Geleceğin Hava Trafik Yönetimi

Mehmet Emre YAZICI

Independent Consultant, Aerospace Industry

 

“Şehir-içi Hava Taşımacılığı” (Urban Air Mobility – UAM) konsepti sayesinde olağan üstü sayılara ulaşarak tüm dünyada havacılık kurgularını değiştireceği gözüken dron ve eVTOL uçuşlarının emniyetli, yasal ve etkin şekilde icrası için bütün dünyada hava trafik yönetim (ATM) faaliyetleri meskûn mahallerdeki insansız uçuşları da kapsayacak şekilde yeniden düzenlenmektedir.

Bu yeni ATM konsepti aşağıdaki başlıklar altında tanımlanmaktadır:

Bağlantılı ve Otomatik Hava Trafik Yönetim (ATM) Hizmeti

Gelecekteki ATM sistemi, yüksek bant genişliği ve düşük gecikmeli sabit ve mobil ağlar aracılığıyla tüm paydaşlar arasında hiper bağlantılar (araçtan araca, araçtan altyapıya) sağlayacaktır. Çok sayıda tarafa sahip yüksek otomasyonlu sistemler, birbirleriyle sorunsuz bir şekilde etkileşime girecek ve sistemi hem ölçeklenebilir hem de bugünkünden daha güvenli hale getirecektir.

Hava-Yer Entegrasyonu ve Otonomi

Otonom uçuş teknolojileri, hava trafik yönetim altyapısının uçağın dijital bir ikizi gibi davranabilmesi için araç ve altyapı yetenekleri arasında mevcut olandan daha yakın bir entegrasyon gerektirir.

İsteğe Bağlı Kapasite ve Dinamik Hava Sahası

Arzulanan teknoloji, yoğun anlarda trafik yönetimini aksatmadan sürdürebilmek için dinamik kapasite yapılandırmalarıyla sınır ötesi anlık talepler karşısında hizmetlerinin devamlılığını sağlayacaktır.

UTM (U-Space) ve Şehir İçi Hava Taşımacılığı

Yerel bir sayısal trafik yönetim sistemi, yeni ve konvansiyonel hava araçları ile otonom operasyonları dikkate alarak, dronların özellikle meskun mahallerde hava sahasına güvenli ve emniyetli bir şekilde entegrasyonunu sağlayacaktır. U-Space için en zorlu görevlerden biri hiç şüphesiz ki, pek çok alanda otonom teknolojileri kullanması beklenen “şehir-içi hava taşımacılığı” faaliyetleri olacaktır.

Sanallaştırma ve Veri Paylaşımının Güvenliği

Hizmetler fiziksel altyapıdan bağımsız hale getirilecek ve ulusal sınırlara bakılmaksızın hava trafiği ve veri hizmeti sağlayıcılarının gerektiğinde ihtiyaç bölgelerine güvenli bir şekilde bağlanarak orada hizmet vermeleri sağlanacaktır.

Ulaşımda Çok-çeşitlilik ve Yolcu Deneyimi

ATM'nin çok-çeşitli (hava, yerüstü, yeraltı, suüstü) bir taşıma sisteminin entegre bir parçası haline gelmesi ile, çeşitli seyahat yöntemleri arasında sağlanacak veri paylaşımının kolaylaştırdığı işbirliği hem genel ulaşım sisteminin, hem de kapıdan-kapıya yolculuğun konforunu iyileştirmeyi mümkün kılacaktır.

Havacılık Yeşil Mutabakatı

Avrupa kıtasını dünyanın en çevre dostu kıtası yapmak yolundaki kararlılık, yüksek yakıt tasarrufu için 4 boyutlu rotalar üzerinde kapıdan-kapıya hava taşımacılığını mümkün kılacak çözümler oluşturarak, daha temiz ve sessiz yeni nesil uçakları sisteme entegre etmeyi gerektirir.

Havacılık için Yapay Zeka

Hayli veri yoğun olacak yarının havacılık altyapısında, makine öğrenimi, derin öğrenme ve büyük-veri analitiği uygulamaları sayesinde, hava trafik yönetimini sürekli analiz edip öğrenerek daha akıllı ve daha güvenli bir sistem tasarlanabilecektir.

Sivil/Askeri Birlikte Çalışılabilirlik ve Koordinasyon

İletişim, navigasyon ve gözetim gibi çift kullanımlı teknolojiler ve rota bilgilerinin gerçek zamanlı paylaşımına izin veren diğer çözümler, genel ağ kapasitesini ve askeri operasyonların etkinliğini artıracaktır.

                                                                

Görüldüğü gibi UTM(ler), insansız veya pilotsuz hava araçlarının yoğun olarak faaliyet göstermesi beklenen bölgelerde (ağırlıklı olarak meskun mahaller) kurulacak “yerel ve sayısal” bir trafik yönetim sistemi olarak gelecekteki modern ATM sistemlerinin bir alt kümesini oluşturacaktır.

No alt text provided for this image
Geleneksel ATM sürecinde operatörler radar ve telsiz aracılığıyla hava sahasının emniyetini sağlar.

