دور نظم الاتصال في غلاس كوكبيتس

تطور الاتصالات الصوتية: من الأناولوجيا إلى الرقمي

وقد كانت القناة الرئيسية بين الطيارين ومراقبة الحركة الجوية، طوال عقود، هي الصوت البشري، حيث كانت الاتصالات السلكية العالية التردد (HF) مخترقة على المحيط الأطلسي، وكانت خطوط التردد العالية جداً في المناطق الطرفية المشغولة، بينما كانت هذه البيانات ذات الطابع العملي، فإن الصوت المماثل يتأثر بازدحام الترددات، وتدهور الإشارات، والخطر المتأصل في المجال الجوي الدولي الذي يُعد في بيئة تتسم بالطابع المتعدد اللغات.

التكنولوجيات الأساسية خلف نظم الاتصالات

ولا تشكل نظم الاتصال الحديثة بين البيانات تكنولوجيا واحدة بل هيكلا مطبقا مصمما لتوفير الاتصال العالمي والتسامح إزاء الأخطاء، ومن الضروري فهم هذه النظم الأساسية لتقدير دورها في قمرة الزجاج، وتشمل شبكات حاملها الرئيسية وصلة البيانات ذات التردد العالي جدا والاتصالات الساتلية، ووصلة البيانات العالية التردد، وكل مرحلة من مراحل التشغيل المحددة والمناطق الجغرافية.

ACARS وشبكة وصل البيانات ذات التردد العالي جدا

وتظهر الوكالة الاستشارية لشؤون الإدارة والميزانية وجود شبكة بيانات تشغيلية يديرها مقدمو الخدمات الرئيسيون مثل الوكالة الدولية للطاقة الذرية والوكالة الدولية للطاقة الذرية، بينما تعتمد عمليات التنفيذ الحديثة اعتمادا كبيرا على شبكة الاتصالات الرقمية ذات التردد العالي جدا، وهي الطريقة الثانية التي توفر زيادة سريعة كبيرة (31.5 كيلو مترا) على أكياس النقل الجوي المتناظرة الأصلية (2.4 كيلوباستر) وتتيح هذه الشبكة نقلا غير مأمون لتفجيرات البيانات، مثل التحديثات الجوية الإلكترونية المفصّلة.

شبكة الاتصالات الجوية

وفي حين يتولى التحالف رسائل تشغيلية للخطوط الجوية، فإن الاتصالات المتعلقة بخدمات النقل الجوي، ولا سيما مركز الاتصالات السلكية واللاسلكية، كثيرا ما تُجرى على شبكة الاتصالات الجوية، وهو معيار من معايير الإنترنت (نظام المعلومات الأساسية) يوفر مسارا قويا ومحددا على أساس الأولوية للرسائل الحساسة المتعلقة بالسلامة.

المراقب المالي - شركة الاتصالات السلكية واللاسلكية

"الوحدة" هي المكافئ الرقمي لمحادثة صوتية بين طيار و متحكم حركة المرور الجوي بدلاً من الاعتماد على قناة صوتية، ترسل رسائل نصية على وصلة البيانات وتظهر على عرض الكوكبية، وفوائد الأمان مباشرة:

الاتصالات الساتلية (SATCOM) وربط البيانات العالية التردد

أما بالنسبة للطرق القطبية أو التوسعات البحرية الكبيرة التي لا توجد فيها محطات أرضية ذات تردد عال، فإن المراكز الإقليمية تعتمد على " ساكوم " ، وتوفر شبكة " إنمارسات " ، وهي شبكة " سويفت بود " ، وهي شبكة " سوب " ، وهي توفر تغطية عالمية قوية لشبكة الاتصالات السلكية واللاسلكية بين المحيط الهادئ وشبكة الاتصالات المستقلة ذات الصلة بالمنطقة " إيريديوم " .

دمج البلدان النامية غير الساحلية في الهيكل المعاصر للنظم العالمية

وفي قمرة زجاجية حديثة، لا يشكل نظام الربط بين البيانات صندوقا أسود مستقلا له عرض منفصل، بل هو وظيفة متكاملة للغاية في الجناح المتكامل لعلوم الملاحة الجوية النموذجية، وهذا التكامل هو ما يوفر درجة عالية من الوعي بالحالة السائدة ويقلل عبء العمل الذي يُقدِّر قيمةه، وتتدفق البيانات بغموض بين وظيفة إدارة الاتصالات، ونظام إدارة الرحلات الجوية، والعرضات.

