ACASII يا نسل دوم سيستم جلوگيری از برخورد هواپيماها

تهيه وتنظيم:  رئوف نيك طبع كنترلر مراقبت پرواز فرودگاه اردبيل

اصول اوليه

ACASII (Airborne Collision Avoidance System) به منظور کاهش خطراحتمالی برخورد بین هواپیماها معرفی شده است كه به عنوان آخرین وسيله حفظ ایمنی، صرف نظر از استانداردهای جدایی ترافيك هوائی فعالیت می کند.

ACASII ، یک سیستم مبتنی بر رادار ثانویه فرستنده سیگنالهای راديوئی ((SSR می باشد. ACASII از فرستنده مد C و مد S  هواپیماهای اطراف هواپيمايی كه در آن نصب شده است، اطلاعات ارتفاع وفاصله را دريافت وپردازش می كند سپس به خلبان هشدار مناسب را می دهد. هواپیماهايی كه فرستنده ندارند توسط اين سيستم قابل شناسایی نیستند.

ACASII مستقل از ناوبری هواپیما ، سیستم های مدیریت ، کنترل ترافیک هوایی (ATC) و سیستم های زمینی كار می كند و ارزیابی آن به ATC ، خلبان و یا ورودی autopilot وابسته نيست.

در حال حاضر ،تنها سيستم تجاری موجود   ACASIIبر اساس  اسناندارد ايكائو (ICAO)،     نسل هفتمTCAS II    (Traffic alert and Collision Avoidance System)  می باشد.

                              
- هشدارنسبت به ترافیک(Traffic Advisory)   و                                                              واكنش پيشنهادی نسبت به ترافيك(Resolution Advisory):

دو نوع هشدار می تواند توسط ACASII صادر می شود،  هشدارنسبت به ترافیک  (TA) و واكنش پيشنهادی نسبت به ترافيك(RA) . طراح اين سيستم خواسته است  به خلبان كمك تصویری ازهواپیمای درگير باخود ارائه كند وخلبان را  برای یک واكنش پيشنهادی بالقوه آماده كند.

اگر خطر برخورد توسط  ACASII اعلام شود یک واكنش پيشنهادی  ارائه می شود. به طور خلاصه یک واكنش پيشنهادی، به خلبان میگويد برای اجتناب ازترافيك درگيربا خود در چه محدوده سرعت عمودی بايد پروازكند.  نمايشگر این محدوده  روی تجهيزات هواپيما نشان داده شده است. این پیام همراه یک هشدار شنيداری واكنش پيشنهادی را نشان می دهد.وقتی که هواپیماها به صورت افقی ازهم دور شدند یک پيام رفع خطر برخورد داده می شود.



تصوير فوق یک مثال ازنمايشگر ACASII كه يك واكنش پيشنهادی"صعود" با سرعت عمودی 1500 پا در دقيقه را نشان می دهد.

            این هدایت عمودی با هماهنگی  ACASIIهواپيمای درگيرداده می شود که از طریق یک لینک مد S  با آن مرتبط میباشد. به طوری که دو هواپیما مانورهای مكمل يكديگر را انتخاب می کنند. هدف واكنشهای پيشنهادی، اجتناب از برخورد هواپيماها با ایجاد جدایی عمودی (300 -- 700 فوت) ، به جای بازسازی یک جدایی ارائه شده به وسيله مراقبت پروازاست.
ACASII در مقیاسهای زمانی نسبتا کوتاه عمل می كند. حداکثر زمان  برای دادن یک هشدارنسبت به ترافیک (TA) 48 ثانیه قبل از زمان برخورد يا(closest point of approach) CPA است.اين زمان برای یک RA  35 ثانیه است. در ارتفاعات پایین(جایی که هواپیما به طور معمول کندتر پروازمی كند) اين مقیاسهای زمانی کوتاه تر هستند. مانور سریع و غیر منتظره هواپیما ممکن است باعث ايجاد یک  RAبا بعد زمانی بسیار کمترشود. اگر خطر قريب الوقوعی وجود داشته باشد این امکان وجود دارد که هيچ TA قبل ازيك RA داده نشود. اثر یک RA از سوی تجهیزات ACAS  در هر ثانيه ارزیابی میشود و در صورت لزوم  ممکن است تقویت ، تضعیف يا معکوس شود و يا پایان يابد. 
یک لايه فضائی حفاظتی، اطراف هرهواپيمای مجهز به ACASII راحاطه كرده است. اندازه اين لايه به ارتفاع ، سرعت  و جهت هواپیمای كه با هواپيمای مورد نظردرگیر می شود بستگی دارد.

