System unikania kolizji drogowych - Traffic collision avoidance system

System unikania kolizji w ruchu drogowym lub system ostrzegania o kolizji i system unikania kolizji (oba w skrócie TCAS i wymawiane / t iː k ć s / ; TEE-kas ) to system unikania kolizji statków powietrznych zaprojektowany w celu zmniejszenia częstości występowania kolizji w powietrzu (MAC ) między statkami powietrznymi. Monitoruje przestrzeń powietrzną wokół statku powietrznego pod kątem innych statków powietrznych wyposażonych w odpowiedni transponder aktywny , niezależnie od kontroli ruchu lotniczego i ostrzega pilotów o obecności innych statków powietrznych wyposażonych w transponder, które mogą stanowić zagrożenie MAC. Jest to rodzaj pokładowego systemu zapobiegania kolizjom, który został nakazany przez Organizację Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego do zainstalowania we wszystkich statkach powietrznych o maksymalnej masie startowej (MTOM) powyżej 5700 kg (12600 funtów) lub dopuszczonych do przewozu więcej niż 19 pasażerów. CFR 14, Ch I, part 135 wymaga, aby TCAS I był zainstalowany dla samolotów z 10-30 pasażerami, a TCAS II dla samolotów z więcej niż 30 pasażerami. ACAS/TCAS opiera się na sygnałach transpondera radaru wtórnego (SSR) , ale działa niezależnie od urządzeń naziemnych, zapewniając porady pilotowi w przypadku potencjalnie konfliktowych statków powietrznych.

Połączony wyświetlacz kokpitu TCAS i EHSI (kolor)

W nowoczesnych samolotach ze szklanym kokpitem wyświetlacz TCAS może być zintegrowany z wyświetlaczem nawigacyjnym (ND) lub elektronicznym wskaźnikiem sytuacji poziomej (EHSI).

Połączony wyświetlacz kokpitu TCAS i VSI (monochromatyczny)

W starszych samolotach ze szklanym kokpitem i tych z oprzyrządowaniem mechanicznym taki zintegrowany wyświetlacz TCAS może zastąpić mechaniczny IVSI (wskazujący prędkość, z jaką samolot schodzi lub wznosi się).

Impuls dla systemu i historii

Badania nad systemami unikania kolizji trwają co najmniej od lat 50. XX wieku, a przemysł lotniczy współpracuje z Amerykańskim Stowarzyszeniem Transportu Lotniczego (ATA) od 1955 r. nad systemem unikania kolizji. ICAO i władze lotnicze, takie jak Federal Aviation Administration, zostały zachęcone do działania przez zderzenie w powietrzu w Wielkim Kanionie w 1956 roku .

Jednak dopiero w połowie lat 70. badania skoncentrowały się na wykorzystaniu sygnałów z transponderów powietrznych ATCRBS jako wspólnego elementu systemu unikania kolizji. Takie podejście techniczne umożliwia unikanie kolizji na pokładzie nawigacyjnym, które jest niezależne od systemu naziemnego. W 1981 roku FAA ogłosiła decyzję o wdrożeniu koncepcji unikania kolizji samolotów zwanej Traffic Alert and Collision Avoidance System (TCAS). Koncepcja opiera się na wysiłkach agencji i rozwoju przemysłu w obszarach systemów unikania kolizji opartych na radiolatarni i technik komunikacji dyskretnego adresu powietrze-powietrze, wykorzystujących formaty wiadomości transpondera lotniczego Modu S.

Niedługo później prototypy TCAS II zostały zainstalowane na dwóch samolotach Boeing 727 Piedmont Airlines i były latane regularnie. Chociaż wyświetlacze znajdowały się poza zasięgiem wzroku załogi lotniczej i były widziane tylko przez przeszkolonych obserwatorów, testy te dostarczyły cennych informacji na temat częstotliwości i okoliczności alarmów oraz ich możliwości interakcji z systemem ATC . W kolejnym etapie II programu, późniejsza wersja TCAS II została zainstalowana na jednym Boeingu 727 Piedmont Airlines, a system został certyfikowany w kwietniu 1986 r., a następnie zatwierdzony do oceny operacyjnej na początku 1987 r. Ponieważ sprzęt nie został opracowany do pełnych standardów system był eksploatowany tylko w wizualnych warunkach meteorologicznych (VMC). Chociaż załoga lotnicza obsługiwała system, ocena miała przede wszystkim na celu zebranie danych i ich korelację z obserwacją i reakcją załogi lotniczej i obserwatora.

Późniejsze wersje TCAS II produkowane przez Bendix / King Air Transport Avionics Division zostały zainstalowane i zatwierdzone na samolotach United Airlines na początku 1988 roku. Podobne jednostki wyprodukowane przez Honeywell zostały zainstalowane i zatwierdzone w samolotach Northwest Airlines pod koniec 1988 roku. Ten ograniczony program instalacyjny obsługiwał TCAS II jednostki zatwierdzone do eksploatacji jako system pełnoetatowy zarówno w warunkach meteorologicznych z widocznością, jak i według wskazań przyrządów (IMC) na trzech różnych typach statków powietrznych. Programy oceny operacyjnej kontynuowano do 1988 r. w celu sprawdzenia przydatności operacyjnej systemów

Incydenty

Wdrożenie TCAS dodało barierę bezpieczeństwa, aby zapobiec kolizjom w powietrzu . Jednak dalsze badania, udoskonalenia, szkolenia i środki regulacyjne były nadal wymagane, ponieważ ograniczenia i niewłaściwe korzystanie z systemu nadal skutkowały innymi incydentami i wypadkami śmiertelnymi, które obejmują:

1996 wypadek Charkhi Dadri w powietrzu nad New Delhi;
1999 Lambourne blisko kolizji, z udziałem Boeinga 737-300 i Gulfstream IV . Przestrzeń powietrzna nad Lambourne to strefa oczekiwania na Heathrow. Wydarzenie to jest godne uwagi, ponieważ oba samoloty weszły do strefy z różnych kierunków, prowadząc do nieuchronnego zderzenia czołowego (pozycja na godzinie pierwszej). Porada o ruchu (bursztynowy znak) niemal natychmiast przekształciła się w poradę dotyczącą rozdzielczości (czerwony znak) z przewidywanym czasem kolizji krótszym niż 25 sekund.
2001 incydent w powietrzu w Japan Airlines ; gdzie kapitan lotu 907 Japan Airlines Boeinga 747-400 , 40-letni Makoto Watanabe (渡辺誠Watanabe Makoto ), zdecydował się zejść, na polecenie kontrolera ruchu lotniczego, kiedy TCAS kazał załodze wspinać się, prawie zderzając się z opadającym JAL F958 DC-10 na trasie z Busan do tokijskiego lotniska Narita .
2002 Überlingen zderzenie w powietrzu , pomiędzy Boeingiem 757 i Tupolewem Tu-154 , gdzie piloci Tupolewa odmówili wykonania ich zalecenia dotyczącego rozdzielczości TCAS (RA), zamiast podążać za wskazówkami kontrolera ruchu lotniczego, podczas gdy piloci Boeinga podążali za ich TCAS -RA, bez instrukcji ATC.
2006 zderzenie Gol Transportes Aéreos Flight 1907 ( Boeing 737 ) z Embraer Legacy 600 w 2006; transponder Embraera został przypadkowo wyłączony, wyłączając jego własny TCAS i czyniąc samolot niewidzialnym dla TCAS na pokładzie lotu 1907.
2011 Fribourg blisko kolizji, z udziałem Germanwings Airbus A319 Flight 2529 i Hahn-Air-Lines Raytheon Premier I Flight 201. Kontrola ruchu lotniczego w Genewie pozwoliła lotowi 2529 opaść do poziomu 250, ale weszła jak zwykle na poziom 280 w celu przekazania kontroli ruchu w Zurychu. Kontrola ruchu lotniczego w Zurychu pozwoliła lotowi 201 na wzniesienie się do poziomu lotu 270. Spowodowało to zalecenie dotyczące zatonięcia Airbusa i wznoszenia się Raytheona, po czym oba samoloty poszły w ślady. Dziewięć sekund później Geneva poleciła Raytheonowi opaść na poziom lotu 260, za którym podążali. Doprowadziło to do sytuacji, w której oba samoloty przeleciały na minimalnej odległości 100 stóp. Niedługo później Raytheon był niżej niż Airbus, a TCAS wydał odwrócony RA, aby Airbus mógł się wspinać, a Raytheon zatonął.
2019 bliski kolizji między Boeingiem 777-328(ER) a Airbusem A320-232 w przestrzeni powietrznej Bombaju. Boeing AF 253 obsługiwany przez Air France leciał z Ho Chi Minh City do Paryża na 320 FL, podczas gdy Airbus EY 290 obsługiwany przez Etihad Airways leciał z Abu Zabi do Katmandu na FL 310. Po aktywacji TCAS ATC zamówił Etihad wspiąć się na FL330.
2019 United Airlines Flight 1515 ( Boeing 737 Next Generation (737NG)) i Cathay Pacific Flight 892 ( Airbus A350 XWB ) oba samoloty leciały na podejściu do międzynarodowego lotniska w San Francisco otrzymały TCAS-RA (system unikania kolizji w ruchu drogowym – rozdzielczość). Doradcze) alarm i oba wylądowały bezpiecznie.

