LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay, các hệ thống dẫn đường hàng không đã dần không còn tương xứng về
khả năng cung cấp dẫn đến việc cản trở và phụ phí ngày càng tăng cho khách hàng. Khi
lưu lượng bay tăng, trễ dưới mặt đất (phần lớn là do sự cản trở luồng không lưu) và trên
không tăng thậm chí hơn cả mức của các vùng tắc nghẽn. Tình trạng này đã trở lên
nghiêm trọng khi ngành hàng không dự kiến mức tăng trưởng còn cao hơn trong các
năm tới. Trễ tại châu Âu hiện nay chủ yếu là do sự phân chia số lượng lớn các vùng
sector nhỏ tại các vùng điều hành và trung tâm Quản lý bay phải sắp đặt và xử lý các
vấn đề trong các trung tâm và giữa các trung tâm với nhau. Còn tại Mỹ thì sự tắc nghẽn
xảy ra tại các đầu cuối và tại các sân bay, tình trạng tương tự như ở châu Âu là hiện
tượng cổ chai tại các tuyến đang được loại bỏ dần dần. Tại các vùng ít phát triển hơn, sự
thiếu hụt khả năng giám sát bằng Radar và yếu kém về hạ tầng cơ sở thông tin dẫn đến
các hệ thống kém hiệu quả và tiềm ẩn nguy cơ mất an toàn.
Cứ mỗi phút tiết kiệm ở trên không của máy bay phản lực đều tiết kiệm hàng
triệu USD tiền nhiên liệu cho ngành mỗi năm và giảm đáng kể ô nhiễm môi trường. Mọi
nỗ lực đều hướng tới việc làm giảm thời gian bay trên không bằng cách tối ưu hoá
đường bay từ điểm khởi hành đến điểm kết thúc và tránh việc bay chờ và mở rộng vùng
tiếp cận. Giảm thời gian bay trung bình còn có nghĩa là tăng được lưu lượng bay và tăng
tính an toàn.
Với các thành công trong các lĩnh vực điện tử viễn thông, tin học và đặc biệt là
thông tin vệ tinh và công nghệ liên kết dữ liệu, ý tưởng CNS/ATM của ICAO cung cấp
một cơ sở cho hệ thống dẫn đường tương lai đã trở thành hiện thực. Cuối cùng ý tưởng
sẽ cho phép người điều khiển tầu bay sắp đặt chuyến bay theo một đường bay tốt nhất,
điều chỉnh được một cách linh hoạt, với một hiệu suất tối ưu và chi phí tối thiểu. Khi đó
các phương thức và thủ tục cần được thực hiện một cách đầy đủ tính năng và tiềm năng
của các công nghệ mới để tăng cường khả năng và độ an toàn.
Sự kết hợp của hệ thống quản lý bay với tính chính xác của hệ thống dẫn đường
vệ tinh cho phép tầu bay không những bay chính xác trên những không gian 3 chiều
không cần sự trợ giúp của các phương tiện dẫn đường mặt đất mà còn sắp đặt cho tầu
bay vào các điểm báo cáo (waypoints) trong vài giây của thời gian định trước hoặc theo
yêu cầu của kiểm soát viên không lưu. Tính năng dẫn đường 4 chiều này có thể được
muốn nhận được nhiều ý kiến đóng góp để luận văn được hoàn thiện và thực tế hơn.