 

           
RAs می تواند قبل ازبه خطر افتادن حداقل جدايی كه توسط  ATC تولید شده است وحتی زودتر ازكاهش اين جدایی توليد شود. در اروپا ، حدود دو سوم از همه RAs  قبل ازنقض حداقل جدایی ATC صادر می شود.

 

يك RA می تواند در قبال همه هواپيماهائی كه مجهز به یک فرستنده ارتفاع (مدS یامد A/C) می باشند، تولید شود ولزومي ندارد كه هواپيمائی كه جدائی بين دوهواپيما را تهديد می كند مجهز به ACASII باشد. با این حال ، RA تنها در میان هواپیماهای مجهزبه ACASII هماهنگ می شود. توجه داشته باشید که در اکثر موارد فقط یک هواپیما RA را دریافت خواهد کرد (صرف نظر از اینکه آیا هواپيمای تهديد كننده مجهز به ACASII هست یا نه).




انواع RA  (TCASII version 7) :


مطابق باRA  (واكنش پيشنهادی نسبت به ترافيك):
خلبانان  موظف هستند  بلافاصله  تمام RA   را انجام دهند، حتی در صورتی کهRA      بر خلاف ATC clearances و یا instructionsباشد.
اگر یک خلبان یک RA دریافت كند، موظف است که ازآن پيروی كند، مگر اینکه انجام این کارسلامت هواپیما را به مخاطره بياندازد. به هر حال پيروی از RA  ، در موارد بسیاری موجب تخطی ازATC clearance  میشود. در این موارد ، کنترلردیگر مسئول جدایی بين هواپیماهای در گير نيست.
از سوی دیگر ، ATC به طور بالقوه می تواند نسبت به پاسخ خلبان به RA مداخله كند. اگر یک دستورالعمل ATC همزمان با یک RA متناقض باشد، خلبان ممکن است تصوركند که ATC که به طور کامل از وضعیت آگاه است ودر حال ارائه بهترين راه حل است. اما در واقعیت ATC ازRA  آگاه نیست تا زمانی که RA توسط خلبان گزارش شود. بنا بر اين زمانی كه RA توسط خلبان گزارش شده است ،نيازی نيست كه ATC نسبت به تغييرمسیر پروازهواپیمای درگیر در برخورد اقدامی انجام دهد. بنابراین ،انتظار می رود که خلبان از RA پيروی كند. امااين درعمل همیشه رخ نمی دهد.


- استاندارد بین المللی :

سازمان بین المللی هواپیمایی کشوری (ICAO) مسئوليت استاندارد های جهانی ACAS را برعهده دارد.
تجهیزات ACAS توسط سه شركت فروشنده ارائه می شود. در حالی که محصول هر شركت کمی متفاوت است اما کارکردهای اصلی مشابهی برای اجتناب از برخورد دارند و قوانين هماهنگی موجود درهر یک از محصولات به يك شكل  است. برای درياقت گواهی ، تجهیزات ACAS باید واجد حداقل استانداردها و عملکرد عملیاتی (MOPS: Minimum Operational Performance Standards) وضع شده در مجموعه  RTCA و اسناد EUROCAE باشد.
تجهیزاتACASII بايد استاندارد  وروشهای توصیه شدهStandards and Recommended) Practices:SARPs) داشته باشد كه به عنوان نسخه هفتم TCASII  شناخته شده است. یک گروه کار مشترک RTCA / EUROCAE در حال حاضر روی آخرين اصلاحات MOPS ، كه درمورد سه تغییر مشخص برای بهبود ایمنی مربوط به روش اجتناب ازبرخورد می باشد كار می كنند. این MOPS جدید، TCAS II version 7.1 خواهد شد.

- انواع ACAS:

 
: ACASI
هشدارنسبت به ترافیک (TAs) ارائه می دهد اما هیچ مانوری را توصیه نمی کند. تنها دستگاه مجری ACASI همان TCAS I است. روشهای استاندارد و توصیه شده (SARPs) برای ACASI  در جلد چهارم ضمیمه 10ايكائو (Annex 10) منتشر شده است و به قابلیت همكاری و تداخل عمل با ACASII محدود شده است.
ACASI در ایالات متحده برای بعضی از هواپیما های کوچکترهنوز استفاده می شود (نسخه TCAS 6.04A).

ACASII:
نسبت به ترافیک هشدار می دهد (TAs) و واكنش پيشنهادی نسبت به ترافيك (RAs) در جهت عمودی و افق‍ی ارائه میكند. تنها مجری مفهوم ACASII همان نسخه هفتم TCASII  است. ICAO SARPs برای اين نسخه در ضمیمه 10 منتشر شده است.

ACASII ( نسخه هفتم TCASII) در اروپا ( به پيوست مقررات ايكائو)  به اجرا گذاشته شده است.
 