Przegląd

Opis systemu

TCAS obejmuje komunikację pomiędzy wszystkimi statkami powietrznymi wyposażonymi w odpowiedni transponder (pod warunkiem, że transponder jest włączony i skonfigurowany prawidłowo). Każdy TCAS wyposażone samolotu przepytuje wszystkie pozostałe statki w określonym zakresie około swojej pozycji (poprzez 1.030 MHz radiowej częstotliwości ), a wszystkie inne odpowiedzi samolotu innym przesłuchań (przez 1090 MHz). Ten cykl pytań i odpowiedzi może występować kilka razy na sekundę.

System TCAS buduje trójwymiarową mapę statków powietrznych w przestrzeni powietrznej, obejmującą ich zasięg (uzyskany z czasu trwania przesłuchania i odpowiedzi w obie strony), wysokość (zgłaszaną przez przesłuchiwany statek powietrzny) i namiar (z anteny kierunkowej z odpowiedzi). . Następnie, ekstrapolując aktualny zasięg i różnicę wysokości na przewidywane przyszłe wartości, określa, czy istnieje potencjalne zagrożenie kolizją.

TCAS i jego warianty mogą wchodzić w interakcje tylko z samolotami, które mają poprawnie działający transponder w trybie C lub w trybie S. Unikalny 24-bitowy identyfikator jest przypisywany do każdego statku powietrznego, który ma transponder modu S.

Następnym krokiem poza identyfikacją potencjalnych kolizji jest automatyczne negocjowanie manewru wzajemnego unikania (obecnie manewry są ograniczone do zmian wysokości i modyfikacji prędkości wznoszenia/opadania) pomiędzy dwoma (lub więcej) sprzecznymi samolotami. Te manewry unikania są przekazywane załodze lotniczej za pomocą wyświetlacza w kokpicie i syntetycznych instrukcji głosowych.

Chroniona przestrzeń powietrzna otacza każdy samolot wyposażony w TCAS. Rozmiar chronionej przestrzeni zależy od wysokości, prędkości i kursu samolotu biorącego udział w starciu. Poniższa ilustracja przedstawia przykład typowego wolumenu ochrony TCAS.

Komponenty systemu

Instalacja TCAS składa się z następujących elementów:

Jednostka komputerowa TCAS: Wykonuje obserwację przestrzeni powietrznej, śledzenie intruzów, śledzenie wysokości własnego samolotu, wykrywanie zagrożeń, określanie i wybór manewrów doradczych w zakresie rozdzielczości (RA) oraz generowanie komunikatów doradczych. Procesor TCAS wykorzystuje wysokość ciśnieniową, wysokość radarową i dyskretne dane wejściowe stanu statku powietrznego z własnego statku powietrznego do sterowania parametrami logiki unikania kolizji, które określają poziom ochrony wokół statku powietrznego TCAS.
Anteny: Anteny używane przez TCAS II obejmują antenę kierunkową zamontowaną na górze samolotu oraz antenę dookólną lub kierunkową zamontowaną na spodzie samolotu. Większość instalacji korzysta z opcjonalnej anteny kierunkowej na spodzie samolotu. Oprócz dwóch anten TCAS, dla transpondera Mode S wymagane są również dwie anteny. Jedna antena jest zamontowana na górze samolotu, a druga na dole. Anteny te umożliwiają transponderowi Modu S odbieranie zapytań z częstotliwością 1030 MHz i odpowiadanie na odebrane zapytania z częstotliwością 1090 MHz.
Prezentacja kokpitu: Interfejs TCAS z pilotami zapewniają dwa wyświetlacze: wyświetlacz ruchu i wyświetlacz RA. Te dwa wyświetlacze można zaimplementować na wiele sposobów, w tym wyświetlacze, które łączą oba wyświetlacze w jedną, fizyczną jednostkę. Niezależnie od implementacji wyświetlane informacje są identyczne. Normy dotyczące zarówno wyświetlania ruchu, jak i wyświetlania RA są określone w DO-185A.

Operacja

Poniższy rozdział opisuje działanie TCAS w oparciu o TCAS II, ponieważ jest to wersja, która została przyjęta jako międzynarodowy standard (ACAS II) przez ICAO i władze lotnicze na całym świecie.

Tryby pracy

TCAS II może obecnie pracować w następujących trybach:

Czekaj: Zasilanie jest dostarczane do procesora TCAS i transpondera trybu S, ale TCAS nie wysyła żadnych zapytań, a transponder odpowiada tylko na zapytania dyskretne.
Transponder: Transponder modu S jest w pełni sprawny i odpowiada na wszystkie odpowiednie zapytania naziemne i TCAS. TCAS pozostaje w stanie gotowości.
Tylko komunikaty drogowe: Transponder modu S jest w pełni sprawny. TCAS będzie działać normalnie i wydawać odpowiednie zapytania oraz wykonywać wszystkie funkcje śledzenia. Jednak TCAS będzie wydawać tylko powiadomienia o ruchu (TA), a powiadomienia o rozdzielczości (RA) zostaną zablokowane.
Automatyczne (informacje dotyczące ruchu/rozdzielania): Transponder modu S jest w pełni sprawny. TCAS będzie działać normalnie i wydawać odpowiednie zapytania oraz wykonywać wszystkie funkcje śledzenia. W stosownych przypadkach TCAS wyda komunikaty o ruchu (TA) i rozwiązania (RA).

TCAS działa w sposób skoordynowany, więc gdy RA jest wydawane samolotom będącym w konflikcie, wymagane działanie (tj . Wznoszenie. Wznoszenie. ) musi być natychmiast wykonane przez jeden z samolotów, podczas gdy drugi otrzymuje podobne RA w przeciwnym kierunek (tj . Zejść. Zejść. ).

Alerty

Typowa koperta TCAS II

TCAS II wydaje następujące rodzaje komunikatów słuchowych:

Doradztwo drogowe (TA)
Doradztwo w sprawie restrukturyzacji i uporządkowanej likwidacji (RA)
Bez konfliktu

Po wydaniu TA piloci są instruowani, aby zainicjować wzrokowe wyszukiwanie ruchu powodującego TA. Jeżeli ruch jest rejestrowany wizualnie, piloci są instruowani, aby zachować wizualną separację od ruchu. Programy szkoleniowe wskazują również, że nie należy wykonywać manewrów poziomych wyłącznie na podstawie informacji wyświetlanych na wyświetlaczu ruchu. Niewielkie korekty prędkości pionowej podczas wznoszenia lub opadania lub niewielkie korekty prędkości lotu przy zachowaniu zgodności z zezwoleniem ATC są dopuszczalne.