Qua lời mở đầu này tôi xin được gửi lời trân trọng cảm ơn Tiến sỹ Nguyễn
Phương, tập thể các giảng viên trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, đội ngũ cán bộ kỹ
thuật Trung tâm quản lý bay miền Bắc cùng các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, hướng
dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt bài luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
2
MỤC LỤC
Lời mở đầu 1
Mục lục 3
Chữ viết tắt được sử dụng trong luận văn 6
Chương I. Kế hoạch quốc gia cho các hệ thống CNS/ATM 12
1.1. Hoạt động của Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam 12
1.2. Hiện trạng của hệ thống hiện tại 13
1.3. Phân tích đánh giá hiện trạng của hệ thống hiện tại. 16
Chương 2. Sự chuyển dịch sang các hệ thống mới 21
2.1 Nền tảng 21
2.1.1. Đặt vấn đề 21
2.1.2. Hiệu ứng cổ chai trong các hệ thống dẫn đường hiện tại 22
2.1.3. Những cân nhắc về sự an toàn 23
2.1.4. Sự thay đổi 23
2.2.Hệ thống CNS/ATM 24
2.3. Các thành phần của hệ thống CNS/ATM 25
2.3.1. Quản lý không lưu- ATM 25
2.3.2. Thông tin liên lạc 26
2.3.3. Dẫn đường. 27
2.3.4. Giám sát. 27
2.4. Hướng tới hệ thống ATM tương lai. 28
Chương 3: Các kỹ thuật VDL và vai trò của VDL Mode 4 trong hệ thống
CNS/ATM
4.7.1. Giao thức quảng bá định kỳ. 56
4.7.2. Quảng bá tăng cường. 58
4.7.3. Các bản tin yêu cầu chung 59
4.7.4. Yêu cầu một hướng. 60
4.7.5. Yêu cầu trực tiếp/dành riêng đáp ứng khẩn cầu (Directed
Request/Plea response Reservation)
61
4.7.6. Yêu cầu trực tiếp/Dành riêng tự động điều chỉnh(Autotune
Reservation)
61
4.7.7. Yêu cầu truyền tin tức 62
4.7.8. Truy cập ngẫu nhiên 63
4.7.9. Truy cập cố định. 63
4.7.10. Các thủ tục xử lý xung đột khe 64
4.7.11. Các thủ tục phát lại. 64
4.8. Các cơ chế thông tin end-to-end 65
4.8.1. Giao thức dịch vụ liên kết dữ liệu (DLS-Data link service) 65
4.8.2. Chức năng hội tụ phụ thuộc mạng di động (Mobile Subnetwork
Dependent Convergence Function - SNDCF)
66
4.9. Quản trị kết nối. 66
4.9.1. Các chùm đồng bộ 67
4.9.2. Các khung nhận dạng chuyển giao (XID) 67
4.9.3. Truy nhập mạng 67
4.9.4. Giao thức khoá khe dành riêng 72
4.9.5. Cách ly mặt đất. 75
4.9.6. Kênh báo hiệu toàn cầu (Global signalling channels - GSC) 76
4.9.7. Quản lý tần số. 77
4.9.8. Bản tin danh mục dịch vụ (Directory of Services – DoS) 78
4.10. Hoạt động 78
6.5. Cấu trúc trạm mặt đất 109
6.5.1. Các thành phần của kiến trúc mặt đất 110
6.5.2. Trạm mặt đất 110
6.5.3. Mạng mặt đất 112
6.5.4. Vấn đề dự phòng và tính toàn vẹn của hệ thống mặt đất 115
Kết luận đề xuất và kiến nghị 117
Tài liệu tham khảo 120
5
CHỮ VIẾT TẮT ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
3D Three-dimensional - Ba chiều
4D Four-dimensional - Bốn chiều
ABAS Aircraft-Based Augmentation System - Hệ thống tăng cường trên tầu bay
ACARS Aircraft Communication and Reporting System - Hệ thống báo cáo và chuyển
thông tin trên tầu bay
ACAS Airborne Collision Avoidance System - Hệ thống chống va chạm trên không
ACC Area Control Centre - Trung tâm kiểm soát bay đường dài
ACI Adjacent Channel Interference - Nhiễu kênh lân cận
ACL ATC Clearance and Information - Dịch vụ thông tin kiểm tra không lưu
