Bài giảng Hệ thống thông tin hàng không

(Controller Pilot Data Link Communication) I.Khái Niệm và Thành phần Đường truyền dữ liệu Mạng ATN Liên lạc dữ liệu giữa người lái và KSVKL (CPDLC) là một phương tiện thông tin liên lạc giữa KSVKL và phi công sử dụng đường truyền dữ liệu để liên lạc phục vụ công tác kiểm soát không lưu Người lái và thiết bị giao diện với người lái Thiết bị trên tàu bay gồm các cảm biến, thiết bị điện tử và các hệ thống Giao diện thông tin (trên không) Giao diên thông tin (mặt đất) Bộ xử lý số liệu ATC KSVKL và thiết bị giao diện với KSVKL 1 2 3 4 5 6 3 Giao diện với người lái của hệ thống CPDLC Khối hiển thị liên lạc bằng dữ liệu trên buồng lái Giao diện Tích hợp CDU Hệ thống quản lý chuyến bay Có 2 kiểu giao diện CPDLC với người lái Các chức năng của CPDLC Có 3 chức năng chính của CPDLC là: Trao đổi các điện văn giữa KSVKL/người lái với cơ quan kiểm soát không lưu đang điều hành. Chuyển giao quyền kiểm soát giữa người điều hành hiện tại với điều hành kế tiếp Truyền tải dữ liệu xuống bằng quyền truy cập dữ liệu tải xuống Khởi tạo các hội thoại giữa người lái và KSVKL, có thể được khởi tạo từ bất cứ bên nào Chuyển tiếp các điện văn tiêu chuẩn Có khả năng sử dụng để gửi điện văn dạng văn bản thông thường (Free text) Cho phép liên lạc với người có thẩm quyền của trung tâm kiểm soát không lưu hiện không làm nhiệm vụ điều hành bay Chuyển tiếp liên lạc giữa những người đang làm nhiệm vụ điều hành bay Tương thích với Hệ thống liên lạc thoại Tương thích với cách nói trong liên lạc thoại Hỗ trợ các bộ điện văn tiêu chuẩn và điện văn văn bản tự do Tương thích với các ứng dụng khác của ATN Những đặc trưng chính của CPDLC KSVKL và người lái sẽ sử dụng CPDLC kết hợp với các hệ thống liên lạc thoại hiện có. CPDLC được sử dụng trong những trường hợp liên lạc thường xuyên. Sự phát triển hệ thống trong tương lai sẽ cho phép tự động hóa nhiều hơn các chức năng liên lạc cho cả hệ thống trên không và ở dưới đất. Để cung cấp các dịch vụ liên lạc dữ liệu không/địa để điều hành bay, CPDLC bao gồm một tập hợp các điện văn hoàn toàn giống với những điện văn được khuyến cáo sử dụng trong liên lạc thoại đã được quy định trong Tài liệu Doc 4444 - Các thủ tục Không vận của ICAO CPDLC sử dụng các điện văn liên lạc tiêu chuẩn giữa người lái/KSVKL và có thể sử dụng dạng điện văn văn bản tự do khi cần thiết. Giao diện của CPDLC cũng hỗ trợ các ứng dụng khác của ATN: Quản lý ngữ cảnh (ví dụ: các điện văn đưa ra thông báo tư vấn về dịch vụ không lưu) và Giám sát phụ thuộc tự động - ADS User Request Evaluation Tool (URET) Traffic Management Advisor (TMA) Passive Final Approach Spacing Tool (pFAST) Collaborative Decision Making (CDM) Surface Management Advisor (SMA) Controller Pilot Data Link Communications (CPDLC) I. CÁC TIỆN ÍCH TRONG HOẠT ĐỘNG CỦA CPDLC - Tầm phủ rộng lớn toàn cầu bằng vệ tinh và các đường truyền dữ liệu sóng vô tuyến VHF - Cung cấp những điều kiện về an ninh và đối thoại rõ ràng giữa tổ lái và kiểm soát viên không lưu - Giao diện người và máy (HMI) tiện lợi, dễ dàng cho người dùng, được thiết kế phục vụ cho những kiểm soát viên không lưu và chú trọng ở sự an toàn để gởi và nhận tổ hợp các tin nhắn được xác định rõ trong tiêu chuẩn RTCA DO-219 hoặc các tin nhắn văn bản tự do  THÔNG TIN VÀ SỰ TRAO ĐỔI Assignments: nhiệm vụ. Clearances (requests): (yêu cầu) sự cấp phép. Report requests: những yêu cầu thông báo. Emergency messages: thông điệp (điện văn) khẩn. Confirmations: những xác nhận. Information: thông tin. Advisory: tư vấn. Answer: trả lời. Free text:văn bản thông thường DỊCH VỤ AFN - Sự kết nối CPDLC thì được khởi đầu một cách tự động bởi phép thu LOGON. (Phối hợp cho vận chuyển nội địa hoặc hoạt động ban đầu cho các chuyến bay khởi hành).  