Po wydaniu RA oczekuje się, że piloci natychmiast zareagują na RA, chyba że zagroziłoby to bezpieczeństwu lotu. Oznacza to, że statki powietrzne będą czasami musiały wykonać manewry wbrew instrukcjom ATC lub zlekceważyć instrukcje ATC. W takich przypadkach kontroler nie jest już odpowiedzialny za oddzielenie statku powietrznego biorącego udział w RA do czasu zakończenia konfliktu.

Z drugiej strony ATC może potencjalnie zakłócać reakcję pilota na RA. Jeżeli sprzeczne instrukcje ATC pokrywają się z RA, pilot może założyć, że ATC jest w pełni świadomy sytuacji i zapewnia lepsze rozwiązanie. Ale w rzeczywistości ATC nie wie o RA, dopóki RA nie zostanie zgłoszony przez pilota. Po zgłoszeniu RA przez pilota, ATC musi nie próbować modyfikować toru lotu statku powietrznego biorącego udział w spotkaniu. Stąd oczekuje się, że pilot będzie „podążał za RA”, ale w praktyce nie zawsze tak się dzieje.

Niektóre kraje wdrożyły „łącze w dół RA”, które zapewnia kontrolerom ruchu lotniczego informacje o RA umieszczonych w kokpicie. Obecnie nie ma przepisów ICAO dotyczących korzystania z łącza w dół RA przez kontrolerów ruchu lotniczego.

Podczas szkolenia pilota kładzie się nacisk na następujące punkty:

Nie manewruj w kierunku przeciwnym do wskazanego przez RA, ponieważ może to spowodować kolizję.
Po udzieleniu odpowiedzi na RA poinformuj kontrolera RA tak szybko, jak pozwoli na to obciążenie załogi lotniczej pracą. Nie ma wymogu dokonywania tego powiadomienia przed zainicjowaniem odpowiedzi RA.
Bądź czujny na usunięcie RA lub osłabienie RA, aby zminimalizować odchylenia od oczyszczonej wysokości.
Jeśli to możliwe, postępuj zgodnie z zezwoleniem kontrolera, np. skręć, aby przechwycić drogę oddechową lub lokalizator, jednocześnie odpowiadając na RA.
Po zakończeniu zdarzenia RA należy niezwłocznie powrócić do poprzedniego zezwolenia lub instrukcji ATC lub zastosować się do zmienionego zezwolenia lub instrukcji ATC.

RA występuje średnio co 1000 godzin lotu na samolotach krótko-/ średniodystansowych i co 3000 godzin na samolotach długodystansowych . W przewodniku ACAS z grudnia 2017 r. Eurocontrol stwierdził , że w około 25% przypadków piloci nieprecyzyjnie śledzą RA. Airbus oferuje opcję autopilota / kierownika lotu TCAS do automatycznych manewrów unikania.

Rodzaje ruchu i porady dotyczące rozdzielczości

Rodzaj	Tekst	Oznaczający	Wymagane działanie
TA	Ruch drogowy; ruch drogowy.	Intruz w pobliżu zarówno w poziomie, jak iw pionie.	Spróbuj nawiązać kontakt wzrokowy i bądź przygotowany na manewrowanie w przypadku wystąpienia RZS.
RA	Wspiąć się; wspiąć się.	Intruz przejdzie poniżej	Rozpocznij wspinaczkę z prędkością 1500–2000 stóp/min
RA	Schodzić. Schodzić.	Intruz przejdzie wyżej.	Rozpocznij schodzenie z prędkością 1500–2000 stóp/min
RA	Zwiększ wznoszenie.	Intruz przejdzie tuż poniżej	Wspinaj się z prędkością 2500 – 3000 stóp/min.
RA	Zwiększ zejście.	Intruz przejdzie tuż nad nim.	Zejście z prędkością 2500 – 3000 stóp/min.
RA	Zmniejsz wznoszenie.	Intruz jest prawdopodobnie znacznie poniżej.	Wspinaj się wolniej.
RA	Zmniejsz zejście.	Intruz jest prawdopodobnie dużo wyżej.	Schodzisz w wolniejszym tempie.
RA	Wspiąć się; wspinać się teraz.	Intruz, który przelatywał na górze, przejdzie teraz na dole.	Zmień ze zjazdu na wspinaczkę.
RA	Schodzić; zejdź teraz.	Intruz, który przelatywał w dole, teraz przejdzie w górę.	Zmień z podjazdu na zjazd.
RA	Utrzymuj prędkość pionową; utrzymywać.	Intruz zostanie uniknięty, jeśli utrzymana zostanie prędkość pionowa.	Utrzymaj aktualną prędkość pionową.
RA	Wyrównaj, wyrównaj.	Intruz znacznie oddalony, czyli osłabienie początkowego RZS.	Zacznij się wyrównywać.
RA	Monitoruj prędkość pionową.	Intruz z przodu w locie poziomym, powyżej lub poniżej.	Pozostań w locie poziomym.
RA	Przejście.	Przejście przez poziom intruza. Zwykle dodawany do każdego innego RA.	Postępuj zgodnie z powiązanym RA.
CC	Bez konfliktu.	Intruz nie jest już zagrożeniem.	Niezwłocznie wróć do poprzedniego zezwolenia ATC.

Interakcja pilota/załogi podczas wydarzenia TCAS

Interakcja ze zdarzeniami TCAS
Załoga powietrzna	Kontroler
Doradztwo drogowe (TA)
Nie manewruje swoim statkiem powietrznym wyłącznie w odpowiedzi na komunikaty o ruchu (TA)	Pozostaje odpowiedzialny za separację ATC
Powinien przygotować się do odpowiednich działań w przypadku wystąpienia RZS; ale o ile to możliwe, piloci nie powinni żądać informacji o ruchu	Na żądanie załogi lotniczej przekazuje informacje o ruchu
Doradztwo w sprawie restrukturyzacji i uporządkowanej likwidacji (RA)
Reaguje natychmiast i manewruje zgodnie z zaleceniami, chyba że naraziłoby to na szwank bezpieczeństwo statku powietrznego;	Nie podejmuje prób zmiany toru lotu statku powietrznego odpowiadającego na RA
Postępuje zgodnie z RA, nawet jeśli istnieje konflikt między RA a instrukcją kontroli ruchu lotniczego (ATC) dotyczącą manewrowania	Nie wydaje żadnego zezwolenia ani instrukcji dla zaangażowanego statku powietrznego, dopóki pilot nie zgłosi powrotu do warunków przydzielonego zezwolenia lub instrukcji ATC
Nigdy nie będzie manewrował w odwrotnym sensie do RA, ani nie będzie utrzymywał pionowego tempa w odwrotnym sensie do RA	Potwierdza zgłoszenie, używając wyrażenia „ROGER”
W przypadku odstępstwa od instrukcji lub zezwolenia kontroli ruchu lotniczego w odpowiedzi na jakiekolwiek RA: Jak tylko pozwoli na to obciążenie pracą załogi lotniczej, powiadomić odpowiednią jednostkę ATC o odchyleniu. Niezwłocznie poinformuj ATC, gdy nie są w stanie zastosować się do zezwolenia lub instrukcji, które są sprzeczne z RA.	Na żądanie załogi lotniczej przekazuje informacje o ruchu
Niezwłocznie zastosuje się do wszelkich kolejnych RA wydanych przez TCAS	Przestaje być odpowiedzialny za zapewnianie separacji między tym statkiem powietrznym a jakimkolwiek innym statkiem powietrznym, którego to dotyczy w bezpośredniej konsekwencji manewru wywołanego przez RA, o ile pilot zgłosił TCAS RA.
Ogranicza zmiany toru lotu do minimalnego zakresu niezbędnego do spełnienia zaleceń dotyczących rozwiązania
Bez konfliktu (CC)
Niezwłocznie powraca do warunków instrukcji lub zezwolenia ATC, gdy konflikt zostanie rozwiązany;	Wznawia odpowiedzialność za zapewnienie separacji dla wszystkich statków powietrznych, których to dotyczy, gdy potwierdzi: Raport od pilota, że statek powietrzny wznawia przydzielone zezwolenie lub instrukcję ATC i wydaje alternatywne zezwolenie lub instrukcję, które jest potwierdzone przez pilota Raport od pilota, że statek powietrzny wznowił przydzielone zezwolenie lub instrukcję ATC;
Poinformuje ATC po zainicjowaniu zwrotu lub wznowieniu bieżącego zezwolenia;

