La tour de contrôle de demain

Malgré l’importance croissante au cours des dernières décennies du contrôle en route, des départs et de l’approche, le symbole le plus communément reconnu du contrôle de la circulation aérienne reste la tour de contrôle. Les contrôleurs intérieurs scrutent le ciel, les voies de circulation et les aires de trafic pour repérer les aéronefs et faciliter leur mouvement vers, depuis et autour d’un aérodrome. Pour les pilotes, la tour représente l’ordre et le contrôle ; règles, procédures et appels radio pour diriger les aéronefs dans la bonne direction sur les voies de circulation et les pistes, et loin les uns des autres, au-dessus du sol, partout ailleurs.

La première tour de contrôle en Australie était une extension de bâtiment à ossature de bois, construite au-dessus du bâtiment de l’Australian Aero Club à Mascot, aujourd’hui l’aéroport de Sydney. Il avait un petit toit à deux versants, des fenêtres sur les quatre côtés, un escalier extérieur et un mât de drapeau, d’où des boules de canne colorées indiquaient son statut. Les « autorisations » ont été émises sous forme de feux verts ou rouges ou de fusées éclairantes à partir d’une lampe Aldis ou d’un pistolet Very.

Dans les années 1950, la radio avait pris le relais comme moyen de communication privilégié et la première utilisation du radar ATC avait commencé. Le concept de centres de contrôle d’approche de zone séparés a été adopté, composé de contrôleurs qui ont utilisé la technologie radar pour suivre les avions en temps réel, sans jumelles. Il y a eu de nombreuses incarnations de la technologie ATC depuis, et il faut admettre que l’avenir en apportera plus. Probablement plus que toute autre industrie, l’aviation est soumise à des demandes incessantes de la part des clients et du gouvernement pour améliorer la sécurité et l’efficacité, tout en étant continuellement obligée de réduire les tarifs aériens et les coûts.

L’utilisation de la technologie dans le contrôle du trafic aérien n’a donc rien de nouveau. Le prochain grand saut technique a commencé à apparaître dans les aéroports du monde entier : les tours télécommandées numériques, qui rassemblent les aspects visuels du contrôle d’aérodrome avec des informations numériques sur chaque vol. Le résultat est un environnement de travail riche en informations pour les contrôleurs de tour qui améliore la sécurité et l’efficacité et gère mieux le risque de pannes.

Que sont les télécommandes numériques Tours ?
Airservices Australia a adopté le terme « services d’aérodrome numérique » pour décrire un programme de travail qui combinera une technologie de caméra et de présentation pour une tour de contrôle télécommandée avec des données de surveillance des aéronefs et des systèmes ATC. Les tours numériques distantes, livrées par le projet de services numériques d’aérodrome, ne seront même pas nécessairement situées sur l’aéroport ; en effet, dans de nombreuses circonstances, il y a de réels avantages à loger des tours numériques distantes ailleurs, sans les risques liés à la sécurité, aux conditions météorologiques extrêmes et au petit nombre de personnel parfois isolé.

Les services numériques d’aérodrome ne sont pas seulement une technologie de caméra ATC à distance. Le vrai gain vient de la combinaison des informations et de la peinture d’une image plus complète que celle que l’on peut voir par la fenêtre.

Outre les cages d’escalier et les fenêtres raides, une tour à distance numérique dispose de tous les équipements d’une tour traditionnelle, y compris une vue spectaculaire sur l’aéroport, des affichages informatisés du vent et des mouvements au sol, écrans avec données de plan de vol, circuits vocaux radio et téléphoniques, enregistrement ATIS et commandes d’aide à la navigation et d’éclairage.

« D’un point de vue VFR, nous pensons que cela améliorera, sans restreindre, les services VFR et l’accès à l’espace aérien »
Les contrôleurs aériens sont assis, ou debout, dans une salle sécurisée où une mosaïque d’écrans d’affichage présente une vision en temps réel, continue et haute définition de l’aéroport, du ciel environnant et des zones de mouvement, à partir de plusieurs caméras. situé à l’aéroport.