Dữ liệu gốc kế tiếp được gởi đến tàu bay: - 1 thông số hệ thống trước khi điểm phối hợp thoát ra ngoài. - Hoặc khi sự tư vấn liên hệ được gởi đến 1 trung tâm, gọi là trung tâm lên kế hoạch cho chuyến bay. Một điện văn kết thúc dịch vụ được gởi tự động: - Truyền tải sự điều khiển được chấp nhận bởi trung tâm kế tiếp. - Kế hoạch chuyến bay bị giới hạn. DỊCH VỤ CẤP PHÉP TÀU BAY - Là những yêu cầu cho phép thực hiện chuyến bay của tổ lái và thông báo những sự cho phép đối với tàu bay từ kiểm soát viên không lưu.  Lợi ích: - Gỉam bớt những thông tin lỗi.  Gỉam bớt lượng công việc giao tiếp với kiểm soát viên không lưu.  Bắt buộc sử dụng ngôn ngữ giao tiếp tiêu chuẩn.  Việc tiến hành giao tiếp được linh hoạt hơn.  Gỉam bớt lượng kênh thoại.  DỊCH VỤ TRUYỀN TẢI - Truyền tải rõ ràng các thông tin giao tiếp giữa tổ lái và kiểm soát viên (cả thoại và dữ liệu) khi 1 chuyến bay chuyển từ trạm này đến trạm khác. Lợi ích: - Gỉam bớt lượng công việc cho kiểm soát viên. - Gỉam bớt sự tắc nghẽn tần số kênh thoại. - Tránh truyền tải thông tin trễ. GIAO THỨC TRUYỀN TẢI THÔNG TIN TRONG CPDLC Cơ quan dữ liệu tiếp theo Yêu cầu kết nối Xác nhận kết nối TOC/AOC (AIDC) TOC: là transfer of control: chuyển giao kiểm soát. AOC: aeronautical perational control: hệ thống thông tin dùng cho dịch vụ kiểm soát hoạt động hàng không Kết thúc dịch vụ CẬP NHẬT KẾ HOẠCH CHUYẾN BAYTỪ NHỮNG ĐiỆN VĂN CỦA CPDLC NHỮNG CẬP NHẬT NÀY THÌ ĐƯỢC TẠO RA TỪ NHỮNG TIN NHẮN ĐƯỜNG LÊN HOẶC ĐƯỜNG XUỐNG Sự tích hợp của CPDLC và FDP là 1 sản phẩm an toàn: + Cho phép việc cài đặt những điện văn tự động. + Đảm bảo cho các dữ liệu chính xác. Kết quả: +Cập nhật tự động dữ liệu chuyến bay. +Biên dịch lại cập nhật những mô tả sơ lược về mục tiêu.  Đảm bảo dữ liệu nhất quán và sử dụng những quỹ đạo được cập nhật cho việc giám sát chuyến bay. II. VIỆC XỬ LÍ HOẠT ĐỘNG CỦA CPDLC TRONG HỆ THỐNG EUROCAT THALES ATM /ACC 1/ Nguyên tắc hoạt động của CPDLC Đàm thoại giữa tổ lái và kiểm soát viên đươc an ninh & rõ ràng. HMI thân thiện với người sử dụng được thiết kế cho các kiểm soát viên, chú trọng vào sự an toàn. Trình soạn thảo của CPDLC định dạng đơn hay đa thành phần cho những điện văn đường lên: 1020 điện văn được xác định trước. Hỗ trợ tự động kiểm soát viên cho việc trả lời điện văn đường xuống (downlink) Chỉ những kiểm soát viên có nhiệm vụ mới có thể gởi 1 đường lên tới tổ lái nhờ vào cửa sổ trình soạn thảo, cửa sổ soạn thảo điện văn, và nhiều danh mục cửa sổ liên quan. Những cuộc đàm thoại CPDLC hiện tại được hiển thị trên “cửa sổ những điện văn hiện tại” chỉ ở những vị trí kiểm soát viên có nhiệm vụ. 1 vài kiểm soát viên có thể tham khảo danh sách các cuộc đàm thoại kín được trao đổi với 1 tàu bay trong “ cửa sổ lịch sử ”. 2/ CPDLC_Tổng quan những điện văn Cửa sổ trình soạn thảo của CPDLC cung cấp 1 tổ hợp những nhóm điện văn và cho phép định dạng những điện văn đơn hay đa thành phần (1020 điện văn được xác định trước). Tổ hợp đầy đủ của đường lên có sẵn ở vị trí kiểm soát viên và là sự trợ giúp tự động cho kiểm soát viên để trả lời cho 1 điện văn đường xuống. Cuộc đàm thoại gồm 1 tổ hợp của sự trao đổi những điện văn 2 chiều, những điện văn được rút ra từ những sự trao đổi đó thông qua 1 số liên quan.  1 điện văn có thể được xây dựng từ 5 yếu tố.  