Aspekty bezpieczeństwa

Badania bezpieczeństwa dotyczące TCAS szacują, że system poprawia bezpieczeństwo w przestrzeni powietrznej o współczynnik od 3 do 5.

Jednak dobrze wiadomo, że część pozostałego ryzyka polega na tym, że TCAS może wywołać kolizje w powietrzu: „W szczególności zależy to od dokładności zgłaszanej wysokości zagrażającego statku powietrznego i od oczekiwań, że zagrażający statek powietrzny nie wykona nagłego manewru który pokonuje TCAS Resolution Advisory (RA). Badanie bezpieczeństwa pokazuje również, że TCAS II spowoduje pewne krytyczne kolizje w pobliżu powietrza…” (Patrz strona 7 Wprowadzenie do TCAS II wersja 7 i 7.1 (PDF) w zewnętrznych linkach poniżej) .

Jednym z potencjalnych problemów z TCAS II jest możliwość, że zalecany manewr unikania może skierować załogę lotniczą na zniżanie się w kierunku terenu poniżej bezpiecznej wysokości. Niedawne wymogi dotyczące uwzględniania bliskości gruntu zmniejszają to ryzyko. Ostrzeżenia o zbliżaniu się do ziemi mają pierwszeństwo w kokpicie przed ostrzeżeniami TCAS.

Niektórzy piloci nie byli pewni, jak się zachować, gdy ich samolot został poproszony o wznoszenie się podczas lotu na maksymalnej wysokości. Przyjętą procedurą jest jak najlepsze podążanie za wznoszeniem RA, tymczasowo zamieniając prędkość na wysokość . Wspinaczka RA powinna szybko się skończyć. W przypadku ostrzeżenia o przeciągnięciu pierwszeństwo ma ostrzeżenie o przeciągnięciu.

Oba przypadki zostały rozwiązane w wersji 7.0 TCAS II i są obecnie obsługiwane przez korygujący RA wraz z wizualnym wskazaniem zielonego łuku na wyświetlaczu IVSI, aby wskazać bezpieczny zakres dla prędkości wznoszenia lub opadania. Stwierdzono jednak, że w niektórych przypadkach wskazania te mogą prowadzić do niebezpiecznej sytuacji dla danego statku powietrznego. Na przykład, jeśli zdarzenie TCAS ma miejsce, gdy dwa samoloty schodzą jeden nad drugim w celu lądowania, samolot na niższej wysokości najpierw otrzyma RA „Zniżanie, zniżanie” , a po osiągnięciu ekstremalnie niskiej wysokości zmieni się to na RA „Wypoziomuj, wypoziomuj” wraz ze wskazaniem zielonego łuku kierującego pilota do wypoziomowania samolotu. Mogłoby to niebezpiecznie umieścić samolot na ścieżce intruza, który schodzi do lądowania. Wysłano propozycję zmiany w celu rozwiązania tego problemu.

Związek z Systemem Doradztwa Ruchu (TAS)

Technologia TCAS okazała się zbyt droga dla małych firm i samolotów lotnictwa ogólnego. Producenci i władze dostrzegły potrzebę istnienia realnej alternatywy dla TCAS, dlatego opracowano Traffic Advisory System. TAS jest w rzeczywistości uproszczoną wersją TCAS I. Struktura systemu, komponenty, działanie, wyświetlanie ruchu i logika TA są identyczne, ale minimalne standardy wydajności operacyjnej (MOPS) TAS pozwalają na pewne uproszczenie w porównaniu do TCAS I:

Rozróżnia się urządzenia klasy A i klasy B, gdzie klasa A jest identyczna z TCAS I, ale urządzenia klasy B działają bez wyświetlania ruchu, dają tylko dźwiękowe TA, którym towarzyszy pewna wizualna reprezentacja TA.
Wyświetlacz TAS może być monochromatyczny.
Występują bardzo niewielkie różnice w operacyjnych wartościach tolerancji.
Urządzenia TAS mogą dostarczać tylko dwa poziomy porad: Inne informacje o ruchu i powiadomienia o ruchu (TA). Wyświetlanie zbliżonego ruchu i Zbliżone Doradztwo (PA) są opcjonalne, jednak większość urządzeń TAS zapewnia śledzenie ruchu zbliżonego i używa standardowej symboliki TCAS I.
Aby zapewnić, że wszystkie zakłócenia powodowane przez urządzenia TCAS I są utrzymywane na niskim poziomie, urządzenia TCAS I stale liczą liczbę statków powietrznych TCAS w pobliżu i zmniejszają ich częstotliwość odpytywania lub moc lub oba te parametry, aby dostosować się do limitów operacyjnych. Odnosi się to również do urządzeń TAS, ale producent może zdecydować się na eksploatację TAS jako systemu o niskim poborze mocy przy limicie produktu mocy o stałej szybkości wynoszącym 42 W/s, w którym to przypadku wymóg ograniczenia zakłóceń zostaje wyeliminowany.

Poniższe dokumenty zawierają wszystkie różnice między TCAS I i TAS:

minimalne standardy wydajności operacyjnej (MOPS) TCAS I są opisane w RTCA-DO-197A,
a zmiany do tego dokumentu mające zastosowanie do Systemu Doradztwa Ruchu (TAS) są opublikowane w TSO-C147a (lub ETSO-C147a) Dodatek 1.

Mimo to większość producentów nie korzysta z wyżej wymienionych możliwości tworzenia uproszczonych urządzeń. W wyniku konkurencji rynkowej wiele urządzeń TAS działa tak, jak byłyby TCAS I, z ograniczeniem zakłóceń, używając symboliki TCAS I itp., a nawet może mieć lepszą wydajność dozorową (w zasięgu i śledzonym statku powietrznym) i specyfikacje niż TCAS I.

Związek z automatycznym nadzorem zależnym — transmisja (ADS-B)

Automatyczne zależne dozorowanie – wiadomości rozgłoszeniowe (ADS-B) są przesyłane ze statków powietrznych wyposażonych w odpowiednie transpondery, zawierające informacje takie jak tożsamość, lokalizacja i prędkość. Sygnały nadawane są na częstotliwości radiowej 1090 MHz. Komunikaty ADS-B są również przesyłane przez Universal Access Transceiver (UAT) w paśmie 978 MHz.

