В связи с растущими объемами воздушных перевозок, перегруженность каналов речевой связи "диспетчер - пилот" становится существенным ограничением в обслуживании воздушного движения. Как использование связи "диспетчер - пилот" по линии передачи данных сделает обслуживание воздушного движения более безопасным и эффективным, расскажет статья, подготовленная отделом развития технологий филиала "МЦ АУВД".

Что такое CPDLC?

Controller-Pilot Data Link Communiсations (CPDLC), или связь "диспетчер-пилот" по линии передачи данных (ДПЛПД) - это средство связи "воздух - земля" между диспетчером и пилотом посредством линии передачи данных, используемое в целях обслуживания воздушного движения. CPDLC является вспомогательным средством, дополняющим традиционную речевую связь, которая остается основным средством связи "диспетчер - пилот". Данная технология активно внедряется провайдерами аэронавигационного обслуживания во всем мире.

CPDLC используется для передачи текстовых сообщений, не требующих незамедлительных действий. Так, например, посредством сообщений от органа ОВД на борт ВС пилоты могут получать разрешения о продолжении выполнения бесступенчатого набора высоты или указания следовать напрямую до определенной точки маршрута, при этом канал радиосвязи останется свободным для передачи более приоритетных указаний, непосредственно влияющих на безопасность полетов.

Для чего необходима CPDLC?

Связь "диспетчер - пилот" по линии передачи данных представляет собой обмен текстовыми сообщениями между летными экипажами и диспетчерами УВД, что позволяет значительно снизить нагрузку на каналы речевой связи.

Дополнительная пропускная способность органа ОВД, достигаемая за счет использования CPDLC, приобретает особую значимость в периоды высокой интенсивности полетов, когда у диспетчера УВД под управлением находится большое количество ВС.

Преимущества CPDLC

• Повышение уровня безопасности полетов. CPDLC предлагает альтернативный независимый канал связи в дополнение к радиосвязи в ОВЧ-диапазоне. Обмен текстовыми сообщениями между диспетчером УВД и экипажем ВС сводит к минимуму вероятность неверной интерпретации передаваемой информации. Данный вид связи необходим в случаях, когда канал ОВЧ-связи занят либо вышел из строя. Очевидно, что при этом риск возникновения инцидентов, связанных с потерей радиосвязи, существенно снижается.
• Увеличение пропускной способности органа ОВД. CPDLC позволяет увеличить пропускную способность органа ОВД за счет снижения объема радиообмена. Согласно оценкам, оснащение 75% воздушных судов оборудованием CPDLC обеспечит повышение пропускной способности органа ОВД на 11%.
• Снижение рабочей нагрузки диспетчера УВД и пилота ВС. Сообщения CPDLC передаются в письменном виде, и их прочтение требует от диспетчера и пилота меньших усилий, чем прослушивание голосовых команд.

Технология работы CPDLC

Все сообщения CPDLC делятся на формализованные и содержащие произвольный текст. Перечень формализованных сообщений состоит из 235 наименований, соответствующих речевой фразеологии, используемой в процедурах УВД. Сообщение включает в себя номер, назначение, содержание, атрибуты срочности и аварийности, а также необходимость отправки ответного сообщения.

Для отправки сообщения с помощью CPDLC диспетчеру на экране рабочего места КСА УВД требуется выбрать ВС и необходимое сообщение из отображаемого меню либо ввести произвольный текст, далее выдать команду на выполнение передачи сообщения. Пилоту, в свою очередь, через панель управления бортового компьютера предоставляется возможность ответить на сообщение, запросить диспетчерское разрешение, передать информацию и объявить о возникновении или аннулировании аварийной ситуации. Принимаемое на воздушном судне сообщение CPDLC, помимо отображения на экране дисплея в кабине пилота, может быть также распечатано на принтере.

Для обмена сообщениями CPDLC связь между органом ОВД и воздушным судном устанавливается заблаговременно до входа ВС в воздушное пространство органа ОВД, использующего цифровую ЛПД (ЦЛПД).

Практическое применение

На практике технология CPDLC в ряде стран реализована на уровне двух степеней интеграции систем с использованием ЦЛПД: IOC (Initial Operating Capabilities) и FOC (Full Operating Capabilities).

В рамках IOC доступно три услуги для экипажей ВС:

• DLIC (Datalink Initiation Capability) - подключение бортового оборудования к сервису CPDLC
• AMC (ATC Microphone Check) - информирование экипажа о необходимости проверки кнопки микрофона в случае ее "залипания"
• ACM (ATC Communications Management) - передача на бортовой компьютер радиочастоты следующего сектора УВД.

В рамках FOC предоставляется услуга ACL (ATC Clearance), которая позволяет диспетчеру УВД выдавать диспетчерские разрешения, связанные с занятием/изменением эшелона, сменой курса, маршрута, скорости и другие команды.

Архитектура CPDLC

За кажущимся на первый взгляд простым обменом "СМС" между диспетчером и пилотом скрывается работа сложной архитектуры инженерных систем.

