ASS. NAZ. ASSISTENTI E CONTROLLORI

DELLA NAVIGAZIONE AEREA

ITALIAN AIR TRAFFIC CONTROLLERS’ ASSOCIATION MEMBER OF IFATCA

INTERNATIONAL FEDERATION OF AIR TRAFFIC CONTROLLERS’

ASSOCIATIONS

IMPLEMENTAZIONE

FREE ROUTE AIRSPACE ITALY

(FRAIT)

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Draft Interno Internet

Sezione riservata

Proposed Issue Riservato On demand

Released issue ● Ristretto a lista

distribuzione

2

SOMMARIO

1. INTRODUZIONE ....................................................................... 3

2. STUDIO .................................................................................. 4

3. SUGGERIMENTI ..................................................................... 11

4. CONCLUSIONI ....................................................................... 12

5. ALLEGATI ............................................................................. 13

6. RIFERIMENTI ......................................................................... 15

3

1. INTRODUZIONE

1.1 L’8 dicembre 2016 entrerà in vigore il Free Route Airspace nello

spazio aereo nazionale (FRAIT). Il nuovo scenario consentirà la

pianificazione di rotte dirette tra i Fix di ingresso e di uscita dello

spazio aereo Italiano.

1.2 A seguito dell’incontro avvenuto tra i rappresentanti ANACNA ed

ENAV S.p.A., l’Associazione ha stabilito di produrre un documento

contenente sia le evidenze della Commissione Tecnica

dell’Associazione che quelle eventualmente ricevute dagli operatori

ATS associati, per la miglior introduzione di questo nuovo concetto.

1.3 Pur essendo indubbi i vantaggi del FRAIT per gli User, è palese che le tecniche operative per la gestione del traffico aereo saranno

condizionate dallo stesso, venendosi quindi a prefigurare la

necessità di implementazione di nuovi tools di monitoraggio ed

early warning, a supporto del personale che previo addestramento

sarà chiamato alla fornitura dei servizi ATS in un nuovo contesto.

1.4 Nel documento verranno sottolineate le problematiche afferenti le

attività dei Controllori del Traffico Aereo e degli User con lo scopo

di incrementare l’awareness degli Associati ANACNA e di

collaborare con il provider ENAV S.p.A. all’implementazione di tali

futuri sviluppi ATM.

4

2. STUDIO

2.1 La Regolamentazione Europea, prevede la possibilità di

implementare i concetti Flexible Airspace Management e Free

Route1 all’interno delle proprie FIR nazionali entro il 10 Gennaio

2022.

2.2 Finora diversi progetti Research and Development (R&D) della

European Commission (EC) sono stati sviluppati ed alcuni stati,

come la Svezia, includono già Spazi Aerei FRA. Gli aspetti principali

emersi dagli studi e dalle implementazioni locali hanno portato a

valutare il concetto FRA come generalmente efficace per gli user e limitatamente demanding per gli operatori dei servizi del traffico

aereo nei casi in cui il carico di traffico resta basso o medio.

2.3 Gli exercise della simulazione SESAR VP798 di Tolosa (7-11 marzo

2016), hanno dimostrato come in ambienti operativi poco o

mediamente carichi, il FRA, oltre agli indubbi vantaggi per gli user,

abbia generato scarso workload nei confronti degli operatori.

2.4 Durante le simulazioni con carico reale intenso e massimo, è però

emerso che gli stessi ausili forniti quali il Medium-Term Conflict

Detection (MTCD) o i tool utilizzati per seguire il concetto

Adherence Monitoring Aid (MONA) generavano falsi allarmi per l’insufficiente potenza e capacità di calcolo degli elaboratori

preposti all’analisi ed all’effettuazione dei necessari cross-check

delle traiettorie di tutti i voli presenti2.

2.5 In un ambiente operativo dove le rotte seguite dagli aeromobili

non sono più quelle previste dal sistema ATS nazionale, ma un

point-to-point dal Fix d’ingresso della prima FIR Italiana al Fix

d’uscita dell’ultima FIR nazionale, ovviamente si rendono necessari

dei tool aggiuntivi per la predeterminazione anticipata dei possibili

conflitti.

