АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ АЭРОНАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

Электронный бортовой журнал (EFB) стал незаменимым инструментом для пилотов в современной авиации. Электронная система отображения данных, которая называется электронной системой бортовой документации (Electronic Flight Bags - EFBs), на сегодняшний день является важной системой в кабине летного экипажа.

EFB — это система, включающая в себя электронное устройство, авиационные данные и соответствующее программное обеспечение, предназначенная для отображения информации и выполнения необходимых расчетов при подготовке и выполнении полета.

Данная система предоставляет экипажу широкий спектр, выполняемых функций:

а) программы электронного просмотра и отображения документации, которая должна иметься в кабине согласно установленным правилам;

б) приложения для просмотра электронных аэронавигационных карт;

в) приложения для отображения подвижной карты аэропорта (AMMD), не используемые в качестве основного средства наведения на земле и применяемые совместно с другими инструкциями и процедурами;

г) визуализация информации установленных в кабине видеокамер и камер внешнего обзора воздушного судна;

д) программные приложения для расчета летно-технических характеристик воздушного судна таких, как характеристик взлета, полета по маршруту, захода на посадку, посадки и ухода на второй круг;

ж) приложения для расчета массы и центровки.

Для обеспечения мер по переходу к менеджменту АНИ необходимо провести автоматизацию систем обработки и обмена АНИ. Под менеджментом АНИ понимается динамичное, комплексное управление аэронавигационной информацией путем предоставления цифровых аэронавигационных данных гарантированного качества и обмена ими в сотрудничестве со всеми сторонами.

Поставщиками данных являются коммерческие организации, которые представляют данные для пользователей в удобном для применения виде (бумажном или электронном): сборники АНИ, карты, базы данных. Конечными пользователями данных являются, главным образом, летные экипажи и бортовые системы управления.

На пути от создания (origination) до конечного использования (end-use) данные проходят через ряд процессов - звенья цепочки преобразования данных. Выход каждого звена является входом для следующего. Существует 5 основных типов функциональных звеньев в цепочке.

1. Создание (origination) - процесс, когда конкретная информация впервые выражается в виде данных.

2. Передача АНД (transmission) - процесс перемещения данных из одного физического местоположения в другое.

3. Подготовка АНД (preparation) - процесс обработки (преобразования) данных для приведения их к виду, пригодного для использования в последующем звене.

4. Внедрение АНД в приложение (Application integration)

Приложение - устройство с помощью которых данные будут использоваться.

5. Конечное использование АНД (end - use).

Обработка данных

Обработка данных производится следующим образом:

Звенья системы обработки данных могут быть крупными (отдельные организации/отделы), или же могут быть уточнены до конкретного лица, конкретного действия.

Качеством продукта называется степень соответствия продукта предъявляемым к нему требованиям.

Впервые требования к качеству аэронавигационных данных разработала некоммерческая организация RTCA. Эти требования приведены в документе DO-200A(1998г.) «Standards for Processing Aeronautical Data». Данный документ оказался весьма удачным, вследствие чего, европейское сообщество взяв за основу DO-200A(1998г.) выпустило свой документ под названием ED-76.

Аналогичный документ выпущен и Межгосударственным авиационным комитетом (МАК) под названием КТ-200А - обработка АНД.

В настоящее время действует актуальной версией документа является DO-200B.

В DO-200A(B) перечислены основных 7 требований к качеству аэронавигационных данных:

1. Accuracy (точность) — степень соответствия вычисленного или измеренного значения истинному (фактическому) значению.
2. Resolution (разрешение/разрешающая способность) — наименьшая разница между двумя смежными значениями, которая может быть представлена в системах хранения, обработки или передачи данных.
3. Assurance level (уровень уверенности) — степень уверенности в том, что элемент данных не был искажен при передаче или хранении. Для этого требования к качеству чаще всего используют термин Integrity (целостность).
4. Traceability (прослеживаемость) — это возможность проследить «историю» возникновения и изменения данных. Т.е. всегда должна быть возможность на любом этапе вернуться назад к предыдущим этапам, чтобы убедиться, что данные не изменены, а если изменены, то санкционировано или нет.
5. Timelines (актуальность) — степень уверенности что данные являются применимыми в период их планируемого использования.
6. Completeness (полнота) — это степень уверенности в том, что имеются все необходимые данные для их применения.
7. Format (формат) — это структура элементов данных, упорядоченных в соответствии со стандартами требований к качеству данных.