Sprzęt TCAS, który jest zdolny do przetwarzania komunikatów ADS-B, może wykorzystywać te informacje w celu zwiększenia wydajności TCAS przy użyciu technik znanych jako „nadzór hybrydowy”. W obecnej formie, nadzór hybrydowy wykorzystuje odbiór wiadomości ADS-B ze statku powietrznego w celu zmniejszenia szybkości, z jaką sprzęt TCAS przesłuchuje ten statek powietrzny. Ta redukcja zapytań zmniejsza wykorzystanie kanału radiowego 1030/1090 MHz i z czasem wydłuży operacyjną żywotność technologii TCAS. Komunikaty ADS-B umożliwią również niskobudżetową (dla samolotów) technologię dostarczania ruchu w czasie rzeczywistym w kokpicie dla małych samolotów. Obecnie łącza typu uplink oparte na UAT są dostępne na Alasce iw regionach wschodniego wybrzeża USA.

Nadzór hybrydowy nie wykorzystuje informacji o locie statku powietrznego ADS-B w algorytmach wykrywania konfliktów TCAS; ADS-B jest używany tylko do identyfikacji statków powietrznych, które mogą być bezpiecznie przesłuchiwane przy niższej częstotliwości.

W przyszłości możliwości predykcyjne można poprawić, wykorzystując informacje o wektorze stanu obecne w komunikatach ADS-B. Ponadto, ponieważ komunikaty ADS-B mogą być odbierane w większym zasięgu niż normalnie działa TCAS, samoloty mogą być pozyskiwane wcześniej przez algorytmy śledzenia TCAS.

Informacje o tożsamości obecne w komunikatach ADS-B mogą być wykorzystywane do oznaczania innych statków powietrznych na wyświetlaczu w kokpicie (jeśli są obecne), malując obraz podobny do tego, jaki widziałby kontroler ruchu lotniczego i poprawiając świadomość sytuacyjną.

Wady TCAS i ADS-B

Głównym wykazanym problemem integracji protokołu ADS-B jest dodatkowa szczegółowość przesyłanych dodatkowych informacji, które są uważane za niepotrzebne do celów unikania kolizji. Im więcej danych przesłanych z jednego samolotu zgodnie z projektem systemu, tym mniej samolotów może uczestniczyć w systemie ze względu na stałą i ograniczoną przepustowość danych kanału (1 megabit/s przy 26/64 bitach danych do długości pakietu pojemności bitowej pakietu danych łącza w dół Modu S). Dla każdego 64-bitowego komunikatu Mode S narzut wymaga 8 dla synchronizacji zegara w odbiorniku i wykrywania pakietów Mode S, 6 dla typu pakietu Mode S, 24 dla tego, od kogo pochodzi. Ponieważ pozostaje tylko 26 na informacje, do przekazania pojedynczej wiadomości należy użyć wielu pakietów. Propozycja „poprawki” ADS-B polega na przejściu do pakietu 128-bitowego, który nie jest akceptowanym standardem międzynarodowym. Każde z tych podejść zwiększa ruch w kanale powyżej poziomu, jaki jest możliwy w środowiskach takich jak basen Los Angeles.

Wersje

Bierny

Systemy unikania kolizji, które opierają się na odpowiedziach transpondera wyzwalanych przez systemy naziemne i powietrzne, są uważane za pasywne. Naziemne i lotnicze urządzenia śledcze sprawdzają pobliskie transpondery w celu uzyskania informacji o wysokości w trybie C, które mogą być monitorowane przez systemy innych firm w celu uzyskania informacji o ruchu drogowym. Systemy pasywne wyświetlają ruch podobny do TCAS, jednak generalnie mają zasięg mniejszy niż 7 mil morskich (13 km).

TCAS I

TCAS I jest tańszym, ale mniej wydajnym systemem niż nowoczesny system TCAS II wprowadzony do użytku w lotnictwie ogólnym po mandacie FAA dla TCAS II w samolotach transportu lotniczego. Systemy TCAS I są w stanie monitorować sytuację na drodze wokół samolotu (w zasięgu około 40 mil) i oferują informacje o przybliżonym namiarze i wysokości innych samolotów. Może również generować ostrzeżenia o kolizji w formie „Informacji o ruchu drogowym” (TA). TA ostrzega pilota, że w pobliżu znajduje się inny samolot, ogłaszając „Ruch, ruch” , ale nie proponuje żadnych sugerowanych środków zaradczych; to pilot decyduje, co zrobić, zwykle z pomocą kontroli ruchu lotniczego. Gdy zagrożenie minie, system ogłasza „Wyczyść konflikt” .

TCAS II

TCAS II to pierwszy system, który został wprowadzony w 1989 roku i jest obecną generacją przyrządów ostrzegających TCAS, stosowanych w większości samolotów komercyjnych (patrz tabela poniżej). US Airways 737 był pierwszym samolotem certyfikowanym z systemem TCAS II AlliedBendix (obecnie Honeywell). Oferuje wszystkie zalety TCAS I, ale także oferuje pilotowi bezpośrednie, głosowe instrukcje, aby uniknąć niebezpieczeństwa, znane jako „doradztwo w zakresie rozwiązania” (RA). Sugerowane działanie może mieć charakter „korygujący”, sugerujący pilotowi zmianę prędkości pionowej poprzez zapowiedź „Zniżanie, schodzenie” , „Wspinanie się, wznoszenie” lub „Zniwelowanie, wyrównanie” (co oznacza zmniejszenie prędkości pionowej). W przeciwieństwie do tego może zostać wydane „zapobiegawcze” RA, które po prostu ostrzega pilotów, aby nie odbiegali od ich obecnej prędkości pionowej, ogłaszając „Monitoruj prędkość pionową” lub „Utrzymaj prędkość pionową, utrzymaj” . Systemy TCAS II koordynują swoje zalecenia dotyczące rozdzielczości przed wydaniem pilotom poleceń, tak że jeśli jeden samolot otrzyma polecenie zniżania, drugi zwykle otrzyma polecenie wznoszenia – maksymalizując separację między dwoma samolotami.

Począwszy od 2006 roku, tylko realizacja, która spełnia standardy ACAS II określonych przez ICAO była wersja 7.0 TCAS II, wyprodukowany przez trzech producentów awioniki: Rockwell Collins , Honeywell i ACSS (Aviation komunikacji i nadzoru systemów; L3 Technologies i Thales Avionics wspólnych spółka venture).

Po zderzeniu w powietrzu w 2002 roku w Überlingen (1 lipca 2002) przeprowadzono badania mające na celu poprawę możliwości TCAS II. W następstwie obszernego wkładu i nacisków Eurocontrolu , RTCA (Komitet Specjalny SC-147) i EUROCAE wspólnie opracowały zrewidowany dokument TCAS II Minimalne Standardy Wydajności Operacyjnej (MOPS). W rezultacie, do 2008 r. normy dla wersji 7.1 TCAS II zostały wydane i opublikowane jako RTCA DO-185B (czerwiec 2008) i EUROCAE ED-143 (wrzesień 2008).

TCAS II wersja 7.1 będzie w stanie wydać odwrócenia RA w skoordynowanych spotkaniach, w przypadku, gdy jeden z samolotów nie zastosuje się do oryginalnych instrukcji RA (propozycja zmiany CP112E). Inne zmiany w tej wersji to zastąpienie niejednoznacznego RA „Dostosuj prędkość pionową, dostosuj” RA „ Wyrównaj, wypoziomuj ” RA, aby zapobiec niewłaściwej reakcji pilotów (propozycja zmiany CP115).; oraz ulepszona obsługa ogłaszania korygującego / zapobiegawczego i usuwania zielonego łuku, gdy dodatni RA słabnie wyłącznie z powodu ekstremalnych warunków na małej lub dużej wysokości (1000 stóp AGL lub poniżej, lub w pobliżu górnego sufitu statku powietrznego), aby zapobiec nieprawidłowym i potencjalnie niebezpiecznym wytyczne dla pilota (propozycja zmiany CP116).