Beklenen trafik hacmi insan temelli mevcut hava trafik yönetim altyapılarının kaldırabileceğinin çok ötesinde olduğundan, UTM hizmetlerinin mevcut devlet merkezli ve tekelci yöntemler yerine daha iş-odaklı, pragmatik ve yenilikçi yöntemlerle ve özel sektörün katılımıyla icra edilmesi öngörülmektedir. Genel eğilim, kural koyucu ve denetleyici rolünün devlet tarafında kalması, bu kurallar çerçevesinde ve “hizmet sağlayıcı” (Service Provider) olarak özel şirketlerin otoritelere karşı sorumlu olarak hizmetleri icra etmesi yönündendir.[i]

İnsansız Hava Trafik Yönetim Sistemleri (UTM) aşağıda anlatıldığı şekilde çalışacaktır:

  • Hava Trafik Yönetim (ATM) faaliyetleri kapsamında konvansiyonel (insanlı) hava trafiğini Seyrüsefer Hizmet Sağlayıcıları (ANSP) veya Hava Trafik Hizmet Sağlayıcıları (ATSP) yönetir. Her tanımlı saha (veya ülke) için bir tane yetkilendirilir. Tek temas noktası olması önemlidir.
  • İnsansız Hava Trafik Hizmet Sağlayıcıları (USSP) insansız hava trafiğini yönetir. Her tanımlı saha (veya ülke) için bir tane yetkilendirilir. Alt yetkilendirmeler serbesttir. Ancak tek temas noktası olması önemlidir.
  • Ortak Bilgi Hizmeti Sağlayıcıları (CISP) USSP ve ANSP’lerin ihtiyaç duyduğu verileri ve bu verilerin paylaşımını temin eder. Sayı sınırlaması yoktur. Tanımlı bölgeler için bir tane yetkilendirilir. Hem CIS hem USSP olunması adil rekabet açısından sakıncalıdır.
No alt text provided for this image
Tipik bir UTM Mimarisi

İnsan operatörlerin radar teknolojisi yardımıyla gökyüzündeki emniyeti sağladığı geleneksel ATM'den farklı olarak, UTM, döngüde bir insan bulunmayan tamamen yazılım tabanlı bir çözümdür. Bu nedenle bir UTM bünyesinde, yazılım ve donanım seviyelerinde pek çok unsur barındırır.

Tipik bir UTM, yazılım ve donanım seviyelerinde; dron izleme, dron uzaktan tanımlama (Remote ID), çarpışma önleme, ufuk ötesi iletişim, otopilot, anti-drone çözümleri ile hava trafik yönetim cihazları ve benzerlerini içerir.[ii]

Bu unsurlar yerde USSP (İnsansız Hava Sahası Hizmet Sağlayıcısı) ve/veya CISP’lerin (Ortak Bilgi Hizmeti Sağlayıcısı) uhdesinde veya hava aracı üzerinde bulunabilir.

Avrupa UTM çözümü U-space, çok sayıda drone için hava sahasına güvenli, verimli ve emniyetli erişimi desteklemek için tasarlanmış özel prosedürlerin yanı sıra bir dizi yeni hizmet içeren bir çerçevedir. Bu nedenle U-space, dronların tek başına kullanımı için ayrılmış ve belirlenmiş tanımlanmış bir hava sahası hacmi olarak düşünülmemelidir. U-space hizmetleri ister dron üzerinde ister yerde olsun, işlevlerin yüksek düzeyde sayısallaştırılmasına ve otomasyonuna dayanacaktır. Bu nedenle, yeni hizmetlerin uygulanması hem hava yetenekleri hem de yeterli/ nitelikli yer altyapısı ile ilişkili olacaktır.[iii]

Yukarıda verilen konsept çerçevesinde tasarlanan hizmetlerin dört aşamada devreye girmesi öngörülmüştür:

Altyapı Hizmetleri (2019)

  1. e-Kimlik
  2. e-Kayıt
  3. Konumsal Farkındalık

Temel Hizmetler (2021)

  1. Uçuş Planlama ve Onaylama
  2. İzleme
  3. Trafik İstihbarat

İleri Hizmetler (2025)

  1. Dinamik Kapasite Yönetimi
  2. Taktik Çakışma Çözümleme

Üst Hizmetler (2030+)

  1. Hava Trafik Yönetim İşbirliği Arayüzü
  2. Diğer

Ne var ki, UTM hizmetlerinin devreye girmesinde gecikmeler yaşanmaktadır. Avrupa havacılığını destekleyen altyapının dönüştürülmesi tek bir örgüt veya ülke tarafından üstlenilemeyecek kadar kapsamlı bir atılımdır. Süreç boyunca; karar vericilerden işletmecilere, endüstriden akademiye, katkıda bulunan tüm paydaşlar arasında, yakın bir işbirliği tesis edilmek zorundadır. Bir kamu-özel sektör ortaklığı, gereken kritik kaynak ve uzmanlık kitlesini bir araya getirerek tüm paydaşları koordine etmek için en iyi alternatif olarak görünmektedir.[iv]

                                                                

Kaynakça

[i]    The Development of the UAS Traffic Management (UTM) an Air Navigation Services Perspective, by Francis SCHUBERT, 2017.

 [ii] https://www.sesarju.eu/sites/default/files/documents/reports/Uspace_May2022__FINAL.pdf

[iii]   https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/2022-07/eurocontrol-mpl3-plan-2022.pdf

[iv]   https://en.wikipedia.org/wiki/SESAR_Joint_Undertaking