Проверка качества данных выполняется разными методами, в том числе посредствам верификацией и валидацией данных.

Под верификацией понимается деятельность, в результате которой текущее значение элемента данных сравнивается с первоначальным его значением.

Цель верификации: убедиться в том, что данные не искажены, т.е. обеспечена целостность данных. Может измениться вид данных, но их смысл должен остаться прежним.

Валидация — это деятельность, при которой элемент данных проверяется как имеющий значение, полностью соответствующее его подлинности.

Цель валидации: убедиться в том, что данные правильные и могут быть использованы по назначению.

Однако, ни один из методов валидации и верификации не обеспечивает полной надежности, но их совместное применение позволяет повысить качество данных.

Переход к менеджменту аэронавигационной информации

Для перехода к менеджменту АНИ следует провести автоматизацию в следующих областях:

Предоставление данные о воздушном судне:

Интегрирование данных из систем бортового радиоэлектронного оборудования самолета позволит получать информацию о высоте, скорости и местоположении.

Предоставление информации об аэропортах:

Автоматизированный сбор данных, относящихся к аэропортам, взлетно-посадочным полосам и навигационным средствам.

Планирование маршрута:

Использование автоматизацию для оптимизации траекторий полета с учетом погодных условий и воздушной обстановки.

Создание аэронавигационной карты:

Автоматизация процесса по созданию аэронавигационных карт, включая схемы для выполнения захода на посадку, навигационные карты и карты воздушного пространства, с учетом их динамического изменения.

Автоматизированный обмен данными:

Использование цифровых коммуникационных протоколов для передачи аэронавигационной информации пилотам, авиадиспетчерам.

Обновления в режиме реального времени:

Одним из наиболее инновационных видов данных, основывающийся на использовании стандартной модели обмена аэронавигационными данными, является цифровой NOTAM, обеспечивающий обмен динамичной аэронавигационной информацией все заинтересованные стороны с помощью точного, современного и единообразного представления особенностей аэронавигационных условий, в которых выполняются полеты. Цифровой NOTAM будет определен как массив данных, содержащий информацию, включаемую в сообщение в структурированном формате, который может быть полностью интерпретирован автоматической компьютерной системой в целях обеспечения точного и надежного обновления данных об аэронавигационных условиях как для автоматизированного информационного оборудования, так и для авиационного персонала.

Автоматизированные данные о погоде:

Внедрение систем для сбора данных о погоде в режиме реального времени. Метеоспутники играют ключевую роль в обеспечении безопасного и эффективного управления воздушным движением. Метеоспутники оснащены различными датчиками, которые предоставляют информацию об атмосфере, такую ​​как температура, влажность и скорость ветра.

Спутники могут предоставлять в режиме реального времени обновления о местонахождении метеорологических систем и информацию об актуальных погодных условиях. Это помогает авиационному персоналу лучше подготовиться к опасным условиям, таким как турбулентность. Спутники также могут обнаруживать внезапные изменения погодных условий, такие как гроза, и своевременно предупреждать экипаж, чтобы он, в свою очередь, принял соответствующие меры предосторожности.

Кроме выше указанных пунктов автоматизация обработки аэронавигационной информации может быть достигнута с помощью:

Автоматическая обработка аэронавигационной информации:

Автоматическая обработка аэронавигационной информации включает в себя ряд процессов и компонентов, которые работают вместе для обработки и анализа данных в авиационных системах. Вот некоторые из основных компонентов и этапов автоматической обработки аэронавигационной информации:

1. Сбор данных: Процесс сбора данных представляет собой сбор информации о полете и навигации из различных источников. Это может включать в себя информацию о положении, скорости, высоте, погоде, аэродромах и других факторах, влияющих на полет.

2. Предварительная обработка данных: на этом этапе данные проходят через процесс предварительной обработки, включающий фильтрацию, коррекцию и преобразование. Фильтрация используется для удаления нежелательных или ошибочных данных. Коррекция включает исправление ошибок или несоответствий в данных. Преобразование может включать перевод данных в единые форматы или системы координат.

3. Анализ и интерпретация данных: после предварительной обработки данные проходят анализ и интерпретацию. Здесь применяются алгоритмы и модели для выявления паттернов, трендов и аномалий в данных.

