SWIM và các ứng dụng của nó giúp hướng tới một tương lai số thông minh của ngành Quản lý bay

Tác động của đại dịch Covid-19 đối với ngành hàng không là chưa từng có. Mặc dù lưu lượng bay đạt mức cao kỷ lục là 39 triệu chuyến bay vào năm 2019, nhưng nó đã đột ngột chững lại vào tháng 3 năm 2020 với việc hạn chế đi lại trên toàn thế giới để giảm sự lây lan của vi-rút. Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA) ước tính rằng ngành hàng không có thể mất tới 250 tỷ USD doanh thu, giảm 55% so với năm 2019. Điều này gây tác động ngay lập tức và sâu sắc đến toàn ngành hàng không cũng như các bên liên quan.Tuy nhiên, nó cũng tạo cơ hội để đánh giá lại hiện trạng và thực hiện những thay đổi để hướng đến hoạt động hiệu quả hơn.

Về mặt công nghệ, đại dịch tạo cơ hội để chuyển đổi số lên một tầm cao mới. Có một cuộc cách mạng về Dữ liệu lớn (big data) trong ngành hàng không, với việc tạo dữ liệu hàng năm dự kiến sẽ đạt 98 triệu terabyte vào năm 2026, theo Forbes. Công nghệ tận dụng dữ liệu này là điều cần thiết để tối ưu hóa các hoạt động trong ngành hàng không và cung cấp dữ liệu để trả lời cho nhiều mối quan tâm hàng đầu trong ngành, bao gồm tiết kiệm nhiên liệu, chi phí, giảm chậm trễ, tăng cường an toàn sân bay, dự báo thời tiết,giảm ô nhiễm tiếng ồn và không khí.

 

Triển khai SWIM

Bất chấp sự suy thoái do Covid-19 gây ra, vận tải hàng không sẽ hoạt động trở lại và tiếp tục phát triển, điều  này đòi hỏi ngành phải tận dụng tối đa năng lực  hữu hạn của không phận và đường cất hạ cánh. Hệ thống Quản lý thông tin mở rộng (SWIM), một phần cốt lõi trong các chương trình hiện đại hóa hàng không trên toàn thế giới - chẳng hạn như NextGen ở Hoa Kỳ và SESAR ở Châu Âu, Kế hoạch Không vận toàn cầu (GANP) của ICAO. SWIM cung cấp các tiêu chuẩn, cơ sở hạ tầng và quản trị mở để cho phép các hệ thống và dữ liệu có thể tương tác toàn cầu cho mạng lưới quản lý không lưu (ATM). SWIM không chỉ là là yếu tố quyết định chính để mở đường cho sự tăng trưởng lưu lượng bay trong tương lai, mà nó còn giúp giảm chi phí bằng cách giảm số lượng các loại giao diện, hệ thống và cơ sở hạ tầng.

Ví dụ, công ty Hexagon cùng với Airbus Defense and Space đã phát triển ứng dụng Dịch vụ Phối hợp cung cấp Không phận (CAPS) để tìm và xác định trước các phần không phận còn rảnh khi cần giảm thiểu xung đột. Một phần quan trọng của ứng dụng CAPS là việc sử dụng các giao diện OGC (chuẩn mở về trao đổi thông tin địa lý) và các tiêu chuẩn được SWIM áp dụng bao gồm: AIXM cho tin tức hàng không, WXXM để trao đổi dữ liệu thời tiết và FIXM để trao đổi dữ liệu kế hoạch bay.

Các định dạng kỹ thuật số này cho phép thể hiện rất chính xác, chi tiết về tình hình không phận hiện tại và các dự đoán cho tương lai. Bằng cách dựa vào phân tích tình huống phức tạp sử dụng các vị trí chuyến bay dự đoán (quỹ đạo 4D), thời gian xác định trước vùng trời và tính toán tốc độ, độ cao (phân tích hình ảnh tương tác), người dùng có thể thấy ngay tác động của việc xác định trước vùng trời, giúp các nhà khai thác không lưu đưa ra quyết định hiệu quả, tối ưu hơn cho việc sử dụng không phận.

Ngoài ra, việc sử dụng tương tác bằng AIXM 5.1 đã cho phép Airbus Defense and Space dễ dàng tích hợp nó với các hệ khai thác hỗ trợ SWIM khác của họ. Bằng cách dựa vào các thành phần COTS của Hexagon để hoạt động với vô số nguồn và danh mục dữ liệu, nhóm kỹ sư có thể hoàn toàn tập trung vào logic nghiệp vụ hơn là vào công nghệ để đạt được nó, giúp có thể phát triển giải pháp trong khoảng thời gian bốn tháng hoặc khoảng 500 giờ làm việc. So sánh những con số này với các dự án phát triển trước đây có cùng quy mô của công ty cho thấy chi phí phát triển tiết kiệm rõ ràng do các ứng dụng khác có cùng mức độ trưởng thành mất khoảng 3 lần số giờ làm việc.

