空中交通控制塔臺是機(jī)場最具標(biāo)志性的形象,世界上大部分的機(jī)場都設(shè)有塔臺,或者使用命令頻率。
這些塔臺高聳挺拔,四周全是玻璃窗,視野開闊。在這里,空中交通管制員(簡稱管制員)能清晰地俯瞰整個機(jī)場及其周邊地區(qū),監(jiān)控飛機(jī)的起飛降落,與飛行員交流,并且在必要的時候處理突發(fā)事件。
機(jī)場正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“大腦”
對空中交通進(jìn)行有效管理是保證飛行的重要環(huán)節(jié),而這一切都離不開塔臺的監(jiān)控指揮。機(jī)場塔臺肩負(fù)重任,主要負(fù)責(zé)指揮航班起飛和降落,確保飛機(jī)起降安全;監(jiān)視飛行區(qū)(跑道、滑行道)運(yùn)行情況,指揮和協(xié)調(diào)飛機(jī)地面滑行;協(xié)調(diào)航班放行,盡最大努力確保航班正常。
如果說塔臺是機(jī)場正常運(yùn)轉(zhuǎn)的“大腦”,那么在塔臺里指揮飛機(jī)正常飛行、處理緊急情況、發(fā)布管制指令等的空中交通管制員,則充當(dāng)著“空中交警”的角色。
通常情況下,一架飛機(jī)從起飛到降落,需要經(jīng)過數(shù)個管制席位的指揮。因此,在整個飛行進(jìn)程中,空中交通管制服務(wù)是通過一個個空中交通管制單位、席位無縫連接起來的。
換句話說,當(dāng)您乘坐某一航班時,該航班是一直處于管制員的嚴(yán)密監(jiān)控下飛行的,而每一名管制員的職責(zé)就是保障每一個航班的飛行安全。
每天,管制員們坐在雷達(dá)屏幕前,密切監(jiān)控著每一架飛機(jī)的飛行動態(tài),通過無線電通信設(shè)備向飛行員發(fā)布各種指令,包括飛行高度、速度和航向等等。最繁忙的時候,一名管制員需要同時指揮十幾架甚至更多飛機(jī),而且必須注意到每一個細(xì)節(jié),不能有絲毫閃失,因?yàn)槿魏蔚倪z漏都可能成為安全隱患,不出事則已,一出事便是天大的事故。
2008年,由于一名管制員操作失誤,兩架飛機(jī)在美國賓夕法尼亞州匹茲堡東部的半空中差點(diǎn)相撞,兩架飛機(jī)上合計(jì)載有127人。
據(jù)美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)稱,從辛辛那提出發(fā)前往紐約拉瓜迪亞國際機(jī)場的達(dá)美航空公司(Delta Air Lines)的航班聽從了管制員的指揮,轉(zhuǎn)入另一架飛機(jī)——從賓夕法尼亞州威爾克斯巴里出發(fā)飛往美國北卡羅來納州夏洛特市的全美航空公司(US Airways)子公司太平洋西南航空公司(PSA)的航班——即將使用的航線。
幸好兩架飛機(jī)的駕駛員發(fā)現(xiàn)緊急情況后均采取了避險(xiǎn)措施,兩機(jī)最近時僅相距120米遠(yuǎn)。
由于指揮飛機(jī)起降,不僅涉及價值上億元飛機(jī)的安全,更涉及上百名乘客的生命安全,因此這些在幕后指揮的管制員承擔(dān)著巨大的壓力和責(zé)任。不過,得益于新技術(shù)的發(fā)展,一種新型的遠(yuǎn)程無人控制塔臺的出現(xiàn),或?qū)楣苤茊T“減負(fù)”。
遠(yuǎn)程控制不再遙遠(yuǎn)
遠(yuǎn)程控制無人塔臺是瑞典空中交通服務(wù)提供商LFV集團(tuán)與Saab Sensis空中交通管理公司耗時8年研制的技術(shù)。該塔臺可以為機(jī)場提供從基礎(chǔ)的機(jī)場飛行情報(bào)服務(wù)到全面的空中交通管制服務(wù)。