ACM ATC Communications Management - Dịch vụ quản lý thông tin không lưu
Airborne Conflict Management - Quản lý xung đột không phận
ADEP Aerodrome of Departure - Sân bay cất cánh
ADES Aerodrome of Destination - Sân bay hạ cánh
ADS Automatic Dependent Surveillance - Giám sát tự động độc lập
ADS-A Addressed ADS - Giám sát tự động độc lập phát trực tiếp
ADS-B ADS-Broadcast - Giám sát tự động độc lập phát quảng bá
ADS-C ADS-Contract - Giám sát tự động độc lập rút gọn
AEEC Airline Electronic Engineering Committee - Hội kỹ sư diện tử hàng không
AIRSAW Airborne Situation(al) Awareness - Cảnh báo tình trạng không phận
AIS Aeronautical Information Services - Dịch vụ không báo
BND Big Negative Dither - Giao thức dung sai âm lớn
CA Conflict Alert - Cảnh báo xung đột
CAA Civil Aviation Authority - Nhà chức trách hàng không dân dụng
CARD CNS Applications Research and Development program - chương trình nghiên
cứu và phát triển úng dụng Thông tin/Dẫn đường/Giám sát
CBA Cost Benefit Analysis - Phân tích quan hệ vốn/ lãi
CCI Co-Channel Interference - Nhiễu đồng kênh
CD Conflict Detection - Dò tìm xung đột
CD&R Conflict Detection and Resolution - Dò tìm và giải quyết xung đột
CDTI Cockpit Display of Traffic Information - màn hình hiển thị nền không lưu trong
buồng lái
CDU Cockpit Display Unit - Màn hình hiển thị trên buông lái
CFMU Central Flow Management Unit - Đơn vị quản lý luồng trung tâm
CNS Communications, Navigation and Surveillance - Thông tin, dẫn đường và giám
sát
CNSGS CNS Ground Station - Trạm thông tin, dẫn đường và giám sát mặt đất
CNS/ATM Communications, Navigation, Surveillance [in support of] Air Traffic
Management - Thông tin, dẫn đường và giám sát [hỗ trợ cho] Quản lý không
lưu
CP Conflict Prevention - Chống xung đột
CPDLC Controller-Pilot Data Link Communications - Thông tin kết nối dữ liệu giữa
kiểm soát viên không lưu và phi công
CPR Compact Position Reporting - Báo cáo vị trí rút gọn
CR Conflict Resolution - Giải quyết xung đột
CRC Cyclic Redundancy Check - Mã kiểm tra dư vòng
CWP Controller Working Position - Vị trí điều hành bay (của kiểm soát viên )
DAP Downlink of Aircraft Parameters - Thu các tham số của tầu bay
DAS Delegated Airborne Separation - Phân cách không lưu tiêu chuẩn
7
DCL Departure Clearance Service - Dịch vụ dọn đường khởi hành
FMC Flight Management Computer - Máy tính quản lý bay
FMS Flight Management System - Hệ thống quản lý bay
GA General Aviation - Tầu bay nhỏ (thường)
GBAS Ground-based Augmentation System - Hệ thống tăng cường mặt đất
GES Ground Earth Station - Trạm vệ tinh mặt đất
GFSK Gaussian Filtered Frequency Shift Keying - Khoá dịch tần lọc Gaussian
GLONASS Global Orbiting Navigation Satellite System - Hệ thống dẫn đường vệ tinh quỹ
đạo toàn cầu
GLS GNSS Landing System - Hệ thống hạ cánh sử dụng dẫn đường vệ tinh
GND Ground channel - Kênh mặt đất
GNSS Global Navigation Satellite System - Hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu
GPS Global Positioning System - Hệ thống định vị toàn cầu
GPWS Ground Proximity Warning System - Hệ thống cảnh báo va chạm mặt đất
8
GR General Request - Bản tin yêu cầu chung
