Особенности продвижения «единого» стандарта АЗН-В

В дополнение к материалам, размещенным на сайте aviasafety.ru 3 марта (здесь)  (и здесь) 2018 г., мы публикуем новую статью Э.Я. Фалькова.

Решение Минтранса России по использованию «единого» стандарта для реализации АЗН-В на базе ЛПД 1090 ES (АЗН-В/1090) с последующей якобы экономией средств за счёт отказа от развёртывания наземных станций VDL-4 вызывает следующие вопросы к авиационному сообществу и авиационным властям.

1. О «едином» стандарте АЗН-В

Несмотря на неоднократные пояснения со стороны Минпромторга России о пагубности принимаемого решения, Министр транспорта России М.Ю. Соколов, мотивируя необходимостью исполнения п. 1а перечня поручений Президента РФ от 29.04.2016 №Пр-800, принял решение «определить стандарт 1090 ES, рекомендованный Международной организацией гражданской авиации ИKAO для глобального применения, единым стандартом системы автоматического зависимого наблюдения» (протокол от 24.06.2016 № 47).

Как уже указывалось в выпуске AviaSafety.ru от 03.03.2018, единого стандарта ИКАО на АЗН-В не существует в принципе. По указанному вопросу Департамент авиационной промышленности Минпромторга России специально обращался в Представительство Российской Федерации в ИКАО, которое письмом от 01.04.2016 № 96/16 сообщило о наличии нескольких действующих стандартов ИКАО для реализации АЗН-В и указало на слабые места использования АЗН-В на базе линии передачи данных (ЛПД) 1090 ES (АЗН-В/1090) в части незащищённости от киберугроз, необходимости сохранения и даже развития поддерживающих технологий типа вторичной радиолокации и др. Несмотря на самое пристрастное отношение к ЛПД 1090 ES на её родине – США, в программе NextGen предусматривается реализация АЗН-В на базе двух ЛПД — 1090 ES для магистральных самолётов при поддержке национальной системы функционального дополнения спутникового базирования ALAS (Space-Based ADS-B Link Augmentation System) и UAT преимущественно для авиации общего назначения (АОН), причём обязательной с 2020 г. будет лишь функция АЗН-В Out, без ситуационной осведомлённости воздушных судов друг о друге. Уже из этого факта видно, что единого стандарта АЗН-В не существует. Одна из основных причин указанного подхода, помимо ограниченных функциональных возможностей, заключается для АЗН-В/1090 в явлении т.н. насыщения/интерференции, когда при высокой плотности воздушного движения сообщения АЗН-В в силу случайного временнóго доступа накладываются друг на друга (отметим, что на этой же частоте 1090 МГц функционируют наземные и бортовые приемопередатчики вторичной радиолокации и бортовые системы предупреждения столкновений TCAS). Попытки отечественных сторонников 1090 ES апеллировать к более низкой в среднем по сравнению с США плотностью воздушного движения в России несостоятельны, поскольку в зонах крупных городов интенсивность воздушного движения в России сопоставима с аналогичным показателем для мировой авиации, и именно такие зоны являются предметом повышенного внимания ОрВД. 11-я аэронавигационная конференция в 2003 г. рекомендовала АЗН-В/1090 в качестве первоначального внедрения с одновременным указанием необходимости развивать другие технологии АЗН-В, но никогда речь не шла о каком-либо глобальном внедрении какой-то конкретной технологии; обоснование продвижения «единого» стандарта на «глобальной» основе в поручении Президента №Пр-800, которое стало затем использоваться как некий беспрекословный аргумент, построено либо на нечаянной, либо умышленной фальсификации, т. е. фактически является подлогом.

2. АЗН-В и «мультилатеризация всей страны»

Особо следует остановиться на продвигаемом подходе «мультилатеризации всей страны», где краеугольным камнем в концепции наблюдения является создание поля кооперативного независимого наблюдения, обеспеченного МПСН и вторичными радиолокаторами режима S. Предполагается, что в перспективе технологии МПСН и АЗН могут стать основой для наблюдения за полетами БАС.

Программа NextGen предусматривает установку в США около 800 наземных станций АЗН-В. При этом, помимо наблюдения на земле, предоставляются другие различные аэронавигационные услуги. Проектом Концепции «Внедрение автоматического зависимого наблюдения на основе единого стандарта с развитием до функционала многопозиционных систем наблюдения в Российской Федерации на 2017-2022 годы» Минтрансом России предполагается развёртывание 4032 наземных станций АЗН-В/МПСН по оптимальному сценарию, по минимальному – 2192 наземных станций, с единственной функцией наземного наблюдения.

Выполним следующий сравнительный расчёт. Площадь территории США составляет 9 500 000 км², площадь Российской Федерации 17 125 191 км². Тем самым в США одна станция АЗН-В обслуживает площадь 9 500 000:800 = 11875 км², в России — 17 125 191 : 4032 = 4247 км². Таким образом, в России «плотность» размещения наземных станций МПСН/АЗН-В почти в три раза выше, чем в программе NextGen, в рамках которой полностью решаются все задачи не только по наблюдению, но и другие задачи УВД, включая FIS-B, в то время как России с участием МПСН – только задачи наблюдения на земле. При этом интенсивность полётов в США и в России весьма различна. В 2016 г. в США всего было выполнено 9 708 236 полётов (в т. ч. 1 528 826 международных), а в России – 1,4 млн полётов. С учётом интенсивности полётов в США на каждую 1000 полётов приходится 0,0824 наземные станции, в России «по оптимальному плану» — 2,88 наземные станции. Таким образом, для обслуживания одинакового количества полётов в России требуется в 35 раз больше наземных станций, чем в США. Даже «минимальный сценарий» (2192 станции) показывает превышение в 19 раз. Среднее расстояние между станциями АЗН-В в США составляет 350 км, в России это расстояние между станциями МПСН/АЗН-В будет составлять около 60 км. При этом ЛПД 1090 ES в России решает только задачи наблюдения и не решает задачи полётно-информационного обслуживания (FIS-B), что в США решается с помощью второй ЛПД — UAT. Указанный переизбыток по станциям с ущербностью по другим аэронавигационным функциям, практической невозможностью использования для организации полётов беспилотных авиационных систем (см. ниже) и др. должен заинтересовать не только Минтранс России.

