Национальная забава – догонять

Почему в России система автоматического зависимого наблюдения внедряется со скрипом? 
 
Не секрет, что в настоящее время основу российской аэронавигации составляют морально и физически устаревшие традиционные гражданские и военные радиотехнические системы, ограниченные по своим функциональным и техническим возможностям. Их использование малоэффективно на низких высотах полета, в условиях обеспечения воздушного движения над населенными пунктами, большими водными пространствами, малонаселенной и труднодоступной местностью. При этом доля систем, выработавших свой технический ресурс и требующих замены, составляет в зависимости от типа до 85%. Не имеет бортовых аэронавигационных систем и навигационных комплексов, удовлетворяющих современным требованиям, и значительная часть эксплуатируемого российского самолетного парка.

Прорывная технология

Впрочем, существующая ЕС ОрВД в силу незначительной интенсивности воздушного движения в небе России еще способна обеспечивать среднестатистические показатели по безопасности и эффективности полетов. Однако стратегической перспективы она не имеет и ее сохранение в нынешнем виде приведет к серьезному отставанию от динамично развивающейся мировой аэронавигационной системы уже в ближайшем будущем.
Подобный неутешительный диагноз был поставлен еще при подготовке Федеральной аэронавигационной службой (ФАНС) «Концепции создания и поэтапного развития Аэронавигационной системы (АНС) России на период 2006–2025 годов», утвержденной Правительством РФ 4 октября 2006 года. Для устранения перечисленных недостатков и реализации национальных интересов Российской Федерации Концепция предусматривает кардинальное совершенствование ЕС ОрВД, позволяющей внедрением новой техники, включая спутниковые системы, осуществить организационную и функциональную интеграцию всех компонентов аэронавигационного обслуживания и обеспечить внедрение прогрессивных технологий.
Согласно Концепции процесс создания и развития АНС разбит на три этапа. На первом главной целью было формирование организационно–функциональной структуры АНС с едиными гражданско–военными органами, позволяющей реализовать потенциальные возможности существующих технических средств и технологий в целях повышения безопасности и экономической эффективности использования воздушного пространства. Среднесрочная перспектива (до 2015 года) предусматривает переход, в основном, к перспективным наземным, бортовым и спутниковым средствам и системам и дальнейшее повышение эффективности функционирования АНС в условиях прогнозируемого роста объема авиаперевозок в стране. В долгосрочном плане (до 2025 г.) поставлена задача полного перехода к перспективным техническим средствам и технологиям и интеграция АНС в мировую аэронавигационную систему.
Одной из таких технологий, должной, по всей видимости, во многом определять будущее лицо мировой аэронавигации, является система автоматического зависимого наблюдения (АЗН). Революционность ее подхода очевидна, если учесть, что в настоящее время ключевым компонентом поля наблюдения за воздушным пространством является радиолокация. Недостатками ее являются большая затратность, энергоемкость и крайне низкая эффективность: используемые ультракороткие волны распространяются только в пределах прямой видимости, излучаются они не исключительно сфокусированно на объект наблюдения, а переменно по абсолютно всему пространству наблюдения и при этом такой интенсивности, чтобы, будучи отраженными от объекта наблюдения, могли быть уловлены приемной антенной и правильно опознаны.
По этой причине в России с ее огромными малозаселенными территориями возникают серьезные трудности с обслуживанием полетов воздушных судов как в океанических, так и в удаленных континентальных районах с неразвитой наземной инфраструктурой. Используя традиционные методы, весьма трудно обеспечить поле наблюдения на малых высотах. Так, на высоте 10 000 м радиолокационное перекрытие в России достаточно удовлетворительное – поле первичной радиолокации составляет 93, а вторичной – 94%. Но уже на высоте 3000 м эти параметры падают до 64 и 51% соответственно. Еще хуже обстоят дела на меньших высотах, а над участками поверхности со сложным рельефом создать поле наблюдения радиолокационным методом практически невозможно. И это предопределяет существование серьезной проблемы наблюдения за воздушными судами АОН и БПЛА и связи с ними.