نظام إدارة الرحلات الجوية كهوب وسطي

و عندما يتم تلقي التطهير الأوقيانى من الطائرة المتحركة و تفرقها و ترسمها تلقائياً

Display and Alerting on Primary Flight Displays (PFD) and Navigation Displays (ND)

الإدمات البصرية هي مفتاح الحد من الحمولة المعرفية، تحديثات الطقس على نطاق واسع في المنطقة الشمالية، تظهر العواصف الرعدية كجوادر عالية الاستبانة، وأحياناً مع بيانات الإضراب والتنبؤ بالهواء، وأجهزة الإنذار بالزئبق عبر دائرة المعلومات التحذيرية/النظام الاستشاري لحركة المرور، التي غالباً ما تكون مُرسلة عبر وصلة البيانات

رسالة من وحدة التلاعب بالتحكم

وحدة التلاعب بالتحكم ما زالت الواجهة الرئيسية للمناخ البشري لتجميع وقراءة رسائل نصية أطول، بدلاً من طلب الطيارين لطباعة النسيج المعقد، تقدم وحدات المكافحة الحديثة مكتبة من المصطلحات القياسية بناء على مجموعة رسائل "الإنترنت" من "الإنترنت"

المنافع التشغيلية وتأثيرها على السلامة الجوية

وقد أدى انتشار البلدان النامية غير الساحلية إلى تحسينات قابلة للقياس الكمي في مجالي السلامة والكفاءة التشغيلية، حيث تتجاوز هذه الفوائد سرعة الاتصالات البسيطة، وتتغير أساساً في كيفية إدارة القدرة على المجال الجوي وكيفية التخفيف من المخاطر.

Mitigating Read-Back/Hear-Back Errors

أكثر ما استشهد به البرنامج هو القضاء على أخطاء " الاستعادة/الاسترجاع " ، وفي المجال الجوي الكثيف أو أثناء فترات الإرهاق، قد يسيئ الطيار سمعة " العودة إلى اليسار " على أنها " الطريق الصحيح 240 " ، ومع لجنة البرنامج والتنسيق، يُعرض النص حرفيا، وقد تبين أن هذا يخفض بدرجة كبيرة من حدة الانكماشات في الارتفاعات ويحدث أيضا في السجلات الرقمية.

تحقيق الاستخدام الأمثل للطرق الدينامية وكفاءة الوقود

ويمكن أن تُفضي وصلة البيانات إلى تحقيق الاستخدام الأمثل للطريق في الوقت الحقيقي، ويمكن للرحلة أن تطلب طريقا مباشرا إلى نقطة مسافات 100 ميل بحري في المستقبل لتجنب حدوث عاصفة رعدية أو الاستفادة من رياح مُفضّلة، ويحدث هذا التفاوض بصمت عن طريق قناة صوتية، وقد أظهر برنامج البيانات الخاص بوكالة الطيران الاتحادية أن هذه القدرة تقلل كثيرا من التأخيرات أثناء عمليات الدفع على البوابة وتسلسل التحركات.

تعزيز الوعي الوضعي في الفضاء الجوي المركب

في المناطق المرتفعة المدى، توفر وصلة البيانات تسلسلاً يمكن التنبؤ به، برامج مثل جهاز التحكم بالزجاجي (النظام التناسلي القائم على التسلسل) تستخدم وصلة بيانات لتخصيص وقت وصول الطائرات، التي تظهر على الطيار في وحدة مكافحة التخريب أو جهاز التحكم بالزجاج، ثم تبث بسرعة وارتفاعات محسوبة بواسطة جهاز آلي للتحكم في الوقود الآلي.

دور وصل البيانات في إدارة حركة المرور الجوي العالمية

إن وصلة البيانات ليست مجرد ملاءمة؛ بل هي دعامة أساسية لنظم إدارة حركة المرور الجوي الجيل القادم مثل الفريق القادم لوكالة الطيران المدني الدولية في منطقة جنوب شرق آسيا (Single European Sky ATM Research) وهذه المبادرات تستند إلى فرضية تبادل البيانات بدلا من أوامر الصوت، مما يتيح تدفق حركة مرور أكثر قابلية للتنبؤ بها وكفاءة.

تنفيذ الفريقين المقبلين والمرفق

(أ) برنامج (إف إيه) (إرسال بيانات (إنكست جين) (والذي يُرسل مباشرة إلى الديوان الجوي الأوروبي (وإن تي 1)

4D Trajectory Based Operations (TBO)

الهدف النهائي لدمج مركبات ثلاثية الدي إل تي إل تي في أجهزة الصراف الآلي هو 4D عمليات مرتكزة على المسارات، وفي بيئة مدمجة في الطائرة، لا تزال مسارات الطائرات ذات الدفع 4D (الخط العرض، والطول، والارتفاع، والوقت في نقاط محددة) متفاوض عليها عبر وصلة بيانات، مما يوفر شبكة يمكن التنبؤ بها بدرجة عالية، مما يتيح للطائرات المتجمدة الجوية المتجمدة وعمليات الارتداد المستمر.