2.6 L’esperienza operativa degli Associati ANACNA ha mostrato come,

nonostante lo spazio RVSM consenta la disseminazione delle traiettorie di volo su più livelli rispetto allo spazio non-RVSM, che i

livelli di volo richiesti siano, nella stragrande maggioranza dei casi,

quelli compresi tra FL350 e FL380. Una disseminazione su livelli

1COMMISSION IMPLEMENTING REGULATION (EU) No 716/2014 of 27 June 2014 on the

establishment of the Pilot Common Project supporting the implementation of the European Air Traffic Management Master Plan.

2 SESAR VP-798 Validation Exercise IFATCA Report.

5

omogenei aumenta la possibilità di trovarsi nella situazione in cui

due o più aeromobili siano in conflitto.

2.7 Di norma, la tecnica operativa prevede la risoluzione dei possibili

conflitti attraverso l’uso dei sistemi di sorveglianza istruendo

l’aeromobile:

a) su rotte specifiche,

b) su percorsi diretti,

c) su vettoramenti o

d) al cambio di livello di volo.

2.8 Generalmente, gli operatori tendono già a fornire rotte più dirette

possibile all’interno della propria area di giurisdizione. Qualora ciò non possa essere fatto a causa di un conflitto, la tecnica operativa

che normalmente risulta la meno penalizzante è sicuramente

quella di lasciare uno degli aeromobili sulla rotta prevista e

autorizzare il “diretto” all’altro aeromobile. Quando anche ciò non

sia possibile si ricorre al vettoramento o cambio del livello di volo.

2.9 Lo Spazio Aereo Free Route, prevedendo da subito un

instradamento diretto, elimina virtualmente la possibilità delle

tecniche a) e b). Nell’attuale ambiente operativo, dove il

controllore istruisce un aeromobile ad un percorso diretto solo

quando libero da altro traffico, si verifica che, in media, i traffici percorrano minor

spazio rispetto a

quanto pianificato

(rotte pianificate

“spezzate”

diventano rotte

con l’uso dei

sistemi di

sorveglianza). Nel

futuro ambiente

FRA, ogni azione

richiesta per

“deconflittare” i traffici che già

volano su rotte

dirette, per

l’evitamento delle

zone di maltempo

o per

circumnavigare

aree militari creerà un allungamento del percorso rispetto a quanto

preventivato. In tali evenienze è plausibile che, seppur lievi, si

producano dei ritardi per i traffici in sorvolo.

Figure 1 Standard routes: • Known crossings

• Sector boundaries defined to cover those

crossings

• Every sector is responsible for certain interaction

6

2.10 Dal punto di vista dell’operatore, notevole importanza rivestono i

confini settoriali. Finora l’addestramento, la normativa e le

consuetudini operative, rendevano il settore di competenza una

zona ampiamente conosciuta e familiare, dove i punti noti di

maggior probabilità di conflitto (o hot spot), venivano acquisiti

sin dalle prime ore di addestramento. L’importanza degli hot spot

ha richiesto, in talune situazioni, l’istituzione di specifici confini

settoriali o di procedure particolari per renderli più chiaramente

identificabili all’interno dell’Area di Responsibilità (Area of

Responsibility - AoR).

2.11 Ad esempio, il settore OV1 di Roma ACC (fig.1) ha visto in passato la creazione di limiti particolari al fine di mantenere i punti di

conflitto all’interno di un'unica area di responsabilità. Laddove non

fosse stata evidente l’attribuzione delle responsabilità di

“compatibilizzare” il traffico, le Istruzioni Permanenti Interne (IPI)

ne prevedono le specifiche procedure. (vedi ad esempio i Fix

AMANO, FRZ…).

2.12 In figura 2 vengono mostrate ipotetiche rotte dirette FRA in un

contesto operativo che ancora preveda gli stessi confini settoriali

di una configurazione non-FRA. Come si evince, le attribuzioni di

responsabilità dei

conflitti divengono meno evidenti.

