Đề án Nâng cấp các khối hệ thống hàng không nhằm đảm bảo an ninh hàng không, an toàn hàng không

Hoa Kỳ đã công bố hơn 5000 phương thức tiếp cận PBN. Trong số đó, gần 2500 phương thức có tiêu chuẩn tối thiểu LPV và LNAV/VNAV, còn lại dựa trên WAAS (SBAS). Trong số các phương thức có tiêu chuẩn tối thiểu LPV, gần 500 phương thức có tiêu chuẩn tối thiểu 200ft cao hơn thềm đường CHC (HAT). Các kế hoạch hiện tại đòi hỏi tất cả các đường CHC tại Mỹ (khoảng 5500 đường CHC) áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV vào năm 2016. Mỹ đã triển khai một phương thức GBAS Cat I mẫu tại Newark; Việc chứng nhận đang chờ xử lý về các vấn đề về kỹ thuật và khai thác.

Canada đã công bố 596 phương thức tiếp cận PBN co áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV vào tháng 7 năm 2011. Trong số đó, 23 phương thức áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV/VNAV và 52 phương thức áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV, số còn lại dựa trên WAAS (SBAS). Canada đã lập kế hoạch để tăng thêm các phương thức PBN, tăng thêm số lượng phương thức áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV và LNAV/VNAV đối với các phương thức chỉ áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV dựa trên yêu cầu của các nhà khai thác tàu bay. Canada chưa lắp đạt các hệ thống GBAS.

Úc đã công bố khoảng xấp xỉ 500 phương thức tiếp cận PBN có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV và có kế hoạch tăng thêm bổ sung các tiêu chuẩn tối thiểu LNAV/VNAV cho các phương thức này; Vào tháng 6 năm 2011 đã có 60 phương thức được phát triển. Chỉ khoảng 5% tàu bay khai thác tại Úc có năng lực Baro VNAV. Úc cũng không có SBAS, vì vậy không có các phương pháp tiếp cận nào áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV. Úc đã hoàn thành 1 thử nghiệm GBAS Cat I tại Sydney và sẽ lắp đặt một hệ thống mới để kiểm tra tiến tới phê chuẩn khai thác đầy đủ vào cuối năm 2012.

Pháp đã công bố 50 phương thức PBN với mới tối thiểu LNAV vào tháng 6 năm 2011; 3 phương thức có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LPV; không có LNAV/VNAV. Dự kiến cho đến cuối năm 2011 sẽ có 80 LNAV, 10 LPV và 1 LNAV/VNAV. Mục tiêu là đảm bảo phương thức PBN cho 100% các đường CHC IFR tại Pháp có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV vào năm 2016, 100% có LPV và LNAV/VNAV vào năm 2020. Pháp đã sử dụng một GBAS duy nhất để hỗ trợ việc cấp chứng chỉ tàu bay nhưng không hoạt động thường xuyên. Pháp cũng không có kế hoạch cho GBAS Cat I.

Brazil đã công bố 146 phương thức PBN có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV vào tháng 6 năm 2011; 45 phương thức có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV/VNAV. Có 179 phương thức đã được phát triển, 171 trong số đó sẽ có áp dụng tiêu chuẩn tối thiểu LNAV/VNAV. Brazil đã lập kế hoạch triển khai thực hiện GBAS tại các sân bay chính từ năm 2014. Brazil không có SBAS một phần do thách thức từ việc cung cấp dịch vụ SBAS đơn tần số trong các khu vực xích đạo.

Các phương thức STAR và SID RNAV-1 dựa trên PBN đã được thực hiện tại 6 sân bay chính. Theo lộ trình thực hiện PBN, Ấn Độ đang lập kế hoạch để thực hiện 38 phương thức LNAV và LNAV/VNAV tại sân bay chính để cung cấp khả năng khai thác trong mọi điều kiện thời tiết tại các sân bay mà không dựa vào các phương tiện phù trợ mặt đất. Tại một số sân bay, các phương thức này sẽ được kết nối với các phương thức khởi hành RNP-1.

