Генеральный директор
ФГБУ «Авиаметтелеком Росгидромета»
М. В. Петрова
МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ПОДДЕРЖКА
СИСТЕМ ГРАЖДАНСКОЙ НАВИГАЦИИ И ОрВД
слайд 2
ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ КОНЦЕПЦИЯ ОрВД (док. 9854)
Система ОрВД представляет собой систему, которая обеспечивает безопасную организацию воздушного движения посредством реализуемой совместными усилиями интеграции усилий человека, информации, технологии, средств и служб при поддержке бортовых, наземных и/или космических систем связи, навигации и наблюдения.
ГЛОБАЛЬНЫЙАЭРОНАВИГАЦИОННЫЙ План (Doc 9750)
Основные принципы:
-совместимость и непрерывность обслуживания между регионами для всех пользователей на всех этапах полета
-согласованные уровни безопасности полетов
-оптимальные экономические показатели
-соблюдение требований охраны окружающей среды и национальной безопасности
ПОЭТАПНЫЙ План ПЕРЕХОДА ОТ САИ К УАИ ("дорожная карта" ИКАО)
В целях осуществления перехода к УАИ для государств и ИКАО предусмотрено три этапа действий:
Этап 1. Консолидация
Этап 2. Переход на цифровые технологии
Этап 3. Управление информацией
Этапы по созданию глобальной системы ОрВД базируются на:
-Развитии стандартов и рекомендуемой практики ИКАО
-Осуществлении Региональных программ (SESAR, NextGen)
-Полном соответствие национальных стандартов стандартам и рекомендуемой практике ИКАО
-Внедрении Системы менеджмента качества
-Гармонизации МЕТ и ОВД в EUR регион
ПРОЕКТ МЕТ СТРАТЕГИИ В ПОДДЕРЖКУ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ КОНЦЕПЦИИ ОрВД ДЛЯ EUR РЕГИОНА
Предполагает реализацию SWIM путем интеграции МЕТ компоненты в систему ОрВД в целях компьютерного моделирования воздействия условий погоды на деятельность авиации для систем принятия решения и «гибкого» управления воздушным движением, выбирая профили полета ВС с минимальными рисками в метеорологическом отношении
слайд 3
В настоящее время 44 ОМС РФ выполняют функции по предоставлению метеорологической информации в границах зон ответственности районных центров ЕС ОрВД, при этом несколько ОМС обеспечивают зону ответственности своего и смежного районных центров.
Реорганизация органов ЕС ОрВД РФ осуществляется в соответствии с Концепцией развития системы обеспечения аэронавигационной информацией в Российской Федерации (утв. 15 февраля 2011) с учетом межведомственных и ведомственных планов и программ. Границы ответственности метеорологических органов должны в идеальном случае совпадать с соответствующими границами органов ЕС ОрВД, следовательно:
Ø в октябре-ноябре 2011 – исключаются 3 ОМС в соответствии с реорганизацией РЦ (Благовещенск, Южно-Сахалинск, Владивосток)
Ø в 2015 г. количество ОМС должно соответствовать количеству районных центров (12+1).
слайд 4
Традиционное метеорологическое обеспечение регламентировано документами ИКАО:
-Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации «Метеорологическое обеспечение международной аэронавигации»,
-Руководство по авиационной метеорологии, док 8896
-Руководство по координации между органами обслуживания воздушного движения, службами аэронавигационной информации и авиационными метеорологическими службами, док. 9377
и включает предоставление полетной документации авиационным пользователям, т. е. документации в буквенно-цифровом и картографическом виде:
1. Прогнозы по аэродромам (TAF)
2. Сводки погоды по аэродромам (METAR/SPECI)
3. Предупреждения об опасных явлениях погоды и облаках вулканического пепла по маршрутам полетов ВС (SIGMET)
4. Прогнозы особых явлений погоды и ветра/ температуры по высотам в виде карт
Предоставление необходимой метеорологической информации авиационным пользователям осуществляется любым доступным способом:
а) непосредственно через аэродромные метеорологические органы
б) органы ОВД
в) предоставление данных из местных метеорологических сводок в передачи ATIS (служба автоматической передачи важной оперативной информации в районе аэродрома для прибывающих и вылетающих судов) на русском и английском языках
г) посредством передач по предоставлению метеорологической информации для воздушных судов, находящихся в полете - VOLMET, и др. радиовещательных передач метеовещания
слайд 5
Авиационная метеорология является необходимым элементом комплексной системы ОрВД, т. к. неблагоприятные метеорологические условия оказывают значительное влияние на уровень безопасности полетов и на все аспекты деятельности УВД. Поэтому в соответствии с Глобальной операционной Концепцией ОрВД, программами SESAR и NextGen МЕТЕО-информация должна быть интегрированной функцией системы ОрВД и использоваться в системах принятия решений на всех этапах полета.