ANACNA ritiene

che uno studio

sulle direttici

maggiormente

utilizzate dai

vettori debba

essere effettuato,

con lo scopo di

individuare le

“aree critiche” e

poter elaborare

procedure di mitigazione. Tali

procedure

potrebbero

includere, ad

esempio,

l’individuazione di

“zone di

esclusione” che prevedano il Reject del piano di volo qualora la

traiettoria si sviluppi al suo interno.

Figure 2 FRA Routes with existing sectors:

• Crossings not certain

• Interactions may be barely within boundaries (or

just outside - responsibility issues)

7

2.13 Stante l’attuale suddivisione delle FIR italiane, l’istituzione delle

“zone d’esclusione” eviterebbe il verificarsi che traffico FRAIT

possa trovarsi in un brevissimo arco temporale ad attraversare due

o più ACC. Quando sarà più chiara l’immagine definita dai nuovi

flussi che verranno a crearsi si dovrebbe prevedere un ulteriore

step (prima dell’estate 2017) con l’eventuale rivisitazione dei

confini FIR e settoriali degli ACC.

2.14 Venendo a cambiare l’awareness del controllore sugli hot spot, i

tool di ausilio si rendono necessari al fine di prevedere in anticipo

i possibili conflitti. L’Aumento della finestra utile dello Speed-

Vector, l’implementazione del Medium-Term Conflict Detection

(MTCD), sarebbero auspicabili cosi come l’implementazione degli Adherence Monitoring Aid quali il Trajectory Conformance MONA

(tra l’altro già previsti on-board per gli aeromobili certificati PBN-

RNAV).

2.15 È inoltre opinione dell’Associazione che vi sia necessità di

valutare i “carichi di settore” per i settori degli ACC

interessati dal FRAIT, dando un maggior peso al valore delle

“Occupancy” degli stessi, piuttosto che alla capacità oraria

e tenendo conto della variata complessità operativa.

2.16 Viene utile lo sviluppo di tutte le feature del CPDLC che, con gli

appositi warning, permetterebbe al controllore l’immediata verifica dell’effettiva rispondenza degli user alle sue istruzioni.

2.17 Altro strumento sostenuto da ANACNA è il Conflict

Detection Tool (CDT) che, similmente a quanto l’MTCD fa per

l’EXE, anticipa al PLN i possibili conflitti in base agli stimati OLDI

ricevuti dagli enti limitrofi.

2.18 Le simulazioni effettuate presso gli ACC hanno dimostrato come

spesso, nel volare su rotte dirette, gli aeromobili si trovino ad

attraversare settori di uno stesso ACC per poche miglia e di

conseguenza per pochi minuti. Il suggerimento che è stato più

volte fornito dai colleghi di supporto durante le simulazioni

effettuate (e che ANACNA sostiene) è di dare in contatto il traffico ad ogni settore interessato dal volo, anche se per

poche miglia. Per i voli che attraversano più ACC in range ristretti

appare indispensabile che siano stabilite apposite procedure di

coordinamento e possibilmente utilizzati tool ausiliari che

consentano ad un ACC terzo di avere evidenza dei traffici che altri

ACC si trasferiscono in particolari aree vicine alla propria AoR.

2.19 Una rotta diretta FRA potrebbe altresì portare un aeromobile su

una traiettoria tangente i confini di un altro settore dello stesso

ACC, ad una distanza inferiore alla minima prevista. Se detto

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traffico non venisse notificato al settore limitrofo potrebbe essere

causa di conflitto con uno dei traffici entro lo stesso. Da ciò si

evince la necessità di un upgrade del sistema FDP CDS2000

Open che includa il warning della traiettoria di volo a tutti i

settori per i quali il volo passerebbe fuori dalla LoR ma, ad

una distanza inferiore di un minimo stabilito.

2.20 In merito alla parte CPDLC, si evidenzia che la latenza attualmente

consentita per la risposta alle istruzioni ATC di 60 secondi, appare

un valore eccessivo nei casi di necessità (ad esempio per effettuare

una separazione). Si ritiene di conseguenza necessario

l’adeguato addestramento all’utilizzo dei trasferimenti

CPDLC, quale il riconoscimento dei casi in cui avere in contatto il traffico sulla frequenza radio (ad esempio

quando si necessiti di fornire un’istruzione celermente).