2. 
   Các hoạt động đã được lập kế hoạch hoặc đang thực hiện
   

Ấn Độ đã phát triển một hệ thống SBAS được gọi là GAGAN (Hệ thống dẫn đường được tăng cường thông qua sự hỗ trợ của GPS). GAGAN có khả năng cung cấp năng lực RNP 0.1 trên các vùng thông báo bay của Ấn Độ và dịch vụ APV1 trên vùng trời lục địa. Hệ thống GAGAN đã có giấy chứng chỉ đã sẵn sàng vào tháng 6 năm 2013. Phạm vi của GAGAN đảm bảo cung cấp dịch vụ vệ tình được tăng cường trên hầu hết khu vực APACvà có thể rộng hơn nữa.

Ấn Độ đã lập kế hoạch thực hiện GBAS để hỗ trợ việc dẫn đường dựa theo vệ tinh trong TMA để tăng khả năng truy nhập tới các sân bay. Dự án thí điểm đầu tiên sẽ được thực hiện vào năm 2012 tại Chennai.

7. Tài liệu tham chiếu

7.1 Các tiêu chuẩn

Phụ đính 10 tập I. Đến năm 2011 một dự thảo sửa đổi SARPs cho GBAS để hỗ trợ các cách tiếp cận Cat II/III được hoàn thành và đang được xác nhận bởi các quốc gia và ngành công nghiệp.

7.2 Các phương thức

PANS-OPS (tài liệu 8168 ICAO)

• 
  Tài liệu hướng dẫn PBN (Tài liệu 9613 ICAO)
  
• 
  Tài liệu hướng dẫn GNSS (Tài liệu 9849 ICAO)
  
• 
  Tài liệu hướng dẫn WGS-84 (Tài liệu 9674)
  
• 
  Tài liệu nghiên cứu về Hiệu chuẩn dẫn đường vô tuyến (tài liệu 8071), tập II
  
• 
  Tài liệu hướng dẫn bảo đảm chất lượng cho việc thiết kế phương thức bay (tài liệu 9906), tập 5
  

Việc tinh chỉnh các qui trình, phương thức và tiêu chuẩn loại trừ nhiễu động giữa các tàu bay của các nhà cung cấp dịch vụ bảo đảm hoạt động bay cho phép nâng cao năng lực của đường CHC với cùng một mức độ hoặc có thể cao hơn về an toàn.

Sự nâng cấp này đang được hoàn thành mà không có bất cứ sự thay đổi nào đối với các trang thiết bị của tàu bay hoặc các thay đổi về các yêu cầu về tính năng của tàu bay. Việc nâng cấp bao gồm 3 yếu tố đã, hoặc sẽ được thực hiện vào cuối năm 2013 tại các sân bay được lựa chọn. Yếu tố thứ nhất là việc sửa đổi các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động hiện hành của ICAO để cho phép sử dụng hiệu quả năng lực của các đường CHC sân bay hơn mà không có sự gia tăng của nguy cơ tương ứng với việc lâm vào các luồng nhiễu động. Yếu tố thứ 2 là sự tăng thêm số lần hoạt động hạ cánh trên các đường băng song song gần sát nhau (khoảng cách giữa các tim các đường CHC nhỏ 2500ft) tại một số sân bay bằng cách thay đổi các phân cách nhiễu động đã được các ANSP áp dụng. Yếu tố thứ 3 là sự tăng thêm số lần hoạt động cất cánh trên các đường băng song song tại một số sân bay bằng cách thay đổi các phân cách nhiễu động được áp dụng bởi ANSP.

1.1.1 Cơ sở

ANSP áp dụng các phương thức loại trừ nhiễu động và các tiêu chuẩn tương ứng đã được phát triển theo thời gian với sự đánh giá toàn diện cuối cùng được thực hiện vào đầu những năm 1990. Các tiêu chuẩn của những năm 1990 vốn đã dè dặt về phương diện yêu cầu các phân cách nhiễu động tối thiểu giữa các tàu bay để tính toán đến tính không chính xác của mô hình tồn tại và phân rã của khối nhiễu động phía sau tàu bay và sự thiếu hụt dữ liệu được thu thập đủ lớn về các tác động của nhiễu động tàu bay.