Badania przeprowadzone dla Eurocontrol , wykorzystujące ostatnio zarejestrowane dane operacyjne, wskazują, że obecnie prawdopodobieństwo kolizji w powietrzu na każdą godzinę lotu w europejskiej przestrzeni powietrznej wynosi 2,7 x ^10-8, co odpowiada jednemu raz na 3 lata. Po wdrożeniu TCAS II w wersji 7.1 prawdopodobieństwo to zostanie zmniejszone czterokrotnie.

Chociaż ACAS III jest wymieniony jako przyszły system w załączniku 10 ICAO, jest mało prawdopodobne, aby ACAS III się urzeczywistnił z powodu trudności obecnych systemów nadzoru ze śledzeniem poziomym. Obecnie prowadzone są badania mające na celu opracowanie przyszłego systemu unikania kolizji (pod roboczą nazwą ACAS X).

TCAS III

Pierwotnie oznaczony jako TCAS II Enhanced, TCAS III był przewidziany jako rozszerzenie koncepcji TCAS II o możliwość doradztwa w zakresie rozdzielczości poziomej. TCAS III był „następną generacją” technologii unikania kolizji, która została opracowana przez firmy lotnicze, takie jak Honeywell . TCAS III wprowadził techniczne ulepszenia do systemu TCAS II i miał możliwość oferowania porad dotyczących ruchu i rozwiązywania konfliktów drogowych za pomocą poziomych i pionowych dyrektyw dotyczących manewrowania dla pilotów. Na przykład, w sytuacji czołowej, jeden samolot może zostać skierowany na „skręć w prawo, wznieś się”, podczas gdy drugi zostanie skierowany na „skręć w prawo, opuść”. Pozwoliłoby to na dalsze zwiększenie całkowitej separacji między statkami powietrznymi, zarówno w aspekcie poziomym, jak i pionowym. Dyrektywy horyzontalne byłyby przydatne w przypadku konfliktu między dwoma statkami powietrznymi znajdującymi się blisko ziemi, gdzie może być niewiele, jeśli w ogóle, pionowej przestrzeni manewrowej.

TCAS III próbuje użyć anteny kierunkowej TCAS do przypisania namiaru do innego statku powietrznego, a tym samym do wygenerowania manewru poziomego (np. skrętu w lewo lub w prawo). Jednak branża uznała, że jest to niewykonalne ze względu na ograniczenia dokładności anten kierunkowych TCAS. Oceniono, że anteny kierunkowe nie są wystarczająco dokładne, aby wygenerować dokładną pozycję w płaszczyźnie poziomej, a tym samym dokładną rozdzielczość poziomą. Do 1995 roku, lata testów i analiz wykazały, że koncepcja była niewykonalna przy użyciu dostępnej technologii nadzoru (ze względu na nieadekwatność informacji o położeniu poziomym) i że jest mało prawdopodobne, aby poziome RA były stosowane w większości geometrii spotkań. W związku z tym wszelkie prace nad TCAS III zostały zawieszone i nie ma planów jego wdrożenia. Koncepcja później ewoluowała i została zastąpiona przez TCAS IV.

TCAS IV

TCAS IV wykorzystuje dodatkowe informacje zakodowane przez docelowy statek powietrzny w odpowiedzi transpondera Modu S (tj. cel koduje swoją własną pozycję w sygnale transpondera) w celu wygenerowania rozdzielczości poziomej do RA. Ponadto na docelowym samolocie potrzebne jest pewne wiarygodne źródło pozycji (takie jak system nawigacji bezwładnościowej lub GPS ), aby można było je zakodować.

TCAS IV zastąpił koncepcję TCAS III w połowie lat 90-tych. Jednym z wyników doświadczeń TCAS III jest to, że antena kierunkowa używana przez procesor TCAS do przypisywania namiaru do otrzymanej odpowiedzi transpondera nie jest wystarczająco dokładna, aby wygenerować dokładną pozycję poziomą, a tym samym bezpieczną rozdzielczość poziomą. TCAS IV wykorzystuje dodatkowe informacje o pozycji zakodowane na łączu danych powietrze-powietrze w celu wygenerowania informacji o namiarze, więc dokładność anteny kierunkowej nie byłaby czynnikiem.

Rozwój TCAS IV był kontynuowany przez kilka lat, ale pojawienie się nowych trendów w łączu danych, takich jak Automatic Dependent Surveillance – Broadcast ( ADS-B ), wskazało na potrzebę ponownej oceny, czy system łącza danych dedykowany do unikania kolizji, taki jak TCAS IV należy włączyć do bardziej ogólnego systemu łącza danych powietrze-powietrze dla dodatkowych zastosowań. W wyniku tych problemów koncepcja TCAS IV została porzucona, gdy rozpoczął się rozwój ADS-B .

Aktualna realizacja

Chociaż system czasami cierpi z powodu fałszywych alarmów, piloci są teraz pod ścisłymi instrukcjami, aby traktować wszystkie komunikaty TCAS jako autentyczne alarmy wymagające natychmiastowej reakcji o wysokim priorytecie. Tylko alerty i ostrzeżenia dotyczące wykrywania uskoków wiatru i GPWS mają wyższy priorytet niż TCAS. Przepisy FAA , EASA i większości innych krajów stanowią, że w przypadku konfliktu między TCAS RA a instrukcjami kontroli ruchu lotniczego (ATC) pierwszeństwo ma zawsze TCAS RA. Wynika to głównie z tego, że TCAS-RA z natury posiada bardziej aktualny i kompleksowy obraz sytuacji niż kontrolerzy ruchu lotniczego, których aktualizacje radaru / transpondera zwykle następują znacznie wolniej niż zapytania TCAS. Jeśli jeden samolot zastosuje się do TCAS RA, a drugi zastosuje się do sprzecznych instrukcji ATC, może dojść do kolizji, takiej jak katastrofa Überlingen 1 lipca 2002 roku . Podczas tej kolizji w powietrzu oba samoloty zostały wyposażone w systemy TCAS II w wersji 7.0, które działały prawidłowo, ale jeden zastosował się do zaleceń TCAS, podczas gdy drugi zignorował TCAS i był posłuszny kontrolerowi; oba samoloty spadły do śmiertelnej kolizji.

Temu wypadkowi można było zapobiec, gdyby TCAS był w stanie odwrócić oryginalne RA dla jednego statku powietrznego, gdy wykryje, że załoga drugiego statku powietrznego nie postępuje zgodnie z oryginalnym TCAS RA, ale zamiast tego jest sprzeczne z instrukcjami ATC. Jest to jedna z funkcji, która zostanie później zaimplementowana w wersji 7.1 TCAS II.

Wdrożenie TCAS II w wersji 7.1 zostało pierwotnie zaplanowane na lata 2009-2011 poprzez modernizację i montaż wszystkich samolotów wyposażonych w TCAS II, z celem, aby do 2014 r. wersja 7.0 została całkowicie wycofana i zastąpiona wersją 7.1. FAA i EASA opublikowały już TCAS II wersja 7.1 Norma Techniczna (OSP-C119c i ETSO-C119c, odpowiednio) Obowiązuje od 2009 roku, w oparciu o RTCA DO-185B i EUROCAE ED-143 standardów. W dniu 25 września 2009 r. FAA wydała okólnik doradczy AC 20-151A zawierający wytyczne dotyczące uzyskania zatwierdzenia zdatności do lotu dla systemów TCAS II, w tym nowej wersji 7.1. W dniu 5 października 2009 r. Stowarzyszenie Europejskich Linii Lotniczych (AEA) opublikowało stanowisko przedstawiające potrzebę wprowadzenia TCAS II w wersji 7.1 dla wszystkich statków powietrznych w trybie priorytetowym. W dniu 25 marca 2010 r. Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) opublikowała zawiadomienie o proponowanej zmianie (NPA) nr 2010-03 dotyczące wprowadzenia oprogramowania ACAS II w wersji 7.1. W dniu 14 września 2010 r. EASA opublikowała dokument odpowiedzi na uwagi (CRD) do ww. NPA. Oddzielnie złożono propozycję zmiany standardu ICAO, aby wymagać zgodności TCAS II w wersji 7.1 z SARPs ACAS II.