2.21 L’inizio delle attività FRA nel mese di dicembre, notoriamente

periodo a basso traffico, si configura come necessaria per il miglior

addestramento del personale. Nei mesi successivi, il graduale

aumento dei carichi di traffico dovrebbe permettere l’assuefazione

degli operatori ai nuovi working method.

2.22 Al fine di mitigare un eccessivo workload (traffico elevato,

condimeteo…) sarebbe inoltre auspicabile che distinti

settori siano aperti per gestire il traffico FRAIT e quello sulle rotte ATS, in particolare nelle ore diurne.

2.23 La Federazione internazionale IFATCA ha approvato e deliberato

una policy su RNP-RNAV. Tali concetti sono utilizzati per

l’implementazione del Dynamic and Flexible ATS route, di cui fa

parte il concetto Free Routes Airspace, e di conseguenza la

Federazione ha espresso la propria posizione al riguardo.

2.24 Quella che segue è un estratto3 della policy che include gli aspetti

Dynamic Route:

3 La versione integrale della Policy si trova in allegato.

9

PBN is being pushed by ANSPs as the future of airspace redesign but poor

implementation has resulted in varied results. Free Route Airspace (FRA)

is one aspect of this topic. We were introduced to what FRA is and that it

is not freedom to route where they wish, merely a removal of the limited

number of strict airways routings within a region.

The driver for this is allowing airlines to plan for the most efficient route

thereby reducing fuel uplift. This can be implemented in three ways:

Direct route segments – existing infrastructure maintained but option to

file point-to-point Organized Track Systems – flight plan requests are

made anddefined routes are created based upon demand Free Route

Airspace – no routes, simply file point-to-point.

The challenge for ATCOs is that we are not as good at spotting conflicts in

a route free environment. Consequently, a conflict detection tool may be

beneficial which monitors separations to assist the Controller in

maintaining safety.

IFATCA policy is:

…(omissis)… Controllers should be presented with information, by

any suitable means, concerning navigational capability of aircraft

under their control.

In airspace where random routes are permitted, the ATS system

should be capable of processing random routing flight plans and

controllers should be able to amend/update such information.

In airspace where dynamic and flexible ATS routes are permitted,

the ATS system should be capable of processing associated flight

plans.

Track prediction vectors should be available on situation displays

used to control airspace where random routes are permitted.

Trajectory prediction and conflict detection tools should be

available on situation displays used to control airspace where

dynamic and flexible ATS routes are permitted. …(omissis)…

10

2.25 La figura 3 mostra un esempio di come l’integrazione del FRA nello

Spazio Aereo Nazionale dovrebbe essere portato avanti:

● ATCO Working Method: addestramentosu software, hardware,

regolamenti, layout di sala, best practice, Non-Technical Skill (NTS)

…

● Airspace Sector Configuration: riallineamento delle rotte,

ricostruzione dei confini settoriali, ridefinizione dei coordinamenti…

● ATCO supporting Tools: implemetazione degli strumenti per il

preventivo riconoscimento dei conflitti quali MTCD, CDT, MONA…

Figure 3 FRA integration

2.26 Qualora venissero implementati i software di supporto quali MTCD,

MONA e/o CDA, i sistemi di fall-back dovrebbero includervi le

stesse funzioni per poter continuare ad operare in caso di

contingency.

11

3. SUGGERIMENTI

3.1 ANACNA ritiene fondamentale il proseguo dell’attività di

addestramento del personale pre e post introduzione del

FRAIT.

3.2 Tools quali MTCD e CDA e concetti quali il MONA dovrebbero

essere implementati per supportare le operazioni di Traffic

Management da parte del personale operativo.

3.3 Al fine di consentire un agevole passaggio al FRAIT l’attività di

addestramento dovrebbe includere il necessario training sui supporti tecnologici che ENAV S.p.A. intendesse implementare.

3.4 È auspicabile che in futuro i sistemi di back-up possano includere i

summenzionati tool.

