Skip to main content

Software defined networking architecture augmented with Artificial Intelligence to improve aeronautical communications performance, security and efficiency

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowe oprogramowanie SI chroni systemy lotnicze przed cyberatakami

Zakłócenia działania sieci komunikacji lotniczej stanowią poważne zagrożenie dla bezpieczeństwa i efektywności ruchu lotniczego. Nowe oprogramowanie oparte na sztucznej inteligencji umożliwia przewidywanie tego zagrożenia i zapobieganie mu.

Transport i mobilność

Tak jak w przypadku każdej sieci cyfrowej, systemy łączności lotniczej są podatne na tymczasowe lub stałe zakłócenia. Mogą one być spowodowane przez lokalne warunki, takie jak duża liczba samolotów próbujących wymieniać dane z operatorami naziemnymi lub brak zasięgu przy komunikacji między samolotem a centrami naziemnymi. Systemy te są również podatne na cyberataki, co jest coraz poważniejszym problemem dla branży lotniczej. „W najbardziej ekstremalnym przypadku potwierdzenie zakłócenia trwa sześć minut, a przez ten czas piloci nie mogą wykonywać poleceń kontrolerów”, wyjaśnia Kanaan Abdo, główny specjalista techniczny w firmie ALTYS Technologies we Francji. Wszelkie zakłócenia odczuwane przez jeden statek powietrzny mają pośrednie skutki dla innych znajdujących się w pobliżu, ponieważ przepustowość przestrzeni powietrznej ulega zmniejszeniu, a to może oznaczać opóźnienia lub zmianę tras samolotów. „Możliwość przewidywania lub prognozowania tych przestojów pomaga ograniczyć ich skutki dla całości ruchu”, mówi Abdo. W ramach projektu SINAPSE (Software defined networking architecture augmented with Artificial Intelligence to improve aeronautical communications performance, security and efficiency), finansowanego ze środków Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR mającego na celu modernizację europejskiego systemu zarządzania ruchem lotniczym, powstaje nowe oprogramowanie wykorzystujące sztuczną inteligencję (SI) do przewidywania takich przestojów. „SINAPSE przyspiesza przejście na inteligentną łączność samolotów dzięki badaniom nad wdrażaniem nowych technologii”, tłumaczy Abdo.

Nowa architektura sieciowa na miarę XXI wieku

Oprogramowanie SINAPSE bazuje na sieci definiowanej programowo (ang. software-defined networking, SDN), czyli dynamicznej i efektywnej infrastrukturze sieciowej. SDN to rozproszona architektura oprogramowania, która pozwala na zwiększenie możliwości konfiguracji przez sieć, przy czym wszystko jest monitorowane przez warstwę centralnego kontrolera. W tradycyjnych systemach taka warstwa kontrolera jest zależna od ludzkich decyzji, ale w projekcie SINAPSE rolę kontrolera przejmuje SI, aby bardziej efektywnie zarządzać systemem. SI automatycznie sprawdza usterki w sieciach, a na podstawie informacji predykcyjnych może proaktywnie regulować system i przeprowadzać konserwację. W projekcie SINAPSE wykorzystano algorytm oparty na uczeniu maszynowym do analizy ruchu sieciowego pod kątem sygnatur odpowiadających cyberatakom. W ramach takiej architektury sieci użytkownikom udostępniane są jedynie modele SI, bez konieczności udostępniania danych bazowych, co dodatkowo zwiększa bezpieczeństwo. „Tego typu rozwiązanie będzie kluczowym elementem składowym zabezpieczonej przyszłej infrastruktury komunikacji lotniczej”, twierdzi Abdo.

Przewidywanie zakłóceń łączności w lotnictwie

System SINAPSE wykorzystuje dane operacyjne gromadzone w czasie rzeczywistym i monitoring sieci do przewidywania awarii łączności. W trakcie projektu zespół SINAPSE ocenił tę technologię za pomocą danych Controller Pilot Data Link Communications (CPDLC), zarejestrowanych w czasie rzeczywistym w czynnej sieci Aeronautical Telecommunication Network (ATN), będącej globalną architekturą łączności lotniczej. Analiza przypadku użycia wykazała, że system SINAPSE pozwala w sposób ciągły przewidywać i prognozować zdarzenia zakłócające na 10 minut przed ich wystąpieniem. „Te informacje mogą być bardzo przydatne, gdyż pozwalają na zapobieganie utracie łączności z różnych przyczyn”, dodaje. Projekt SINAPSE powstał z inicjatywy ogólnoeuropejskiego konsorcjum, w skład którego weszły firmy ALTYS i Frequentis, organizacja ENAIRE oraz Uniwersytet w Bradford. Zespół chce przyczynić się do wdrożenia nowego systemu i będących jego podstawą koncepcji wśród użytkowników ATN. Abdo wyraża nadzieję, że zaowocuje to wspólną inicjatywą, w ramach której dane operacyjne będą szeroko udostępniane (z zachowaniem zasad ochrony prywatności) w celu szkolenia modeli SI z korzyścią dla całej społeczności ATN.

Słowa kluczowe

SINAPSE, cyberatak, lotnictwo, bezpieczeństwo, zakłócenia, aeronautyczne, dane, sztuczna, inteligencja

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania