8.2 Setting up an air-navigation service provider businessCrearea unui serviciu de navigaie aerianIniial, controlul de trafic aerian era vzut ca un serviciu public. n anii 1930 i 1940, naiunile/opinia internaional nu vedea ATC ca o potenial afacere comercial viabil. Serviciul a fost implementat la nivel naional pentru a exercita controlul asupra spaiului aerian n care operatorul naional avea suveranitate. Cum era definite limitele spaiului aerian, a fost, i va rmne o problem semi-politic. Necesitatea de a reconstrui/reglementa graniele nu este uzual, dar devine important n momentul n care o naiune se mparte n subdiviziuni, aa cum s-a ntmplat de mai multe ori n cei 20 i poate mai mult de ani de cnd Uniunea Sovietic i rile nvecinate i-au dobndit independena.n interiorul spaiului aerian, care este controlat n legtur cu toate vehiculele care utilizeaz aerul, sunt categorii de spaiu aerian care sunt definite n termeni de calitatea serviciilor oferite. Exist 7 categorii care sunt definite n Anexa 11 ICAO, definite de la A la G, cu cel mai mare nivel de servicii oferite n categoria A i serviciile de baz din categoria G.

8.3 Categories of airspaceCategorii de spaiu aerianSubtila diviziune a diferitelor segmente n care aeronavelor le sunt oferite diferite nivele de servicii, uor de desenat pe o hart, sunt greu de distins/difereniat n realitate. Rutele de navigaie au fost iniial o sarcin ndeplinit prin intermediul radionavigaiei, i acestea erau situate n aa fel nct ajutau aeronava s-i menin poziia prin intervalul de secunde alocate. Deaceea forma spaiului aerian a fost legat direct de perfornanele radionavigaiei, iar staiile de radionavigaie de la sol au devenit puncte de raportare prin care traficul era monitorizat i controlat de ctre ATC. Cile aeriene sunt rutele, asemntoare cu nite autostrzi aeriene, de-a lungul crora aeronavele zboar la viteza/altitudinea de croazier i n timpul urcrii i coborrii. n cele mai multe cazuri acestea sunt late de 10 mile nautice i intesc fix printre radiofaruri. Baza unei ci aeriene este ntotdeauna cu 1000 ft sau mai mult deasupra solului i rareori mai jos de 5000 ft deasupra nivelului mediu al mrii, i se extinde pn la 25 000 ft i poate chiar mai sus. Aceste reguli generale permit existena spaiului ntre cile aeriene , i accesul att a aeronavelor comerciale ct i a celor de agrement. Acestea din urm i asum responsabilitatea pentru evitarea coliziunii prin zborul dup regulile VFR (zbor la vedere), nsemnnd c zboar n timpul zilei i se feresc de nori. n interiorul spaiului aerian controlat aeronavele comerciale respect regulile IFR (zbor instrumental), nsemnnd c pot opera ziua sau noaptea n orice condiii meteo. Aceasta permite companiilor aeriene s-i publice i respecte orare i angajamente.