На любых высотах оставляет желать лучшего и точность оценки координат, а также эффективность обмена данными о траекториях полета, радиообмен между «землей» и «бортом». О последнем стоит сказать особо. В настоящее время воздушные суда комплектуются все более сложной и совершенной авионикой, наземное оборудование, как правило, также представляет собой суперсовременные комплексы. Но при этом важнейший элемент управления воздушным движением – команды диспетчера, получение информации от пилотов – осуществляется посредством «допотопной» голосовой радиосвязи. Часто ненадежная и всегда отвлекающая массу внимания, она представляет собой настоящее «бутылочное горлышко» в процессе коммуникации между «землей» и «небом», что существенно сказывается на безопасности полетов.
Принципиальное отличие технологии АЗН в том, что координаты воздушного судна, оснащенного соответствующим оборудованием, определяет не «земля», но само судно (с помощью систем глобального позиционирования – GPS, в проекте ГЛОНАСС) и по линиям передачи данных (ЛПД) сообщает эту информацию на землю. Здесь она обрабатывается и в комплексе с другой необходимой информацией (об окружающей воздушной и метеообстановках, движении по аэродрому других ВС и транспортных средств и т.д.) передается на борт. При этом при вещательном АЗН все сообщения с ВС передаются в автоматическом режиме всем оборудованным потребителям: не только центрам управления ВД, но и соседним ВС и даже аэродромным автотранспортным средствам. При контрактном или адресном АЗН, применяемом в основном для обслуживания полетов воздушных судов в океанических и удаленных континентальных районах с неразвитой наземной инфраструктурой, координаты и другая необходимая информация, определенная контрактом, передаются конкретному органу управления воздушного движения, а также получаются от него с оговоренной частотой обмена и объемом (перечнем) информации.
Однако в обоих случаях технология позволяет наблюдать и надежно контролировать воздушное судно на протяжении всего полета независимо от местоположения ВС, маршрута, а также высоты его полета. (В последнем случае это, в частности, означает фактически решение проблем наблюдения за АОН и БПЛА!) Диспетчер имеет все необходимые статические и динамические параметры движения воздушного судна на экране ситуационного дисплея в течение всей продолжительности полета. Стала реальностью постоянная возможность обмена сообщениями, командами, а также дополнительной или нестандартной информацией в текстовом формате с отображением истории обмена на экране CPDLC, а также одновременное ведение протокола данных объективного контроля.
Не меньшие, а во многом и еще большие преимущества несет применение инновационной технологии АЗН к эксплуатантам. К побочным следствиям можно отнести обеспечение надежной связи по линии передачи данных между воздушным судном и авиакомпанией. Главное же, пожалуй, – это улучшение ситуационной осведомленности пилотов об окружающей воздушной обстановке, включая конечный этап захода на посадку, о занятии ВПП, наличии и движении автотранспортных средств на поверхности аэропорта, доступность актуальной визуальной метеообстановки в режиме он–лайн (а не с «бородой» в несколько часов и в трудно воспринимаемом бумажном виде). Все это значительно повышает безопасность полетов. Причем и в воздухе, решая такие проблемы обнаружения конфликтов, как «пропуск конфликта» и «ложный конфликт», возникающие при изменении первоначальных траекторий воздушных судов, и при посадке и маневрировании по аэродрому в условиях ограниченной видимости, несущих угрозу столкновения с другими ВС и автотранспортными средствами.
Напомним, что одной из главных целей создания и обеспечения развития Аэронавигационной системы России является устойчивое снижение количества катастроф по вине системы в условиях ожидаемого роста интенсивности воздушного движения. Уровень безопасности, выражаемый в снижении риска катастроф воздушных судов, к 2015 году должен увеличиться в 2,7 раза, а к 2025 году – в 4,8 раза, что без широкого применения АЗН вряд ли осуществимо.
Если же катастрофа в воздушном пространстве, к сожалению, все же произойдет, то обеспечение эффективного непрерывного контроля траектории полета окажет неоценимую помощь службе поиска и спасания. Ибо, как свидетельствует печальный опыт, радиомаяки демонстрируют крайне низкую неэффективность. В виду стремительности развития аварийной ситуации и последующей исключительной тяжести последствий катастрофы они чаще всего или не успевают начать функционировать, или же выходят из строя.