التصدي لتحديات أمن وتوحيد المقاييس

ويطرح رقمنة الاتصالات عن سطح الرحلات تحديات كبيرة تعمل الصناعة بنشاط على حلها، فالطبيعة المفتوحة لمجاري البيانات الرقمية تتطلب اتخاذ تدابير قوية لأمن الفضاء الإلكتروني، في حين أن الطبيعة المجزأة لمعايير الطيران العالمية تتطلب جهودا متواصلة للمواءمة.

حماية وصلة البيانات من الوصول غير المأذون به

(ب) نظراً لأن نظم مكافحة التصحر أصبحت أكثر ترابطاً، فإن سطح الهجوم المحتمل يتوسع، إذ يمكن أن يتاح لمخترق الوصول إلى نظام الإبلاغ عن الأضرار أو وصلة المركز الاستشاري الدولي للأخشاب المدارية إمكانية استحداث نقاط طريق مزورة، أو توليد تنبيهات زائفة على حركة المرور، أو تعطيل تحديثات حرجة في مجال الملاحة، وتعيد الصناعة تصميم نظم ذات تشفير قوي.

الحاجة إلى قابلية التشغيل المتبادل على الصعيد العالمي

ولا تزال هناك عقبة تشغيلية رئيسية تتمثل في الطابع المجزأ للمعايير العالمية، إذ يتعين على طائرة تطير بين أوروبا والأمريكتين أن تنسق بين المعايير المتعلقة بالشبكة الجوية والشبكة الجوية (الشبكة الجوية) التي تتطلب وجود بيئة معقدة يمكنها أن تكتشف النظام الذي تدعمه المحطة الأرضية وتبدل البروتوكولات وفقا لذلك، كما أن خطة Eurocontrol Datalink تعمل باستمرار مع منظمة الطيران المدني الدولي والشركاء في مجال الصناعة لتحديد المعايير الانتقالية.

مستقبل نظم الاتصال الشبكية

ويتسارع تطور الـ دي.ل.ك، مدفوعا بمجموعات ساتلية جديدة، وتكنولوجيات محلية رقمية، والطلب على المزيد من الكفاءة، ومن المرجح أن يتعامل قمرة الزجاج لعام 2030 مع أحجام البيانات التي تزيد كثيرا عن النظم الحالية.

Iris and Laser Communications

برنامج (إيريس) (البرنامج الفيزيائي) يهدف إلى توفير خدمة عالية التردد ومأمونة لوصلات البيانات الساتلية لإدارة حركة المرور الجوي، وإستعمال تكنولوجيا السواتل المتقدمة، سيوفر (آيريس) وصلة للألياف البصرية الإلكترونية للرحلات الجوية القارية والمحيطية، مما يتيح إمكانية التبادل عبر الفيديو في الوقت الحقيقي، وبث البيانات اللاسلكية ذات التردد العالي.

إدارة التعلم والوصلات البيانية الافتراضية

نظم إدارة الطيران في المستقبل لن تبعث رسائل فحسب بل ستحللها، ويمكن لأجهزة التتعلم المغناطيسي أن تتنبأ بازدحام المجال الجوي وتقترح تلقائياً تغييرات على الطريق الأمثل لطاقم المرسل والطيران، ويمكن للنظام أن يتعلم أفضليات السفر بالوقود المحددة للطائرة ويتفاوض تلقائياً على مسارات 4D مع التشغيل الآلي للأرض، وهذا يحرك الطيار من نوع جنس

خاتمة

إن نظم الاتصال الشبكي للبيانات تطورت من تكنولوجيا متطورة للرحلات الجوية المحيطية إلى عنصر لا غنى عنه في النظام الجوي العالمي، فإدماجها بلا هوادة في القضبان الزجاجية قد عزز بشكل أساسي سلامة الطيران الحديث وكفاءته وقدرته، ومن خلال نقل الاتصالات من الطيف الصوتي المكتظ والمعرض للأخطاء إلى المجال الرقمي الدقيق والموثوق به، قللت البلدان النامية من عبء العمل التجريبي، ومكنت إدارة الحركة الجوية الاستراتيجية، وتمهد الطريق للابت الابتكارات المستقبلية.