La nuit et pendant les périodes de mauvaise visibilité, l’imagerie infrarouge peut être disponible, offrant une vue supérieure à celle de n’importe quel ATC, avec leurs propres yeux, dans une tour traditionnelle. Il est également important de noter que les images à l’écran sont recouvertes d’informations dérivées des systèmes de surveillance ATC (radar, multilatération sur zone étendue et ADS-B) de sorte que, lorsqu’un contrôleur repère un aéronef en approche ou en roulage, son identification et les intentions prévues sont immédiatement disponibles. Cette dernière capacité-intégration de données de surveillance avec une image visuelle – a suscité l’intérêt des aéroports et des exploitants d’aéronefs du monde entier.

Pour les pilotes, l’aspect peut-être le plus important des tours distantes numériques de nouvelle génération est leur capacité à répondre à toutes les exigences des services de tour ATC sans changer le service lui-même. En d’autres termes, toutes les tâches et fonctions d’une tour d’aéroport traditionnelle peuvent être assurées à distance, et les procédures des pilotes, les classifications de l’espace aérien, les règles de vol et les services ATC peuvent rester inchangés. L’objectif est d’améliorer et d’améliorer le service de tour traditionnel, pas de le réduire.

Attention internationale
Ces dernières années, le potentiel d’améliorer la prestation des services de tour ATC à l’aide de la technologie moderne a attiré l’attention du monde entier.

Plus récemment, le 20 décembre 2018, la tour de contrôle de l’aéroport de Sundsvall Timrå a fermé pour la dernière fois et l’aéroport du nord de la Suède a été mis en service avec une solution ATC de tour à distance. C’était le deuxième aéroport de ce pays à le faire, selon le système mis en œuvre à Ornskodsvik en 2015. Au Royaume-Uni, London City, Jersey et Heathrow ont établi des tours d’urgence ou de secours basées sur la technologie des services d’aérodrome numériques, tandis que l’aéroport de Cranfield dans le Bedfordshire est devenu la première tour numérique à distance opérationnelle en direct du Royaume-Uni, également en décembre l’année dernière.

À Budapest en Hongrie, une tour distante a été mise en service et certifiée en 2017. En 2018, l’Allemagne et Hong Kong ont sélectionné des fournisseurs pour des projets de tours distantes, tandis qu’un essai a commencé aux Pays-Bas en 2017.

Airways Corporation of New Zealand a annoncé en avril 2018 que la tour Invercargill, vieille de 52 ans, qui pourrait être (gentiment) décrite comme vintage, sera convertie en une tour numérique distante. Airways a l’intention d’étendre le programme, à la mesure du succès, à d’autres petites tours en Nouvelle-Zélande. Airways a fait face à un barrage de publicité négative l’année dernière, lorsqu’un avion de ligne régional transportant le ministre de la police du pays a été retardé de 20 minutes parce que le contrôleur de la circulation aérienne de Hawke’s Bay la voiture est tombée en panne sur le chemin du travail ; et un incident malheureux plus tôt cette année-là, qui a vu les contrôleurs exclus de la tour de Napier. Ces deux

les incidents mettent en évidence la difficulté de satisfaire les attentes croissantes des clients des compagnies aériennes avec des installations vieillissantes et des niveaux de personnel plus adaptés aux opérations d’il y a 50 ans.

Aux États-Unis, une installation d’exploitation de tours à distance pour l’aéroport régional du nord du Colorado à Loveland a été achevée fin 2018. Des essais ont également été menés, en deux phases, à Leesburg, en Virginie, en 2017 et 2018.

Technologie extensible
Les tours numériques distantes sont bien plus qu’un exercice ponctuel de réduction des coûts. Des développements sont déjà en cours pour étendre la technologie à de multiples fins.

Au Royaume-Uni, NATS gère tout l’espace aérien supérieur britannique et 14 tours de contrôle. NATS a lancé un programme de recherche pour intégrer l’intelligence artificielle dans son programme de tour numérique, ce qui devient possible une fois que les systèmes de tour disposent de la technologie numérique actuelle. informations sur le trafic.