ICAO rozesłała poprawkę do formalnej umowy z państwami członkowskimi, która zaleca przyjęcie TCAS II Zmiana 7.1 do 1 stycznia 2014 r. w przypadku dopasowania do przodu i 1 stycznia 2017 r. w przypadku modernizacji. W odpowiedzi na uwagi i uwagi operatorów linii lotniczych, EASA zaproponowała następujące terminy dla mandatu TCAS II w wersji 7.1 w europejskiej przestrzeni powietrznej: montaż w przód (dla nowych statków powietrznych) 1 marca 2012 r., modernizacja (w przypadku istniejących statków powietrznych) 1 grudnia 2015 r. Daty te są następujące: proponowane terminy, podlegające dalszym procesom regulacyjnym i nie są ostateczne do czasu opublikowania Przepisu Wykonawczego.

Wśród producentów systemów, do lutego 2010 ACSS certyfikował Change 7.1 dla swoich systemów TCAS 2000 i Legacy TCAS II, a obecnie oferuje swoim klientom aktualizację Change 7.1. Do czerwca 2010 firma Honeywell opublikowała białą księgę z proponowanymi rozwiązaniami dla TCAS II w wersji 7.1. Firma Rockwell Collins ogłasza obecnie, że ich systemy zgodne z TCAS-94, TCAS-4000 i TSS-4100 TCAS II można aktualizować programowo do wersji 7.1, jeśli będą dostępne.

Aktualne ograniczenia

Chociaż korzyści związane z bezpieczeństwem obecnych wdrożeń TCAS są oczywiste, pełny potencjał techniczny i operacyjny TCAS nie jest w pełni wykorzystywany z powodu ograniczeń obecnych wdrożeń (z których większość będzie musiała zostać rozwiązana w celu dalszego ułatwienia projektowania i wdrażania Bezpłatny lot ) i NextGen :

Większość problemów TCAS II zgłoszonych do Systemu Raportowania Bezpieczeństwa Lotniczego (ASRS) obejmuje nieprawidłowe lub błędne działanie sprzętu TCAS II, wywołane przez TCAS rozproszenie uwagi, konflikty w powietrzu wywołane przez TCAS oraz niestandardowe użycie TCAS.
Podobnie jak kontroler, TCAS II wykorzystuje informacje Modu C do określenia pionowej separacji innego ruchu. Jeżeli Mode C choćby chwilowo poda błędne informacje o wysokości, może wystąpić błędne polecenie doradcze Resolution Advisory, aby wznosić się lub schodzić. W przeciwieństwie do kontrolera, TCAS II nie może zapytać załogi lotniczej, czy problem leży w wadliwym sprzęcie.
Piloci często powołują się na zakłócenia słuchowe i obciążenie pracą związane z TCAS II podczas normalnych obowiązków w kokpicie.
Wiele raportów o incydentach TCAS otrzymanych w ASRS twierdzi, że reakcja pilota na błędne polecenia TCAS doprowadziła do konfliktu, w którym początkowo żaden nie istniał. Rozważ następującą kolizję w powietrzu (NMAC), w której TCAS II RA mógł zostać wywołany przez dużą prędkość wznoszenia lotniskowca (Y).
TCAS ogranicza się do wspierania jedynie zaleceń dotyczących separacji pionowej, jednak bardziej złożone scenariusze konfliktów w ruchu mogą być jednak łatwiej i skuteczniej rozwiązywane poprzez wykorzystanie również manewrów dotyczących rozwiązywania poprzecznego; dotyczy to w szczególności konfliktów drogowych z marginalnym prześwitem lub scenariuszy konfliktowych, które są podobnie ograniczone przez ograniczenia pionowe (np. w ruchliwej przestrzeni powietrznej RVSM )
ATC może być automatycznie informowany o zaleceniach dotyczących rozdzielczości wydanych przez TCAS tylko wtedy, gdy statek powietrzny znajduje się w obszarze objętym modemem S lub siecią monitorowania ADS-B . W innych przypadkach kontrolerzy mogą nie wiedzieć o zaleceniach dotyczących rozwiązywania problemów opartych na TCAS lub nawet wydawać sprzeczne instrukcje (chyba że członkowie załogi kokpitu wyraźnie poinformowali ATC o wydaniu RA w sytuacji dużego obciążenia pracą), co może być źródłem nieporozumień dla dotkniętych nią osób. załogi przy jednoczesnym zwiększeniu obciążenia pracą pilota. W maju 2009 r. Luksemburg, Węgry i Czechy pokazują administratorom połączone w dół RA.
W powyższym kontekście TCAS nie ma zautomatyzowanych urządzeń umożliwiających pilotom łatwe zgłaszanie i potwierdzanie odbioru (obowiązkowego) RA do ATC (i zamiaru spełnienia tego wymogu), tak że radio głosowe jest obecnie jedyną opcją, która jednak dodatkowo zwiększa obciążenie pilota i ATC, a także przeciążenie częstotliwości w sytuacjach krytycznych.
W tym samym kontekście świadomość sytuacyjna ATC zależy od dokładnych informacji o manewrowaniu statku powietrznego, szczególnie podczas scenariuszy konfliktu, które mogą potencjalnie powodować lub przyczyniać się do nowych konfliktów poprzez odejście od zaplanowanej trasy, dzięki czemu automatycznie wizualizuje wydane zalecenia dotyczące rozwiązania i ponownie oblicza sytuację w ruchu w obrębie dotkniętego konfliktu sektora oczywiście pomogłoby ATC w aktualizowaniu i utrzymywaniu świadomości sytuacyjnej nawet podczas nieplanowanych, doraźnych zmian tras wywołanych konfliktami separacji.
Dzisiejsze wyświetlacze TCAS nie dostarczają informacji o zaleceniach dotyczących rozwiązania wydanych innym (skonfliktowanym) statkom powietrznym, podczas gdy zalecenia dotyczące rozwiązania wydane innym statkom powietrznym mogą wydawać się nieistotne dla innego statku powietrznego, informacje te umożliwiłyby i pomogłyby załogom ocenić, czy inne statki powietrzne (sprzeczny ruch) rzeczywiście spełniają z RA poprzez porównanie rzeczywistego tempa zmian (wysokości) z żądanym tempem zmian (co może być wykonane automatycznie i odpowiednio wizualizowane przez nowoczesną awionikę), zapewniając w ten sposób kluczowe informacje w czasie rzeczywistym dla orientacji sytuacyjnej w bardzo krytycznych sytuacjach.
Obecnie wyświetlacze TCAS często opierają się głównie na zasięgu, jako takie pokazują tylko sytuację na drodze w konfigurowalnym zakresie mil/stóp, jednak w pewnych okolicznościach przedstawienie „oparte na czasie” (tj. w ciągu następnych xx minut) może być bardziej intuicyjne .
Brak świadomości terenu/gruntu i przeszkód (np. połączenie z TAWS , w tym świadomość sektora MSA ), co może mieć kluczowe znaczenie dla stworzenia wykonalnych (nie niebezpiecznych, w kontekście prześwitu terenu) i użytecznych porad dotyczących rozwiązania (tj. zapobiegania ekstremalnym instrukcjom zniżania, jeśli blisko terenu), aby zapewnić, że TCAS RA nigdy nie ułatwiają scenariuszy CFIT (kontrolowanego lotu w teren).
Ogólne osiągi statku powietrznego, aw szczególności aktualne możliwości osiągów (ze względu na aktywną konfigurację statku powietrznego) nie są brane pod uwagę podczas negocjacji i tworzenia zaleceń dotyczących rozwiązania (jak ma to miejsce w przypadku różnic między różnymi typami statków powietrznych, np. turbośmigłowy/odrzutowy vs. śmigłowców), tak aby teoretycznie było możliwe, że wydane zostaną zalecenia dotyczące rozwiązania, które żądają prędkości wznoszenia lub opadania poza normalną/bezpieczną obwiednią lotu statku powietrznego podczas określonej fazy lotu (tj. ze względu na obecną konfigurację statku powietrznego). Co więcej, ponieważ cały ruch jest traktowany jednakowo, nie ma rozróżnienia między różnymi typami statków powietrznych, zaniedbując opcję wykorzystania informacji specyficznych dla statku powietrznego (osiągów) w celu wydawania dostosowanych i zoptymalizowanych instrukcji dla każdego konfliktu ruchu (np. poprzez wydanie wznoszenia instrukcje dla tych statków powietrznych, które mogą zapewnić najlepsze prędkości wznoszenia, jednocześnie wydając instrukcje zniżania do statków powietrznych zapewniających stosunkowo lepsze prędkości opadania, tym samym, miejmy nadzieję, maksymalizując zmianę wysokości na jednostkę czasu, czyli separację). Na przykład, TCAS może nakazać wznoszenie się samolotu, gdy znajduje się on już na pułapie eksploatacyjnym w swojej obecnej konfiguracji.
TCAS jest przede wszystkim zorientowany na ekstrapolację, ponieważ wykorzystuje algorytmy próbujące przybliżyć przewidywanie trajektorii 4D za pomocą „historii toru lotu”, w celu oceny i oceny aktualnej sytuacji ruchu w pobliżu statku powietrznego, jednak stopień wiarygodności danych i przydatność można znacznie poprawić poprzez wzbogacenie wspomnianych informacji o ograniczony dostęp do odpowiednich informacji o planie lotu, a także do odpowiednich instrukcji ATC, aby uzyskać pełniejszy obraz planów i intencji innego ruchu (trasy), tak aby przewidywania toru lotu nie były już oparte jedynie na szacunkach, ale raczej na rzeczywistych trasach statku powietrznego ( plan lotu FMS ) i instrukcjach ATC. Jeśli TCAS zostanie zmodyfikowany tak, aby korzystał z danych używanych przez inne systemy, należy zachować ostrożność, aby upewnić się, że ryzyko typowych trybów awarii jest wystarczająco małe.
TCAS nie jest montowany w wielu mniejszych samolotach, głównie ze względu na wysokie koszty (od 25 000 do 150 000 USD). Na przykład wiele mniejszych prywatnych odrzutowców biznesowych nie jest obecnie prawnie zobowiązanych do zainstalowania TCAS, mimo że latają w tej samej przestrzeni powietrznej, co większe samoloty, które muszą mieć na pokładzie odpowiedni sprzęt TCAS. System TCAS może działać ze swoim prawdziwym potencjałem operacyjnym tylko wtedy, gdy wszystkie statki powietrzne w danej przestrzeni powietrznej mają na pokładzie prawidłowo działającą jednostkę TCAS.
TCAS wymaga, aby oba skonfliktowane samoloty miały transpondery. Jeśli jeden statek powietrzny nie ma transpondera, nie zaalarmuje TCAS, ponieważ nie są przesyłane żadne informacje.

