System kontroli ruchu lotniczego.

Kontrola ruchu lotniczego zapewnia bezpieczny lot samolotom wewątrz części przestrzeni powietrznej, wydzielonej dla potrzeb lotnictwa cywilnego. Część ta nosi nazwę przestrzeni kontrolowanej, i obejmuje drogi lotnicze, strefy kontrolowane portów lotniczych i rejony lotnisk lub węzłów lotnisk cywilnych i wojskowych.
Drogi lotnicze, czasem zwane korytarzami, można porównać do rur w powietrzu (o określonej szerokości i przedziale wysokości), którymi lecą samoloty. Nad lotniskami można sobie wyobrazić "zbiorniki" sięgające do ziemi, w których zbiegają się drogi powietrzne. Między drogami i pod nimi rozciąga się tak zwana przestrzeń operacyjna, obejmująca przestrzeń lotów swobodnych i strefy dla lotnictwa wojskowego. Z przestrzeni operacyjnej są wyłączone obszary niebezpieczne i zakazane dla lotnictwa. Przestrzeń powietrzna kraju stanowi jeden lub więcej rejonów informacji lotniczej (FIR - Flight Information Region).
Lot statku powietrznego przebiega po ustalonej trasie wewnątrz przestrzeni kontrolowanej. Przed startem osoba upoważniona przez dysponenta samolotu (własciciela, pilota lub biuro linii lotniczych) zgłasza plan lotu, opisujący trasę, typ i wyposażenie samolotu. Plan lotu musi dotrzeć do kontroli ruchu lotniczego w rejonach informacji lotniczej nad którymi lot ma się odbyć. Trasa lotu jest opisana według punktów meldunkowych wyznaczanych przez naziemne pomoce radionawigacyjne.

Zadaniem kontroli ruchu lotniczego jest zapewnienie bezpiecznych separacji (odstępu w pionie i w poziomie) między samolotami, korzystającymi z przestrzeni kontrolowanej. Na to zadanie składa się udzielanie pilotom dyrektyw, dotyczących zmian kursu i wysokości (tzw. wektorowanie), oraz udzielanie informacji o sytuacji w powietrzu, warunkach meteorologicznych i ewentualnych ograniczeniach. Bezwzględnym warunkiem utrzymania separacji jest właściwa identyfikacja poszczególnych statków powietrznych w przestrzeni i utrzymywanie aktualnej informacji o ich stanie lotu, kursie, wysokości, oraz o dalszej trasie.
Praca kontrolera ruchu lotniczego jest odpowiedzialna i dość ciężka. Prowadząc kilkanaście samolotów o różnych właściwościach trzeba przewidywać "kilka ruchów wprzód", czy działanie dla uniknięcia jednej niebezpiecznej sytuacji nie prowadzi do powstania następnej. Kontrolerzy ruchu lotniczego mają status licencjonowanego personelu lotniczego, w związku z czym ich umiejętności i poziom wyszkolenia musi odpowiadać rygorystycznym normom.

Często ludzie pytają: "A to po co ? Przecież pilot widzi, gdzie leci". Zasadniczo widzi, ale mało - to nie myśliwiec ze wspaniałą widocznością we wszystkich kierunkach. Poza tym krótko - przy prędkościach rzędu 900 km/h samolot z naprzeciwka mija go w ciągu kilku sekund od zauważenia.
I po trzecie - last, but not the least - ten gość za sterami ma do prowadzenia ciężki samolot z kilkudziesięcioma czy kilkuset pasażerami, i nie może przez parę godzin kręcić głową na wszystkie strony jak jaki wróbel, żeby w razie draki robić bojowe uniki.

Kontrolę tworzą trzy ogniwa, odpowiedzialne za poszczególne fazy lotu: kontrola lotniska, czyli wieża, kontrola zbliżania i kontrola obszaru. Dwa pierwsze są obecne na lotniskach: wieża na każdym, zbliżanie na lotniskach komunikacyjnych, czyli tych utrzymujących stałe połączenia lotnicze i port lotniczy. Zadania tych organów najlepiej pokazać na przykładzie Warszawy, gdzie wszystko jest na miejscu w Centrum Zarządzania Ruchem Lotniczym.