Một ví dụ khác đến từ Lufthansa Systems, cũng dựa trên ứng dụng máy chủ và SDK Luciad cho hệ thống điều phối chuyến bay Lido/Flight WINDS của mình. Phần mềm tối ưu hóa kế hoạch bay cho máy bay thương mại. Hệ thống này hỗ trợ hình ảnh 4D thời gian thực, để hỗ trợ các máy bay trong chuyến bay. Điều này giúp phi công tránh được sự chậm trễ và tối ưu chuyến bay. Thời tiết dọc theo Bờ Đông Hoa Kỳ nói chung là không thể đoán trước; bão có thể phát triển trong vòng vài giờ. Việc các hãng hàng không có thể tránh chuyển hướng chuyến bay do bão sẽ tiết kiệm được hàng chục nghìn đô la mỗi lần. Với Lido/Flight WINDS, người điều phối có thể phản ứng với các dự đoán về bão để cảnh báo cho các phi công để tránh tình huống bất ngờ.

Hệ thống có khả năng kết hợp bất kỳ lớp dữ liệu nào, tăng cường tốc độ phân tích hình ảnh 4D và khả năng xử lý dữ liệu động dữ liệu video và dữ liệu thời tiết. Công nghệ và giao diện trực quan phù hợp với kế hoạch của Eurocontrol nhằm rút ngắn chu kỳ mở và đóng không phận, dự kiến sẽ giảm thời gian đáp ứng từ nửa giờ xuống chỉ còn 5 phút.

 

Kiểm soát hoạt động của tàu bay không người lái

Tàu bay không người lái là một ngành kinh doanh đang phát triển trên toàn thế giới, cung cấp dịch vụ trong mọi môi trường, bao gồm cả khu vực đô thị. Giao hàng, lập bản đồ, kiểm tra cơ sở hạ tầng và nông nghiệp là một số dịch vụ thương mại phổ biến sẽ sử dụng tàu bay không người lái.

Trong thời gian cách ly do Covid-19, nhiều người đã tìm đến thương mại điện tử để mua hàng. Tuy nhiên, về mặt giãn cách xã hội, điều này tạo ra rủi ro về sức khỏe cho người giao hàng và khách hàng. Do đó, việc sử dụng các máy bay không người lái tự động giao hàng đã trở thành một giải pháp thích hợp.

Các công ty như Wing, công ty con của Alphabet và Prime Air Unit của Amazon đang xúc tiến các công việc để cung cấp dịch vụ giao hàng bằng tàu bay không người lái. Các bên đã và đang thực hiện các chương trình thử nghiệm với sự hợp tác của các cơ quan hàng không như FAA và SESAR để tích hợp lưu lượng hoạt động bay không người lái vào hệ thống hàng không một cách an toàn, vì các quy định nghiêm ngặt về máy bay không người lái ở nhiều quốc gia ngăn cản việc triển khai ở quy mô như vậy. Ví dụ, ở Anh và Mỹ quy định việc điều khiển tàu bay không người lái ra khỏi tầm nhìn của người điều khiển là bất hợp pháp.

Trong khi các nhà chức trách hàng không và các quy định đóng vai trò quan trọng trong việc triển khai giao hàng bằng tàu bay không người lái, thì công nghệ cơ bản đã sẵn sàng để tích hợp tàu bay không người lái vào hệ thống hàng không có người lái một cách an toàn. Unifly, công ty hàng đầu về phần mềm quản lý không lưu cho tàu bay không người lái, đã giới thiệu nền tảng phần mềm dựa trên điện toán đám mây để lập kế hoạch và điều khiển phương tiện không người lái một cách an toàn trong không phận thương mại, đồng thời chia sẻ vị trí thời gian thực của máy bay không người lái vào hệ thống hàng không. Nền tảng được tạo trên các thành phần phần mềm không gian địa lý với kiến trúc hướng dịch vụ, hoàn toàn dựa trên các tiêu chuẩn và giao diện SWIM và đã được chứng minh nhằm tối đa hóa khả năng tương tác và lưu trữ và sử dụng lâu dài cho nhiều mục đích khác nhau. Bất kỳ hệ thống nào hỗ trợ SWIM đều có thể kết nối trực tiếp và sử dụng thông tin.

