ES2327938T3 - Control de errores en un sistema de gestion de trafico aereo. - Google Patents
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Abstract
Un sistema para supervisar un sistema de gestión de tráfico que comprende una estación (1) de recuperación de posición, operable para recuperar la información de posición para un objeto de tráfico, un sistema informático (9) conectado con la estación de recuperación de posición para generar datos de rastreo que representan el movimiento de un objeto de tráfico a partir de la información de posición recibida, y una estación (11) de operador conectada con el sistema informático para procesar datos de rastreo para su presentación, caracterizado porque una fuente (17, 31) de información falsa está conectada para proporcionar información artificial, correspondiente a una propiedad predeterminada de un falso objeto de tráfico, al sistema informático, en donde una unidad comparadora (17, 32) está conectada con la estación de operador para recibir datos de rastreo generados a partir de la información artificial, y está concebida para detectar la correlación entre los datos de rastreo generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de tráfico.
Description
Control de errores en un sistema de gestión de
tráfico aéreo.
La presente invención se refiere al campo de la
gestión de tráfico, preferiblemente la Gestión de Tráfico Aéreo
(GTA) y, en particular, a un sistema y un procedimiento para
supervisar tal sistema a fin de detectar errores. Con el fin de
validar que el sistema de gestión de tráfico no manipula la
información de tráfico, p. ej., la relacionada con la posición,
dirección, velocidad o identidad de objetos del tráfico, de manera
errónea, la invención proporciona una solución para generar
información artificial que representa falsos objetos de tráfico
para su procesamiento en el sistema de gestión de tráfico, después
de lo cual un proceso de verificación determina si el sistema de
gestión de tráfico ha procesado correctamente la información
artificial.
Durante las últimas décadas, la densidad del
tráfico aéreo ha alcanzado un nivel muy alto, mientras que los
requisitos de seguridad aérea se están tornando crecientemente
exigentes. La gestión moderna del tráfico aéreo, por lo tanto,
implica el procesamiento de grandes cantidades de datos para su
empleo por parte de los controladores de tráfico y los pilotos.
Estos datos incluyen una amplia gama de datos de radar, datos
meteorológicos, posiciones de aviones y planes de vuelo, y datos
del sistema de aterrizaje por instrumentos. Con el fin de
proporcionar una gestión y control eficientes del tráfico aéreo, se
proporciona un buen número de centros de control de tráfico aéreo
para abarcar el tráfico del espacio aéreo de una región o país
dados. Cada centro de control está conectado por comunicación con
una pluralidad de antenas de radar, y comprende potentes y complejos
sistemas de procesamiento de señales, medios de encaminamiento para
garantizar que los datos encuentren su camino hacia los destinos
correctos, y estaciones operativas para los controladores de
tráfico.
En los sistemas de GTA de hoy, se emplean
frecuentemente productos de hardware y de software comerciales de
venta libre (COTS), dado que no hay estándares internacionales que
definan cómo deben diseñarse los sistemas de GTA a fin de
proporcionar una gestión segura del tráfico aéreo. Recientemente,
sin embargo, la RTCA (Comisión Técnica de Radio para la
Aeronáutica) emitió un nuevo documento denominado
RTCA/DO-278 "Guidelines for Communication,
Navigation, Surveillance and Air Traffic Management (NCS/ATM) System
Software Integrity Assurance" ["Directrices para la Garantía
de la Integridad del Software de Sistemas de Comunicación,
Navegación, Vigilancia y Gestión del Tráfico Aéreo (CNV/GTA)"].
Este documento está estrechamente vinculado al documento
RTCA/DO-178B "Software Considerations in Airborne
Systems and Equipment Certification" ["Consideraciones de
Software en la Certificación de Sistemas y Equipos
Aerotransportados"], que ha sido utilizado por los fabricantes de
sistemas aéreos comerciales durante un buen número de años. Sin
embargo, si el nuevo documento RTCA/DO-278 recibe la
misma categoría dentro de la GTA que el documento
RTCA/DO-178B tiene para sistemas aéreos, será cada
vez más difícil hacer uso de equipos comerciales de venta libre
(COTS) sin adoptar alguna forma de medición arquitectónica de los
sistemas.