使用遠(yuǎn)程塔臺技術(shù),一個或多個塔臺可以同時在不同地域的遠(yuǎn)程塔臺中心運(yùn)行。高清數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、氣象傳感器、麥克風(fēng)和其他相關(guān)設(shè)備能夠?qū)⑦h(yuǎn)程塔臺的實(shí)時情況投影在遠(yuǎn)程塔臺中心的360°環(huán)繞液晶屏幕上。
在機(jī)場內(nèi)分散安裝的攝像頭可以消除觀察盲點(diǎn),為管制員提供更清晰全面的畫面。紅外線可以在雨雪和有霧天氣中提供幫助;其他攝像頭(包括熱傳感器攝像頭)可以在動物闖入跑道時第一時間作出反應(yīng)。
不僅如此,這些攝像頭還被罩上玻璃罩,以免受到雨雪、高壓氣流和昆蟲的影響。目前,該系統(tǒng)已經(jīng)接受在極端天氣條件下的考驗(yàn)——零下22攝氏度和零上122攝氏度。
LFV集團(tuán)商業(yè)開發(fā)總監(jiān)Niclas Gustavsson表示,運(yùn)用攝像頭技術(shù),大大增加了提高航空安全的可能性。電腦會將每一個畫面與前一秒進(jìn)行對比,一旦發(fā)現(xiàn)變化(如動物闖入跑道),就會發(fā)出警告。
使用這一技術(shù)后,管制員是通過屏幕而不是塔臺的窗戶來觀察飛機(jī),他們可以操縱遠(yuǎn)程機(jī)場所有的傳感器、燈光、告警和其他塔臺設(shè)備,使用綜合飛行數(shù)據(jù)、電子進(jìn)程單、先進(jìn)機(jī)場場面引導(dǎo)與控制系統(tǒng)和進(jìn)離場排序系統(tǒng)等空中交通管理與監(jiān)視設(shè)備。所有的視頻圖像都會被記錄下來并存儲,可用于未來的分析。
除了飛行安全性得到提升外,這一技術(shù)的另一大優(yōu)勢便是成本低廉。而且大型商業(yè)機(jī)場的塔臺造價非常昂貴,比如說,芝加哥奧黑爾國際機(jī)場的最新塔臺擁有一個優(yōu)雅且節(jié)能的設(shè)計(jì),花費(fèi)了納稅人4500萬美元;位于北卡羅來納州的夏洛特道格拉斯國際機(jī)場,在6月份破土動工了一個耗資6000萬美元的塔臺;舊金山已經(jīng)花費(fèi)了7000萬美元的塔臺預(yù)計(jì)將在10月份投入運(yùn)行。這座海灣城市還拿出另一筆5000萬美元的資金去拆除舊的塔臺。
造價不菲,但無法做到一勞永逸,這些“閃閃發(fā)光”的結(jié)構(gòu)可能很快就會過時。而且,空中交通管制的人力成本高昂,每年僅美國空中交通管制員的薪水總額就達(dá)到28億美元。
然而,無人塔臺技術(shù)的使用能夠讓這些問題迎刃而解,這一技術(shù)被視為一種成功降低成本的方法。不需要建設(shè)塔臺,不必安排工作人員,遠(yuǎn)程塔臺就可以提供所需的各種服務(wù)。這種能滿足動態(tài)需求的能力,特別適用于無人值守、開放時間有限和流量較小的機(jī)場。因其成本低廉,也可作為樞紐機(jī)場的應(yīng)急備份設(shè)備,替代已過時的設(shè)備。
當(dāng)然,你不用擔(dān)心無人塔臺技術(shù)的應(yīng)用推廣會導(dǎo)致管制員失業(yè),相反其會有助于眾多的小型機(jī)場實(shí)現(xiàn)管制員的共用,反而實(shí)現(xiàn)了人力資源的最大化。
2015年4月,位于北歐的瑞典開放了世界上第一個遠(yuǎn)程塔臺設(shè)施,在Örnsköldsvik機(jī)場123公里外指揮飛機(jī)。Örnsköldsvik機(jī)場跑道上的高分辨率攝像機(jī)、麥克風(fēng)、信號燈和氣象傳感器系統(tǒng)會將數(shù)據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程塔臺,然后由管制員指揮。具備同樣設(shè)施的遠(yuǎn)程塔臺目前已經(jīng)在瑞典的三個小機(jī)場投入使用。
