NASA蘭利研究中心工程師赴FAA受訓，研究數位滑行許可技術推動航空安全革新

NASA工程師親赴FAA訓練，深入研究數位許可技術

在繁忙的機場，空域中所有航機共用極少數的無線電頻率。頻譜與時間都受到嚴格限制，一旦多人同時發話，雙方的訊息都可能遺失。像「放行許可」（clearance delivery）這類需要較長傳輸時間與複誦確認的通訊，在高流量區域格外具有挑戰性，尤其是當天候或其他因素導致多架航機需同時與管制員通話時。數位化能夠為緊急、時間敏感的呼叫騰出頻道資源。目前部分機場已採用數位放行許可做法——飛行員只需按下按鈕即可確認放行許可，回應直接傳送至管制員螢幕，更新資訊也同步載入飛行管理系統。

研究核心：將數位許可延伸至地面滑行

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 Will Cummings-Grande，正主導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性能」的技術工作。他的研究重點在於將數位許可的邏輯進一步延伸至地面滑行指令，讓推出時機、滑行路線與跑道指派等資訊，都能以數位方式傳輸，取代傳統無線電通訊。

Cummings-Grande 希望獲取最即時、最接地氣的第一手知識——不是從研究論文中，而是在真正的塔台裡、使用真實的系統、與每天操作這些設備的人一起學習。美國聯邦航空總署（FAA）為航管人員提供這項訓練課程，他便「懷著一線希望」主動聯繫FAA學院，詢問是否能以學員身分參加。

實地培訓：兩天密集課程

今年四月初，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（TDLS）應用專員」訓練——這是一門為期兩天的實作課程，也是美國目前已配備數位放行許可功能的 72 座機場在職管制員必修的訓練。

在課堂上，Cummings-Grande 跟隨一名在職管制員進行演練，並在休息時間輪流使用終端設備，雙方都有充分的系統操作時間。他的同學分別來自西雅圖、沙加緬度、聖荷西和勞德岱堡的應用專員，都是日常管理高流量空域的管制員，此行目的是成為各自機場的系統維護指定人員。

「我有機會向這些每天與 TDLS 及其相關工具互動的管制員驗證我的想法和概念，」他表示。「能夠同時獲得管制員受訓的經驗以及研究人員的洞察，融合在同一個學習體驗中，非常寶貴。」

FAA學院也為他安排了與負責開發、測試及部署新版 TDLS 軟硬體的系統工程師交流，並安排參訪奧克拉荷馬市塔台，觀摩系統的實際運作。

關鍵發現：氣隔式安全設計與關鍵系統缺口

TDLS 運行在完全氣隔（air-gapped）的軟體上，與標準作業系統完全隔離——這是刻意的網路安全設計，也讓實作體驗帶來了研究論文無法複製的深刻啟發。「實際操作這個系統讓我大開眼界，了解到這些系統與我們日常使用的電腦有多大的不同，」他說。

更重要的發現來自課程本身。在訓練過程中檢閱FAA的系統架構時，Cummings-Grande 注意到一個他之前不知道需要關注的環節：TDLS 與終端飛航資料管理器（TFDM）之間的一條連結，而這條連結目前在實際運作中並不存在。這個缺口現已成為他研究的核心問題。「在修完這門課之前，我並不知道自己遺漏了這個關鍵環節，」他說。

延續二十年研究成果

Cummings-Grande 正在推進的研究，承接了NASA在地面安全與數位通訊領域長達數十年的研究脈絡，包括終端區域生產力計畫、地面操作自動化研究（SOAR）、低能見度降落與地面操作（LVLASO）計畫，以及地面軌跡導向操作（STBO）等研究。這些工作始於1990年代中期，旨在為FAA 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飛行測試，展示了數位滑行許可的可行性。研究結果顯示工作負荷有顯著降低，但當時的成本效益尚不具說服力，機隊與設施端的技術也尚未成熟。

在 Cummings-Grande 看來，如今情勢已變——新基礎設施投資正在匯聚，包括源自空域技術展示（ATD-2）計畫的系統部署，如停機位與跑道離場顧問（Spot and Runway Departure Advisor）、精準離場放行能力（Precision Departure Release Capability）透過 TFDM 的推展，加上航機端業界夥伴的新一波興趣。「過去二十到三十年來，人們做了大量的前置功課，」他說。「我們能否藉著FAA和產業界的新一波關注，將這項安全強化技術付諸實現？」

他估計，一個完整實施的系統大約需要五到十年的時間。而他表示，成效將讓每位搭機旅客都能感受到。「這意味著您的航班將比以往更加安全，飛行員在滑行過程中能專注於正確的事項。飛機本身會知道路線，而不是仰賴飛行員正確抄寫滑行許可或熟悉機場佈局，系統能夠幫助飛行員進行雙重確認。」

倡議持續合作夥伴關係

Cummings-Grande 表示，據他所知目前沒有其他NASA研究人員曾修習這門FAA課程，他認為這種模式值得推廣複製。他指出，終端程序設計（TERPS）是另一個FAA學院訓練可造福城市空中交通（UAM）與小型無人機系統整合研究人員的領域。「任何時候有人需要深入了解某個系統——了解當前實務的現狀、需要按哪些按鈕才能完成操作——我認為與FAA學院建立持續的合作夥伴關係並使之成為可能，會是非常好的做法。」

FAA學院團隊全程展現了積極合作的意願。Cummings-Grande 特別感謝FAA的 Eric Gandrud 與 Carol Raiford。

---

原文來源： 查看原文