Le CAAS de Singapour étudie également l’utilisation de l’intelligence artificielle pour améliorer la gestion du trafic aérien et étudie l’utilisation de la technologie des tours à distance pour l’aéroport de Changi depuis 2014.

Dans son laboratoire de la tour numérique à Heathrow, NATS teste des caméras ultra haute définition avec une technologie d’intelligence artificielle et d’apprentissage automatique pour améliorer la capacité d’atterrissage de l’aéroport par faible visibilité. La tour Heathrow a été construite à 87 mètres de haut, pour donner à ses contrôleurs la meilleure vue possible de l’environnement de l’aéroport, mais si la visibilité à cette hauteur est inférieure à celle du sol, cela va à l’encontre de l’objectif initial et entraîne un temps supplémentaire entre les atterrissages, et un 20% de perte de capacité. NATS s’attend à ce que son initiative d’intelligence artificielle d’aérodrome numérique puisse complètement récupérer cette capacité perdue pour l’aéroport.

Tours à distance pour l’Australie
Le projet de services numériques d’aérodrome en Australie avance à un rythme mesuré, et pour une bonne raison. Plonger dans les profondeurs, avant que les systèmes ne soient prouvés réalisables et que les avantages pleinement compris puissent non seulement être coûteux, mais bien pire, ajouter des risques à un système dans lequel la vie des gens est en jeu. Ainsi, même si cela peut sembler long à venir, il est logique de faire des essais et de vérifier que les capacités de la technologie correspondent aux services que chacun – pilotes, opérateurs, régulateur et public – attend de l’ATC.

La clé pour comprendre ce programme est de regarder au-delà de ce que la technologie pourrait faire pour un contrôleur et de se concentrer sur les avantages de l’intégration d’informations provenant de sources multiples dans un système hautement fonctionnel qui présente, dans une seule vue, l’atmosphère très complexe et souvent sous pression dans laquelle le contrôle de la tour de trafic aérien doit être effectué.

Essais de faisabilité
En 2012, Airservices Australia a mené un essai de tour à distance à Alice Springs au cours duquel les contrôleurs stationnés à Adélaïde ont fourni des services de contrôle d’aérodrome et de contrôle au sol à distance pour le première fois dans ce pays. Alors que l’essai d’Alice Springs a mis en évidence l’importance de la bande passante et de la fiabilité du réseau, l’infrastructure du réseau de télécommunications et les technologies de caméra à distance se sont considérablement améliorées au cours des années qui ont suivi.

Airservices Australia explore actuellement trois nouvelles opportunités pour étudier les services numériques d’aérodrome dans le contexte australien et confirmer leur faisabilité.

Australian Flying s’est entretenu avec Stephen Angus, directeur général exécutif des services de navigation chez Airservices Australia, pour savoir ce qui motive le programme Digital Aerodrome Services et pour comprendre un peu ce à quoi nous pouvons nous attendre ensuite.

La première opportunité de ce type mentionnée par Angus est à Ballina, simulateur avion de chasse sur la côte nord de la Nouvelle-Galles du Sud. Ballina dessert un marché touristique en croissance rapide pour les régions voisines de Byron Bay et de la Gold Coast, et au cours de la dernière décennie, le trafic aérien a considérablement augmenté. L’aéroport soutient également une population en bonne santé de l’aviation générale, y compris l’hélicoptère, le tourisme, les affaires, exploitants d’aviation générale de loisir et privée.

L’aérodrome de Ballina est desservi par un opérateur radio air-sol certifié (CAGRO), mais les préoccupations concernant les opérations IFR/VFR mixtes à hélice et à réaction suggèrent qu’un service de contrôle d’aérodrome pourrait être plus approprié. Les tours de contrôle du trafic aérien représentent cependant un investissement important. La nouvelle tour de Melbourne a coûté environ 19 millions de dollars, tandis qu’une nouvelle à Nelson, en Nouvelle-Zélande, qui pourrait être plus comparable, a coûté plus de 6 millions de dollars, juste pour construire l’installation. Bien que les tours numériques distantes ne soient pas bon marché, les coûts élevés d’une structure physique rendent l’analyse de rentabilisation du service numérique moins difficile.