Los sucesos potencialmente críticos en un
sistema de gestión de tráfico incluyen datos erróneos no detectados
de objetos de tráfico. Dales datos, p. ej., pueden referirse a datos
de radar recogidos por estaciones de radar, o datos de posición
extraídos por los mismos objetos de tráfico, por medio de un sistema
de ubicación basado en satélites. Si una señal de radar que
representa un eco de radar es procesado para generar un rastreo por
radar, y este rastreo, o la información relacionada con este
rastreo, se presenta posteriormente en una estación de operador
para un controlador de tráfico aéreo, como poseedor de una propiedad
que no coincide con la señal de radar original, puede ser difícil
detectar este error por parte del controlador de tráfico aéreo. De
manera similar, la información de posición extraída por objetos de
tráfico y retransmitida a un centro de control de tráfico aéreo se
empleará para generar datos de rastreo, y el rastreo, o la
información relacionada con el rastreo, se presentará
posteriormente en una estación de operador para un controlador de
tráfico aéreo, y también ese rastreo puede ser erróneo. El error
puede consistir, p. ej., en presentar una posición, velocidad o
identidad falsa para el objeto de tráfico que dio origen al eco de
radar o que proporcionó la información de posición.
Un objeto general de la invención, por lo tanto,
es proporcionar una solución que reduzca al mínimo la ocurrencia de
datos erróneos no detectados en un sistema de GTA. Según un primer
aspecto de la invención, este objeto se logra mediante un sistema
para supervisar un sistema de gestión de tráfico, que comprende una
estación de recuperación de posición, operable para extraer
información de posición para un objeto de tráfico, un sistema
informático conectado con la estación de recuperación de posición,
para generar datos de rastreo que representan el movimiento de un
objeto de tráfico a partir de la información de posición recibida, y
una estación de operador conectada con el sistema informático a fin
de procesar los datos de rastreo para su presentación. Una fuente
de información falsa está conectada para proporcionar información
artificial, correspondiente a una propiedad predeterminada de un
falso objeto de tráfico, al sistema informático. Una unidad
comparadora está conectada con la estación de operador para recibir
datos de rastreo generados a partir de la información artificial, y
concebida para detectar la correlación entre los datos de rastreo
generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de
tráfico.
Según un segundo aspecto, el objeto mencionado
se cumple mediante un procedimiento para supervisar un sistema de
gestión de tráfico que comprende una estación de recuperación de
posición, operable para determinar información de posición para un
objeto de tráfico, un sistema informático que genera datos de
rastreo a partir de la información de posición recibida, y una
estación de operador que procesa los datos de rastreo para su
presentación, que comprende las etapas de:
- -
- proporcionar información artificial, correspondiente a una propiedad predeterminada de un falso objeto de tráfico, al sistema informático;
- -
- generar datos de rastreo a partir de la información artificial;
- -
- recibir datos de rastreo generados a partir de la información artificial; y
- -
- detectar la correlación entre los datos de rastreo generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de tráfico.
Como consecuencia de la invención, se
proporciona un procedimiento de supervisión que puede emplearse
repetidamente para verificar que los ecos de radar, la información
de posición basada en satélites, la información de identidad de
objetos de tráfico, etc., son correctamente tratados en el sistema
de gestión de tráfico. Las discrepancias halladas al comparar los
falsos datos de rastreo y los datos de rastreo generados a partir de
la información artificial llevan, preferiblemente, a alguna forma
de acción, tal como a disparar una alarma o a conmutar
automáticamente a un sistema de resguardo para generar rastreos, o a
una estación de operador de resguardo. Preferiblemente, los datos
de rastreo que representan la señal de radar artificial, o la
información de posición, se etiquetan, o se identifican de otra
manera, como un rastreo no real, y también se detectan como un falso
rastro en la estación operativa y, por ello, se inhiben para su
presentación en la estación de operador. De esta manera, se
proporcionan un sistema y procedimiento de supervisión
transparentes, dado que el controlador de tráfico aéreo no necesita
preocuparse por los objetos de tráfico simulados presentados en la
estación de operador.
Las características adicionales de las distintas
realizaciones de la invención se definen en las reivindicaciones
adjuntas.
Se describirán más adelante las distintas
realizaciones de la invención, con referencia a los dibujos
adjuntos, en los cuales
La Fig. 1 ilustra esquemáticamente un sistema de
GTA que utiliza información de tráfico basada en radar, concebido
según una realización de la invención;
La Fig. 2 ilustra un diagrama de flujo para una
realización del procedimiento según la invención;
La Fig. 3 ilustra esquemáticamente un diagrama
en bloques de una realización de un nodo supervisor conectado con
un sistema de GTA para llevar a cabo la invención;
Las Figs. 4A y 4B ilustran esquemáticamente el
principio subyacente bajo una comprobación de correlación
comparativa que forma parte de una realización de la invención,
donde se proporciona una falsa señal de radar, que representa una
posición de destino;
las Figs. 5A y 5B ilustran esquemáticamente un
ejemplo correspondiente, respectivamente, a las Figs. 4A y 4B,
donde se proporciona una falsa señal de radar, que representa una
trayectoria de destino; y
la Fig. 6 ilustra esquemáticamente un sistema de
GTA concebido según una realización de la invención, que utiliza un
sistema basado en satélites para la ubicación de objetos de
tráfico.