這一技術(shù)還被帶到了美國。弗吉尼亞州的利斯堡機(jī)場每年有10萬架次的航班起降,對于一個小機(jī)場而言算是相當(dāng)繁忙。但是利斯堡機(jī)場沒有標(biāo)準(zhǔn)的塔臺、配置管制員來指揮飛機(jī)。機(jī)場的飛機(jī)由FAA的區(qū)域管制員來指揮,飛行員之間相互溝通來協(xié)調(diào)彼此起降的順序。因此,航班延誤時常發(fā)生。
正在接受測試的這套無人塔臺技術(shù),如果其結(jié)果獲得FAA的認(rèn)證,那么這里可能很快就會成為美國第一座遠(yuǎn)程塔臺的所在地。
不可忽視的風(fēng)險(xiǎn)
盡管遠(yuǎn)程控制無人塔臺“看上去很美”,但是它并非沒有挑戰(zhàn)性。
首先,沒有兩個機(jī)場是一模一樣的。建在山上的機(jī)場,那里的空氣稀薄,會有更少的上升力,因此其跑道必須要比建在海平面的機(jī)場跑道更長。而靠近居民區(qū)附近的機(jī)場,其降噪程序則要比建在偏僻地方的機(jī)場更為嚴(yán)格。對于空中交通管制員協(xié)會國際聯(lián)盟(IFATCA)主席Patrik Peters來說,這些在物理布局和程序上的差異使得跨多個機(jī)場的管制員的交叉訓(xùn)練,“至少可以說是具有挑戰(zhàn)性的”。
代表歐洲飛行員利益的歐洲駕駛員協(xié)會擔(dān)憂更甚。該組織在一份立場文件中指出,管理多個機(jī)場“可能會導(dǎo)致對情境認(rèn)知的分散性,產(chǎn)生誤解、混淆和其他工作錯誤,從而有可能會大大降低操作的安全性”。協(xié)會還擔(dān)心此類操作“可能對管制員的工作產(chǎn)生不利影響,并導(dǎo)致安全隱患”。
多個遠(yuǎn)程塔臺還造成了“位置錯誤”的潛在風(fēng)險(xiǎn),即你認(rèn)為你在控制這個機(jī)場,而實(shí)際上你正在控制著另一個機(jī)場,密歇根大學(xué)工業(yè)和工程操作學(xué)教授Nadine Sarter表示。
當(dāng)一位管制員在不同的時間管理不同的機(jī)場,來回反復(fù)切換時往往就會出現(xiàn)這類錯誤。比方說,管制員可能會用工作日的第一天來管理一個機(jī)場,然后在第二天再切換到另一個機(jī)場。隨著不斷的切換,當(dāng)管制員失去了對當(dāng)前機(jī)場現(xiàn)狀的洞察時,混亂就可能會隨之出現(xiàn),教授認(rèn)知工效學(xué)和組織安全課程的Sarter指出。
Sarter設(shè)想的另一種情況是空中交通管制員知道哪個機(jī)場正在接受指揮,但卻錯誤地應(yīng)用了針對另一個機(jī)場的應(yīng)用程序。在IFATCA的Peters看來,這些錯誤會對安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
如果多個遠(yuǎn)程塔臺要投入運(yùn)行,那么就必須解決這些問題,從程序設(shè)計(jì)和技術(shù)開發(fā)方面共同降低錯誤出現(xiàn)的機(jī)會。
當(dāng)然,這些問題的出現(xiàn)并不會致使遠(yuǎn)程塔臺停滯不前。在管制員短缺(美國有超過30%的管制員有資格在任何時間選擇退休)和支持財(cái)政緊縮的大背景下,向經(jīng)濟(jì)密度借力是明智之舉。多個遠(yuǎn)程塔臺可以事半功倍地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。但是要從這項(xiàng)技術(shù)中獲益便意味著要提出正確的問題和使用科學(xué)提供正確的答案!