Существенен и другой аспект. Повышение пропускной способности зон УВД за счет снижения норм эшелонирования, применение более эффективной навигации и широкого использования траекторий, близких к оптимальным, возможность выполнения экипажем полета по приборам, так же как визуально усовершенствованный заход на посадку, и возможность осуществления независимых заходов на посадку на параллельные близкорасположенные ВПП, приводят к улучшению экономических показателей полета, снижению эксплуатационных затрат пользователей.
И суммарный эффект обещает быть немалым. Так, согласно упомянутой Концепции, осуществление мероприятий по увеличению пропускной способности российской АНС и гибкому использованию воздушного пространства, совершенствования схем маневрирования в районе аэродромов позволит сократить летное время, снизить эмиссию газов авиационных двигателей и потребление дорогостоящего авиатоплива. К 2025 году с учетом предполагаемого роста объема авиаперевозок – до 17 млн тонн, из которых около 8 млн тонн – в районах аэродромов, что значительно улучшит экологическую ситуации вблизи них.
Не стоит также забывать, что несоответствие пропускной способности АНС фактической интенсивности воздушного движения является основным фактором, влияющим на задержки воздушных судов на земле и в воздухе. К примеру, в странах Западной Европы годовые потери от задержек воздушных судов достигали до кризиса порядка 3,5 млрд долларов. Все кризисы когда–нибудь кончаются. И ожидаемое улучшение экономической ситуации, и повышение качества услуг, предоставляемых пользователям воздушного пространства, вновь приведут к росту интенсивности воздушного движения в стране (ранее предполагалось, что в среднем на 6% в год). В связи с этим рост пропускной способности воздушного пространства России к 2015 году необходимо увеличить в 1,8 раза (по сравнению с 2005 годом), а к 2025 году – в 3,2 раза, что опять подводит российскую аэронавигацию к массовому внедрению и применению АЗН.

Два извечных российских вопроса

Необходимость совершенствования поля наблюдения в России никем не оспаривается. Так, стратегия перехода к АЗН в общем виде была принята ИКАО в 1998 году с участием России. Также с участием России в 1999 году региональным бюро ИКАО принята в более детальном виде Стратегия перехода к АЗН в Европе. В рамках этого направления 10 лет тому назад наша авиационная администрация (ФСВТ России) приняла логичное и назревшее решение об автономном использовании информации вторичного обзорного радиолокатора при УВД (Приказ ФСВТ от 18.07.1999 № 18), допускавшем автономное использование вторичной РЛС в пяти РЦ. Потом их число стало расти и, соответственно, расширялось поле ВРЛ. Воздушные суда отечественного производства исправно оснащались вторичными ответчиками.
Следующим решением от 14 октября того же 1999 года определялась необходимость создания и внедрения отечественной системы радиовещательного АЗН, а также соответствующая программа работ (приказ «О создании и внедрении системы радиовещательного автоматического зависимого наблюдения в гражданской авиации России»). Была установлена дата начала использования радиовещательного АЗН в качестве средства контроля – 01.10.2005, что по срокам почти соответствовало европейской дате начала внедрения этой технологии, и весь период реализации решения соответствовал рекомендованному ИКАО – 5–7 лет. При этом предусматривалось три этапа реализации, которые должны были завершиться в конце 2001 года началом штатной эксплуатации системы АЗН–В.
Этап 1 (IV кв. 1999 г. – IV кв. 2000 г.) – проведение работ по созданию системы УВД с функцией АЗН–В (определение конфигурации, состава, функций), выбор поставщиков и мест установки, разработка технической документации по установке бортового оборудования на воздушные суда, проведение приемочных испытаний наземного и бортового оборудования.
Этап 2 (IV кв. 2000 г. – II кв. 2001 г.) – проведение опытной эксплуатации системы АЗН–В, работ по сертификации оборудования, оценке технологии УВД и эксплуатационных процедур для экипажей ВС в условиях использования АЗН–В как дополнительного средства контроля за воздушным движением.