La descripción dada a continuación presenta la
presente invención en una realización para su aplicación en un
sistema de Gestión de Tráfico Aéreo (GTA). Sin embargo, debería
quedar absolutamente claro para la persona versada que los
principios, elementos y etapas de procedimiento según la invención
son igualmente aplicables a otros tipos de gestión de tráfico,
tales como el embarque por mar o el tráfico transportado por tierra.
La siguiente descripción, por lo tanto, debería entenderse como un
ejemplo para un escenario en el cual la invención es ventajosamente
aplicable, mientras que otros ámbitos de empleo pueden aún
realizarse dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
La invención se describirá en primer lugar por
medio de ejemplos relacionados con un sistema de GTA basado en
radares, donde una o más estaciones de radar se utilizan como
estaciones de determinación de posiciones, operables para
determinar información de posición para un objeto de tráfico. A
continuación, la invención se describirá por medio de un ejemplo
relacionado con un sistema de GTA basado en la ubicación por
satélite, tal como un sistema de GPS, donde se utiliza un receptor
de señal satelital en un objeto de tráfico como una estación de
determinación de posición, operable para determinar la información
de posición para ese objeto de tráfico, sobre la base de las
señales satelitales recibidas.
La Fig. 1 ilustra esquemáticamente un sistema de
GTA. Una pluralidad de estaciones 1 de radar están conectadas por
comunicación con un nodo 7 receptor de señales de imagen de radar en
un centro de control de tráfico aéreo. La conexión 2 puede lograrse
por medio de una red específicamente dedicada a este fin, o una red
común para otros tipos de comunicación, y puede ser cableada o
inalámbrica. Las estaciones de radar aerotransportadas, llevadas en
globos o satélites 3 también pueden incluirse en el sistema,
concebido para comunicarse por radio, a través del aire 4, con una
estación 5 de radio con una conexión 6 al nodo 7 receptor de señales
de imagen de radar.
Una señal de imagen de radar suministrada desde
una estación de radar, típicamente, es una imagen en la cual se
indican uno o más objetos, u objetivos, con datos asociados para los
objetos indicados. Típicamente, tales datos incluyen datos de
posición y datos de identidad. Para un avión, la estación 1 de
radar, p. ej., puede enviar una señal de solicitud dentro de un
cierto lóbulo dirigido en un cierto ángulo. Al ser recibido por una
antena en el avión 18, se transmite una señal de respuesta que
incluye datos de altitud y datos de identidad para el avión 18. Al
combinarse, la estación de radar ha determinado información de
propiedades del objetivo del radar para el avión 18, incluyendo
datos de posición o coordenadas en tres dimensiones, así como la
identidad del avión. Una señal de imagen de radar que incluye esta
información se envía entonces a un centro de control de tráfico
aéreo.
En el centro de control de tráfico aéreo, el
nodo 7 receptor de señales de imagen de radar está conectado con al
menos un sistema informático 9 de radar, a través de una interfaz 8
de entrada, tal como un bus de interfaz. El sistema informático 9
se representa como un objeto, pero, por supuesto, puede comprender
múltiples unidades informáticas. Además, el sistema informático de
radar bien puede estar distribuido, dado que los centros de control
de tráfico generalmente realizan la gestión de tráfico para áreas
extensas. El sistema informático 9 de radar está concebido para
recibir y manipular señales de imagen de radar desde muchas
estaciones de radar distintas, junto con otros tipos asociados de
datos, tales como datos meteorológicos, planes de vuelo, etc. La
Fig. 1 también ilustra un segundo sistema informático 16, que puede
funcionar en paralelo al sistema informático 9, o incluirse como
sistema de resguardo. También pueden incluirse sistemas informáticos
o nodos de supervisión adicionales en el sistema, como se ilustra
esquemáticamente en el dibujo por medio de un cuadro con un contorno
discontinuo.
Utilizando las señales de imagen de radar
recibidas, el sistema informático 9 genera los denominados rastreos
de radar. Un rastreo de radar es, básicamente, una combinación de un
cierto número de imágenes de radar o de señales de imágenes
capturadas en sucesivas etapas temporales, en las cuales una línea,
trazada entre las coordinadas sucesivas para un objeto, o adaptada
de alguna otra manera para seguirlas, indica la trayectoria y
también, potencialmente, la velocidad del objeto. El sistema
informático 9 de radar tiene una interfaz 10 de salida, tal como un
bus, al cual se conectan una o más estaciones 11, 13 de operador.