GRAS Ground-based Regional Augmentation System - Hệ thống tăng cường mặt đất
vùng
GS Ground Station - Trạm mặt đất
GSC Global Signalling Channel - Kênh báo hiệu toàn cầu
HF High Frequency - Tần số cao
I/O Input/Output - Vào/Ra
ICAO International Civil Aviation Organization - Tổ chức hàng không dân dụng quốc
tế
ID Identification - Mã nhận dạng
IFR Instrument Flight Rules - Các quy tắc bay có khí tài
IMC Instrument Meteorological Conditions - Công cụ đo điều kiện khí tượng
INS Inertial Navigation System - hệ thống dẫn đường quán tính
IPV Instrument approach with vertical guidance - Hệ thống tiếp cận dẫn đường dọc
IRS Inertial Reference System - Hệ thống chuẩn quán tính
ISO International Standards Organisation - Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
OLDI On-Line Data Interchange - Trao đổi thông tin trực tuyến
PA Precision Approach - Tiếp cận chính xác
PDC Pre-Departure Clearance - Kiểm tra trước khi cất cánh
PFD Primary Flight Display - Hiển thị thông tin bay thức cấp
PIREP Pilot Report - Báo cáo từ phi công
PR Position Report - Báo cáo vị trí
PRM Precision Runway Monitoring - Giám sát đường lăn chính xác
PSR Primary Surveillance Radar - Radar giám sát sơ cấp
PSU Power Supply Unit - khối cấp nguồn
QoS Quality of Service - Chất lượng dịch vụ
RF Radio Frequency - Cao tần
RNAV Area Navigation - Vùng dẫn đường
RNE Rapid Net Entry - Truy nhập mạng nhanh
RSC Regional Signalling Channel - Kênh báo hiệu vùng
Rx Receiver - Máy thu
s second - Giây
SA Separation Assurance - Bảo đảm phân cách
SAR Search and Rescue - Tìm kiếm cứu nguy
SARPs Standards and Recommended Practices - Chuẩn và khuyến nghị thực thi
SATCOM Satellite Voice and Data Communications - Thông tin dữ liệu và thoại vệ tinh
SBAS Satellite-Based Augmentation System - Hệ thống tăng cường vệ tinh
SIGMET Significant Meteorology - Bản tin khí tượng quan trọng
SMGCS Surface Movement Guidance and Control System - Hệ thống kiểm soát và chỉ
dẫn các hoạt động bề mặt
SMR Surface Movement Radar - Radar giám sát hoạt động bề mặt
SSR Secondary Surveillance Radar - Radar giám sát thứ cấp
STDMA Self-organising Time Division Multiple Access - Đa truy nhập phân chia thời
gian tự tổ chức
SUA Special Use Airspace - Vùng trời sử dụng đặc biệt
TAF Aerodrome Forecast - Dự đoán vùng trời
CHƯƠNG I. KẾ HOẠCH QUỐC GIA CHO CÁC HỆ THỐNG CNS/ATM
Nội dung của chương này đề cập đến các vấn đề sau:
- Giới thiệu về trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam, các dịch vụ cung cấp và
hệ thống trang thiết bị đảm bảo cho hoạt động hiện tại.
- Đánh giá theo tiêu chuẩn của Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO về
hiện trạng của các hệ thống hiện tại cũng như theo sự phát triển của ngành hàng
không để nêu nên sự cần thiết cải tổ các hệ thống hiện tại
1.1. Hoạt động của Trung tâm Quản lý bay dân dụng Việt Nam (VATM –
Viet Nam Air Traffic Management).
Là một doanh nghiệp nhà nước hoạt động trong ngành hàng không, chức năng và
nhiệm vụ chính của VATM là:
a) Cung cấp các dịch vụ không lưu bao gồm:
- Dịch vụ điều hành không lưu bao gồm tại sân bay (TWR), vùng tiếp cận
(APP) và đường dài (ACC).