Airservices étudie également la faisabilité de services d’aérodrome numériques pour moderniser la tour de Canberra. Bien que ses volumes de trafic soient modérés, Canberra est une partie essentielle des réseaux aériens et une base de défense importante. La tour de Canberra vieillit, c’est le bon moment pour évaluer objectivement tout ce qui est disponible alternatives à sa mise à niveau ou à son remplacement, pour lesquelles une tour virtuelle numérique est une option.

« Airservices Australia explore trois nouvelles opportunités »
Airservices Australia examine également attentivement le potentiel d’une installation de tour distante d’urgence, pour Sydney, la tour ATC la plus achalandée du pays. Depuis 2009, la tour Heathrow au Royaume-Uni est soutenue par une tour distante d’urgence, située en dehors de l’aéroport, grâce à laquelle les opérations peuvent se poursuivre à l’aéroport même si la tour devient complètement inutilisable, par exemple à la suite d’un incendie, d’une panne de courant ou d’un incident de sécurité.

Stephen Angus a souligné que le calendrier de ces procès était encore inconnu. Les dates cibles ne peuvent pas être citées, mais un processus d’approvisionnement a commencé, avec des appels d’offres et un personnel spécialisé d’Airservices étudiant la technologie disponible et ce qu’elle pourrait faire dans le contexte australien.

Bien connecté
Un élément essentiel du programme de services numériques d’aérodrome est son intégration avec d’autres systèmes de l’écosphère de la gestion du trafic aérien. « Pense à ce sujet comme un système de systèmes », a déclaré Angus à Australian Flying. « Le défi de ce projet est l’intégration du système, plutôt que les performances de la caméra, qui ont beaucoup progressé ces dernières années ».

Les services numériques d’aérodrome se connecteront au CMATS, le nouveau système australien de contrôle du trafic aérien. Airservices a passé un contrat avec Thales, il y a tout juste un an, pour le développement de CMATS dans le cadre d’un programme de 1,2 milliard de dollars connu sous le nom de OneSKY. Le CMATS rassemble les systèmes australiens de gestion du trafic aérien civil et militaire, dans le but d’améliorer la flexibilité, d’améliorer la prise de décision des compagnies aériennes, de réduire les coûts d’exploitation et de mieux soutenir le personnel ATC de première ligne d’Airservices Australia.

Règles de vol virtuelles ?
Le programme de services numériques d’aérodrome a l’intention d’utiliser une technologie générique adaptée à la fois à l’espace aérien de classe C et de classe D, les différences entre les deux étant prises en compte par la configuration, plutôt que de repenser une solution numérique. Néanmoins, l’aviation générale est fréquemment remis en cause par le changement. Quelle que soit la promesse de ces services, GA est le secteur industriel le plus dépendant de l’accès au vol à vue dans l’espace aérien contrôlé.

Stephen Angus a offert de rassurer.

«Nous sommes prudents et mesurés dans l’approche de cette technologie. Les services numériques d’aérodrome ont parcouru un long chemin depuis les problèmes de qualité des données et de la vision d’il y a sept ou huit ans », a-t-il déclaré.

« Du point de vue VFR, nous pensons que cela améliorera, et non restreindre, les services VFR et l’accès à l’espace aérien fournis par le contrôleur, qui bénéficiera d’yeux supplémentaires et sera capable de détecter les cibles plus rapidement et plus efficacement.

« Grâce à l’intégration avec les systèmes de traitement des données de vol, le contrôleur de la tour aura une image exacte de l’endroit où se trouve l’avion et, à partir de son transpondeur, un accès immédiat à sa vitesse, sa direction de vol, son altitude et ses intentions », a-t-il expliqué.

Le programme de services numériques d’aérodrome nécessitera un engagement avec la CASA alors qu’il modifie les installations, les outils et les équipements utilisés pour assurer le contrôle du trafic aérien. Les aspects réglementaires du programme seront liés à ces installations, à la gestion de la sécurité et à la fourniture des services ATC, plutôt qu’aux modifications apportées aux services eux-mêmes. Cela devrait donner aux opérateurs de GA l’assurance que l’objectif est de fournir les mêmes services de manière plus sûre et efficace.