1.1.2 Các thay đổi được mang đến bởi khối này

Khối này sẽ mang đến một sự thay đổi đối với các ANSP về các phương thức giảm nhẹ nhiễu động được áp dụng. Dựa trên các tiêu chuẩn đã được phát triển, sự an toàn điều chỉnh các tiêu chuẩn phân cách và các ứng dụng của chúng bởi các ANSP để cho phép nâng cao hơn khả năng thông qua đường CHC sân bay. Năng lực tăng thêm có được bởi yếu tố thứ nhất (thay đổi các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động) được dự kiến khoảng 4% đối với các sân bay bị hạn chế năng lực của Châu Âu, 7% đối với các sân bay bị hạn chế năng lực của Mỹ và mức tăng tương tự tại các sân bay bị hạn chế năng lực khác trên toàn thế giới. Yếu tố thứ 2 (tăng thêm khả năng hoạt động hạ cánh tại sân bay) và thứ 3 (tăng thêm khả năng hoạt động cất cánh) cung cấp sự tăng cường năng lực đường CHC đối với các sân bay có cấu hình đường băng và hoạt động bay hỗn hợp bằng cho phép ANSP thực hiện các phương thức loại trừ nhiễu động đặc biệt để tăng cường khả năng thông qua đường CHC. Các phương thức đặc biệt cụ thể của các sân bay đã hoặc sẽ mang đến sự gia tăng năng lực hạ cánh tại sân bay (5 đến 10 hoạt động hoặc hơn trong 1 giờ) trong cáckhoangr thời gia hoạt động hạ cánh bằng thiết bị hoặc tăng thêm năng lực cất cánh tại sân bay (2 đến 4 hoạt động hoặc hơn trong 1 tiếng).

1.2 Yếu tố thứ nhất: Khởi đầu các hoạt động 4D (4DTRAD)

Việc xem xét lại đầy đủ nhất các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động được sử dụng bởi kiểm soát viên không lưu đã được thực hiện gần 20 năm trước (những năm đầu của thập niên 1990). Kể từ đó, các hoạt động vận chuyển hàng không và đội tàu bay hỗn hợp đã có những thay đổi đáng kể, sự phức tạp của đường CHC sân bay đã được thay đổi và các thiết kế tàu bay mới (A380, B747-8, các máy bay phản lực hạng nhẹ, các hệ thống máy bay không người lái) đã được đưa ra trong NAS (vùng trời quốc gia).Các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động đã tồn tại 20 năm qua vẫn cung cấp phân cách an toàn cho tàu bay từ các nhiễu động của các tàu bay khác nhưng nó không còn đảm bảo khoảng cách và thứ tự hiệu quả năng lực nhất đối với tàu bay trong giai đoạn tiếp cận cũng như các hoạt động bay đường dài. Việc làm mất đi khoảng cách hiệu quả này đang làm tăng thêm độ hoảng trống giữa nhu cầu và năng lực mà cơ sở hạ tầng hàng không thương mại có thể cung cấp được.

Công việc trong yếu tố thứ nhất đang được hoàn tất bởi một nhóm làm việc kết hợp giữa EUROCONTROL và FAA. Nhóm này đãxem xét các phân cách tàu bay loại trừ nhiễu động theo yêu cầu hiện tại được sử dụng trong các cách thức điều hành không lưu ở cả Mỹ và Châu Âu và đã xác định các tiêu chuẩn hiện hành có thể được sửa đổi một cách an toàn để gia tăng năng lực khai thác của các sân bay và các vùng trời. Vào năm 2010, nhóm làm việc đã cung cấp một tập hợp của các khuyến cáo để ICAO xem xét tập trung vào các thay đổi đối với các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động của ICAO hiện tại. Để thực hiện được điều này, nhóm làm việc đã phát triển các công cụ phân tích nâng cao để kết nối các tác động của nhiễu động quan sát được với các tiêu chuẩn và xác định rủi ro an toàn tương ứng với các tiêu chuẩn tiềm năng mới trong mối liên quan đến các tiêu chuẩn hiện hành. Sau khi nhận các khuyến cáo, ICAO đã hình thành nhóm nghiên cứu về nhiễu động để xem xét các khuyến cáo của nhóm làm việc FAA/EUROCONTROL cùng với các khuyến cáo khác nhận được từ các quốc gia thành viên của ICAO. Dự kiến vào cuối năm 2012, ICAO sẽ công bố các thay đổi về tiêu chuẩn phân cách nhiễu động đối với các phương thức cung cấp dịch vụ bảo đảm hoạt động bay.