3.5 ANACNA suggerisce di analizzare le direttici (Fix di

ingresso-Fix di uscita nazionale) del traffico durante i peak

time estivi del 2016 per predeterminare le rotte dirette

maggiormente utilizzate dai traffici in previsione dell’estate

2017. Da ciò valutare la ri-settorizzazione degli ACC per

meglio includere gli hot spot all’interno dei confini di

specifici settori.

3.6 Il coordinamento con Enti Militari e il Servizio Meteo dovrebbe

essere incrementato al fine di pervenire ad un’anticipazione dei

warnings sugli orari di attivazione delle Airspace Management Cell

(AMC) sulla possibilità di evitamenti a causa del maltempo.

3.7 Nella possibilità che alcuni traffici possano rimanere in contatto con

il controllore responsabile del settore attraversato per poche

miglia, prevedere l’addestramento alla corretta identificazione dei

casi in cui sia preferibile l’uso della frequenza rispetto all’utilizzo

del CPDLC che potrebbe avere livelli di latency inaccettabili.

3.8 Prevedere l’upgrade dei sistemi hardware affinché siano in grado di gestire la mole di computazioni che un carico di

traffico estivo prevede.

3.9 Implementare la funzione Notify nei confronti dei traffici che, da

trajectory prediction, vengano a trovarsi a distanze inferiori alle

minime prestabilite rispetto ai confini di un settore non

attraversato.

12

3.10 Implementare la funzionalità dell’OLDI, per consentire ad un ACC

la visualizzazione dei dati del traffico che altri due ACC si

scambiano nelle aree hot spot.

3.11 Prevedere che la presentazione delle Traiettorie consenta sempre

di avere consapevolezza della rotta che il traffico in FRAIT

assumerà qualora, per ragioni tattiche o di evitamento meteo, lo

stesso venga a deviare temporaneamente dalla traiettoria di volo,

sia ai fini del radar monitoring che per mitigare il rischio che una

ri-autorizzazione porti il TFC ad interferire con hot spot o aree AMC.

3.12 Valutare attentamente l'applicazione del Flight Level Allocation

Scheme (FLAS), ovvero una sua possibile deroga, in quanto la non ancora consolidata prevedibilità delle traiettorie potrebbe portare,

soprattutto nelle rotte "borderline", ad un possibile aumento dei

conflitti immediatamente oltre l’AoR.

4. CONCLUSIONI

4.1 Gli operatori dei servizi del traffico aereo rappresentano il

comparto human del sistema ATM.

ANACNA sostiene da tempo la centralità e l’importanza

dell’elemento umano nel campo aeronautico e dei trasporti

più in generale. Le tecniche operative, le regolamentazioni, l’addestramento e l’esperienza hanno reso le procedure uno dei

primi paletti della safety. L’implementazione del FRA potrebbe

spostare l’ambito delle separazioni maggiormente verso il piano

tattico. Questo è un ambito dove i sistemi non possono

raggiungere le capacità umane.

La Resilienza, che rimane una caratteristica propria

dell’essere umano, avrà un ruolo centrale nelle nuove

dinamiche operative.

Pur ritenendo che a monte dell’implementazione sarebbe

auspicabile avere:

- un quadro dettagliato relativo ai flussi di traffico previsti

nel FRA al fine di riorganizzare al meglio lo spazio aereo

ed i settori

- tutti i tool operativi necessari per i CTA

ANANCA è pronta a svolgere il proprio ruolo per supportare questo

importante progetto di importanza strategica per il sistema ATM

nazionale che vede coinvolta ENAV S.p.A., in particolare per tutte

quelle attività che sono a sostegno dei sistemi human-centered.

13

5. ALLEGATI

IFATCA POLICY AAS 1.4.

REQUIRED NAVIGATION PERFORMANCE (RNP) and AREA NAVIGATION (RNAV)

Area Navigation (RNAV) is defined as a method of navigation which permits

aircraft operation on any desired flight path within the coverage of station-

referenced navigation aids or within the limits of the capability of self

contained aids, or a combination of these. Many countries offer or are

planning to offer RNAV routes as part of the ATS structure; some exploit

the capabilities of Precision RNAV equipment to offer random RNAV routing.