- Công tác thông báo bay (FIS) và các dịch vụ cảnh báo (ALRS)
b) Quản lý vùng trời, không phận quốc gia:
- Quản lý các phương tiện cơ sở hạ tầng cho không vận
- Thiết lập các đường bay và phối hợp trong việc sử dụng vùng trời
Ngoài ra còn có các dịch vụ khác như Dịch vụ khí tượng, tìm kiếm cứu nguy,
huấn luyện đào tạo ...
Cùng yêu với cầu phát triển của ngành hàng không quốc tế, tổ chức hàng không
quốc tế ICAO đã có những giám sát, khuyến nghị hướng dẫn các quốc gia trong các hệ
thống tổ chức quản lý không lưu. Theo ICAO yêu cầu, để cung cấp các dịch vụ tốt nhất
theo yêu cầu của các khách hàng thì một hệ thống quản lý bay cần phải cung cấp tất cả
các dịch vụ cơ bản là:
12
i. Quản lý không lưu - Air traffic management: Quản lý chung các dịch
vụ cung cấp, phối kết hợp đồng bộ các dịch vụ để đạt được kết quả tốt
nhất.
ii. Dịch vụ không lưu - Air traffic services: Điều hành bay trực tiếp các
biên AM 25kHz công suất phát lớn lên đến 250W tạo nên mạng lưới các trạm VHF bao
phủ toàn bộ các FIR (hình 1.2) và hệ thống thu phát HF đơn biên.
Hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động AMSC được đặt tại các trung tâm HAN,
DNA, HCM và Trung tâm điều hành chỉ huy bay kết nối sử dụng các phương tiện
truyền dẫn nêu trên.
Hệ thống giám sát được cơ cấu bởi các trạm Radar sơ cấp (PSR) tầm phủ 80
dặm và các trạm Radar thứ cấp (SSR) tầm phủ 250 dặm có nhiệm vụ thu thập các thông
tin tầu bay cung cấp cho các trung tâm xử lý số liệu Radar tại 2 FIR. Sơ đồ trạm và tầm
phủ được mô tả như hình 1.3 dưới đây.
Hình 1.1. Các vùng thông báo
bay Việt Nam và các đường
bay.
14
Hình 1.2. Các trạm VHF và tầm phủ tương ứng trên lãnh thổ Việt Nam
Dịch vụ dẫn đường được cung cấp bởi các đài NDB (Non-Directional Beacons)
và DVOR/DME (VHF Doppler Omi Range/Distance Mesuring Equipment) trải dài trên
các tuyến bay nội địa và quốc tế phục vụ việc dấn đường (Hình 1.4).Tại các sân bay với
yêu cầu cao về lưu lượng có sự phối hợp giữa các đài NDB, hệ thống đèn tín hiệu và các
phương tiện hạ cánh lắp đặt tại đường băng.
Hình 1.3. Tầm phủ Radar trên lãnh thổ Việt Nam
Dịch vụ cảnh báo, tìm kiếm và cứu nạn SAR được tổ chức thành ba trung tâm
được quản lý trực tiếp bởi VATM bao gồm:
+ 02 trung tâm tìm kiếm và cứu nạn tại HAN và HCM
15
+ 01 trung tâm con tại DNA
Các trung tâm trên hoạt động có sự phối hợp cùng các nhà chức trách các cụm
cảng hàng không và trung tâm tìm tiếm cứu nạn quốc gia đảm bảo dịch vụ nhanh nhất
trong mọi trường hợp khẩn cấp.