Các yếu tố được chia thành 12 loại. 3/ CPDLCCấu trúc điện văn Thuộc tính phản hồi được kết hợp với mỗi yếu tố của điện văn để xác định yếu tố nào cần câu trả lời hoặc không cần câu trả lời. 1 điện văn không được trả lời hoặc cần 1 sự phản hồi thì bị treo. 1 điện văn cần sự phản hồi thì bị đóng. Điện văn đã gởi (hoặc nhận): lên đến 5 yếu tố. Những điện văn cục bộ có thể được xác định ẩn. Khả năng xác định những tổ hợp điện văn ẩn tương ứng với đường xuống (downlink). Sự cấp phép có thể không được gởi bằng 1 điện văn CPDLC nếu FDP không chấp nhận nó (lộ trính rời rạc, nhiệm vụ tàu bay...) 1. Lộ trình mới áp đặt từ hệ thống thông tin kiểm soát tới tổ lái. 2. Tổ lái yêu cầu sự cấp phép bay thông qua CPDLC. 3. EUROCAT: - Quan sát, chỉnh sửa, điều chỉnh lộ trình được đề xuất. - Kiểm tra những rủi ro có thể xảy ra. - Truyền tải sự cấp phép bay đến FSM. 4. Lộ trình thông thoáng được tải 1 cách tự động sang FSM. 5. WILCO được gởi trở lại. 6. EUROCAT: - Cập nhật FDR. - Lộ trình mới được hiển thị tại vị trí của kiểm soát viên. III/ TỔNG KẾT VỀ CPDLC CPDLC là phương tiện thông tin chính ở 1 số khu vực trên thế giới (Nam Thái Bình Dương, Ấn Độ Dương, châu Úc). + Bổ sung những thông tin trên sóng VHF về những điện văn lộ trình cho tổ bay hoặc kiểm soát viên. + Là phương tiện cho những thông báo từ kiểm soát viên. + Trao đổi những điện văn an ninh trong tình trạng khẩn cấp và các thuộc tính hồi đáp (WILCO, ROGER, UNABLE...). STP 169/92-2011 M3-* Lợi ích của việc sử dụng CPDLC Giảm khả năng xảy ra sai sót (lỗi) trong liên lạc giữa phi hành đoàn và KSVKL. Giảm bớt áp lực do phải liên lạc thoại cho KSVKL Buộc phải sử dụng những cú pháp liên lạc tiêu chuẩn Giảm khối lượng công việc do phải liên lạc thoại cho phi hành đoàn. Giảm tải kênh thoại Cho phép thực hiện thông tin liên lạc linh hoạt hơn Cung cấp một phương tiện thay thế cho thông tin, liên lạc. Phi hành đoàn mất khả năng nhận biết tình huống không lưu xung quanh (nhận biết về các phi hành đoàn khác) do không còn khả năng theo dõi các cuộc liên lạc giữa KSVKL với các tàu bay trong cùng một phân khu. Sử dụng lẫn lộn các thủ tục liên lạc thoại và liên lạc dữ liệu Mất đi những cảm nhận về các tình huống khẩn cấp thông qua ngữ điệu của giọng nói Phi hành đoàn không nhận biết được tình trạng liên lạc trong phân khu. KSVKL và phi hành đoàn sẽ phải đương đầu với tình trạng có những tàu bay được trang bị và có những tàu bay khác không được trang bị thiết bị đường truyền dữ liệu. Một số bất lợi liên lạc đến việc triển khai CPDLC Những lợi ích được mong đợi Cải thiện độ an toàn bằng cách  Khắc phục các yếu tố sau: Sự tắc nghẽn kênh thoại. Sự nhầm lẫn do chất lượng thoại kém hoặc do dịch sai. Sự sai lệch tín hiệu do sự truyền tải cùng lúc.  Trong môi trường HF: Cải thiện độ an toàn trong giao tiếp giữa tổ lái với kiểm soát viên ở những khu vực phủ sóng HF. Cải thiện hiệu suất làm việc ATM CPDLC cần được kết nối trực tiếp và hiệu quả hơn giữa mặt đất và hệ thống buồng lái. Gỉam bớt thời gian truyền tải. CPDLC giảm khối lượng công việc của tổ lái và kiểm soát viên, tăng công suất hoạt động. Ví dụ về soạn thảo tin điện văn CPDLC BAW 2246 expedite climb to 340 Aena