Công nghệ thực tế ảo

Bất chấp tác động của đại dịch COVID-19, những đột phá và đổi mới công nghệ vẫn đang tiếp tục diễn ra. Một xu hướng công nghệ đột phá sẽ xác định thập kỷ tới là hướng tới việc tạo ra trải nghiệm kỹ thuật số sống động bao gồm thực tế ảo và bản sao kỹ thuật số của thế giới thực.

Ví dụ công nghệ HxDR có thể tạo ra các biểu diễn kỹ thuật số chính xác về thế giới thực thông qua sự kết hợp liền mạch dữ liệu chụp thực tế từ một bộ cảm biến trên không, mặt đất và di động. Sau đó, người dùng có thể tận dụng các bản sao thế giới thực hoàn chỉnh, chính xác và chính xác để trực quan hóa và chia sẻ các dự án và mô hình thiết kế 3D của họ trong bối cảnh thế giới thực. Công nghệ này kết hợp các công nghệ trực quan hóa tiên tiến, trí tuệ nhân tạo và máy học cùng với khả năng chụp ảnh thực tế trên không chuyên nghiệp.

Công nghệ trên cho phép người dùng tạo thực tế kỹ thuật số của riêng họ giải quyết nhu cầu ngày càng tăng đối với các hình ảnh trực quan hóa đơn giản nhưng rất phức tạp và chính xác của dữ liệu thu thập thực tế giúp tăng hiệu quả dự án và tiết kiệm chi phí. Một trường hợp sử dụng tiềm năng trong ngành hàng không là phân tích không gian sân bay, để điều tra tác động của các chướng ngại vật, chẳng hạn như tòa nhà và cần cẩu, xung quanh sân bay.

Mặc dù bầu trời không có chướng ngại vật và dự báo đóng vai trò chính trong các hoạt động hàng không an toàn, song nhận thức về tình huống gần mặt đất cũng rất quan trọng. Đó là lúc các bề mặt giới hạn chướng ngại vật (OLS) xuất hiện. Khái niệm này, được ICAO qui định đối vớiviệc Quản lý thông quan sân bay, nhằm mục đích đảm bảo an toàn cho các hoạt động của máy bay. Với OLS, các nhà quản lý hoạt động kiểm soát mặt đất có thể trực quan hóa và phân tích khoảng trống máy bay cất cánh và hạ cánh ở chế độ 3D để đảm bảo hoạt động an toàn. Ngoài ra, các nhà cung cấp dịch vụ đảm bảo hoạt động bay (ANSP), sân bay và chính quyền địa phương có thể sử dụng OLS để kiểm tra xem một dự án xây dựng có an toàn ngoài các thông số cần thiết để tránh khả năng va chạm.

Để cải thiện trải nghiệm người dùng và hiển thị thực tế được dự đoán, công nghệ này có thể được kết hợp với ảnh chụp thực tế từ sân bay và môi trường xung quanh. Công nghệ này cũng hỗ trợ tải các ảnh chụp thực tế 3D thông qua các giao diện mở từ OGC, cùng với dữ liệu địa hình và chướng ngại vật điện tử thông qua nhiều định dạng dữ liệu hàng không và địa hình kỹ thuật số như AIXM 5.1. Bản thân OLS được định nghĩa là một thực thể 3D theo tiêu chuẩn Phụ lục 14 của ICAO và chiếm bề mặt độ cao. Người dùng có thể kéo và thả bất kỳ chướng ngại vật 3D nào, chẳng hạn như mô hình CAD. Công cụ eTOD sẽ tự động kiểm tra các điểm giao cắt giữa chướng ngại vật và OLS và cập nhật kiểu dáng tương ứng khi người dùng di chuyển chướng ngại vật.

Thời điểm cho sự thay đổi

Các trường hợp sử dụng và thông tin chi tiết về công nghệ trong bài viết này minh họa vai trò quan trọng của việc nắm bắt các đổi mới kỹ thuật số trước những thách thức như đại dịch Covid-19. Bên cạnh việc giải quyết nhiều mối quan tâm hàng đầu trong ngành hàng không như không phận và tối ưu hóa kế hoạch bay, tích hợp tàu bay không người lái trong không phận thương mại và quản lý an toàn sân bay, việc sử dụng các tiêu chuẩn và dịch vụ SWIM tiên tiến cũng giúp giảm đáng kể sự phát triển và chi phí tích hợp. Bằng cách nắm lấy quá trình chuyển đổi kỹ thuật số này và các giải pháp cảm biến, phần mềm và tự động hóa đóng vai trò là nền tảng và chất xúc tác cho sự thay đổi, ngành hàng không nói chung và quản lý bay nói riêng có thể đạt được mức độ hiệu quả cao hơn nữa trong việc cung cấp các dịch vụ của mình./. 

(vatm.vn)