컨트롤러-파일럿 데이터 링크 통신

Controller–pilot data link communications

관제사 파일럿 데이터 링크(CPDL)라고도 하는 관제사-조종사 데이터 링크 통신(CPDLC)은 항공 교통 관제사가 데이터링크 시스템을 통해 조종사와 통신할 수 있는 방법이다.

필요성

항공 교통 관제사와 조종사 사이의 표준 통신 방법은 가시선 통신용 VHF 대역 또는 장거리 통신용 HF 대역(Shanwick Oceanic Control에서 제공하는 것과 같은)을 사용하는 음성 무선이다.

이러한 방식으로 사용되는 음성 무선 통신의 주요 문제 중 하나는 특정 제어기에 의해 처리되는 모든 조종사가 동일한 주파수에 맞춰 조정된다는 것이다. 관제사가 처리해야 할 항공편 수가 꾸준히 증가함에 따라(예: Shanwick은 2007년에 41만4570편, 즉 2006년에[1] 비해 5%(2만2000편) 증가), 특정 역에 동조하는 조종사의 수도 증가하게 된다. 이렇게 되면 한 조종사가 실수로 다른 조종사를 오버라이드할 가능성이 높아지므로 전송을 반복해야 한다. 또한, 관제사와 조종사 간의 각 교환은 완료하는 데 일정 시간이 필요하며, 결국 관제되는 항공편의 수가 포화점에 도달함에 따라 관제사는 더 이상의 항공기를 처리할 수 없게 된다.

전통적으로 이 문제는 포화상태인 항공 교통 관제 부문을 각각 자체 통제기와 다른 음성 통신 채널을 사용하는 두 개의 소규모 부문으로 나누어 대응해 왔다. 그러나 이 전략은 두 가지 문제를 안고 있다.

  • 각 부문 분할은 "인도 트래픽"의 양을 증가시킨다. 그것은 부문 간 비행을 전송하는 데 수반되는 오버헤드로서, 조종사와 양쪽 관제사 간의 음성 교환과 관제사 간의 조정이 필요하다.
  • 이용 가능한 음성 채널의 수는 한정되어 있으며, 중부 유럽이나 동부 미국 해안과 같은 고밀도 공역에서는 이용 가능한 새로운 채널이 없을 수 있다.

어떤 경우에는 한 구간을 더 세분화할 수 없거나 실현 가능하지 않을 수 있다.

항공 교통 관제 수요 증가에 대처하기 위한 새로운 전략이 필요하며, 데이터 링크 기반 통신은 통신 채널의 유효 용량을 증가시킴으로써 가능한 전략을 제공한다.

CPDLC 사용

CPDLC 메시지 송수신을 위한 파일럿 인터페이스인 에어버스 A330의 데이터링크 제어 및 디스플레이 장치(DCDU)

관제사-조종사 데이터 링크 통신(CPDLC)은 관제사와 조종사 간의 통신 수단이며, ATC 통신에 데이터 링크를 사용한다. 가장 높은 수준에서는 양쪽 끝에서 인간의 지속적인 관여와 사용의 유연성에 중점을 둔 개념으로 단순하다.

CPDLC 애플리케이션은 ATC 서비스를 위한 공중 지상 데이터 통신을 제공한다. 여기에는 항공 교통 관제 절차에 의해 채택된 음성 문구에 해당하는 일련의 통관/정보/요청 메시지 요소가 포함된다. 컨트롤러에는 레벨 할당, 교차 제약, 횡방향 편차, 경로 변경 및 간격, 속도 할당, 무선 주파수 할당 및 다양한 정보 요청을 발행할 수 있는 기능이 제공된다. 조종사에게는 메시지에 대응하고, 허가 및 정보를 요청하고, 정보를 보고하며, 비상사태를 선포/해제할 수 있는 기능이 제공된다. 또한 조종사는 다운스트림 항공 교통 서비스 장치(ATSU)에 조건부 간극(다운스트림)과 정보를 요청할 수 있는 기능을 제공한다. 정의된 형식을 준수하지 않는 정보를 교환할 수 있는 "자유 텍스트" 기능도 제공된다. 접지 시스템이 데이터 링크를 사용하여 CPDLC 메시지를 다른 접지 시스템으로 전달할 수 있도록 보조 기능이 제공된다.

특정 거래와 관련된 통제관과 조종사 사이의 메시지 순서(예: 통관 요청 및 수령)를 '대화'라고 한다. 대화에는 여러 개의 메시지가 있을 수 있으며, 각 메시지는 적절한 메시지에 의해 닫히고, 보통은 승인이나 수락의 방식으로 닫힌다. 항공기가 ATSU 영공을 통과하는 동안 관제사와 조종사 간에 여러 가지 대화가 있을 수 있기 때문에 대화의 폐쇄가 반드시 링크를 종료하는 것은 아니다.

조종사와 조종사 사이의 CPDLC 메시지의 모든 교환은 대화로 볼 수 있다.

CPDLC 애플리케이션에는 세 가지 주요 기능이 있다.

  • 현재 데이터 당국과 컨트롤러/컨트롤러 메시지 교환
  • 현재 및 다음 데이터 권한을 포함하는 데이터 권한의 이전 및
  • 다운스트림 데이터 당국과 함께 다운스트림 간극 전달

연방 항공국의 윌리엄 J에서 시뮬레이션이 실시되었다. 휴즈 테크니컬 센터는 CPDLC의 사용이 "바쁜 노선 영공에서 실제 운용 시 음성 채널 점유율이 75% 감소했다는 것을 의미한다는 것을 보여주었다. 음성 채널 점유율이 이렇게 감소함에 따른 순수 결과는 보다 효과적인 통신을 통해 비행 안전성과 효율을 높이는 것이다."[2]

실행

오늘날 CPDLC는 크게 두 가지 구현이 있다.