1. Использование в целях оптимизации маршрутов полета ВС более совершенной МЕТЕО-информации повысит безопасность и эффективность системы ОрВД
2. Поступление МЕТЕО-информации на борт ВС позволит выбирать в режиме реального времени более выгодный маршрут
3. Более совершенное определение, прогнозирование и представление/отображение погодных условий позволит управлять их воздействием более эффективно, тем самым повышая безопасность полетов ВС
4. Совершенствование сводок и прогнозов будет содействовать оптимальному использованию возможностей аэродромов
5. Повышение доступности метеорологической информации от бортовых датчиков будет способствовать совершенствованию прогнозов и их отображению в режиме реального времени
6. МЕТЕО-информация должна способствовать уменьшению воздействия авиации на окружающую среду.
Слайд 6
Эффективность предоставления информации будет повышаться при переходе от традиционной службы аэронавигационной информации к общесистемному управлению аэронавигационной информацией, что позволит совершенствовать систему ОрВД и использовать технологии коллективного принятия решений (КПР), предусмотренных в региональных программах SESAR и NextGen
В целях интеграции МЕТ компоненты в систему ОрВД при переходе от САИ к УАИ необходимо совершенствовать традиционное метеорологическое обеспечение, продолжить разработку новых требований и их выполнение в части:
ÞРазвития телекоммуникационных систем и создания Единой государственной базы данных – основного источника информации для любых авиационных комплексов и систем
Первыми шагами в направлении реализации этой задачи является выполненная Росгидрометом НИР по созданию Сети информационного обеспечения авиационных метеорологических подразделений (СИО АМП) на основе современных высокоскоростных (спутниковых) телекоммуникационных и Интернет технологий. Серверы данной сети (зональные базы данных) являются «зеркальными» (взаиморезервируемыми) и являются платформой для построения единой базы данных
ÞИспользования WEB-технологий
В целях облегчения доступа к авиационной метеорологической информации пользователей воздушного пространства класса G организован Интернет – ресурс Росгидромета www. metavia2, который сопряжен с сайтом www. *****/ Росавиации. Пользователь, наделенный в установленном порядке правом на использование воздушного пространства, имеет возможность зарегистрироваться в Системе представления планов полетов по сети Интернет и телефонной сети Главного Центра ЕС ОрВД на сайте Росавиации www. *****/ и получить доступ к сайтам Росгидромета (в настоящее время осуществляется бесплатно). На сайте размещены данные, необходимые для планирования полетов в воздушном пространстве класса G и формирования полетной документации.
ÞИнтеграции возможностей численных моделей и авиационных прогнозов погоды
Российская Федерация с октября 2009 г. является полноправным членом COSMO - корпорации, объединяющей Европейские прогностические сообщества и системы мезомасштабного прогнозирования (Германия, Греция, Италия, Польша, Румыния, Швеция)
ÞВнедрения новых технологий и средств передачи данных на борт ВС
В 2009 г. по заказу Росгидромета выполнены НИР в рамках ФЦП «Модернизация Единой системы организации воздушного движения Российской Федерации ( годы)» по направлению «Развитие метеорологического обеспечения аэронавигации», направленные на создание технологии автоматизированного сбора и обработки метеорологических данных, поступающих с борта ВС по различным каналам передачи данных
слайд 7
Þ Переход на код XML и использование модели обмена метеорологическими данными (WXXM)
Переход к сете-центричной глобальной модели управления аэронавигационной информацией предполагает создание единых форматов представления данных, имеющих гибкую, универсальную структуру. В мире информационных технологий такую роль занял формат XML. Программы регионального развития систем ОрВД SESAR и NexGen используют модели обмена:
– AIXM – аэронавигационной информацией (Aeronautical Information Exchange Model)
– FIXM – полетной информацией (Fight information exchange model) и
– WXXM – метеорологической информацией (Weather Information Exchange Model)
Эти модели обмена информацией базируются на универсальном формате XML. Дальнейшая унификация форматов представления данных требует, чтобы метеорологические данные предоставлялись в том же формате, что и другие аэронавигационные данные при УАИ, которые четко ориентированы на использование открытых стандартов (XML и его диалект GML (GEO Markup Language)). С целью дальнейшей гармонизации форматов представления данных при УАИ ИКАО выступило с предложением отказаться от действующих кодовых форм представления OPMET данных, их перевода на таблично-ориентированные кодовые формы ВМО (BUFR) и обеспечить поэтапный переход на представление OPMET данных в формате XML:
2010 | одобрение XML для передачи OPMET данных |
| разработка внутреннего представления OPMET данных для XML |
2013 | одобрение положений по использованию XML (Приложение 3) |
2014 | одобрение XML на совместном совещании MET / AIM Divison |
2016/2019 | обязательное использование XML (Приложение 3) |
Учитывая международные тенденции развития, специалистами ФГБУ «Авиаметтелеком Росгидромета» в годах были проведены тестовые передачи OPMET данных (METAR и TAF) в формате XML с использованием наиболее распространенных в системе Росгидромета комплексов и технологий. Тестирование показало, что используемое оборудование связи либо полностью обеспечивают передачу данных в формате XML, либо обеспечивают с некоторыми ограничениями (например, сеть AFTN не позволяет передать сообщение длиннее, чем 1800 символов). Основные проблемы, как и ожидалось, возникают на этапе представления и обработки данных, так как действующие системы распознают только стандартные кодовые формы и не готовы к усвоению данных в формате XML. Здесь еще предстоит большая работа.
В решении проблем безопасности специалистами Авиаметтелекома проведены предварительные тесты по использованию спецификаций XML Signature и XML Encryption, позволяющих подписать цифровой подписью и зашифровать сообщение в XML формате, что позволяет защитить метеорологические данные от несанкционированного доступа, обеспечить целостность данных при передаче, подтвердить их легитимность и однозначно идентифицировать источник данных.
ÞУлучшение координации между ОВД и МЕТ и совместимость аэронавигационных данных
ÞСоздание новых прогнозов, средств и технологий распространения и отображения информации в любом формате (текстовом или графическом), который наиболее удобен для авиационного пользователя и отвечает его требованиям
Слайд 8
Рабочий проект Стратегии МЕТ в поддержку глобальной эксплуатационной Концепции ОрВД для Европы предполагает как совершенствование метеорологического обеспечения, так и создание новых видов продукции и обеспечения, представление новых концепций, таких, как «Уровень неопределенности», «Уровень достоверности» МЕТ информации. Это развитие предполагает определение стандартов для обеспечения МЕТ информацией в части:
ü состава, своевременности и пространственно-временного разрешения МЕТ в поддержку системы ОрВД
ü гармонизации открытого обмена МЕТ INFO в форматах, используемых ОрВД
ü гармонизации интерфейсов МЕТ систем в поддержку ОрВД
ü доступности МЕТ INFO на протяжении всего полета
ü возможности снижения влияния авиации на окружающую среду
ü мероприятий по вопросам организации, управления и финансирования МЕТ в поддержку ОрВД
слайд 9
Использование полностью интегрированных метеорологических параметров при планировании с любой заблаговременностью, а также включение экологических данных в процесс принятия решения на стратегическом, плановом и тактическом уровне способствует:
ü уменьшению негативного влияния на окружающую среду
ü улучшению экологической обстановки
ü определению экологической эффективности применения противообледенительных мер, методов снижения шума
ü снижению рисков, вызванных влиянием экстремальных погодных и экологических условий, в том числе с учетом изменения климата
ü получению оперативных данных для объединения с экологическими моделями и алгоритмами в целях мониторинга окружающей среды
слайд 10
Ключевая роль МЕТ-компоненты при переходе от САИ к УАИ состоит в уменьшении негативного влияния погоды на аэронавигационную систему в целом путем объединения метеорологической информации с соответствующей аэронавигационной и полетной информацией от других источников для поддержки интеллектуального, объективного и воспроизводимого процесса принятия решений и автоматического обновления траектории полета.
В целях интеграции МЕТ-компоненты в систему управления полетами и процессы ОрВД разработана Концепция нового метеорологического обеспечения в зонах аэродромов (Meteorological Services in the Terminal Area - MSTA), которая подразумевает четырехмерное, 4-D (dimensional weather data), представление данных о погоде вместе с оценкой квалифицированных прогнозистов для обеспечения органов управления воздушным движением (первоначально MSTA трактовались как New Terminal Forecast – NTF). Такое обеспечение должно расширять ситуационную осведомленность о погодных условиях различных групп авиационных пользователей, включая передачу информации в кабину пилота.