Las estaciones de operador son operadas por controladores de
tráfico aéreo, para guiar y controlar el espacio aéreo. Los rastreos
de radar, según son generados por el sistema informático 9, se
proporcionan a las estaciones 11, 13 de operador, donde son
procesadas para su presentación en un visor 12, 14.
Una estación de operador, típicamente, se
utiliza para presentar una porción seleccionada del espacio aéreo,
tal como un sector del espacio aéreo encima y alrededor de un
aeropuerto. La información presentada a los controladores de
tráfico aéreo, por ello, es muy crítica y, en consecuencia, es
importante que pueda ser fiable. Sin embargo, una vez que se
presenta un rastreo de radar, es muy difícil para el controlador
saber si la información presentada representa o no una imagen veraz
de los objetivos del radar.
A fin de comprobar y supervisar que las imágenes
de radar son tratadas de manera adecuada en el sistema de GTA, se
incluye un sistema de supervisión según la invención. En la Fig. 1,
el sistema de supervisión se ilustra esquemáticamente como un nodo
17 de supervisión, conectado por comunicación con el sistema
informático 9. Más específicamente, el nodo supervisor 17 está
acoplado con la interfaz 8 de entrada del sistema informático 9, y
también, preferiblemente, con la interfaz alternativa 15 de entrada
del segundo sistema informático 16. El nodo supervisor 17 incluye
la función de una falsa fuente de echo de radar, y está así
concebido para generar señales artificiales de imagen de radar y
para proporcionar tales señales al sistema informático 9. Desde una
entrada de señal de imagen de radar en el sistema informático 9, las
señales artificiales de imagen de radar desde el nodo supervisor 17
se perciben, preferiblemente, como cualquier otra señal de imagen de
radar recibida desde las estaciones de radar presentes, a través
del nodo receptor 7. En una realización, la señal artificial de
imagen de radar puede detectarse ya en el sistema informático 9 como
falsa, pero, preferiblemente, se trata aún como otras señales de
imagen de radar, con el fin de generar rastreos de radar. La
detección de la señal artificial como falsa puede lograrse
asignando un identificador falso especial al objetivo del radar,
que es reconocido en el sistema informático 9. Tal identificador
puede seleccionarse de forma tal que no pueda ser confundido con un
código de transpondedor real. Alternativamente, se anexa alguna otra
forma de etiqueta a los datos que representan la señal de imagen de
radar, y dicha etiqueta es leída y comprendida por el sistema
informático, a fin de determinar que la señal de imagen de radar es
falsa.
Al recibir las señales artificiales de imagen de
radar, el sistema informático 9 generará un rastreo de radar, que
puede llevarse a cabo como tal según cualquier solución de la
tecnología anterior. Los datos de rastreo de radar se emiten luego
a la estación operativa 11 asignada para controlar un cierto sector
del espacio aéreo. Los datos de rastreo se procesan en la misma
para su presentación, preferiblemente por medio de una interfaz
gráfica de usuario (GUI), junto con los rastreos de radar para otros
objetivos detectados por las antenas de radar del sistema. Si no se
ha detectado que la señal artificial de imagen de radar representa
un falso objetivo en el sistema informático 9, los datos de
rastreo, preferiblemente, se identifican como representantes de un
falso objetivo en la estación de operador. Según se ha descrito
anteriormente, esto se logra, preferiblemente, leyendo y evaluando
datos de identificación para el objetivo, o una etiqueta adosada a
los datos de imagen, que es transmitida por el sistema informático.
Al detectar como falsas las señales artificiales de imagen de
radar, el software dedicado en la estación operativa se concibe para
inhibir la presentación del falso rastreo. De esta manera, la
generación efectiva de falsos ecos, que se permite procesar como
ecos reales de radar con el fin de determinar si son procesados
correctamente, será completamente transparente para el controlador
de tráfico aéreo.
Preferiblemente, los datos de rastreo de radar
generados a partir de la señal artificial de imagen de radar son
bloqueados y devueltos al nodo supervisor 17 lo más tarde posible,
antes de la presentación en el visor 12 de la estación operativa
11. Las conexiones comunicativas entre el nodo supervisor 17 y la
estación operativa 11 se ilustran esquemáticamente en la Fig. 3,
donde los elementos ilustrados representan funciones, antes que
unidades efectivas.
