Communications de liaison de données contrôleur-pilote - Controller–pilot data link communications

Les communications contrôleur-pilote par liaison de données ( CPDLC ), également appelées liaison de données contrôleur-pilote ( CPDL ), sont une méthode par laquelle les contrôleurs de la circulation aérienne peuvent communiquer avec les pilotes via un système de liaison de données .

Nécessité

La méthode standard de communication entre un contrôleur de la circulation aérienne et un pilote est la radio vocale, utilisant soit les bandes VHF pour les communications en visibilité directe, soit les bandes HF pour les communications longue distance (comme celle fournie par Shanwick Oceanic Control ).

L'un des problèmes majeurs des communications radio vocales utilisées de cette manière est que tous les pilotes gérés par un contrôleur particulier sont accordés sur la même fréquence. Comme le nombre de vols que les contrôleurs aériens doivent gérer est en augmentation constante (par exemple, Shanwick a traité 414 570 vols en 2007, soit une augmentation de 5% - soit 22 000 vols - par rapport à 2006), le nombre de pilotes connectés à une station particulière augmente également. Cela augmente les chances qu'un pilote écrase accidentellement un autre, obligeant ainsi la transmission à être répétée. De plus, chaque échange entre un contrôleur et un pilote nécessite un certain temps pour se terminer; finalement, comme le nombre de vols contrôlés atteint un point de saturation, le contrôleur ne sera plus en mesure de gérer d'autres avions.

Traditionnellement, ce problème a été contré en divisant un secteur de contrôle du trafic aérien saturé en deux secteurs plus petits, chacun avec son propre contrôleur et chacun utilisant un canal de communication vocale différent. Cependant, cette stratégie souffre de deux problèmes:

  • Chaque division de secteur augmente la quantité de "trafic de transfert". Il s'agit de la surcharge impliquée dans le transfert d'un vol entre les secteurs, ce qui nécessite un échange de voix entre le pilote et les deux contrôleurs, ainsi qu'une coordination entre les contrôleurs.
  • Le nombre de canaux vocaux disponibles est limité et, dans l'espace aérien à haute densité, comme l'Europe centrale ou la côte est des États-Unis, il se peut qu'il n'y ait pas de nouveau canal disponible.

Dans certains cas, il peut être impossible ou impossible de diviser davantage une section.

Une nouvelle stratégie est nécessaire pour faire face aux demandes croissantes de contrôle du trafic aérien, et les communications basées sur les liaisons de données offrent une stratégie possible en augmentant la capacité effective du canal de communication.

Utilisation de CPDLC

L'unité de contrôle et d'affichage de liaison de données (DCDU) sur un Airbus A330 , l'interface pilote pour l'envoi et la réception de messages CPDLC.

La communication contrôleur-pilote par liaison de données (CPDLC) est un moyen de communication entre le contrôleur et le pilote, utilisant une liaison de données pour la communication ATC. Au plus haut niveau, le concept est simple, l'accent étant mis sur l'implication continue de l'humain à chaque extrémité et sur la flexibilité d'utilisation.

L'application CPDLC assure la communication de données air-sol pour le service ATC. Cela comprend un ensemble d'éléments de message d'autorisation / d'information / de demande qui correspondent à la phraséologie vocale utilisée par les procédures de contrôle de la circulation aérienne. Le contrôleur a la capacité d'émettre des assignations de niveau, des contraintes de franchissement, des déviations latérales, des changements de route et des autorisations, des assignations de vitesse, des assignations de radiofréquence et diverses demandes d'informations. Le pilote a la capacité de répondre aux messages, de demander des autorisations et des informations, de rapporter des informations et de déclarer / annuler une urgence. Le pilote a en outre la possibilité de demander des autorisations conditionnelles (en aval) et des informations à une unité des services de la circulation aérienne en aval (ATSU). Une capacité de «texte libre» est également fournie pour échanger des informations non conformes aux formats définis. Une capacité auxiliaire est fournie pour permettre à un système au sol d'utiliser une liaison de données pour transmettre un message CPDLC à un autre système au sol.

La séquence de messages entre le contrôleur et un pilote concernant une transaction particulière (par exemple demande et réception d'une autorisation) est appelée "dialogue". Il peut y avoir plusieurs séquences de messages dans le dialogue, dont chacune est fermée au moyen de messages appropriés, généralement d'accusé de réception ou d'acceptation. La fermeture du dialogue ne met pas nécessairement fin à la liaison, car il peut y avoir plusieurs dialogues entre le contrôleur et le pilote pendant qu'un aéronef transite dans l'espace aérien ATSU.

Tous les échanges de messages CPDLC entre pilote et contrôleur peuvent être considérés comme des dialogues.

L'application CPDLC a trois fonctions principales:

  • l'échange de messages contrôleur / pilote avec l'autorité de données actuelle,
  • le transfert de l'autorité de données impliquant l'autorité de données actuelle et suivante, et
  • la délivrance de l'autorisation en aval avec une autorité de données en aval.