Cnd aeronavele urc sau coboar n apropierea unor aeroporturi mari, se afla ntr-o zona terminal de manevrabilitate (TMA), sau similar unui spaiu desemnat. Vizualizat n plan, aceasta este de obicei neregulat ca form, iar nlimea poate varia n funcie de locaie, fr limit superioar fix, cu toate c de obicei este de 15 000-20 000 ft. Baza TMA este mai jos dect cea a cilor aeriene, dar totui cu 1 000 ft deasupra solului. n jurul aeroportului, zona controlat se extinde pn la nivelul solului, i este numit CTZ. O diagram schematic a acestor diviziuni este prezentat n Fig. 8.1. Nomenclatura i dimensiunile regiunilor spaiului aerian difer la nivel naional. n interiorul cilor aeriene, incluznd i TMA i CTZ, aeronava plnuiete s zboare de-a lungul unei ci predefinite, dar poate fi vectorizat pe alte rute de ctre ATC-ul responsabil. Aceasta este cea mai important/complex categorie de spaiu aerian ICAO- clasa A. Aceasta presupune ca toate aeronavele s fie controlate, iar separarea este fcut de ctre un serviciu aerian. Pentru a putea zbuza n aceast clas, o aeronav trebuie s fie echipat corespunztor, cu sisteme de navigaie i comunicaii cu raz mare de aciune, iar echipajul trebuie s fie liceniat i antrenat pentru a zbura n orice condiii meteo i s cunoasc raza maxim de aciune a sistemelor aeronavei pilotate.n TMA, rutele planificate ctre/dinspre graniele spaiului aerian i aeroporturilor se numesc SIDs sau STARs. Acestea sunt create n departamentele de planificare a spaiului aerian de ctre specialiti, a cror experien cuprinde i cum procedurile instrumentale afecteaz aeronava n termeni de manevrabilitate i performan, ultimele detalii despre acurateea navigaiei i criteriile de separaie ATC. n timp ce acestea nu par complicate, detaliile coninute sunt vaste. Odat definite i publicate (n AIP), aeronava trebuie s le respecte, iar ATC-ul responsabil pentru rut emite aprobri astfel nct coliziunile s fie evitate i capacitatea s fie folosit n mod eficient. n afara cilor aeriene, n spaiul de clas G unde nu exist obligativitatea supunerii controlului, Atc-ul va furniza deseori servicii consultative. Diferenele dintre aceste 2 extreme sunt semnificative n termeni operaionali, dar nu vor fi detaliate n aceast seciune.SIDs i STARs atunci cnd lucreaz pe aeroporturi individuale tind s intre n responsabilitatea ATC-lui local, acum familiarul turn de control i nu foarte departe de approach. Pe lng aceasta, personalul din turnul de control are i responsabilitatea rutelor de taxi, astfel c o aeronav nu-i poate prsi poziia fr o aprobare din partea turnului de control, iar acesta la rndul lui nu o poate da pn nu primesc o asigurare din partea ATCC locale c exist spaiu suficient. Aadar, aeroportul servete ATCC, i pe cnd aceasta a fost ntotdeauna aa, a fost aproape imperceptibil pn la nceputul operaiilor jet, cnd capacitatea spaiului aerian a devenit o problem de luat n serios.Seciunile rmase din capitol se concentreaz pe mecanismele ATC, explicate n mod simplificat, dar pe ct posibil de obiectiv, subliniind viabilitatea, eficiena i eficacitatea. Modul n care traficul aerian se va schimba n sensul forelor ce vor trebui nvinse, va fi atins n capitolul final, impreun cu mecanismele i scopul organizaiilor responsabile pentru modernizarea ANSP.

8.4 Separation minimaMinimul de separareConceptul de minim de separare este inima operaiunilor ATC. Principiul din punct de vedere intrinsec este simplu trebuie s existe o distan minim ntre 2 aeronave adiacente care s nu fie nclcat. Minimul este exprimat ca o distan de separare vertical i orizontal (Fig. 8.2).

Dac minimul este nclcat, atunci situaia, chiar dac nu a avut consecine operaionale, este privit cu seriozitate si se deschide o anchet. Aceasta se face pentru a verifica dac s-a nvat ceva din situaia produs. Spre exemplu, cunotinele despre nclcrile frecvenelor radio pot fi folosite ca un motiv pentru a perfeciona repartizarea riscului n procedurile operaionale. Aceasta este necesar uneori, ca de exemplu atunci cnd se perfecioneaz standardele de separare pe msur ce sunt aduse mbuntiri n sistemul CNS. n ultima perioad, rezultatele analizei incidentelor de frecven au artat c viitoarele mbuntiri n acurateea sistemului de poziionare nu va nsemna neaprat o micorare a spaiului de separare fr o cretere inacceptabil a riscului de coliziune.Minimele internaionale sunt stabilite n Anexa 11 ICAO, i autoritile naionale din fiecare ar i asum responsabilitatea de a le aplica. Cteodat, acestea impun propriile variante, atunci cnd au fost aprobate de ICAO. Separarea orizontal minim a fost la nceput exprimat n funcie de timp (minute), iar separare vertical n distan. Distaa minim orizontal (exprimat n mile marime), a aprut atunci cnd a fost introdus supravegherea n timp real cu ajutorul radarului. Pe msur ce tehnologia a dezvoltat noi capabiliti, unele minime au fost schimbate de-a lungul anilor. Minimul separrii verticale va fi discutat primul. Atunci cnd a fost definit pentru prima oar n 1930, se baza pe abilitatea echipajului de a menine constant o altitudine barometric. O separaie de 1000 ft ntre direciile de trafic opuse n toate circumstanele a devenit necesar, ce se aplica pn la altitudinea de 29 000ft. n regiunile mai nalte , criteriul de separaie vertical a fost mrit la 2000 ft, datorit sensibilitii sczute a altimetrului barometric n aerul rarefiat. Aceste reguli au rmas neschimbate pn la nceputul anilor 1990. n 1990, cnd aeronavele au devenit echipate corespunztor, n termeni de acuratee a determinrii nlimii, minimul de separaie vertical a fost redus la 1000 ft i n atmosfera superioar. Aceasta a dublat capacitatea spaiului aerian n regimul de croazier a aeronavelor, fapt ce a fost foarte bine primit.n continuare vom vorbi de evoluia criteriului de separaie orizontal. Iniial, pe traiect, era folosit timpul. Motivul era simplu. Personalul ATC nu putea vedea aeronava pe care o dirija. Depindeau de ruta predefinit a echipajului, care raportau prin radio atunci cnd treceau deasupra radiofarului. Acestea au devenit cunoscute drept puncte de dare a raportului. Dac un echipaj pleca pe o rut ntre 2 punte aflate la o distan de 75 NM cu o vitez de 150 KT, se atepta ca timpul de zbor dintre cele 2 puncte s fie de 30 de minute. Controlorul va recunoate un raport radio despre trecerea deasupra primului punct la, s zicem, 14 23 i se va atepta s primeasc al doilea raport la 14 53.Dac o alt aeronav inteniona s zboare pe aceeai rut, se aplica o separare de 10 minute. Nici o aeronav nu putea s zboare pe aceeai rut, la acelai nivel (altitudine), fr s rmn cu 10 minute n urma aeronavei precedente. Aceasta se numea separare procedural. Dac prima aeronav o lua nainte i o a doua aeronav aprea, cltorind cu aceeai vitez, ar putea trece de primul punct de control la 14 33 i atunci ar fi ateptat s ajung la aldoilea punct la 15 03. Totui, pentru o vitez de croazier de 225 KT, ar putea atinge al doilea punct n 20 de minute, aa c dac se aplic separarea de 10 minute la primul punct, timpul estimat de sosire la al doilea punct va fi la fel cu cel al primei aeronave. Clar, aceasta nu ar putea fi acceptat. Controlorul a trebuit sa realizeze c timpul de ajungere este 15 03, astfel nct a doua aeronav nu va putea pleca nainte de 14 43. Separarea de timp la al doilea punct a fost aspectul critic n respectarea minimei de 10 minute. Separarea procedural era sigur, dar intrinsec era risipitoare n termeni de alocare a spaiului aerian. Totui, aceasta nu a produs ntrzieri considerabile atunci cnd micrile aeronavelor erau puine departe unele de celelalte, fiindc aeronavele rapide aveau de obicei un nivel de croazier mai mare. Pe msur ce radarul a fost introdus, aeronavele aveau voie s treac unele pe lng celelalte folosind criteriul minim orizontal bazat pe distan atta timp ct se aflau n raza de aciune a radarelor de supraveghere. n circumstane optime, aceasta putea fi 5 NM. Este important de amintit faptul c aeronava ar putea fi ntr-un nor i total invizibil pentru celelalte. Sistemul totui nu a permis aeronavelor s urmeze una dup cealalt la un interval mai mic de 10 minute. ntotdeauna a existat ntrebarea ct de bine sincronizate erau sistemele de msurare a timpului. Cu toate acestea, dac 2 aeronave se aflau pe traiectorii opuse i separate de cel puin 1000 ft pe vertical, dac aeronava de la altitudinea inferioar dorea s urce, controlorul putea acum iniia procesul odat ce era asigurat de radarul de supraveghere c aeronava trecuse i c exist o separare de cel puin 5 NM. Procesul procedural echivalent ar fi necesitat ca aeronava s ajung la urmtorul punct de raportare. Aadar, radarul de supraveghere a mbuntit capacitatea spaiului aerian.n tren, aeronavele erau separate de intervale de 10 minute, astfel consideraiile de siguran au limitat capacitatea uni nivel la doar 6 aeronave pe or. Au existat situaii/circumstane cnd separaia a fost redus pe perioada cnd aeronava zbura ntr-o zon supravegheat radar. Totui, dac aceasta nu era posibil dup punctul de predare unde aeronava zboar dintr-o regiune intens monitorizat ntr-o zon unde supravegherea este de calitate sczut, criteriul de separaie aparinnd zonei de calitate a supravegherii mai sczute va fi aplicat. Limitrile de mai sus ar putea fi pe cale de dispariie. Odat cu introducerea eficient a ADS fiindc aceasta permite aeronavelor s-i raporteze poziia la fiecare cteva secunde. ADS-B (B-broadcast), nsemnnd c datele sunt primite de toi asculttorii i nu doar de destinatar a fost introdus n zona Oceanelor Pacific i Atlantic i n curnd va revoluiona operaiunile i din zona deertic. Permite echipajului care este staionat la sol s monitorizeze aeronavele n timp real, fiindc legtura se realizeaz electronic i este afiat pe un display. Acesta este un exemplu clar a modalitii n care o abordare holistc fa de problema transportului aerian va aduce beneficii pentru utilizatori.Exemplele au fost aplicate pn acum operaiilor pe rut, dar aceleai principii se aplic operaiilor din vecintatea aeroportului- zona de control i TMA. Modul n care aeronavele sunt ealonate pe un aeroport civil i modul n care aeronavele ce pleac de pe aceleai aeroport sunt condiionate n traficul aerian sunt operaiile care stabilesc limitele capicitii unui aeroport.n primul rnd, fluxurile de sosire sunt dirijate spre o zon iniial, iar n cazul unor aeroporturi mai mari pot exista mai multe zone iniiale. Acestea sunt zonele care sunt numite uneori stacking points (puncte de stivuire), fiindc dac exist ntrziere, aeronava va fi instruit s zboare pe un traseu circular n jurul acestui punct. Pe cnd dincolo de acest punct aeronava va avea n plan de a zbura pe rutele standard de sosire (STAR), nu se va atepta n mod normal s fac exact acest lucru, deoarece din acest punct aeronava va fi ealonat de un controlor ce folosete informaii de la un sistem radar. Controlorul de serviciu de la sistemul de apropiere folosete n toate aeroporturile, n afar de cele mai rudimentare, sisteme radar si i este permis s vectorizeze aeronavele dup regula separrii de 5 mile nautice. Controlorul radar va crea o linie de aeronave i chiar va trebui s combine linii din mai mult de un singur punct fix pentru a crea un flux constant de sosiri pe pist. Figura 8.3 arat un STAR tipic folosit pe aeroporturile foarte aglomerate.Folosirea unui radar de urmrire/supraveghere asigura un nivel similar a ratei de apropiere apropiere, indiferent de condiiile meteo. Defapt, n condiii meteo severe, capacitatea se diminueaz din motive de securitate, iar controlorii de trafic trebuie s adopte criterii de separaie mai mari. n timpul etapei de apropiere profilul vertical al aeronavei este monitorizat.Apoi aeronava este cobort, deobicei ntre 1500 i 3000 ft sau deasupra cotei de elevaie a aerodromului, pe msur ce se ncadreaz pe poriunea final, pe care va zbura la o vitez constant de 10 NM.Dac ealonarea poate obine/atinge o distan de 4 NM ntre micri succesive i o vitez de apropiere de 150kt , aeronavele vor ateriza la 1,6 minute diferen. Acesta este echivalentul a 37,5 aterizri pe or i este tangibil doar dac nu exist aeronave de categorie grea n circuit. La aeroporturile comerciale nu exist mai bun de att, iar echipa de controlori care reuete o astfel de operaiune este una de o valoare extraordinar.