  • 원래 보잉과 에어버스가 FANS-A로 개발한 FANS-1 시스템은 현재 흔히 FANS-1/A라고 불리며, 주로 넓은 보드를 갖춘 장거리 항공기에 의해 해양 항로에서 사용된다. 원래 1990년대 후반 남태평양에 배치되었고, 이후 북대서양까지 확장되었다. FANS-1/A는 ACARS 기반 서비스로, 해양용으로 볼 때 주로 Inmarsat Data-2(Classic Aero) 서비스가 제공하는 위성 통신을 사용한다.
  • ICAO 문서 9705를 준수하는 ATN/CPDLC 시스템은 유로컨트롤의 Maastricht 상부 공역 제어 센터에서 작동하며 현재 유로컨트롤의 Link 2000+ Program에 의해 많은 다른 유럽 비행 정보 지역(FIRS)으로 확장되었다. ARINC와 SITA가 운영하는 VDL Mode 2 네트워크는 유럽 ATN/CPDLC 서비스를 지원하는 데 사용된다.

다음 UAC는 CPDLC 서비스를 제공한다.

  • 칼스루에 UAC(EDU), Rhein URI(FL245 위)[3] 제어
  • 런던 ACC(EGTT), 런던 URI 제어(FL195 또는 FL285 위)
  • 마스트리히트 UAC(EDY), 암스테르담 FIR, 하노버 UIR 및 브뤼셀 UIR(FL245 이상)[3] 제어
  • 스코틀랜드 ACC(EGPX), 스코틀랜드 URI 제어(FL195, FL245 또는 FL255 위)
  • 부다페스트 ACC, 헝가리 및 코소보 URI 통제
  • 스웨덴 FIR을 제어하는 스톡홀름 ATCC(ESOS)와 말뫼 ATCC(ESMM)
  • 카나리아스 ACC(GCCC), 카나리아스 FIR 제어
  • 프라하 IATCC(LKAA), PRAHA FIR, 즉 체코 영공 제어
  • 슬로베니아 FIR을 제어하는 Ljubljana ACC(LJLA)
  • 비엔나 ACC, 오스트리아 FIR 제어
  • 아틀란티코 ACC(SBAO), 브라질 영공을 통제한다.

1995년 NEAN(VDL 모드 4)을 포함한 PETAL I 및 II(Prelimary Eurocontrol Trial Air Ground Data 링크) 시험에 이어 오늘은 ATN(VDL 모드 2)과 FANS 1/A 서비스가 모두 지원된다.

마스트리히트 UAC와 함께 CPDLC 프로그램에 참여하는 항공사는 40개 이상이다. 평균 엔드 투 엔드 응답 시간(ATC-콕핏-ATC)은 30초를 훨씬 밑돈다. 2007년에 30,000개 이상의 LOG-ON이 보고되어 82,000개 이상의 CPDLC 업링크가 발생하여 각각 귀중한 주파수 시간을 절약했다.

조종석에 SSR 트랜스폰더 코드를 자동으로 업링크하는 등 ATC 통관(ACL), 항공기 통신 메시지(ACM), 체크 마이크(AMC) 서비스가 지원된다.

CPDLC는 아마도 모니터 메시지, 경로 간격 업링크, 2-4D 궤적, 연속 강하 접근 및 제약 조건 조정과 같은 프로젝트에서 추종하는 주요한 자극제가 될 것이다.

안전

모든 CPDLC 배치는 해당 공역에 대한 모든 안전 목표가 충족되었음을 입증하는 승인된 안전 사례에 의해 지원되어야 한다. EUROCAE ED-120(RTCA DO-290)은 대륙 공역에 대한 안전 및 성능 요구사항(SPR)이며 대륙 공역에서의 CPDLC 사용과 관련된 안전 목표를 위해 참조해야 한다.

ED-120은 위험분석을 제공하고 CPDLC 구축이 현재 제공하고 있는 ATC 서비스를 구현하는 시스템에 적용할 수 있는 위험을 식별한다. 그런 다음 그러한 시스템에 대한 안전 목표와 준수해야 하는 안전 요건을 도출한다.

지상 및 공중 시스템 구현자는 제품이 운영상 사용을 승인 또는 인증받으려면 이 안전 요구사항을 준수해야 한다. 에어사톤과 같은 회사들은 비즈니스 항공과 정부 운영자들을 위해 FANS 1/A 테스트를 제공한다. This FANS 1/A testing by AirSatOne is in accordance with RTCA DO-258A/ED-100A, meet the requirements of RTCA DO-258A/ED-100A, RTCA DO-306/ED-122 and FAA Advisory Circular AC 20-140C to support operational approval of the equipment.

ED-120/DO-290에 의해 식별된 안전 목표에는 메시지가 손상되거나 잘못 전달되지 않도록 해야 하는 필요성이 포함된다. 마찬가지로 중요한 것은 정확한 타임스탬프의 필요성과 구식 메시지의 거부다. 이러한 요건의 결과는 항공기 및 ATC 센터에서 CPDLC 구현이 정확한 클럭(UTC의 1초 이내)에 접근해야 한다는 것이다. 항공기의 경우 일반적으로 GPS에 의해 제공된다.

참고 항목

참조

  1. ^ "Irish Aviation Authority North Atlantic Communications - History". Archived from the original on 2013-07-02. Retrieved 2013-05-26.
  2. ^ "MITRE CAASD Projects - Controller Pilot Data Link Communications". Archived from the original on 2007-04-24. Retrieved 2007-05-05.
  3. ^ a b "Controller-Pilot Data Link Communication" (PDF). Deutsche Flugsicherung GmbH. Retrieved 2014-05-30.[영구적 데드링크]

외부 링크