Kontrola Lotniska (TWR - Tower)
Obsługa wieży kontroli lotniska odpowiada za wszystkie operacje na polu wzlotów i w powietrzu aż do punktu przekazania kontroli na zbliżanie. Na kontrolę lotniska składają się cztery stanowiska operacyjne:

 kontroler TWR (Tower) - zapewnia nakazane przepisami separacje między statkami powietrznymi na podejściach, przekazuje pilotom zgodę kontroli obszaru na odbycie lotu, oraz zezwala na starty i lądowania,

 kontroler GND (Ground controller) - odpowiada za ruch naziemny statków powietrznych w obrębie dróg kołowania i dróg startowych,

 asystent wieży, pośredniczący w wymianie informacji z innymi organami kontroli i w porozumieniu z kontrolerem TWR obsługuje ruch samochodowy na lotnisku (m.in. udziela zgody na przejazd przez drogi startowe i kołowania),

 delivery controller - właściwie nie wiem, jak sklasyfikować tę funkcję - w każdym razie siedzi na wieży. Delivery dysponując dostępem do bazy danych planów lotu uzyskuje zgodę na lot od kontroli obszaru i przekazuje załodze samolotu, ponieważ to kontrola obszaru wie, czy na ten lot będzie miejsce w systemie dróg lotniczych.

Kontrola lotniska dysponuje radarem kontroli lotniska ASMI (Airport Surface Movement Indicator), monitorem podglądu radaru kontroli rejonu lotniska ASR (Airport Surveillance Radar), urządzeniami informacji meteorologicznej i oczywiście systemem łączności radiowej i przewodowej. Na fotce: wieża lotniska Warszawa - Okęcie w nocy. Po stronie lewej zasiada kontroler lotniska, po prawej ground controller.

Kontrola Zbliżania (APP - Approach Control)
Kontrola zbliżania jest najbardziej nerwowym miejscem w Centrum: musi zapewnić separacje pomiędzy samolotami odlatującymi i przylatującymi na lotnisko i w ogóle wszystkimi samolotami cywilnymi i wojskowymi znajdujące się strefie kontrolowanej lotniska (w Warszawie jest to obszar o pomieniu około 100 km). Właściwie wszystkie loty w tej strefie są kontrolowane lub nadzorowane przez kontrolę zbliżania. Loty wojskowe wykonywane w strefach lotnisk wojskowych są nadzorowane przez organ wojskowy, sciśle współpracujący z kontrolą zbliżania.

 kontroler zbliżania - odpowiada za separacje, zapewnia pomoc nawigacyjną i wszystkie potrzebne informacje samolotom lecącym między strefą odpowiedzialności kontrolera wieży a "wlotami" dróg powietrznych.

 kontroler DIR (Director) - powoływany w razie potrzeby (np. tłok w powietrzu) zajmuje się samolotami w wąskim sektorze podejścia do lądowania,

 asystent - koordynuje wymianę informacji z innymi organami kontroli, załatwia sprawy związane z planami lotu i ogólnie załatwia nieatrakcyjną robotę.

Kontrola zbliżania lotniska Warszawa - Okęcie w CZRL (listopad 2001). Najbliżej siedzi kontroler DIR, w środku asystent ze swoim terminalem systemu planów lotu i drukarką pasków postepu lotu, najdalej kontroler APP. Dwa niewielkie połyskujące panele na górnym skosie, pomiędzy directorem a asystentem, to kontrolki systemu podejścia ILS.

Kontroler zbliżania przy pracy. Ciemno (zdjęcie jest zrobione bez dodatkowego oświetlenia), ale widać szczegóły i "gęstą atmosferę". Kontrola zbliżania dysponuje wskaźnikami systemu danych radarowych, końcówkami systemu łączności (touch panel na dole po lewej), systemu ATIS (ekran LCD powyżej), podglądem radaru lotniskowego i wreszcie wskaźnikami aktualnych warunków meteorologicznych na lotnisku (dwa wyświetlacze i monitor na górnym skosie po prawej).