ntre timp se gzduiesc i plecrile. Acestea folosesc de obicei o pist special sau sunt intercalate n sosiri. n ultimul caz capacitatea de aterizare care se poate dobndi va fi mai mic. Consideraii de acest fel se gsesc n Capitolul 7. Unde a fost demonstrat capacitatea de 40-45 micri pe or, cel mult, cu 50%, fiecare dedicat pentru sosiri i plecri. O pist doar pentru decolare poate gestiona pn la 60 de decolri pe ora. Pentru a obine aceasta este nevoie de acces la suficient spaiu aerian, traficul trebuie gestionat n aa fel nct aeronava urmtoare s nu intre n turbulena de siaj a celei de dinaintea ei. Deaceea, un aeroport cu o singur pist poate gestiona pn la 40-45 aciuni la vrf de or, iar un aeroport cu piste diferite de aterizare/decolare poate gestiona pn la 37,5 aterizri i 60 decolri pe or. Dac un aeroport are mai mult de 2 piste, interaciunile dintre ele, asociate cu configuraia spaiului aerian, pot gestiona o capacitate mult mai mare.Procedurile ATC sunt cele care stabilesc constrngerile. Acestea sunt apropiate/asemntoare cu procedurile de separare, care nu au artat nici o nclinaie spre a arta mbuntiri atunci cnd sunt folosite sisteme automate pentru a nlocui controlorii. Totui, cercetrile curente au sugerat c ua este nchis, este totui o dorin spre a o deschide, i optimismul continu s ncurajeze investigarea echipelor de dezvoltare.

8.5 Airspace sectorsSeciunile spaiului aerianAtc nseamn ealonarea aeronavelor, i pentru c exist aa de mult putere de decizie implicat este o afacere/meserie bazat pe oameni, deci capacitatea omului de a gestiona din ce n ce mai multe aeronave simultan este o limit nesesar a capacitii funciilor unui ATC. Modelele de volum de munc sunt folosite pentru a evalua capacitatea controlorilorde a controla anumite situaii, iar acestea se bazeaz de obicei pe dovezi empirice ale capacitii care au fost obinute de-a lungul anilor. Dac ntr-un sector capacitatea simultan de aterizri este de 15 aeronave iar coridorul este de 45 NM, timpul necesar unei aeronave de a-l parcurge poate fi de 10 minute. Aceasta va demonstra ca 1,5 aeronave pe minut pot intra n sector- sau 90 pe or. O astfel de evaluare depinde de cunotinele despre configuraia traficului, cu puncte de mbinare i ncruciare cauznd cea mai mare reducere de capacitate, ce ar putea nsemna mai mult de att, s spunem, 8 aeronave simultan n sector. n situaia considerat deja (o perioad de tranzit de 10 minute) asta ar duce aproximativ la 1.25 de aeronave care se altur spaiului aerian sau 48 pe or. Daca aceasta este prea puin, atunci lungimea sectorului trebuie s fie redus, deci este introdus un nou sector i este nevoie de mai muli controlori. Dac nu exist tehnologie care s asiste cantitatea mare de munc, atunci nivelul personalului ATC pe o anumit regiune va crete inevitabil. Rata de cretere poate fi evaluat empiric, dar creterea predrilor aeronavelor ntre controlori nseamn c un controlor trebuie s dedice mai mult timp comunicaiilor n sistemul ATC, iar nivelul cost-eficien ar putea scdea pe msur ce trafic crete. Selectivitatea spaiului aerian este o sarcin complex de planificare. Odat ce trebuie s fie determinat o configuraie, planificatorii i vor testa eficiena folosind un simulator bazat pe calculator care necesit multe faciliti. Aceasta aproape este un motiv bun de a se opune resectorizrii ATCC sau regiunii TMA, dar presupune i o mare cantitate de re-antrenament, iar noile proceduri ale spaiului aerian ar afecta aeronavele de pretutindeni. n consecin, procesul este aplicat n mod cumptat, i cnd se ntmpl va trebui s fi meticulos planificat iar noile reguli de zbor promulgate n ntreaga lume cu avertizri substaniale. Ca un exemplu al complexitii configurrii spaiului aerian, o hart a spaiului aerian la mic nlime a ATCC Londonez este prezentat n figura 8.4.