Автоматическая верификация аэронавигационной информации:

Автоматическая верификация аэронавигационной информации — это процесс проверки и подтверждения достоверности навигационных данных, используемых в авиационных системах. Есть несколько методов, которые могут быть использованы для автоматической верификации аэронавигационной информации:

1. Сверка данных: Данный метод включает сравнение полученных навигационных данных с эталонными или предварительно установленными данными. Эталонные данные могут быть получены от авторитетных источников, таких как государственные аэронавигационные службы или поставщики данных. При сверке данных анализируются различия между полученными и эталонными данными, и в случае несоответствия генерируются предупреждения или аварийные сообщения.

2. Проверка целостности данных: Этот метод включает проверку целостности навигационных данных для обнаружения любых изменений, ошибок или повреждений. Алгоритмы проверяют контрольные суммы или хеши данных, чтобы убедиться, что они не были изменены в процессе передачи или хранения. Если целостность данных нарушена, генерируется предупреждение или аварийное сообщение.

3. Анализ противоречий: Этот метод включает анализ полученных навигационных данных с целью выявления любых противоречий или несоответствий между ними. Например, система может проверять соответствие координат или высоты с ожидаемыми значениями для данной области или заданного маршрута. Если обнаруживается противоречие, может быть сгенерировано предупреждение или аварийное сообщение.

Автоматизированное обновление бортовых баз навигационных данных:

Автоматическое обновление бортовых баз данных может осуществляться с использованием различных методов и технологий. Вот несколько популярных подходов:

1. Автоматическая передача данных (ACARS): ACARS — это беспроводная система обмена сообщениями между воздушным судном и наземными станциями. Одним из функциональных возможностей ACARS является автоматическая передача навигационных данных на борт воздушного судна. Наземные станции регулярно отправляют обновления данных посредством радиосвязи или с помощью спутниковых систем, и воздушное судно автоматически принимает обновления и обновляет свою базу данных.

2. Интернет и облачные сервисы: Современные воздушные суда могут быть оснащены системами, подключенными к интернету. С помощью интернета они могут получать обновления навигационных данных непосредственно из облачных сервисов. Наземные станции или поставщики данных размещают актуализированные данные в облаке, и воздушные суда получают доступ к этим данным через интернет.

3. Автоматическое обновление на наземной стоянке: Некоторые авиакомпании обеспечивают автоматическое обновление навигационных данных, когда воздушное судно находится на земле перед вылетом. При подключении к наземному электропитанию и доступу к сети связи, система на борту может автоматически загрузить и обновить данные с помощью специализированного программного обеспечения, подключенного к наземным серверам.

Значение автоматизации в авиации:

Увеличение безопасности: автоматизированные системы обработки аэронавигационной информации способствуют минимизации человеческого фактора на процесс управления воздушным движением и, тем самым, снижают вероятность ошибок.

Повышение эффективности: автоматизация упрощает и ускоряет процессы обработки аэронавигационной информации, позволяя авиаперевозчикам оптимизировать полетные маршруты и расход топлива.

Улучшение потоков воздушного движения: автоматизированные системы обработки аэронавигационной информации позволяют эффективно координировать движение самолетов и снижать риск столкновений.

Преимущества автоматизированных систем обработки аэронавигационной информации:

Высокая точность и надежность: автоматические системы обработки аэронавигационной информации исправляют ошибки и обеспечивают более точные данные, минимизируя возможность человеческого фактора.

Улучшение оперативности: автоматизация процесса позволяет быстро обрабатывать важные аэронавигационные данные и принимать решения в режиме реального времени.

Возможность интеграции с другими системами: автоматизированные системы обработки аэронавигационной информации могут быть легко интегрированы с другими авиационными системами, создавая единую сеть обмена информации.

Автоматизация системы обработки аэронавигационной информации имеет решающее значение для повышения безопасности и эффективности авиаперелетов.

Автоматизируя сбор, обработку данных, составление диаграмм, связь и оповещения о безопасности полетов, авиационная отрасль может лучше управлять огромным объемом информации, необходимой для выполнения полетов.

Однако для обеспечения надежности автоматизированной системы важно учитывать безопасность, избыточность, соответствие нормативным требованиям и человеческий надзор.

Постоянное совершенствование и сотрудничество с авиационными властями являются ключом к успеху в работе по автоматизации.