ADS-B和NextGen空中交通系统

随着国家空域系统的发展，美国联邦航空局将利用许多新技术。在FAA的NextGen计划中实施的主要系统之一是ADS-B，它代表自动相关监视 - 广播。为了简化运营，FAA正在实施ADS-B作为国家空域系统内所有飞机的主要导航来源。虽然ADS-B已在美国大部分地区投入使用，但仍存在有关风险和成本的问题。

ADS-B的作用

在不久的将来，航空业将被要求接受自由飞行的想法，这是一种通过使用ADS-B减少空中交通拥堵的方法。 ADS-B系统还减少了飞行员和控制器的工作量，为飞机提供了更直接的路由，节省了全面的资金和时间。

多年来，美国的空中交通管制系统一直存在效率低下的问题。该系统继续看到消费者需求的增加以及延迟。

在2009年的一份报告中，美国联邦航空局表示，“如果没有NextGen，天空将会出现僵局。到2022年，美国联邦航空局估计，这次失败将使美国经济每年因经济活动损失而损失220亿美元。如果航空运输系统没有改变，到2033年这一数字将增加到400多亿美元。“

ADS-B系统的作用非常广泛。该系统使用高度精确的基于GPS的地面和空中监视，为控制器和飞行员提供精确的实时数据。这些数据比雷达本身更准确，可用于减少飞机间的分离，提高安全性并为飞机提供更直接的航线。此外，驾驶舱将提供实时交通和天气功能，在某些情况下，操作员无需支付任何费用。

ADS-B使用基于飞机的转发器（模式S），全球导航卫星系统（GNSS）和地面站来确定飞机的高度，速度和航迹。然后将信息从飞机转发到飞机，从飞机转发到控制器或地面站，以及任何其他参与方。

安全风险

总的来说，ADS-B系统是我们空域系统未来的重大改进。但这并非没有风险。由于目前的雷达系统是一个大多无风险，准确的导航系统，因此向全新系统的转变会带来可靠性，安全风险和成本等问题。这些问题和风险是什么，并且已经降低到可接受的水平？

虽然美国联邦航空局已证明最终结果将是一个明确更安全，更有效的航空旅行系统，并且他们已经进行了研究以支持他们的立场，但他们需要继续检查并重新审查该计划的安全性透视。任何新系统的实施都可能带来未知的错误和危害。对于ADS-B，这些危害包括：

• 培训和人为因素
• GPS故障
• 航空电子设备故障
• 安全问题

这些问题尚未完全解决，但已被确定为风险，并已采取措施尽可能降低风险。 2000年的一项研究完成了整个系统的典型系统安全优先顺序，发现剩余风险被“控制在可接受的水平”。

在ADS-B的早期开发过程中，Capstone系统安全工作组与FAA合作成立，为ADS-B提供必要的研究和初步危害分析。确定的危害包括：

人为因素

• 混乱和失去态势感知
• 不恰当地使用航空电子设备
• 试点程序错误
• 与ATC的协调问题
• 由于过多的“低调”时间而失去了态势感知能力

地面系统风险

• 校准错误
• 失去沟通
• 故障

航空电子设备故障

GPS错误

天气，交通和地形故障

• 缺乏报道
• 预测有限
• 报告站有限

安全漏洞

• 欺骗，干扰和掩蔽

在大多数情况下，这些风险已经过研究，分析，减轻和接受。但与ADS-B相关的最大危害之一仍然存在：人为错误。如果飞行员不完全了解他或她正在使用的设备，则该系统将成为危险而非利益。研究表明，先进的航空电子系统需要深入培训和理解操作员安全使用，许多操作员不会自愿接受安全驾驶ADS-B所需的培训。

到2020年，美国联邦航空局对所有配备ADS-B的飞机的ADS-B授权将加剧与先进航空电子设备和人为错误相关的成本和危险。

Capstone项目确定，在使用ADS-B时过度减少时间可能会导致情景意识的频繁丧失，尽管在这种情况下可能很少发生事故，但由此导致的事故可能是灾难性的。这是一个持续存在的风险，这将继续成为ADS-B用户的一个问题，因为它成为飞行世界的一个熟悉的补充。飞行员必须承担通过培训和意识尽可能降低风险的责任。

完成所有工作后，ADS-B是国家空域系统的安全，高效的补充。但是像任何导航设备或航空电子系统一样，它只能像操作员一样安全。