Inevitabil, cu ct se ngreuneaz traficul cu att este nevoie de mai muli controlori. Totui, afacerile private au o mare dificultate n justificarea creterilor cheltuielor pe micare ctre consumatori. Acesta este un exemplu unde modelul de privatizare nu funcioneaz la fel de bine n sectorul ANSP ca n sectorul transportului aerian. Aceasta nu a descurajat totui afacerea capitalist din marea majoritate a rilor, i cum situaia nu este reglementat riguros, este un factor de team asociat epansiunii privatizrii n aria unde investiiile ATC sunt substaniale. Aceasta devine din ce n ce mai critic dac exist prea puin personal calificat.

8.6 Capacity, demand and delayCapacitate, cerin i ntrziereCel mai documentat instrument din arsenalul ANSP , atunci cnd trebuie justificate alegerile care echilibreaz dorina pentru ordonat i serviciile expediionare n aria de responsabilitate, este ilustrat ntr-o disgram, unde ntrzierea, capacitatea i cerea sunt toate corelate. Aceasta apare n figura 8.5

Este un grafic ce conine numeroase aplicaii, cum ar fi descrierea relaiei dentre servicii, cerin i cozi ce afecteaz pasagerii printr-un terminal de aeroport, sau a modului n care sistemele de suprafa feroviar i rutier- opereaz. Aplicabilitatea n domeniul spaiului aerian nu este diferit, cu toate c este o capacitate tridimensional cu vehicule care nu se pot opri i care sufer primejdios dac rmn fr combustibil.Esenial, graficul arat c cu ct un curs este mai ordonat (care n acest caz este mai mic cu valoarea lui ) cu att mai mult un sistem poate rula la capacitate maxim , n timp ce cauzeaz un nivel de ntrziere. Dac cererea este regulat, =0, i curba ntrzii ncepe de la origine urcnd pe axa Y i cererea atinge nivelul de capacitate, linia va merge orizontal spre dreapta. Aceasta este o soluie teoretic, puin probabil fiindc aeronava opereaz la viteze diferite. Adiional, aeronava poate fi la nivele diferite i poate fi afectat diferit de condiiile atmosferice, de-a lungul timpului i a regiunilor, i aa mai departe. Deci n realitate, nu poate fi 0, i va exista ntotdeauna o ntrziere asociat cu nivelul cererii. ntrzierea va crete cu ct cererea se apropie de capacitatea sistemului. n ATC, ncercnd s ndeplineasc ateptrile, asistena procedurilor de ctre sistem micoreaz valoarea . Controlorul face asta fr a se folosi de procese matematice. Folosirea corespunztoare a capabilitilor disponibile i aplicarea regulilor specifice ATC se face prin proceduri i a reuit de-a lungul anilor s obin un raport bun capacitate/ntrziere.Informaia disponibil unui controlor, pe baza creia se iau deciziile, este asociat cu diverse sisteme, care s-au schimbat de-a lungul timpului. Exemple au fost deja date n acest capitol, cu radarul de supraveghere. Continund s rezolve probleme ATC n timp ce obine nivele acceptabile dispoziie/asigurare a serviciilor este problema major a tuturor sistemelor din aviaia civil n confruntarea cu viitorul i capabilitile tehnologice.Noul sistem se va adresa capabilitilor CNS care au reieit deja din studierea aeronavelor, companiilor aeriene i aeroporturilor, deci acest capitol nu este o arie de sine stttoare. Totui, privete aria n care viitorul aviaiei civile este mai predispus s nfloreasc dect s dea gre. Observai c Fig. 8.5 aprofundeaz c exist o ntrziere medie pe care sistemul o vede ca inacceptabil. Cu ct mai mare este nivelul mediu de acceptare a ntrzierii pentru factorul de variaie al unui serviciu specific, cu ct mai mult capacitate poate fi atribuit spaiului aerian. Definiia unei ntrzieri medii acceptabile este o iniiativ de cercetare vital, i este printre cele mai vitale variabile de limitare a capacitii de transport aerian. Unde este trasat linis/ stabilit limita, este mai mult o ntrebare academic, i ncercarea de a afla unde este i cum factorul de variaie este influenat va lega acest capitol de alte teme discutate n capitolele urmtoare, cum rdcinile raspunsului care sunt necesare nu sunt doar proprietatea ANSP, ci de obicei sunt gsite adnc n componentele sistemului utilizatorului.