ACASIII:
ضمن اين كه TA  می دهد در هر دو جهت عمودی وافقی يا يكی از دو جهت نيز RA ارائه می دهد. همچنین  اين موارد برای TCAS IV نيز در نظر گرفته شده است. اجرای اين موارد  نه در حال حاضر که در آینده نزدیک نيز بعید است. SARPs ICAO هنوز برای ACASIII اجرا نشده است و در حال حاضر طرحی برای اجرايی آن وجود ندارد.


- نیازهای تجهيزاتی:

در اروپا، از 1 ژانویه 2005 تمام هواپیماهای كشوری دارای موتور توربينی با حداکثر وزن برخاستن از باند( maximum take-off mass)  بیش از 5،700 کیلوگرم ، و یا توانایی حمل بیش از 19 مسافر ، باید به TCAS II version 7 مجهز باشد. علاوه بر این ، بسیاری ازهواپيماهای دولتی و تجاری نيز به اين وسيله مجهز هستند.


- مزایای ایمنی:

مزایای ایمنی را با ACAS معمولا با نرخ ريسك بیان می شود (آیا ACAS ایمنی را بهتر یا بدترمی كند؟). برای اروپا ، برآورد شده است که ACAS خطر برخورد هوائی در لايه های ميانی آسمان را حدود يك پنجم كاهش دهد(به عنوان مثال یک نرخ ريسك 22 درصدی).
اهمیت اجرای درست RAs، توسط این واقعیت بهتر مشخص می شود که، یک خلبان که هرگز RAs  را اجرا نمی كند، سه برابر خلبانی كه RAs را اجرا می كند با خطر رو به رو می شود.

 انسان ضعيفترين عنصر در حلقه کنترل ACAS است. در صورت حذف انسان از اين حلقه نرخ خطريك دهم بهبود خواهد يافت.


- محدودیت :ACASII


کارایی و موثر بودن ACAS توسط چند سیستم ،عملیات  و محدودیت های كارآيی آنها تاثيرمی پذيرد.

 این محدودیتها عبارتند از :
-- هواپیمای غيرمجهزبه فرستنده مورد نياز ،  یا یک هواپیما با فرستنده غيرمعتبركه شناسایی نخواهدشد.
-- RAs برای ترافيكی كه فرستنده مقدارارتفاع ندارد صادر نخواهد شد.
-- هشداری (TAs و یا RAs) برای هواپیمای دارای نرخ صعود عمودی بیش از 10،000 پا در دقيقه صادر نخواهد شد.
-- در صورت نرسيدن اطلاعات ورودی از ارتفاع سنج (مبتنی بر فشار سنج يا راديو) يا فرستنده مقدار ارتفاع به هر دليل  ACASII به صورت خودکارعمل نخواهد كرد.
-- برخی RAs دربعضی ارتفاعات مبتنی براطلاعات ورودی از ارتفاع سنج رادیویی مستثنی شده اند:
الف) 1550 پا (100-/+ پا) و پائينتر ،  RAs برای افزايش نزول
ب  ) 1100 پا (100-/+ پا) و پائينتر ، RAs  برای افزايش نزول
ج  ) 1000 پا (100-/+ پا) و پائينتر ، همه RAs  
د   ) 500 پا (100-/+ پا) و پائينتر همه هشدارهای شنیداری
-- RAs  برای صعود و افزایش صعود می تواند در بالای ارتفاعات ازپيش تعيين شده و یا درهواپیماهای با مشخصات خاص مستثنی شود.اين استثناها از طریق پينهای برنامه ای در هنگام نصب برنامه ها تنظیم می شوند.
-- به علت تداخل  محدود محاسبات رياضی ، ممکن است  ACASII تمام هواپيماهای مجهز به فرستنده را كه درفاصله نزديك از هواپيما هستند درمناطق با تراكم ترافیک بالا نشان ندهد.
-- سمتی (bearing) كه توسط ACASII نمایش داده می شود به اندازه کافی برای اقدام به مانور افقی فقط بر مبنای اطلاعات  صفحه نمايشگر ترافيك دقيق نيست. در نتیجه ، انجام مانورافقی صرفا بر اساس اطلاعات نمایش داده شده در صفحه نمایش ترافیک ممنوع است.
-- اخطارهای سیستم اخطارمجاورت با زمین (Ground Proximity Warning System :GPWS) ، سیستم اعلام اجتناب از خطر ارتفاعات (Terrain Avoidance Warning System :TAWS) و هشدارهای باد قيچی(wind shear) برهشدارهای ACASII اولويت دارند. هنگامی که هر یک GPWS / TAWS یا هشدارباد قيچی فعال است ، هشدارهای شنيداری  ACASII به طور خودکاردرمد TA-only قرار داده می شود.


  

 

 

منبع: يورو كنترل   EUROCONTROL