雷神公司正在寻求将空中交通管制员跟踪美国终端空域内飞机时所使用的技术转变为一种基于软件的系统。与现代智能手机类似,这种系统可以使用应用程序进行更新而无需更换硬件。

年1月,美国联邦航空管理局(FAA)与雷神公司签订协议对现有标准终端自动化系统(STARS)进行改进,以提高其可用性并降低运营成本,该系统是为终端雷达进近控制(TRACON)设施提供飞行计划数据和飞机监视一体化的指挥控制系统。雷神公司还提出了多平台空中交通管制重新代管解决方案(MARS),旨在为管制员提供监视无人机系统的平台。雷神公司希望将软件应用程序作为未来向管制员引入新功能的主要方式。

雷神公司希望未来的空中交通管制员能够习惯于通过触摸屏显示器和虚拟键盘上的软件和应用程序接收功能更新,图中所示为多平台空中交通管制重新代管解决方案(MARS)。照片来源:雷神公司

一、标准终端自动化系统STARS

美国各地的空中交通管制员可以每天使用STARS为多个民用和军用机场4万多架飞机的起降提供安全高效的飞机间距和排序指引,已经在国家空域系统(NAS)内的11个TRACON设施中完成部署。目前雷神公司正致力于将这种嵌入式体系结构转移到基于软件的系统上,旨在为所有TRACON使用的STARS建立统一的国家软件和硬件基准。

雷神公司相关人员称改进不一定会引入新的图形用户界面,而是通过将新的管制员设备集成为一个应用程序,在其工作模式没有太大改动的前提下为空中交通管理带来更高的效率。系统中所有硬件通过串行输入,一个管制员最多可监视五到六个不同的显示器。

图示为目前空中交通管制员所使用的STARS系统,其中大部分功能分别显示在不同的显示器上。照片来源:雷神公司

STARS旨在将雷达数据和飞行信息集成到管制员使用的显示器中。显示器通过不同颜色区分并显示NAS上部署的终端以及其他传感器接收并处理的天气报告等信息,与实际的空中交通状况综合在一起可以帮助引导飞机绕过恶劣天气。

雷神公司的目标是到年中期实现STARS软硬件的统一国家基准管理。雷神公司表示将利用通用软件基线的优势,在单独的位置以分阶段部署方式进行软件更新。当每个新功能通过测试准备就绪时,再逐个站点启用,因此不会影响管制员对现有的空中交通情况进行持续管理。

雷神公司认为在接下来的十年中,STARS将会持续发展,并且可能会发展成为远远超过目前功能的系统。然而很多功能与需求目前还无法确定,因此雷神公司将在STARS系统迭代进化的过程中持续为其推出能够降低成本的软件更新。

二、多平台空中交通管制ATC重新托管解决方案MARS

对STARS系统的升级是增强管制员管理传统固定翼和旋翼空中交通方式的关键推动力。而针对空域中的新用户——商业运营者无人机和电动垂直起降(eVTOL)空中出租车,雷神公司提出了多平台空中交通管制重新代管解决方案(MARS)。

雷神公司与AirMap公司于年10月在华盛顿举行的空中交通管制员协会(ATCA)年会上对下一代空中交通管制工作站的无人机监控工具进行了虚拟演示。照片来源:雷神公司

雷神公司将MARS描述为一种原型工作站,它将为空中交通管制员引入一种新的显示屏,使他们可以继续使用现有键盘或将平板电脑用作虚拟键盘。MARS的原型机包括一个43英寸的触摸屏监视器,该监视器旨在将当前的语音记录和交换系统、机场场面检测告警系统、天气显示以及控制器使用的电子飞行包组件转换为基于软件的空中交通应用程序,并可以对其进行连续升级。该原型机已经在空中交通管制员协会(ATCA)年会等行业贸易展览会上向空中交通管制员进行了展示并获得了反馈。

MARS能够将监视范围扩展到STARS目前所提供的范围之外,后者监视范围仅限于终端空域或距机场60英里之内。MARS不仅能够整合已知航线和海洋空域内航班的数据,而且还将整合由AirMap公司提供的新入空域者的信息。雷神公司去年与无人机驾驶“空域情报”提供商AirMap公司建立了合作关系。AirMap使用一个开放的应用程序可编程接口(API)和软件开发工具包(SDK)平台,将无人飞机的运动连接起来,作为数据输入空中导航服务提供商(ANSP)的基础设施。此外,该公司的平台与未来在全球范围内开展的无人交通管理(UTM)计划保持一致,有助于商业运营的无人机和未来的空中出租车安全地整合到受控空域中。捷克共和国、日本和瑞士已经部署使用AirMap的技术。爱沙尼亚的ANSP于去年12月聘请该公司为顾问,以建立新的UTM运营概念。

AirMap的技术可以实时监视整个空域中无人机的情况,在此基础上雷神公司将开发相应的显示设备,以便管制员可以选择一个区域,并在几秒钟内了解无人机在该区域的位置以及它们可能给其他空中交通带来的冲突。

目前,雷神公司的研发重点是如何将来自AirMap与其他无人服务提供商的数据集成到MARS上,以供美国的管制员使用。根据公司相关人员说法,他们目前正在与多个国家进行谈判,这些国家已经在利用AirMap的数据来制定战略,并考虑将他们的MARS原型进一步推向未来的应用。

雷神公司认为美国由于空域更大更复杂,在UTM上已经落后于其他一些国家了。雷神公司的初衷是希望通过审视其他国家的做法及经验教训,从安全和效率的角度出发,判断他国的方案在哪些方面是可行的,并将其融入美国的UTM中,而并非一定要制定一个迎合一小部分市场的解决方案。

(航空工业发展中心陈蕾)

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