Hình 1.4. Hệ thống các
phương tiện dẫn đường kết
trời, Thông tin liên lạc. Các thông kê về hệ thống hiện tại được thể hiện trong các bảng
sau:
Bảng 1.1. Hiện tại hạ tầng cơ sở – Các cảng hàng không
Stt Tên sân bay
Quốc tế và/hoặc
địa phương
Bố trí mặt
bằng sân bay
Số lượng và cấu hình
các đường cất hạ
cánh
1 Đà Nẵng Quốc tế&quốc
nội
Đơn giản 01
2 Nội Bài Quốc tế&quốc
nội
Đơn giản 01
3 Tân Sơn Nhất Quốc tế&quốc
nội
Phức tạp 02/song song
4 Điện Biên Quốc nội Cơ bản 01
17
5 Nà Sản Quốc nội Cơ bản 01
6 Cat Bi Quốc nội Cơ bản 01
7 Vinh Quốc nội Cơ bản 01
8 Phú Bài Quốc nội Cơ bản 01
9 Phù Cát Quốc nội Cơ bản 01
10 Pleiku Quốc nội Cơ bản 01
11 Dương Đông Quốc nội Cơ bản 01
12 Rạch Giá Quốc nội Cơ bản 01
hạn chế
(NM
2
)
Vùng
hạn chế
(%)
1 HAN
2 TSN
Bảng 1.3. Hiện trạng hạ tầng cơ sở – Các loại phương tiện dẫn đường hiện tại
Stt Hệ thống Số lượng Vị trí
Đến khi hệ thống
hiện tại đảm bảo
thích ứng dịch vụ
Ghi chú
1 NDB 19
2 VOR/DME 06
3 DVOR/DME 5
4 ILS/LLZ 02
5 ILS/DME 01
Như hình 1.4
\
\ 01
o
W
\ 01
o
W 1990
/015
o
lý và giám sát, cảnh báo ... và được tập trung tại bàn console nơi điều hành.
Hiện nay đã sẵn có các hệ thống VCCS tại Tân Sơn Nhất, Nội Bài, còn tại
các sân bay lẻ vẫn đang sử dụng các đầu cuối thông tin liên lạc nhỏ lẻ
thông thường, chưa có VCCS.
b. Tầm phủ sóng VHF: Tại FIR Hà Nội hiện đang sử dụng 03 trạm VHF điều
khiển xa
- VHF Vinh: Sử dụng máy thu phát công suất 50W
- VHF Tam Đảo: Sử dụng máy thu phát công suất 50WVHF
- Đà Nẵng: Sử dụng máy thu phát công suất 200W
- Tại các sân bay địa phương có các máy thu phát điều khiển tại chỗ, bao gồm:
- Sân bay QT Nội Bài: Sử dụng máy thu phát công suất 200W
- Sân bay Nà Sản: Sử dụng máy thu phát công suất 7W.
- Sân bay Điện Biên: Sử dụng máy thu phát công suất 7W.
- Sân bay Vinh: Sử dụng máy thu phát công suất 7W.
- Sân bay Cát Bi: Sử dụng máy thu phát công suất 7W
Nhận xét: Tầm phủ hiện nay đảm bảo phủ kín FIR HAN (chưa kể HF), đáp ứng tốt
nhu cầu liên lạc AIR/GROUND với mật độ bay hiện tại.
c. Vấn đề về nhiễu sóng VHF: có vấn đề về nhiễu sóng có và không có khả năng chủ
động khắc phục cho tần số đó. Do vấn đề về quản lý tần số và các trang thiết bị thu
phát vô tuyến không có đăng ký, đồng thời phương thức điều chế AM hiện đang dùng
19
là phương thức phổ thông và không có mã hoá chống nhiễu nên còn bị nhiễu tần số
tại các vùng cục bộ. Khắc phục: dùng các tần số dự phòng khác đã đăng ký.
d. Tắc nghẽn về tần số và kênh VHF: hiện tại đang sử dụng dải tần VHF từ 118 -
136,975 MHz với độ phân cách 25kHz, sự tắc nghẽn có thể sảy ra trong tương lai.
e. Mạng thoại/dữ liệu đất-đất: sẵn có và hoạt động tốt, đảm bảo nhu cầu bay hiện
cung cấp.
f. Hệ thống
HF/RT sẵn có, ồn, hoạt động kém
g. Trang thiết bị VHF/HF/AFTN trang bị đã lâu, cần bảo dưỡng thường xuyên
khuyến cáo của ICAO.