Na lotniskach z radarem precyzyjnym jest jeszcze kontroler PAR (Precision Approach Radar). Różnica między nim a directorem polega na tym że zajmuje się samolotami podchodzącym w złych warunkach meteorologicznych lub w nocy. Kontroler PAR prowadzi pilota do momentu, kiedy ten już widzi drogę startową i może lądować (albo przerwie podejście). Były przypadki, gdy trzeba było prowadzić samolot do momentu przyziemienia. Wykonując swoją robotę kontroler PAR przejmuje część funkcji kontrolera TWR.

Kontrola Obszaru (ACC - Area Control Centre)
Kontrola obszaru to organ zajmujący się wszystkimi cywilnymi statkami powietrznymi w przestrzeni Rejonu Informacji Lotniczej (FIR - Flight Information Region), które wykonują loty w przestrzeni kontrolowanej - w wielkim uproszczeniu kontrola obszaru zajmuje się drogami powietrznymi. Stosunkowo mała i okrągła Polska ma jeden FIR, o kodowej nazwie FIR EPWW. Lwia część ruchu to przeloty, czyli samoloty, które nie ląduja na naszych lotniskach. Przestrzeń kontrolowana podzielona jest na sektory, które przekazują sobie kontrolę nad przelatującymi samolotami. Każdy sektor obsługują:

 kontroler radarowy ACC - w swoim sektorze zapewnia utrzymywanie separacji pomiędzy samolotami,

 planning controller - wspomaga pracę kontrolera radarowego dublując obraz sytuacji w powietrzu w systemie proceduralnym (za pomocą pasków postepu lotu). Ponadto uzgadnia z organami kontroli krajów ościennych wloty i wyloty statków powietrznych z naszej przestrzeni,

 operator flight data - obsługuje terminal systemu planów lotu FSW (Flight strip workstation), wspomaga pracę kontrolerów ACC, przygotowuje paski postępu lotu, itp.
Wyposażenie jest w zasadzie takie samo jak na zbliżaniu, tylko jest tego dużo więcej.

Jeden z sektorów kontroli obszaru (rok 2001). Na każdym sektorze pracuje kontroler radarowy i planning controller (jak to będzie po polsku?) przed "bejem" (holder bay) z paskami. Wygląda na spokojne miejsce, bo odległości większe, samoloty jadą po swoich drogach i poziomach jak po szynach. Tylko że tutaj każdy błąd w ocenie sytuacji może póżniej zamienić się w sytuację bez wyjścia.

Pracę kontrolerów wspomagają zautomatyzowane systemy kontroli ruchu lotniczego. System koreluje plany lotów w pamięci komputera z pozycjami radarowymi samolotów, których one dotyczą. Jedną z najważniejszych jego cech jest tworzenie obrazu sytuacji w danej przestrzeni powietrznej z informacji pochodzącej z wielu radarów. Kontroler, obsługujący swój sektor, może wyciąć i powiększyć potrzebny mu wycinek. Na ekranie wskaźnika systemu radarowego są zobrazowane pozycje samolotów z podanym kodem i poziomem lotu, oraz dane z planu lotu (numer lotu, typ samolotu itp) wraz a wyliczoną przez komputer prędkością. Ponadto na ekranie jest wyświetlany odpowiednio przefiltrowany obraz zjawisk meteorologicznych, mapa korytarzy powietrznych, oraz tabele planów lotu aktywnych lub spodziewanych w danym sektorze kontroli. Na żadanie kontrolera zobrazowanie może być uzupełnione o wiele innych szczegółów, np granice sektorów, elementy uproszczonej mapy geograficznej, wektory prędkości, czy też ślad samolotu w zadanym przedziale czasu.
Inną ważną funkcją systemu jest automatyzacja przekazania samolotu do innego sektora lub organu kontroli (tzw. hand-off). Kontroler inicjuje przekazanie samolotu na ekranie swojego wskaźnika, a stosowna informacja pojawia się na ekranie sektora, przejmującego kontrolę. Jeśli tamtejszy kontroler wyda komputerowi polecenie przyjęcia, kontroler przekazujący informuje o tym pilota i podaje nową częstotliwość radiową. Od tej pory na wszystkich wskaźnikach systemu, na których widać ten samolot, jest on oznaczony nową literą sektora kontroli.