Отметим, что в США в настоящее время станции МПСН в варианте широкозонной мультилатерации (WAM) развернуты всего в двух локальных районах – в гористых местностях в Colorado и Juneay (Аляска). Аэродромные МПСН установлены в Шарлотте и Лос-Анджелесе. Общее количество станций не превышает 40, дальнейшие планы разворачивания каких-либо МПСН в США не существуют. Таким образом, планы внедрения МПСН в России превышают планы США примерно в 100 раз. И это при огромной разнице в «обжитости» территории. Известно, что в районах со слабо развитой инфраструктурой установка и эксплуатация МПСН могут оказаться дороже по сравнению с ВРЛ, поскольку приемо-передающие станции требуют обеспечения каналами связи и электроэнергией. Оценки показывают, что стоимость «мультилатеризации всей страны» составляет около 50 млрд. руб. с решением только одной задачи – наблюдения в системе УВД. Стоимость предыдущей программы Минтранса России по внедрению АЗН-В с использованием 1090 ES и VDL-4 составляла 9 млрд. руб., при этом решались многие смежные задачи. Программы NextGen и SESAR на первых этапах рассматривают только наблюдение за ВС в системе УВД, наблюдения борт-борт с обеспечением ситуационной осведомлённости экипажам ВС, что представляет наибольший интерес для пилотов, на первых этапах исключено. Для решения других задач (помимо наблюдения) типа FIS-B, DGNSS, CPDLC, AOC и др. потребуется установка на земле и на борту не менее трёх дополнительных ЛПД. В то же время все указанные выше задачи в альтернативном варианте решаются с помощью одной ЛПД VDL-4.

Опыт эксплуатации МПСН для наблюдения ВС на маршрутах в воздушном пространстве России отсутствует. С учетом географического положения Российской Федерации, состояния наземной инфраструктуры (дороги, электроснабжение и т.п.) реализация МПСН в качестве базовой технологии по всей территории страны представляется неэффективной с финансовой и технической точек зрения. Как показано выше, «мультилатеризация всей страны» противоречит общемировому тренду в развитии МПСН и требует технико-экономического обоснования. Интеграция беспилотных авиационных систем в общее гражданское пространство на базе АЗН-В/1090 и МПСН в мире неизвестна; анализ данного вопроса приведён ниже.

3. АЗН-В/1090 и государственная авиация

Государственная авиация должна определить своё отношение к использованию АЗН-В/1090. Наблюдение воздушных судов, оборудованных аппаратурой АЗН-В/1090, с помощью сайта «Flightradar24.com» будет выглядеть детской забавой, поскольку с 2018 года после ввода в эксплуатацию спутниковой группировки «Iridium» 2-го поколения все ВС с АЗН-В на базе 1090 ES будут глобально наблюдаться в Пентагоне и НАТО 24 часа в сутки с помощью т. н. «АЗН-В космического базирования». Принимая во внимание политическую обстановку в мире, вполне уместно задать вопрос: «Учитывали ли авторы решения о принятии «единого стандарта» 1090 ES для внедрения АЗН-В в России актуальные вопросы и вызовы в области государственной безопасности?»

Немаловажным недостатком АЗН-В/1090 является отсутствие киберзащищённости, что влечёт за собой необходимость создания и обеспечения поддерживающей инфраструктуры ВРЛ или МПСН, а также наземного и бортового оборудования для обеспечения функций FIS-B, DGNSS, CPDLC, AOC и др. Указанные задачи успешно решаются с помощью ЛПД VDL-4.

4. Интеграция БАС в гражданское воздушное пространство

Можно показать, что на решение вопроса интеграции БАС в общее воздушное пространство существенное влияние оказывают аспекты обеспечения кибербезопасности. При использовании АЗН-В/1090 верификация данных в системе УВД достигается путём использования данных ВРЛ или МПСН, что фактически дезавуирует АЗН-В/1090 как самостоятельную функцию, в обязательном порядке пристёгивая его к ВРЛ или МПСН. Но если система УВД может себе это позволить, то что делать внешнему пилоту, когда к нему поступают искаженные данные? Следуя подходу, принятому для УВД, такую проверку можно сделать лишь с помощью ВРЛ или МПСН, имеющихся в персональном распоряжении у внешнего пилота. Тем самым с позиции внешнего пилота использование АЗН-В/1090 становится неприемлемым. Показано, что задача обеспечения кибербезопасной интеграции БАС в гражданское воздушное пространство решается с помощью АЗН-В на базе VDL-4.

В распоряжении Агентства имеется рабочий документ Э.Я. Фалькова «Наблюдение ДПАС и система обнаружения и предотвращения столкновений (DAA) при кибербезопасной интеграции ДПАС в гражданское воздушное пространство», подготовленный для рассмотрения на предстоящем совещании комитета ИКАО по БАС 12-16 марта 2018 г., который может быть выслан читателям по их запросу.