CHƯƠNG 2. SỰ CHUYỂN DỊCH SANG CÁC HỆ THỐNG MỚI
2.1 Nền tảng
2.1.1. Đặt vấn đề
Vận tải hàng không có một tốc độ phát triển cao nhất so với các ngành công
nghiệp khác trong vòng 2 thập kỷ qua. Sự phát triển này được đánh giá là còn tiếp diễn
trong tương lai. Số lượng tầu bay trên các sân bay đã tăng 30% kể từ năm 1995 đến
2003 trên toàn cầu và khoảng cách bay tính theo km đã tăng 55% trong khoảng thời gian
trên. Tại châu Âu, lưu lượng hàng không đã tăng trưởng với mức 5% một năm và được
dự đoán là có thể tiếp tục tăng trưởng với mức tương tự trong nhiều năm tới. Với mức
tăng trưởng như vậy, số lượng tầu bay hoạt động sẽ tăng gấp đôi trong khoảng từ 1997
đến 2015. Các dự đoán trên dựa vào số lượng các đơn đặt hàng sản suất tầu bay của các
21
Số km của tầu bay di chuyển (triệu)
Cất cánh (nghìn)
Hình 1.5. Tổng quan về lưu lượng bay thế giới
25000
20000
15000
10000
5000
0
1970 75 80 85 90 95 2000 2005
Số km tầu bay và số lần cất cánh
hãng hàng không châu Âu. Đến giữa năm 2000, gần 1000 tầu bay lớn (trên 100 ghế) và
vừa được đặt hàng, những tầu bay này sẽ hoạt động trên bầu trời trong vài năm tới. Khả
năng tăng trưởng quan trọng trên có được là nhờ các chương trình tính toán chi tiết tỉ mỉ
của châu Âu về lưu lượng bay.
Sự gia tăng về lưu lượng bay đã dẫn đến hậu quả là gia tăng lớn trễ tại các vùng
lưu lượng đông. Năm 2000, có khoảng 27% các chuyến bay trên toàn châu Âu phải chịu
đường. Với hạn chế của việc quản lý luồng không lưu ATFM, trong năm 2000 có
khoảng 75% trễ do thiếu hụt về dung lượng ATC ở các “vùng phân chia”, khoảng gần
10% do dung lượng “sân bay và ATC”. Trễ ATFM do vùng phân chia tăng 39% trong
năm 1998 trong khi nguyên nhân “sân bay và ATC” chỉ tăng 6%.
Sự không cân xứng về dung lượng ATC do “vùng phân chia” có thể quy cho việc
chia ra quá nhiều các vùng phân chia nhỏ và các hệ thống ATC thì tạo ra các vấn đề tại
các vùng chuyển giao. Hệ thống trang thiết bị ATC nghèo nàn và kém hiệu quả dẫn đến
hiệu ứng cổ chai cho hệ thống. Đây là hậu quả của sự thiếu hụt tổng thể trong việc tích
hợp các thành phần ATM, sân bay và tầu bay với nhau. Nói một cách khác, bầu trời và
hệ thống mặt đất đã không liên kết được với nhau.
Vấn đề phân chia các vùng có nguyên nhân hiển nhiên là do chủ quyền các quốc
gia, hơn 50% trễ là do cấu trúc hiện tại của hệ thống quản lý vùng trời. Khi nào hiệu ứng
cổ chai do vấn đề các vùng phân chia được loại bỏ thì dung lượng ATC tại các đoạn đầu
cuối và các sân bay sẽ trở thành vấn đề chủ chốt. Phân tích này còn dựa vào hiện trạng
hàng không Mỹ, nơi mà không có sự phân chia các vùng, tại đây hạn chế về dung lượng
ATC chỉ xảy ra tại các vùng đầu cuối và sân bay.