Этап 3 (с III кв. 2001 г.) – проведение работ по внедрению системы радиовещательного автоматического зависимого наблюдения в штатную эксплуатацию в авиапредприятиях и региональных государственных предприятиях по использованию воздушного пространства и управлению воздушным движением (РГП по ИВП и УВД) России.
Однако планы не были осуществлены, и срок внедрения в 2002 году был перенесен на 2007–й, а затем появилась новая стратегия внедрения АЗН, которая предусматривает также три этапа работ, однако реализация системы в национальном масштабе намечена уже только на отдаленный 2020 год.
И это грозит российской гражданской авиации новыми треволнениями и экономическими потерями. Ибо у наших ближайших соседей – европейцев приняты и закреплены следующие этапы совершенствования поля наблюдения. До 2005 года – введение улучшенного наблюдения в режиме S в центральной зоне. До 2010 года – введение наземных систем наблюдения с расширенными возможностями в крупных аэропортах; контрактного автоматического зависимого наблюдения (ADS–C) и автоматического зависимого наблюдения в режиме радиовещания (ADS–B). До 2015 (а не 2020!) года – переход на новую инфраструктуру наблюдения в зависимости от местных требований.
В этой связи российские авиакомпании вынуждены внимательно следить за тем, что им предстоит сделать до 2015 года, когда Европа перейдет на новую инфраструктуру и, как это бывало и ранее, установит ограничения на ИВП тем эксплуатантам, которые не сподобятся к тому времени оснастить свои лайнеры необходимым оборудованием.
Вопрос первый: кто виноват в наметившемся очередном технологическом отставании России?
Росаэронавигация вину с себя снимает. Как уже писала «ТР», на недавнем заседании Аэронавигационного совета (коллегии) Федеральной аэронавигационной службы ее руководитель Александр Нерадько упрекнул эксплуатантов в том, что при подготовке программы модернизации единой системы ОВД ни один из них не предоставил своих предложений по АЗН, будь то наземного, или бортового сегментов.
Однако, выступавший на том же заседании один из немногих представителей эксплуатантов главный штурман авиакомпании ЮТэйр, член Комитета по АНО АЭВТ Александр Шарун, повествуя о проблемах авиакомпаний, заметно сместил акцент. В своем докладе он указал, что официальная информация о планах и ходе внедрения автоматического зависимого наблюдения в Российской Федерации рядовым эксплуатантам не доступна. Вариантов два: либо этих данных не существует вообще, либо они просто не опубликованы. В любом случае ресурсы всех заинтересованных участников проекта сполна не реализуются.
А так как ни Концепция создания АНС, ни Программа модернизации ЕС ОрВД не дают ответов на вопрос о планах внедрения АЗН, то для понимания проблемы эксплуатантам приходится обращаться к вторичным документам, таким как глобальный аэронавигационный план ИКАО, европейская Стратегия 2000+, материалы семинара на МАКСе–2009, Материалы Конференции ИКАО «Россия – ХХI век», прошедшей в 2002 году в Магадане, упомянутые решения авиационной администрации от 20.07 и 14.10.1999 № 80, или же пользоваться собственным опытом выполнения полетов, как в стране, так и за рубежом.
Другой прозвучавший упрек представляется гораздо более серьезным. Поскольку в Концепции создания и поэтапного развития Аэронавигационной системы (АНС) России провозглашается необходимость интеграции АНС России с европейской и международными системами, то, по словам эксплуатантов, у них существовала уверенность, что в программе модернизации ЕС ОрВД подобные вопросы будут решаться параллельно с Европой. Еще недавно об этом свидетельствовали некоторые решения авиационной администрации. На это, учитывая необходимость снизить расходы отечественных перевозчиков на линиях в Европу, нацеливал и здравый смысл. Однако логика новой стратегии, по убеждению главного штурмана авиакомпании ЮТэйр, не совпадает с интересами эксплуатантов. Пока в России продолжают обсуждаться сроки перехода к АЗН и потенциальные выгоды от внедрения новых технологий, российские перевозчики вынуждены на деле готовиться к переходу Европы в 2015 году на новую инфраструктуру наблюдения и планировать установку на борту ответчиков с режимом «S». Что же до родного Отечества, то здесь авиакомпаниям предлагается участвовать лишь в пилотных проектах с разнотипным оборудованием АЗН–В и покрывать расходы на реализацию, мягко говоря, «нетрадиционных» решений развития поля наблюдения на основе первичных и вторичных РЛС, да еще и радиопеленгаторов. И в этом противопоставлении, по мнению Александра Шаруна, суть всех проблем пользователей.