PBN is being pushed by ANSPs as the future of airspace redesign but poor

implementation has resulted in varied results. Free Route Airspace (FRA) is

one aspect of this topic. We were introduced to what FRA is and that it is not freedom to route where they wish, merely a removal of the limited

number of strict airways routings within a region.

The driver for this is allowing airlines to plan for the most efficient route

thereby reducing fuel uplift. This can be implemented in three ways:

Direct route segments – existing infrastructure maintained but option to file

point-to-point Organized Track Systems – flight plan requests are made and

defined routes are created based upon demand Free Route Airspace – no

routes, simply file point-to-point.

The challenge for ATCOs is that we are not as good at spotting conflicts in

a route free environment. Consequently, a conflict detection tool may be

beneficial which monitors separations to assist the Controller in maintaining safety.

IFATCA policy is:

Controllers should be presented with information, by any suitable

means, concerning navigational capability of aircraft under their

control.

In airspace where random routes are permitted, the ATS system

should be capable of processing random routing flight plans and

controllers should be able to amend/update such information.

14

In airspace where dynamic and flexible ATS routes are permitted,

the ATS system should be capable of processing associated flight

plans.

Track prediction vectors should be available on situation displays

used to control airspace where random routes are permitted.

Trajectory prediction and conflict detection tools should be

available on situation displays used to control airspace where

dynamic and flexible ATS routes are permitted.

Where the introduction of PBN procedures entail closely spaced

parallel tracks, suitable procedures should be established for the case of loss of navigational performance, taking into account such

factors as ground equipment capability and controller training.

Adequate training must be provided for controllers managing PBN

operations; such items as RTF phraseology, co-ordination

procedures and conflict identification need to be considered.

IFATCA should ensure that controllers' expertise is used in the

deliberations taking place to provide appropriate specifications for

the use of PBN.

PBN route structures must be designed to ensure that ATC workload is not increased when compared to previous conventional route

structures and, where possible, it is reduced in spite of increased

traffic.

RNAV and RNP standards should be harmonized throughout the

world and included in the PBN Manual. Harmonisation will result in

common standards, decreasing the diverse types of RNAV and RNP

procedures that are currently encountered by air crews operating

around the world.

The development, validation and implementation of PBN procedures

should involve all affected parties, in particular, local operational

controllers and representatives of airspace users.

Organizational processes and support should exist for operational

staff to initiate airspace and procedure changes.

The introduction of PBN procedures shall be accompanied by

training for controllers and pilots that is commensurate with the

complexity of the procedure.

15

See: WP 88 - Christchurch 1993, WP 98 - Hong Kong 2004, WP 91 – Arusha

2008, WP 158 – Resolution B1, B2, B3 and WP 161 – Resolution B4, B5 –

Las Vegas 2016

6. RIFERIMENTI

● COMMISSION IMPLEMENTING REGULATION (EU) No 716/2014 of 27

June 2014 on the establishment of the Pilot Common Project supporting the

implementation of the European Air Traffic Management Master Plan.

● IFATCA TPM 2016.

● 55th ANNUAL CONFERENCE – Las Vegas, March 14 to 18 2016 Agenda

Item: B.5.6 IFATCA 16 WP No. 161 “Dynamic and Flexible ATS Route

Systems” Presented by TOC.

● SESAR VP798 IFATCA report.

ANACNA (Associazione Nazionale degli Assistenti e Controllori della Navigazione Aerea) è l'unico organismo tecnico-professionale del controllo del traffico aereo in Italia che non riveste alcun carattere politico, sindacale o di lucro. Al suo interno raccoglie un migliaio di professionisti, civili e militari, controllori ed assistenti al traffico aereo nazionale. ANACNA collabora con tutti gli organismi e le realtà operanti nell'ambito dell'assistenza al volo, proponendosi come scopi principali: La sicurezza e l'efficienza della navigazione aerea; Lo sviluppo dei mezzi e delle procedure per un sicuro, economico e spedito Controllo del Traffico Aereo, in campo nazionale e internazionale;

L'aggiornamento tecnico-professionale di tutti gli Assistenti e Controllori del Traffico Aereo.