SI ocenia bezpieczeństwo i odporność zmian systemów zarządzania ruchem lotniczym
Choć automatyzacja oferuje rozwiązania w zakresie lepszego zarządzania naszymi niezwykle zatłoczonymi przestworzami, wiąże się też z szeregiem zagrożeń, jeśli nie zastosowano odpowiednich środków zapobiegawczych. Duża liczba osób podróżujących samolotem w połączeniu z szerszą gamą niekonwencjonalnych statków powietrznych, w tym różnych pojazdów bezzałogowych, sprawia, że zarządzanie obiektami w powietrzu jest jeszcze trudniejsze. Projekt FARO (saFety And Resilience guidelines for aviatiOn) został sfinansowany ze środków Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR, czyli partnerstwa publiczno-prywatnego powołanego w celu modernizacji europejskiego systemu zarządzania ruchem lotniczym (ang. air traffic management, ATM). Celem przedsięwzięcia jest zwiększenie skuteczności i ekologicznego charakteru europejskiej przestrzeni lotniczej poprzez opracowanie i zastosowanie nowoczesnych technologii, szczególnie tych umożliwiających automatyzację funkcjonowania. Aby ocenić prawdopodobne działanie tych technologii, SESAR stosuje analizę kosztów i korzyści dla kluczowych obszarów, takich jak bezpieczeństwo, wydajność czy skuteczność operacyjna. By wesprzeć to podejście oparte na wynikach, twórcy projektu FARO opracowali szereg metodologii i technik oceniających bezpieczeństwo i odporność ATM. „Interesariusze stwierdzili, że nasze pionierskie podejście umożliwia im analizowanie rzeczywistych wydarzeń, takich jak niekorzystne warunki pogodowe, i ocenianie korzyści, które zmiany systemu – takie jak wprowadzenie nowych procedur ruchu – wnoszą do poziomów bezpieczeństwa/odporności”, stwierdza Christian Eduardo Verdonk Gallego, koordynator projektu. Korzystając ze wspólnej wiedzy fachowej konsorcjum, w tym służb żeglugi powietrznej, zespół projektu opracowuje również wytyczne w zakresie bezpieczeństwa i odporności. Dodatkowo techniki badawcze zespołu zostały opisane w artykule w „Open Research Europe”.
Równowaga pomiędzy bezpieczeństwem a odpornością
Zmiany środowiska pracy ATM, w tym modernizacja technologii oraz zmiany procedur, mogą mieć nieprzewidziane konsekwencje, niekiedy nawet niebezpieczne. Gdyby operatorzy byli w stanie ocenić prawdopodobny wpływ zmian z wyprzedzeniem, mogliby wdrożyć działania łagodzące ich skutki. Podejście FARO uwzględnia różne cechy, takie jak ilość pracy, warunki pogodowe czy numer opóźnionego samolotu, istotne dla modelowania bezpieczeństwa i odporności z perspektywy technicznej, organizacyjnej, ludzkiej i proceduralnej. Kluczową innowacją wprowadzaną w ramach projektu jest model komputerowy oparty na sieciach bayesowskich, który może stanowić graficzne przedstawienie prawdopodobnego powiązania pomiędzy różnymi zmiennymi w układzie oraz wpływ takiego powiązania na bezpieczeństwo. „Model ten prezentuje, w jaki sposób konkurujące ze sobą cele systemów ATM, szczególnie podczas nieprzewidzianych zdarzeń, wpływają na ostateczny kształt ruchu lotniczego. Dzięki modelowi można ustalić, gdzie ATM wykazuje się odpornością i dlaczego”, dodaje Verdonk Gallego z firmy CRIDA (strona internetowa tylko w języku hiszpańskim), będącej gospodarzem projektu. W projekcie wykorzystano przetwarzanie języka naturalnego, aby pozyskać szczegóły z treści hiszpańskich i brytyjskich sprawozdań na temat bezpieczeństwa lotniczego, a następnie zastosowano techniki obliczeniowe, takie jak modelowanie tematu i tworzenie zbitek, aby podzielić na poszczególne kategorie czynniki mające wpływ na powstawanie incydentów, lecz często pomijane, takie jak nadmiar pracy.
Zmiana projektu barcelońskiego ATM
Członkowie projektu FARO zweryfikowali to podejście przy trzech rzeczywistych przypadkach zastosowania ATM w Hiszpanii. Dwie zmiany miały charakter operacyjny: wdrożenie „przestrzeni powietrznej bezpośredniej trasy” wokół Santiago – analizowane we współpracy z partnerem projektu, firmą ENAIRE; oraz „ponowny podział na sektory” przestrzeni powietrznej nad Barceloną zasilające Baleary. Trzecie studium przypadku dotyczyło kwestii automatyzacji: kontrolerzy lotu na lotnisku w Barcelonie otrzymywali informacje przesyłane bezpośrednio z samolotu. Zespół projektu FARO ocenił i przeanalizował dane sięgające 2013 roku, aby być w stanie porównać sytuację przed i po wprowadzeniu zmian w każdym studium przypadku. „W każdym przypadku nasz model pozwolił dokładnie przewidzieć poziomy bezpieczeństwa, a także – po raz pierwszy – uwzględnić strategie operatorów reagujących na zmieniające się natężenie ruchu”, wyjaśnia Verdonk Gallego. „Na przykład nowa trasa nad Barceloną ograniczyła konieczność rozwiązywania przez operatorów konfliktów pomiędzy samolotami, co przyczyniło się do zwiększenia wydajności przy jednoczesnym podtrzymaniu bezpieczeństwa”. Wizja SESAR dotycząca europejskiego ATM opiera się na zwiększonej wydajności, skuteczności operacyjnej i zrównoważonym rozwoju, co jest zgodne z unijną inicjatywą Jednolita europejska przestrzeń powietrzna. Wyniki uzyskane w ramach projektu FARO podkreślają wpływ, jaki czynniki te mogą mieć na bezpieczeństwo i odporność. „Nasze techniki mogłyby stanowić kamień milowy w zakresie wspierania operatorów w kwantyfikacji bezpiecznych poziomów oraz ustalaniu strategii odporności, kluczowych dla zapewnienia poczucia bezpieczeństwa europejskim podróżnym”, podsumowuje Verdonk Gallego.
Słowa kluczowe
FARO, przestworza, lotniczy, ruch, automatyzacja, samolot, bezpieczeństwo, odporność, sieć bayesowska, model, przetwarzanie języka naturalnego