Здесь необходимо уяснить, что вскоре ждет наших перевозчиков на международных линиях. Принятая в конце 90–х не без участия России стратегия построения поля наблюдения в Европе основана на условии, что до тех пор, пока определение местоположения воздушного судна по АЗН–B не будет осуществляться исключительно с помощью глобальной навигационной спутниковой системы, оно должно поддерживаться функциями наземного наблюдения в тех диспетчерских зонах, которые требуют особого уровня обслуживания. То есть согласно логике принятого условия полный переход от вторичного поля на поле АЗН–В будет поэтапным и плановым.
При этом рассматриваются три вида воздушного пространства.
1. Пространство, в котором моноимпульсный ВРЛ уже исчерпал свои возможности или исчерпает их в ближайшее время и по этой причине будет заменен Режимом S. В этом случае технология АЗН–B будет использована как дополнение к ВРЛ (в режиме S).
2. Пространство, в котором моноимпульсный ВРЛ в ближайшее время не исчерпает своих возможностей. В таком воздушном пространстве моноимпульсные ВРЛ будут замены на АЗН–B в конце срока своей службы, если использование такой системы будет обосновано необходимостью повышения пропускной способности.
3. Пространство, в котором радиолокационный контроль отсутствует или его применение невозможно и в котором будут использованы системы АЗН–B (или ADS–B в латинской транскрипции) для предоставления информации о местоположении. При этом не предусматривается никаких независимых средств удостоверения точности представленных диспетчеру данных и никаких резервных средств на случай выхода из строя системы ADS–B.
Такая логика развертывания полей наблюдения вполне понятна, а сам подход европейцев представляется эффективным и экономичным.
А что россияне? Приняв участие на международном уровне в разработке стратегии перехода на новые принципы формирования поля наблюдения, Россия фактически на десятилетие затянула дискуссии о выборе собственной национальной стратегии и непозволительно отстала в этапах внедрения инновационной технологии. Между тем необходимость выполнения полетов за пределами территории России вынуждает перевозчиков ориентироваться на решения тех государств, куда планируется осуществлять полеты – при том, что АНС России не участвует в координации принимаемых решений по созданию поля наблюдения в этих государствах. Например, программы развития системы ОрВД, разрабатываемой в Европе (SESAR) или в США (NextGen).
Констатировав наличие подобной проблемы, необходимо дать ответ и на другой извечный российский вопрос: что делать?
Учитывая очевидные проблемы внедрения перспективных технологий ОрВД, для начала эксплуатанты предлагают твердо определиться, что и как внедрять.
Первая проблема вызвана необходимостью выбора планируемых для внедрения средств и технологий. Как известно, ИКАО одобрены три линии передачи данных, применяемых для АЗН–В:
– расширенный сквиттер режима S (1090ES);
– VDL–4;
– UAT.
Последняя технология разработана в интересах пользователей воздушного пространства США и ее частотный диапазон частично пересекается с диапазоном частот, выделенным в Европе для навигационных систем.
1090ES рекомендована для первоначального глобального применения. Имеется стандарт на режим Out – широковещательная передача данных с приемом наземными станциями в интересах УВД; предусмотрена функция TIS–B для трансляции координатной информации по линии «земля–воздух»; разрабатывается стандарт на режим In – прием данных АЗН на борту ВС с целью обеспечении ситуационной осведомленности экипажа о воздушной обстановке; подготовлены дополнения в Приложение 10 ИКАО в части использования режима In при выполнении процедур смены эшелона с пересечением курса и при заходе на посадку; проводится эксплуатационная отработка упомянутых процедур в районе Северного моря.