1.3 Yếu tố 2: Nâng cao năng lực khai thác sân bay đối với hoạt động bay đến

Các phương thức loại trừ nhiễu động của ANSP được áp dụng cho các hoạt động hạ cánh bằng thiết bị trên các đường CHC song song gần kề nhau (CSPR) được thiết kế để bảo vệ tàu bay trong trường hợp sân bay có cấu hình giãn cách đường CHC song song rất lớn. Trước năm 2008, các hoạt động hạ cánh bằng thiết bị thực hiện đến một CSPR của sân bay phải có cự ly phân cách nhiễu động tương đương với các hoạt động hạ cánh bằng thiết bị trên cùng một đường CHC. Trên thực tế một sân bay sử dụng CSPR cho các hoạt động hạ cánh phải chuyển đổi từ các phương thức hạ cánh bằng mắt sang các phương thức hạ cánh bằng thiết bị thì năng lực hạ cánh của sân bay đã bị giảm bớt 1/2 (từ 60 còn 30 hoạt động hạ cánh trong một giờ).

Các nỗ lực mở rông thu thập dữ liệu về sự chuyển đông của nhiễu động và các phân tích kết quả đã chỉ ra rằng các nhiễu động từ máy bay nhẹ hơn B757 và các tàu bay nặng hơn di chuyển ít ơn so với nhận định trước đây. Dựa trên các nhận thức này, các sân bay đòi hỏi nhu cầu năng lực cao ở Mỹ sử dụng CSPR cho các hoạt động tiếp cận đã được nghiên cứu để nhận ra rằng nếu các phương thức tiếp cận bằng thiết bị có thể được phát triển để đảm bảo cung cấp số lượng các hoạt động hạ cánh trong một giờ nhiều hơn so với tần suất của đường băng đơn lẻ. Một phương thức tiếp cận bằng thiết bị theo cặp đường nghiên phụ thuộc (FAA order 7110.308) đã được phát triển và sẵn sàng đưa vào sử dụng cho hoạt động vào năm 2008 cho 5 sân bay có cấu hình CSPR đáp ứng tiêu chuẩn bổ trí đường CHC của phương thức đã được phát triển.

Việc sử dụng các phương thức đã mang lại sự gia tăng đến hơn 10 hoạt động hạ cánh trên một giờ tại sân bay có CSPR. Đến cuối năm 2010 đã có thêm 2 sân bay khác được phê chuẩn sử dụng các phương thức này.

Các biến thể của phương thức đang tiếp tục được phát triển sẽ cho phép ứng dụng tại nhiều sân bay có CSPR hơn với ít ràng buộc về loại tàu bay phải là tàu bay đi trước trong các cặp tàu bay thực hiện tiếp cận phụ thuộc theo đường nghiêng định trước.

