NASA蘭利研究中心工程師赴FAA受訓，推動機場數位化滑行許可研究

NASA工程師深入FAA塔台訓練，探索數位化地面管制的未來

在繁忙的機場中，所有航機僅共享少數幾個無線電頻率。頻譜和時間都極為有限，一旦多人同時通話，訊息就可能互相干擾而遺失。像「放行許可」（clearance delivery）這類需要較長傳輸時間與覆誦確認的通訊，在高流量區域尤其困難，特別是當天候或其他因素迫使大量航機同時與管制員聯繫時。數位化能將這些頻道空出來，留給緊急且時間敏感的通話使用。目前部分機場已採用此做法——飛行員只需按下按鈕即可確認放行許可，回覆直接顯示在管制員的螢幕上，更新資訊也同步載入飛行管理系統。

從研究室走進實際塔台

Will Cummings-Grande 是NASA蘭利研究中心（Langley Research Center）系統分析與概念部門的航太工程師，目前主導NASA空中交通管理與安全（ATMS）計畫中「數位放行許可通訊架構與效能」的技術研究工作。他的研究聚焦於數位放行許可的下一層應用——將相同的數位邏輯延伸至地面滑行指令，使推機時序、滑行路線及跑道分配等資訊都能以數位方式傳達，取代傳統無線電通訊。

為了獲得最即時、第一線的實務知識，Cummings-Grande 決定不只停留在研究論文層面，而是實際走進真正的塔台、使用真正的系統、與每天操作這些系統的人員直接互動。美國聯邦航空總署（FAA）為航管人員提供相關訓練課程，他主動聯繫FAA學院，「抱著一線希望」詢問是否能以學員身分參訓。

今年4月初，Cummings-Grande 前往位於奧克拉荷馬市的Mike Monroney航空中心（MMAC），完成了塔台數據鏈路服務（Tower Data Link Services, TDLS）應用專家訓練。這是一門為期兩天的實作課程，與目前全美72座配備數位放行許可功能之機場的在職管制員所接受的訓練完全相同。

課堂中的收穫

Cummings-Grande 在訓練期間跟隨一位在職管制員進行實際操作練習，兩人在休息時間輪流使用終端設備，確保都有足夠的系統操作時間。他的同學分別來自西雅圖、沙加緬度、聖荷西及勞德代爾堡的應用專家——這些人都是日常管理高流量空域的管制員，正在受訓成為其所屬機場的系統維護專責人員。

休息時間對Cummings-Grande而言格外珍貴。「我得以將自己的一些想法和概念，向那些每天實際操作TDLS及其相關工具的管制員請益，」他說。「同時獲得管制員受訓者和研究人員兩種視角的體驗，實在非常棒。」

FAA學院還為他安排與負責開發、測試及部署新版TDLS軟硬體的系統工程師會面，並前往奧克拉荷馬市塔台觀摩系統的即時運作。

關鍵發現

TDLS運行在完全氣隙隔離（air-gapped）的軟體環境中，與標準作業系統完全隔離——這是刻意設計的資安架構，也讓實機操作的體驗遠非研究論文所能複製。「親手操作這套系統，才真正體會到它與我們日常接觸的電腦有多麼不同，」他表示。

更重大的發現來自課程本身。在檢視FAA的系統架構時，Cummings-Grande 注意到一個他原本不知道該去尋找的環節：TDLS與終端飛行資料管理系統（Terminal Flight Data Manager, TFDM）之間存在一條設計中的連結，但在實務運作上尚未建立。這個缺口現已成為他研究的核心問題。「在上這堂課之前，我根本不知道自己遺漏了這塊拼圖，」他說。

奠基於二十年的研究積累

Cummings-Grande 目前的研究承接了NASA在地面安全與數位通訊領域長達數十年的工作脈絡，包括終端區域生產力計畫、地面作業自動化研究（SOAR）計畫、低能見度降落與地面作業（LVLASO）計畫，以及地面軌跡導向作業（STBO）研究。這些工作從1990年代中期啟動，旨在為FAA的NextGen計畫提供參考，並曾在多個設施進行模擬測試，最終在亞特蘭大機場完成數位滑行許可的飛行測試。結果顯示工作負荷明顯降低，但當時的成本效益尚未達標，機隊和設施端的技術也尚未就緒。

Cummings-Grande 認為，如今情況已有所不同。新的基礎設施投資正在匯聚——包括源自空域技術示範（ATD-2）的技術如定點與跑道起飛顧問（Spot and Runway Departure Advisor）以及精確離場放行功能（Precision Departure Release Capability）透過TFDM的部署，加上航機端合作夥伴重新展現的產業興趣。「過去20到30年間累積了大量研究成果，」他說。「我們能否趁著FAA與業界重燃的興趣，推動這項安全提升？」

他估計一套完整實施的系統大約需要5至10年才能到位。而其效益，對每位搭機旅客都能具體感受到。「這代表您的航班將比以往更安全，飛行員在滑行期間能專注在真正重要的事情上。飛機將自動掌握滑行許可資訊，並能核對飛行員的操作，而不再仰賴飛行員正確抄寫滑行許可或熟悉機場佈局。」

建立夥伴關係的典範

Cummings-Grande 表示，據他所知，他是首位參加此FAA課程的NASA研究人員，而他認為這種合作模式值得推廣。他指出終端程序設計（TERPS）是另一個FAA學院訓練可能嘉惠研究人員的領域，特別是針對城市空中交通及小型無人機系統整合的研究。「任何時候有人需要深入了解某一系統——掌握目前的實務狀態、知道按哪些按鈕才能完成操作——我認為與FAA學院建立持續性的合作關係，讓這一切成為可能，將會非常有價值。」

FAA學院團隊據稱對此合作展現了高度意願。Cummings-Grande 特別感謝FAA的Eric Gandrud和Carol Raiford。

花絮： Cummings-Grande 在MMAC的最後一天遇到了意想不到的「安全警衛」——一隻守在民用航空醫學研究所外、停放的古董Lear Fan 2100旁的加拿大雁。「我聽到嘶嘶聲，低頭一看，有隻雁正在保衛牠最愛的飛機。」

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