Технология CPDLC может быть реализована различными способами. Основными двумя являются системы ACARS и ATN. Обе подразумевают наличие у провайдера АНО сервера цифровой связи, обеспечивающего сопряжение КСА УВД с оборудованием ARINC или SITA в первом случае и маршрутизаторами (рутерами) ATN во втором.

Сразу следует оговориться, что ACARS - это коммерческий сервис, то есть его использование возможно лишь авиакомпаниями, которые заключили договор с одним из провайдеров соответствующих услуг. С точки зрения органов ОВД также стоит иметь в виду, что промежуточное и конечное оборудование находится в ведении других организаций, что может затруднить контроль технологического процесса и, следовательно, негативным образом сказаться на реализации сервиса.

Услуги, предоставляемые на базе ACARS, разработаны преимущественно для обмена информацией между ВС и автоматизированной системой управления технологическим процессом (АСУ ТП) авиакомпании, поэтому сообщения, относящиеся к УВД, "конкурируют" за право передачи по сети с сообщениями, передаваемыми авиакомпаниями. И хотя для регулирования этой "конкуренции" предусмотрена система задания приоритетности, существует вероятность того, что не все сообщения будут передаваться с требуемой очередностью.

В качестве каналообразующего оборудования в случае систем ACARS могут быть использованы различные по диапазону частот средства радиосвязи: это и VDL-2 ОВЧ-диапазона в зоне прямой видимости, и HFDL ВЧ-диапазона для океанического сектора, и в теории возможность задействования спутниковой группировки SatCom для труднодоступных мест.

В сети ATN предусмотрено использование исключительно технологии VDL-2 ОВЧ-диапазона для организации радиоканала. В обеих сетях помимо самих трансиверов требуется наличие комплекса управления сетью наземных станций. В случае с ATN также необходим комплекс контроля и управления маршрутизаторами сети ATN. Несмотря на кажущуюся сложность последней системы, она предпочтительнее, поскольку все компоненты системы могут находиться в ведении органа ОВД. В техническом плане основной чертой VDL-2 является значительное повышение пропускной способности канала и эффективности использования радиочастотного спектра. Отличительная особенность VDL-2 состоит в том, что существует возможность не только контроля сообщения на уровне целостности, но и прямого исправления ошибок за счет определенного кодирования кадра данных.

Путь развития ЦЛПД в Европе и США

Внедрение услуг на основе ЛПД "воздух - земля" в воздушном пространстве государств-участников Евроконтроля начато с воздушных трасс. В соответствии с Регламентом по внедрениям Еврокомиссии № 310/2015 от 26 февраля 2015 года эксплуатанты воздушных судов обязаны обеспечить наличие бортового оборудования, поддерживающего использование технологии CPDLC, на всех воздушных судах, выполняющих полеты по правилам полетов по приборам выше эшелона FL 285 начиная с 5 февраля 2020 года. Следующим этапом планируется внедрение услуг, основанных на ЛПД, в аэродромной зоне, таких как D-ATIS (Digital ATIS), PDC (Pre-Departure Clearance), DCL (Departure Clearance via Datalink), D-TAXI (Digital taxi).

В воздушном пространстве США, напротив, упор сделан на аэродромную зону. В настоящее время в более чем 50 крупнейших аэропортах страны внедрена услуга выдачи диспетчерского разрешения на вылет по ЛПД. Следующим этапом запланировано расширение услуг для полетов на маршруте, а именно CPDLC, D-VOLMET (Digital VOLMET), OCD (Datalink Oceanic Clearance Delivery) и других.

Применение технологии в России

В настоящее время флагманом в части технологии CPDLC является Магаданский УЦ ЕС ОрВД, где опробован ограниченный функционал CPDLC, реализованный через оборудование FANS ВЧ-диапазона с целью обслуживания океанического сектора и удаленных районов. Отработана передача сообщений AIREP/PIREP (о наблюдаемом облаке вулканического пепла) и процедура изменения маршрута полета ВС (процедура DARP-like).

Востребованность CPDLC в океаническом воздушном пространстве трудно переоценить. Полет ВС может выполняться вне зоны покрытия связью ОВЧ-диапазона, а ВЧ-связь подвержена внешним влияниям и бывает неустойчивой. В этой связи передача сообщений CPDLC позволяет полностью исключить недопонимание и ошибки в диалоге между экипажем ВС и органом ОВД.

Что касается континентального воздушного пространства, то с учетом планируемого роста объемов воздушных перевозок технология, открывающая дополнительные возможности по повышению пропускной способности, является крайне актуальной для органов ОВД с высокой интенсивностью воздушного движения. С учетом этого ФГУП "Госкорпорация по ОрВД" приступило к реализации пилотного проекта CPDLC на базе опытного района подсистемы передачи данных ОВЧ-диапазона в Московском ЦУП и Санкт-Петербургском ЦОВД. На сегодняшний день это самый крупный проект по внедрению ЦЛПД в России, который в перспективе позволит не только существенно упростить процесс взаимодействия диспетчера и пилота, но и повысить качество и расширить спектр предоставляемых услуг по аэронавигационному обслуживанию....