Технология VDL–4:
Имеются международные стандарты (ИКАО, RTCA, ETSI); реализуются режимы Out и In, возможна организация связи в режиме «точка–точка; предусмотрена функция TIS–B для трансляции координатной информации по линии «земля–воздух».
Разработки систем АЗН–К следующие.
FANS–1/A (ACARS). Основана на спутниковых и УКВ линиях передачи данных, имеет опубликованные отраслевые стандарты и спецификации и рекомендована ИКАО для обслуживания в океанических и удаленных континентальных районах.
ATN SARPS (VDL 2, AMSS) также основана на спутниковых и УКВ линиях передачи данных и имеет опубликованный международный стандарт, планируемый, однако, к переработке.
Фактически выбор средств и технологий АЗН – это выбор национального пути развития гражданской авиации России, который согласно 278–му циркуляру ИКАО рекомендуется делать в процессе разработки национальных планов для систем CNS/ATM, что гарантирует его объективность.
Вторая проблема: как внедрять? – связана с процедурой планирования и самим внедрением технологии, что не раз обсуждалось на заседаниях Комитета по АНО. В рамках второй проблемы исключительно важным аспектом является необходимость координации планирования, распределения средств и усилий всех заинтересованных сторон в осуществлении процесса перехода к АЗН. Такой уровень координации в силах обеспечить лишь тщательно разработанная национальная программа, наличие которой особенно приветствуется коммерческими эксплуатантами, так как подобная программа позволит снизить коммерческие риски внедрения инновационной технологии.
У специалистов практически нет сомнения в том, что систему АЗН необходимо строить, во–первых, на базе мультистандартных станций, объединенных в единую сеть и обеспечивающих выполнение задач навигации, связи, наблюдения. А во–вторых, – на основе компромиссного решения всех участников: от производителей средств до пользователей воздушного пространства. При этом внедрение АЗН должно выполняться планомерно и поэтапно, что гарантирует минимальные технические и экономические риски. Не к нашей чести надо сказать, что внедрение перспективных технологий за рубежом происходит более интенсивно, предсказуемо и менее болезненно для пользователей по срокам и вынужденным затратам. При этом скоординированными решениями авиационные администрации зарубежных стран жестко и системно защищают интересы своих перевозчиков.
Впрочем, рекомендованные ИКАО процедуры перехода к АЗН, накопленный опыт, как зарубежный, так и российский, уже имеющиеся разработки промышленности позволяют решить проблемы отечественной аэронавигации, вывести ее на принципиально новый уровень, предусмотренный реализацией Концепции создания и поэтапного развития Аэронавигационной системы России на период 2006–2025 годов. Это даст возможность уже к 2015 году получить экономический эффект в размере 120 млрд рублей, а к 2025 году увеличить эту сумму до 600 млрд. При этом внедрение спутниковых систем связи, навигации существенно повысит роль АНС в общегосударственном комплексе мер по пресечению терроризма, возможность контроля воздушного пространства России в большем диапазоне высот, а количество объектов аэронавигации в защищенном исполнении увеличится с 60 до 100%.
Поэтому столь обоснованным представляется недвусмысленно высказанная четкая позиция руководителя Росаэронавигации Александра Нерадько о необходимости пересмотреть сроки окончания этапов внедрения АЗН в сторону их сокращения.
Такой подход отечественные пользователи воздушного пространства только приветствуют. В своей деятельности они руководствуются тремя основными приоритетами: безопасность полетов; регулярность полетов; экономическая эффективность. И преимущества, которые способна дать АЗН для соблюдения всех трех приоритетов, более чем очевидны. Поэтому эксплуатанты не против расходов на подобную модернизацию флота – если, конечно, они обоснованы и могут быть достаточно точно просчитаны и запланированы заранее.

Геннадий БЛАГОДАРНЫЙ,
обозреватель «ТР»