Des simulations effectuées au centre technique William J. Hughes de la Federal Aviation Administration ont montré que l'utilisation du CPDLC signifiait que "l'occupation des canaux vocaux était réduite de 75% pendant des opérations réalistes dans un espace aérien très fréquenté en route. Résultat net de cette diminution l'occupation des canaux vocaux augmente la sécurité et l'efficacité des vols grâce à des communications plus efficaces. "

la mise en oeuvre

Aujourd'hui, il existe deux implémentations principales de CPDLC:

  • Le système FANS-1 développé à l'origine par Boeing et par Airbus sous le nom de FANS-A, est maintenant communément appelé FANS-1 / A , et est principalement utilisé sur les routes océaniques par les avions long-courriers à gros porteurs. Il a été déployé à l'origine dans le Pacifique Sud à la fin des années 1990 et a ensuite été étendu à l'Atlantique Nord. FANS -1 / A est un service basé sur ACARS et, compte tenu de son utilisation océanique, utilise principalement les communications par satellite fournies par le service Inmarsat Data-2 ( Classic Aero ).
  • L'OACI Doc 9705 compatible avec l' ATN / système CPDLC, qui est opérationnel à Eurocontrol de Maastricht Espace aérien supérieur Control Center et a été étendue par le Programme 2000+ Link Eurocontrol à de nombreux autres pays européens régions d' information de vol (FIR). Les réseaux VDL Mode 2 exploités par ARINC et SITA sont utilisés pour prendre en charge le service européen ATN / CPDLC.

Les UAC suivants offrent des services CPDLC:

  • Karlsruhe UAC (EDUU), contrôle Rhein UIR (au-dessus du FL245)
  • London ACC (EGTT), contrôlant l'UIR de Londres (au-dessus du FL195 ou du FL285)
  • Maastricht UAC (EDYY), contrôlant la FIR d'Amsterdam, l'UIR de Hanovre et l'UIR de Bruxelles (au-dessus du FL245)
  • ACC écossais (EGPX), contrôlant l'UIR écossais (au-dessus de FL195, FL245 ou FL255)
  • ACC de Budapest, contrôle de l'UIR hongrois et du Kosovo
  • Stockholm ATCC (ESOS) et Malmö ATCC (ESMM), contrôlant la FIR Suède
  • Canarias ACC (GCCC), contrôlant la FIR Canarias
  • IATCC de Prague (LKAA), contrôlant la FIR PRAHA, c'est-à-dire l'espace aérien tchèque
  • Ljubljana ACC (LJLA), contrôlant la FIR Slovénie
  • ACC de Vienne, contrôlant la FIR autrichienne
  • Atlântico ACC (SBAO), contrôlant l'espace aérien du Brésil.

Suite aux essais PETAL I et II (Preliminary Eurocontrol Trial Air Ground Data Link) en 1995, y compris NEAN ( VDL Mode 4 ), les services ATN ( VDL Mode 2 ) et FANS 1 / A sont aujourd'hui pris en charge.

Plus de 40 grandes compagnies aériennes participent au programme CPDLC avec Maastricht UAC. Les temps de réponse de bout en bout moyens (ATC-cockpit-ATC) sont bien inférieurs à 30 secondes. Plus de 30 000 LOG-ON ont été signalés en 2007, conduisant à plus de 82 000 liaisons montantes CPDLC, chacune permettant d'économiser un temps de fréquence précieux.

Les services d'autorisation ATC (ACL), de messages de communication d'aéronef (ACM) et de micro de contrôle (AMC) sont pris en charge, y compris la liaison montante automatique du code du transpondeur SSR dans le cockpit.

Le CPDLC sera probablement un catalyseur majeur pour le suivi des projets en tant que message de surveillance, liaison montante de dégagement d'itinéraire, trajectoires 2-4 D, approches en descente continue et coordination des contraintes également.

sécurité

Tous les déploiements CPDLC doivent être étayés par un dossier de sécurité approuvé démontrant que tous les objectifs de sécurité pour l'espace aérien applicable ont été atteints. EUROCAE ED-120 ( RTCA DO-290) est les exigences de sécurité et de performance (SPR) pour l'espace aérien continental et devrait être consulté pour les objectifs de sécurité relatifs à l'utilisation de CPDLC dans l'espace aérien continental.

ED-120 fournit une analyse des dangers et identifie les dangers applicables aux systèmes mettant en œuvre les services ATC que les déploiements CPDLC fournissent actuellement. Il dérive ensuite les objectifs de sécurité de ces systèmes et les exigences de sécurité auxquelles ils doivent se conformer.

Les responsables de la mise en œuvre des systèmes terrestres et aériens doivent se conformer à ces exigences de sécurité si leurs produits doivent être approuvés et / ou certifiés pour une utilisation opérationnelle. Des sociétés comme AirSatOne proposent des tests FANS 1 / A pour l'aviation d'affaires et les opérateurs gouvernementaux. Ce test FANS 1 / A par AirSatOne est conforme à RTCA DO-258A / ED-100A, répond aux exigences de RTCA DO-258A / ED-100A, RTCA DO-306 / ED-122 et FAA Advisory Circular AC 20-140C pour soutenir l'approbation opérationnelle de l'équipement.

Les objectifs de sécurité identifiés par ED-120 / DO-290 incluent la nécessité de veiller à ce que les messages ne soient ni corrompus ni mal transmis. La nécessité d'un horodatage précis et le rejet des messages obsolètes sont tout aussi importants. Une conséquence de ces exigences est que les implémentations CPDLC, à la fois sur les aéronefs et dans les centres ATC, doivent avoir accès à une horloge précise (à moins d'une seconde de l' UTC ). Pour les avions, cela est généralement fourni par GPS.

Voir également

Références

Liens externes