Nguồn số liệu được lấy từ :
Flight International, 29 August – 4 September 2000
EUROCONTROL Annual Report 1999
CODA: Annual Report 2000.
IATA: World Civil Aviation Infrastructure & Development, 2001
AEA Yearbook, April 2001.
Jane’s Transport News, 16 August 2000.
White House Commission on Aviation Safety & Security.
2.1.3. Những cân nhắc về sự an toàn
Tất cả những phương pháp giải quyết đưa ra cần phải chắc chắn rằng không xâm
hại đến sự an toàn của các chuyến bay. Việc tăng mật độ lưu lượng tự nó dẫn đến đe
doạ tiềm tàng tới an toàn bay vì số lượng lớn tầu bay vẫn hoạt động trên một phạm vi
như vậy của vùng trời. Ước tính đến năm 2012, nếu không có sự thay đổi trong hệ thống
ATM hiện tại thì mức độ tai nạn hàng không tại Mỹ sẽ tăng gần tới con số 01 vụ/tuần.
vị trí của tầu bay trên bàn kiểm soát chính xác hơn rất nhiều các hệ thống Radar. Hệ
thống quản lý bay FMS sử dụng công nghệ máy tính để cung cấp mô tả tàu bay theo
chiều ngang và dọc một cách chính xác và tối ưu nhất. Các tầu bay đều phát quảng bá
thông tin về vị trí của nó (kể cả khi ở dưới mặt đất và trên không) cho các tầu bay khác
trong thời gian thực, cung cấp cho người lái nhận biết tình huống của các luồng bay
cạnh đó một cách tốt hơn hẳn cách mà người dưới mặt đất nhìn thấy. Các tính năng của
thông tin, giám sát, dẫn đường mới cho phép việc lựa chọn đường bay và khoảng phân
cách với trách nhiệm cao hơn.
Tính năng giám sát ATC dựa trên chế độ báo cáo vị trí của tầu bay có thể được
trang bị với giá đầu tư thấp tại các vị trí trước đây không trang bị hệ thống Radar, đồng
24
thời có thể thay thế các trạm Radar nhằm tăng cường hiệu quả và giảm chi phí ATC
mang lại chi phí rẻ hơn cho hành khách.
Phần lớn trễ ngày nay có thể được loại bỏ đồng thời có thể đạt được một hệ
thống có tính kinh tế cao, tốt cho môi trường thông qua hệ thống ATC tăng cường hiệu
quả và sự kết hợp công nghệ mới với đường bay tối ưu. An toàn hàng không cũng được
tăng cường thông qua hệ thống giám sát lẫm nhau của các tầu bay cung cấp cảnh báo
tình huống và tính năng phát hiện va chạm cho phi công và tất cả các loại tầu bay trên
tất cả các địa hình lục địa/ biển với hạ tầng cơ sở tối thiểu hoặc không cần thiết. Khả
năng giám sát cũng có thể trạng bị với mức chi phí vừa phải mà không cần hệ thống
Radar.
2.2. Hệ thống CNS/ATM
Với khái niệm CNS/ATM, hệ thống ATS biến đổi thành hệ thống ATM liên quan
không những tới ATS mà còn bao gồm cả quản lý luồng không lưu ATFM, quản lý tầu
bay ASM và các khía cạnh liên quan khác của hoạt động bay. Hệ thống ATM tích hợp
sẽ khai thác đầy đủ các kỹ thuật Thông tin, Dẫn đường và Giám sát (CNS) phức tạp
liên hệ chặt chẽ với nhau như là hệ thống liên kết dữ liệu sử dụng vệ tinh tiên tiến. Kết
quả là tầu bay sẽ di chuyển theo lộ trình đã vạch sẵn, hiệu chỉnh linh hoạt với mức chi
phí tối thiểu.
Khái niệm CNS/ATM ban đầu của FANS sau đó đã biến đổi thành “hệ thống