"Last, but not least" - system danych radarowych przez 24 godziny na dobę zapisuje obraz sytuacji w powietrzu i wszystkie ważniejsze wydarzenia, np. awarie urządzeń, przekazania kontroli, ustawienia poszczególnych wskaźników i identyfikatory kontrolerów na nich pracujących. Taki zapis jest znaczącą pomocą przy rozpatrywaniu przebiegu wypadków lotniczych, wyjaśnianiu przyczyn powstania sytuacji niebezpiecznych, a także sporów między pilotami a kontrolą. Razem z zapisem dokumentacyjnym korespondencji radiowej i przewodowej stanowi taką naziemną odmianę "czarnej skrzynki".
Tak, na przykład, przed kilku laty kapitan samolotu komunikacyjnego zgłosił niebezpieczne zbliżenie się samolotu bojowego. No i afera. Przyjechali oburzeni "bezpodstawnym oskarżeniem" przedstawiciele wojska, gotowi bronić swego pilota do ostatniego papierka. Po godzinie odjechali z nosami na kwintę, bo całą sytuację ze szczegółami odtworzono im na ekranie, z towarzyszeniem zapisu korespondencji radiowej. Przyznali że chłopak chciał po prostu obejrzeć sobie z bliska ciekawy samolot.

Wszystkie elementy w obrębie systemu są podwójne dla zapewnienia bezawaryjnej pracy; nawet przewody sieci komputerowej, łączącej komponenty systemu. Zdwojone systemy działają równolegle, tak, że przełączenie w przypadku awarii nie powoduje żadnej przerwy ani utraty danych - dla kontrolera na stanowisku jest niedostrzegalne. Czasem instaluje się rezerwową trzecią nitkę systemu, z której można skorzystać kiedy wszystko inne zawiedzie, np. w razie większego kataklizmu. Na codzień ten tor jest fizycznie odłączony od sieci operacyjnej. Używa się go do odtwarzania dokumentalnych zapisów sytuacji w powietrzu, testów nowego oprogramowania i elementów sprzętu, szkolenia operatorów, itp. Moje własne obserwacje wskazują, że taki "zbędny" system wcale nie próżnuje, a posiadanie go zaoszczędza wielu wpadek.

Część systemu danych radarowych: widać wielkie pudło z modemami, serwery i terminale techniczne, czyli miejsce pracy dyżurnego technika systemu. Widoczne tu komputery VAX 3300 i 3500 są powoli "wygryzane" przez maszyny AlphaStation. Już teraz pracuje na nich system obróbki planów lotu.

Operatorzy FSW (Flight strip workstation) w Warszawie nadzorują aktywowanie planów lotu z centralnej bazy danych i przekazywanie ich na odpowiednie stanowiska kontroli. Plany lotu dla samolotów komunikacyjnych są kierowane do centrum CFMU w Haren koło Brukseli, gdzie odbywa się wstępna obróbka, ustalanie zależności czasowych z innymi planami lotu itp., a następnie na około 2 godziny przed lotem są zgłaszane do centrów kontroli ruchu lotniczego, które będa je obsługiwać.

Rozwój systemów kierowania ruchem lotniczym zmierza w kierunku powiązania naziemnych centrów kontroli z pokładowymi systemami nawigacyjnymi samolotów przy pomocy cyfrowych łącz transmisji danych. System nawigacyjny samolotu przekazuje do ośrodków kontroli dane o swojej pozycji i wysokości, otrzymując z powrotem polecenia kontrolera, informacje nawigacyjne i dane meteorologiczne. Zarówno załoga samolotu, jak i kontroler ruchu lotniczego są są informowani o sytuacji ruchowej w czasie rzeczywistym.

Początek formularza

Dół formularza

Jacek Tomczak - Janowski

22-Oct-1998
Akt. 11-11-2001

---