Четырехмерные метеорологические данные можно будет напрямую интегрировать в системы поддержки принятия решений (decision-support systems) авиационных пользователей.
В настоящий момент (на начальной стадии развития) MSTA фокусируется на прогнозах численных моделей атмосферы по элементам погоды, имеющих значительное влияние на деятельность авиации: конвекция, скорость/направление ветра, низкая облачность/видимость и так называемая «зимняя погода». Предполагается, что вероятностная оценка различных элементов погоды будет также включаться в системы поддержки принятия решений (вероятностные прогнозы).
слайд 11
Для обеспечения тактических и стратегических систем поддержки принятия решений, ИКАО совместно с ВМО предлагает развивать MSTA по трем категориям:
-наукастинг (с частым обновлением0-1 ч);
-краткосрочные прогнозы (с более «грубым» временным разрешением 1-6 ч и более масштабным охватом вокруг аэродрома);
-общие прогнозы (от 6 ч до 2 дней);
-вероятностные прогнозы.
Некоторые государства выполняют пилотные проекты по разработке новых прогнозов численного моделирования, которые усваиваются в системах ОрВД в коде GRIB и представляются в графическом или табличном виде с применением цветового кода в зависимости от пороговых критериев.
Глобальное обеспечение MSTA возможно только при высокотехнологичном применении научных достижений, учитывая при этом существующие ограничения телекоммуникационных систем, с одной стороны, и огромный массив постоянно обновляющихся данных, с другой.
ИКАО совместно с ВМО необходимо разработать не только требования к новому обеспечению, которые будут включены в Приложение 3 к Конвенции о международной гражданской авиации «Метеорологическое обеспечение международной аэронавигации», но также установить процедуры и критерии применения новых прогнозов в виде руководящих указаний или инструкций, включая рекомендации по вопросам эффективности новой системы обеспечения на аэродромах с различной плотностью воздушного движения. Развитие MSTA необходимо осуществлять параллельно с программами NextGen, SESAR.
Очередной этап развития WEB-технологий и компьютерной географии, открывает возможность интерактивного взаимодействия с компьютерной трехмерной моделью в режиме реального времени и открывает совершенно новые перспективы их использования в метеорологическом обеспечении аэронавигации.
Слайд 12
Объединение в 2016 г. Аэронавигационной программы России с SESAR предполагает дальнейшую интеграцию МЕТ-компоненты в единую систему ОрВД. Так, в г. г. программа SESAR предусматривает представление единой картины при выполнении полетов ВС в воздушном пространстве в режиме реального времени. Для решения этой задачи необходимо выполнение мероприятий по замене:
l буквенно-цифровых кодов на XML
l OPMET-сообщений на OPMET-данные
Прогнозы ветра/температуры по высотам, турбулентности, обледенения, вероятностные прогнозы грозовых разрядов должны непосредственно использоваться системами управления воздушным движением для выбора и обновления оптимальных маршрутов полета ВС, включая взлет-посадку.
При этом интегрированная система «по маршруту» должна объединяться в системы взлет-посадка.
Таким образом, МЕТ-компонента в поддержку систем ОрВД должна быть более комплексной для ее представления и использования, что требует точных критериев и оперативных требований со стороны авиации и разработчиков систем ОрВД как на глобальном, так и региональном уровне.
Слайд 13
Выполнение программ и планов развития систем ОрВД на региональном и глобальном уровне потребует решения проблемных сторон развития с учетом следующих аспектов:
-Национальные требования к МЕТ провайдерам и уровень развития науки в государствах
-Дорогостоящие средства и технологии для более точного прогнозирования, а также оснащения воздушных судов бортовым оборудованием (радиолокаторы, датчики, средства визуализации МЕТЕО-информации)
-Ограниченное число заинтересованных производителей МЕТ систем
-Влияние человеческого фактора. Определение требований для новой специализации МЕТ персонала в интегрированной системе ОрВД
-Увеличение влияния опасных явлений и условий погоды на деятельность авиации
Слайд 14
Успешное выполнение региональных и глобальных программ возможно только путем гибкого и взаимовыгодного сотрудничества всех заинтересованных участников при выполнении мероприятий в целях развития безопасного воздушного движения.
- Сотрудничество ИКАО и ВМО (глобальные стандарты) Взаимодействие с Евроконтролем (региональные стандарты) Взаимодействие провайдеров метеорологического обеспечения и авиационных пользователей (национальные стандарты) Государственная поддержка развития авиационного метеорологического обеспечения