1.4 Yếu tố thứ 3: Nâng cao năng lực khai thác sân bay đối với hoạt động bay đến

Yếu tố thứ 3 là sự phát triển của các phương thức khởi hành của ANSP loại trừ nhiễu động nâng cao mà mức độ an toàn cho phép tăng thêm năng lực cất cánh tại sân bay có CSPR. Các phương thức đang được phát triển tại sân bay cụ thể theo các điều kiện khí tượng của thực tế bố trí đường CHC. Hoạt động khởi hành và đến độc lập về nhiễu động (WIDAO) được phát triển để sử dụng trên CSPR tại sân bay Charles De Gaulle đã được phát triển như là một kết quả của một chiến dịch thực hiện các biện pháp chuyển dịch nhiễu động trên diện rộng tại sân bay. Việc thực hiện WIDAO cho phép ANSP sử dụng CSPR bên trong các hoạt động cất cánh độc lập với các hoạt động hạ cánh trên CSPR bên ngoài, các đường CHC mà trước đó ANSP được yêu cầu áp dụng một phân cách loại trừ nhiễu động giữa tàu bay hạ cánh trên CSPR bên ngoài và tàu bay cất cánh trên CSPR bên trong. Việc loại trừ nhiễu động cho các hoạt động cất cánh (WTMD) là một dự án phát triển cuả Mỹ. Dự án này cho phép khi gió ngang đường băng là đủ mạnh và ổn định, tàu bay cất cánh ngược gió CSPR sau một B757 hoặc tàu bay nặng hơn cất cánh xuôi gió đường băng mà không cần đợi các yêu cầu trì hoãn loại trừ nhiễu động hiện thời từ 2 đến 3 phút. WTMD áp dụng một dự báo gió ngang đường băng và giám sát gió ngang đường băng hiện tại để xác định khi WTMD sẽ cung cấp hướng dẫn cho KSVKL việc trì hoãn giảm nhẹ nhiễu động từ 2 đên 3 phút có thể được loại bỏ và khi nào thì sự trì hoãn phải áp dụng lại. WTMD được phát triển để thực hiện tại 8 đến 10 sân bay tại Mỹ có CSPR với gió ngang thuận lợi thường xuyên và một lượng đáng kể các hoạt động của máy bay B757 và các máy bay có trọng lượng lớn hơn. Việc đưa vào khai thác WTMD được dự kiến vào mùa xuân năm 2011.

Các công cụ để xác định sự thành công của khối được đưa ra tại Phụ lục C

Sự thay đổi của các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động của ICAO sẽ liên quan đến việc gia tăng số loại tàu adp dụng bay phân cách nhiễu động của ICAO từ 3 đến 6 loại cùng với sự phân bố các loại tàu bay theo một trong 6 loại phân cách nhiễu động. Điều này dường như là các phương thức ANSP sử dụng đầy đủ các tiêu chuẩn 6 loại phân cách được thiết lập sẽ cần một vài hỗ trợ KSVKL bằng tự động hóa trong việc cung cấp loại nhiễu động phân bổ cho mỗi loại tàu bay và từ đó KSVKL sẽ biết được loại phân cách nhiễu động nào nên được áp dụng giữa các loại tàu bay. Việc thực hiện yếu tố thứ nhất sẽ không đòi hỏi bất kỳ thay đổi nào đối với các phương thức bay của tổ bay. Tuy nhiên, điều đó sẽ đòi hỏi sự thay đổi trong cách thức một kế hoạch bay được nộp theo loại nhiễu động của tàu bay.

Việc thực hiện khối tác động đến khả năng sử dụng CSPR của sân bay đối với các hoạt động hạ cánh chỉ ảnh hưởng đến các phương thức của ANSP dành cho xắp xếp thứ tự hạ cánh và phân tách các tàu bay tới CSPR. Các sản phẩm của yếu tố thứ 2 là các phương thức bổ sung để các ANSP sử dụng đối với các tình huống khi sân bay khai thác theo các quy tắc bay bằng thiết bị và có nhu cầu hạ cánh nhiều hơn có thể đạt được bằng cách sử dụng chỉ một CSPR của sân bay. Các phương thức được thực hiện bởi yếu tố thứ 2 không đòi hỏi sự thay đổi nào về các phương thức của tổ bay để hoàn tất một quá trình tiếp cận hạ cánh bằng thiết bị tới sân bay. Các biện pháp thực hiện thuộc yếu tố thứ 3 của khối chỉ ảnh hưởng đến các phương thức của ANSP dành cho các tàu bay cất cánh trên một CSPR của sân bay. Các sản phẩm của yếu tố thứ 3 là các phương thức bổ sung để ANSP sử dụng trong các tình huống khi sân bay được khai thác trong điều kiện yêu cầu cường độ cất cánh lớn và sân bay sẽ có một số lượng lớn máy bay B757 và máy bay trọng tải nặng hơn hoạt động hỗn hợp. Các phương thức đảm bảo cho sự chuyển tiếp qua lại từ trường hợp giảm bớt yêu cầu phân cách giữa các tàu bay và tiêu chuẩn dành cho trường hợp không nên sử dụng việc giảm bớt phân cách. Các phương thức được thực hiện bởi yếu tố thứ 3 không đòi hỏi các thay đổi đối với các phương thức của tổ bay để hoàn thành việc cất cánh từ sân bay. Khi một phương thức khởi hành CSPR đặc biệt đang được sử dụng tại một sân bay, các phi công được lưu ý rằng các phương thức đặc biệt đang được sử dụng và họ có thể kỳ vọng một huấn lệnh cất cánh tức thời.

