见,但事故可能是灾难性的。 对于ADS-B用户来说,这是一个持续存在的风险,因为它成为飞行世界中熟悉的补充。 飞行员必须通过培训和意识尽可能地承担减轻这种风险的责任。

当所有事情都说完之后,ADS-B对国家的空域系统是一个安全,高效的补充。 但是就像任何导航设备或航空电子系统一样,它只与操作员一样安全。