V sredo, 20. decembra 2023, je Ilija Subotić uspešno zagovarjal doktorsko disertacijo z naslovom »Nov pristop k letalskim podatkovnim povezavam in izmenjavi podatkov med moduli zrakoplovov«.

Komisijo za zagovor sta sestavljala izr. prof. dr. Pavle Boškoski in izr. prof. dr. Zoran Levnajić.

Doktorsko disertacijo je izdelal pod mentorstvom izr. prof. dr. Blaža Rodiča in somentorstvom izr. prof. dr. Hadžiba Salkića.

Povzetek doktorske disertacije:

Letalska industrija je ključno gonilo svetovnega gospodarskega razvoja z več kot tretjino vse trgovine po vrednosti poslane po zraku. Predstavlja zelo pomemben svetovni trg z ocenjenimi prihodki nad 840 milijard USD v letu 2023, medtem ko industrija neposredno in posredno podpira ocenjenih 3,5 bilijona USD (4,1%) svetovnega bruto domačega proizvoda (BDP) prek delovnih mest in storitev dobaviteljev letalske industrije, porabe zaposlenih in oskrbovanja panog, kot je turizem. Zaradi vse večjega svetovnega povpraševanja po letalskih potnikih naj bi svetovna letalska industrija od leta 2022 do 2027 zrasla za približno 25%.

Vendar je lahko v nekaterih primerih delovanje letal še vedno odvisno od zastarele tehnologije, ki je lahko stara leta ali celo desetletja. Zaradi skrbi za varnost je globalni sistem civilnega letalstva ena najbolj reguliranih panog in vsak nov postopek, tehnološki napredek ali naprava mora biti temeljito preverjena s strani pooblaščenih ustanov, številnih strokovnjakov in letalskih regulativnih organov. Ta razumen pristop neizogibno vodi do težav pri obravnavanju opaženih težav na katerem koli posameznem področju – naj gre za letalske operacije, vzdrževanje letal, korporativne zadeve ali splošno skladnost. Ena od teh težav je komunikacija letal in prenos podatkov med letali in vsemi drugimi zemeljskimi postajami. Namreč, poleg klasičnih radijskih zvez za govorne komunikacije se že nekaj desetletij uporabljajo tudi digitalne radijske povezave za prenos podatkov. To sta ACARS (Aircraft Communications, Addressing and Reporting System) in CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications). Te letalske komunikacijske podatkovne povezave uporabljajo HF/VHF povezave in, alternativno, na območjih brez ali s slabo pokritostjo s signalom komercialne podatkovne satelite.

Vendar pa obstaja več temeljnih težav s sistemi podatkovnih povezav, implementiranih na ta način. Prva težava je, da pristnosti sporočil, ki se izmenjujejo, ni mogoče preveriti. Morebitni napadalci lahko brez posebnega truda ponaredijo sporočila ali se celo predstavljajo kot legitimna enota kontrole zračnega prometa ali posadka letala. Druga težava je razpoložljiva pasovna širina za VHF podatkovne povezave in možne največje dosegljive prenosne hitrosti: hitrost prenosa podatkov VHF kanalov je zelo nizka – običajno okoli 15 Kbit/s, najboljši dosegljivi rezultati pa komaj presegajo 30 Kbit/s. Poleg tega je tretja večja težava dostava sporočil, za katero ni zagotovljen uspeh. Res so bili primeri, ko poslano sporočilo ni prispelo na želeno destinacijo ali pa je prispelo z dolgo, tudi nekaj minutno zamudo. Poleg omenjenih težav še vedno obstajajo težave, povezane s specifičnimi vidiki uporabljenih HF/VHF povezav za prenos podatkov, kot so stabilnost signala, preklapljanje med posameznimi zemeljskimi radijskimi postajami, težave s pokritostjo signala itd.

Zato je v tem delu glavni motiv raziskovanje alternativ in iskanje načinov za rešitev vsaj nekaterih od teh problemov. Raziskave v nalogi temeljijo na uporabi interneta za prenos poročil, namesto dosedanjih radijskih podatkovnih povezav. Med raziskavo je bilo ugotovljeno, da celična internetna povezava tudi v današnjem tehnično neustreznem stanju za potrebe aeronavtike izpolnjuje pogoje za uporabo kot medij za povezave CPDLC in ACARS na višinah letenja do 10.000 ft.

Drugi cilj raziskave je proučiti in razviti možnost integracije sistemov CPDLC in ACARS v eno platformo s kodnim imenom IACARP (Integrated Aeronautical Communications, Addressing and Reporting Platform), ki bi omogočila povečanje števila funkcij in zmogljivosti oba sistema.

Tretji namen disertacije je predlagati in razviti namenski komunikacijski protokol, ki bo temeljil na internetu kot mediju za prenos podatkov, kar bo platformi IACARP omogočilo uporabo protokola, prilagojenega za uporabo v letalskih operacijah. Poleg komunikacijskega protokola disertacija ponuja tudi možno rešitev problema avtentikacije sporočil, poslanih znotraj sistema, na način, ki ne zahteva šifriranja teh sporočil. Predlagana rešitev predstavlja nov algoritem za generiranje posebne kratke kode, na podlagi katere se potrdi pristnost sporočil.

Preučujejo se tudi možnosti avtomatskega pošiljanja posameznih poročil iz določenih vitalnih letalskih sistemov enotam kontrole zračnega prometa preko predlaganega sistema IACARP. S tem načinom integracije komponent je prišla še ena možnost, ki je temeljito preučena, in sicer daljinsko vodenje letala s strani ATC enot v primeru izrednih razmer. Daljinsko upravljanje letala na ta način je najverjetneje mogoče doseči, saj obstaja precejšnje število letal, opremljenih s sistemi, ki lahko samodejno pristanejo, brez večjega človeškega posredovanja. Zato bi bilo dovolj samo daljinsko reprogramiranje FMC (Flight Management Computer), vnos nove rute leta, ki bi sprožila pristanek na ustreznem letališču, ter daljinsko spremljanje in nadzor stanja vitalnih letalskih sistemov z ustreznimi prek platforme IACARP. V sklepnem delu disertacije so predstavljeni zaključki in odločitev o sprejemu ali zavrnitvi postavljenih hipotez ter nekateri pogledi in ideje za nadaljnje raziskave na tem področju.

Iskrene čestitke!

Skip to content