Aby przezwyciężyć niektóre z tych ograniczeń, FAA opracowuje nową logikę unikania kolizji opartą na programowaniu dynamicznym.

W odpowiedzi na serię kolizji w powietrzu z udziałem komercyjnych samolotów pasażerskich, Lincoln Laboratory zostało kierowane przez Federalną Administrację Lotnictwa w latach 70. do udziału w opracowaniu pokładowego systemu unikania kolizji. W swojej obecnej formie system ostrzegania o ruchu drogowym i unikania kolizji jest obowiązkowy na całym świecie we wszystkich dużych samolotach i znacznie poprawił bezpieczeństwo podróży lotniczych, ale poważne zmiany w przestrzeni powietrznej planowane w nadchodzących latach będą wymagały znacznych modyfikacji systemu.

ACAS X

Zestaw nowych systemów o nazwie ACAS X będzie wykorzystywał tę nową logikę:

ACAS Xa będzie bezpośrednim zamiennikiem TCAS II, wykorzystującym aktywny nadzór
ACAS Xo będzie systemem unikania kolizji dostosowanym do pracy w niektórych obecnie trudnych sytuacjach operacyjnych, zwłaszcza w ciasno oddalonych podejściach równoległych.
ACAS Xu umożliwi wiele wejść czujników i będzie zoptymalizowany pod kątem bezzałogowych systemów powietrznych.
ACAS Xp będzie przeznaczony dla statków powietrznych wyposażonych wyłącznie w obserwację pasywną (ADS-B).

Pierwsze spotkanie branżowe zaplanowane przez FAA odbyło się w październiku 2011 r. w Waszyngtonie, aby poinformować producentów awioniki o planach rozwoju „ACAS X” – w tym demonstracji lotów zaplanowanych na rok fiskalny 2013. FAA twierdzi, że jej praca „będzie podstawą rozwoju minimalnych standardów wydajności operacyjnej” dla ACAS X przez twórcę standardów RTCA.

Szacuje się, że jeśli ACAS X będzie dalej rozwijany i certyfikowany, ACAS X nie będzie dostępny na rynku przed połową lat dwudziestych. Mówi się, że na tym etapie nie jest jasne, czy ACAS X zapewni jakiekolwiek rozdzielczości poziome.

Sytuacja regulacyjna na świecie

Jurysdykcja (Agencja)	Klasyfikacja samolotów	Tryb TCAS	Data mandatu
Indie ( DGCA )	Samolot o maksymalnej certyfikowanej konfiguracji miejsc pasażerskich wynoszącej ponad 30 miejsc lub o maksymalnej ładowności większej niż 3 tony	TCAS II	31 grudnia 1998
Stany Zjednoczone ( FAA )	Wszystkie komercyjne samoloty transportowe z napędem turbinowym z ponad 30 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 33 000 funtów lub 15 000 kg)	TCAS II	1 stycznia 1993
Europa ( EASA )	Wszystkie cywilne samoloty transportowe z napędem turbinowym z ponad 30 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 15 000 kg)	TCAS II	1 stycznia 2000 r.
Europa ( EASA )	Wszystkie cywilne samoloty transportowe z napędem turbinowym i ponad 19 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 5700 kg)	ACAS II (Efektywnie TCAS II wersja 7.1)	1 marca 2012
Australia ( CASA )	Wszystkie komercyjne samoloty transportowe z napędem turbinowym z ponad 30 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 15 000 kg)	TCAS II	1 stycznia 2000 r.
Hongkong ( Departament Lotnictwa Cywilnego )	Wszystkie samoloty w Hongkongu z więcej niż 9 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 5700 kg)	TCAS II wersja 7.0	1 stycznia 2000 r.
Brazylia ( Narodowa Agencja Lotnictwa Cywilnego )	Samoloty wszystkich kategorii transportowych z ponad 30 miejscami pasażerskimi	TCAS II wersja 7.0	1 stycznia 2008
Peru ( Dirección General de Aeronáutica Civil )	Wszystkie cywilne samoloty transportowe z napędem turbinowym i ponad 19 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 5700 kg)	ACAS II (Efektywnie TCAS II Wersja 7.0)	1 stycznia 2005 r.
Argentyna ( ANAC )	Wszystkie cywilne samoloty transportowe z napędem turbinowym i ponad 19 miejscami pasażerskimi (lub MTOM powyżej 5700 kg)	ACAS II (Efektywnie TCAS II Wersja 7.0)	1 grudnia 2014

Languages

In other projects