4. Năng lực của hệ thống thiết yếu

4.1 Kỹ thuật điện tử hàng không

Không đòi hỏi công nghệ bổ sung cho tàu bay hoặc các chứng chỉ bổ sung cho tổ lái.

Một số ANSP có thể phát triển một công cụ hỗ trợ quyết định để bổ trợ trong các ứng dụng của tập hợp 6 loại phân cách nhiễu động mới của ICAO. Các sản phẩm của yếu tố 2 và 3 khác nhau về sự phụ thuộc của chúng đối với các công nghệ mới nhất được áp dụng. Để thực hiện WTMD, công nghệ được sử dụng để dự đoán độ lớn và hướng của gió cạnh rồi thể hiện các thông tin này cho KSVKL và kíp trưởng ANSP.

Đang phát triển

Các kiểm soát viên sẽ yêu cầu huấn luyện bổ sung các loại nhiễu động và ma trận phân cách. Sự bổ sung của yếu tố thứ 3, WTMD, sẽ đòi hỏi huấn luyện cho kiểm soát viên sử dụng các công cụ mới để giám sát và dự đoán gió ngang.

Sản phẩm của yếu tố thứ nhất là một tập hợp các khuyến cáo thay đổi đối với các tài liệu về các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động và hỗ trợ của ICAO.

Các sản phẩm của yếu tố thứ 2 là các sân bay cụ thể của Mỹ được phê chuẩn để sử dụng thông quá một tiến trình đánh giá quốc gia nhằm đảm bảo tích hợp phù hợp vào hệ thống kiểm soát không lưu. Một qui trình đồng bộ (Hệ thống quản lý an toàn FAA) đánh giá và lập thành hệ thống tài liệu an toàn của sản phẩm, đảm bảo các rủi ro an toàn tương ứng với việc sử dụng các sản phẩm luôn ở mức độ thấp.

WIDAO của yếu tố thứ 3 được trải qua quá trình xem xét mở rộng bởi ANSP của Pháp và các cơ quan quản lý nhà nước. Hiện tại nó đang được khai thác tại sân bay Charles de Gaulle. WTMD đang ở giai đoạn triển khai thông qua qui trình phê chuẩn khai thác sử dụng của FAA (bao gồm các quy trình của hệ thống quả lý an toàn) và được dự kiến bắt đầu hoạt động tại sân bay Geogre Bush Continential Houston vào năm 2011.

Hiện đang trong giai đoạn chờ đợi phê chuẩn của ICAO cho việc điều chỉnh các tiêu chuẩn phân cách nhiễu động (dự kiến phê chuẩn vào năm 2012/13).

Phương thức tại chỉ dẫn 7110.308 của FAA đã từng được chấp thuận cho 7 sân bay tại Mỹ với trường hợp sân bay Seattle – Tacoma và Memphis sử dụng phương thức trong giai đoạn đường băng đóng cửa để bảo dưỡng. Các phương thức sử dụng tại Cleveland đang chờ đợi các thay đổi của trang thiết bị đường băng.

Việc làm giãn các hạn chế phân cách nhiễu động theo phương pháp WIDAO tại CDG (các tập hợp ràng buộc thứ nhất và thứ 2) được chấp thuận vào tháng 11 năm 2008 và tháng 3 năm 2009. Tập hợp cuối cùng các ràng buộc của CDG đã được dỡ bỏ vào năm 2010.