El sistema informático 9 tiene una entrada 91
para las señales de imagen de radar capturadas por antenas de
radar, y una entrada 92 para las señales artificiales de imagen de
radar generadas por una falsa fuente 31 de eco del nodo supervisor
17. Las señales de imagen de radar se procesan para generar datos de
rastreo de radar, que incluyen, típicamente, datos de posición o
coordenadas, y datos de identidad para los objetos detectados en
las imágenes de radar. Los datos de rastreo de radar se transfieren
a la estación operativa 11, donde los datos se procesan en un
sistema microprocesador 33 para su presentación en un visor 12. El
procesamiento para su presentación puede incluir etapas de
combinación de los datos de rastreo, según se reciben desde el
sistema informático 9, con otra información asociada, capturada
desde otras fuentes, tales como bases de datos sensibles al
identificador del código de transpondedor, o a través del ingreso
manual por parte del controlador aéreo. Además, el procesamiento
antes de la presentación puede incluir la transformación de datos de
posición relacionados con el espacio aéreo en datos de coordenadas,
con referencia a los pixeles en el visor. La presentación se lleva
a cabo posteriormente por medio de una unidad 34 controladora de
visor que coopera con el visor 12 para realizar la GUI.
Los datos para la presentación vinculados con un
falso eco de radar se identifican preferiblemente, según se ha
indicado, como falsos bien ya por parte del sistema informático 9 o
bien por parte del procesador 33 de la estación 12 de operador. Sin
embargo, la señal artificial de imagen de radar y los
correspondientes falsos datos de rastreo generados se procesan aún
como cualquier otro eco. Los datos de rastreo generados a partir de
un falso eco o, incluso más preferiblemente, los datos procesados
para su presentación, se bloquean y se emiten desde la estación
operativa, y se suministran al nodo supervisor 17.
El nodo supervisor 17, preferiblemente, es un
ordenador controlado por un sistema procesador 35, que se ilustra
esquemáticamente como conectado con los otros elementos del nodo
supervisor 17. El nodo supervisor 17 comprende adicionalmente una
función comparadora 32, que está dispuesta para recibir entrada
tanto desde la falsa fuente 31 de eco de radar como de los datos
bloqueados desde la estación 11 de operador. Si ni el sistema
informático 9 ni la estación 11 de operador están concebidas para
reconocer falsos ecos, se bloquean los datos vinculados con todos
los ecos, reales y falsos, para su presentación en el visor 12. En
tal realización, la misma función comparadora 32, preferiblemente,
se dispone para detectar datos vinculados con falsos ecos, y para
descartar todos los ecos
reales.
reales.
Según la invención, la función comparadora 32
está concebida para comparar una propiedad predeterminada del falso
eco en la señal artificial de imagen de radar suministrada desde la
fuente 31, con los datos correspondientes bloqueados desde la
estación 11 de operador según se generan como datos de rastreo a
partir de la señal artificial de imagen de radar. Típicamente, la
propiedad predeterminada pueden ser datos de posición de un objetivo
simulado en una única imagen de radar, o una trayectoria seguida
por ese objetivo sobre un cierto número de imágenes artificiales
sucesivas de radar. Otro ejemplo más de una propiedad pueden ser los
datos de identidad del objetivo simulado. El sistema procesador 35
controlará la función comparadora 32 para efectuar una prueba de
correlación entre los dos conjuntos vinculados de datos, es decir,
la propiedad predeterminada desde la fuente 31 de eco y los datos
procesados para su presentación desde la estación 11 de
operador.
Preferiblemente, se establece alguna forma de
criterio, que marque una desviación aceptable entre los dos
conjuntos de datos. Por ejemplo, el criterio puede ser que si se
supera un umbral preestablecido, se dispara un generador 36 de
señal de acción para emitir una señal de acción. Para datos de
posición, el criterio puede ser que los datos de presentación no
puedan desviarse en más de un número prefijado de metros de la
propiedad predeterminada del eco simulado. De forma análoga, puede
definirse un corredor alrededor de una trayectoria seguida por un
objetivo simulado, donde el corredor tiene un ancho prefijado, y la
trayectoria para el objetivo simulado define una parte central en
el corredor. El criterio puede ser, entonces, que los datos de
presentación no puedan quedar fuera del corredor en ningún punto.
Además del riesgo de que los objetivos se presenten en una
ubicación errónea en el espacio aéreo, o con datos relacionados
erróneos, también hay un riesgo potencial de que el objetivo se
pierda completamente, o que se suprima en un filtro, en sistema
informático 9 o la estación operativa 17. A fin de abordar también
tal escenario, la función comparadora 32 también puede concebirse
con una función de temporización. Un criterio para supervisar que
una señal de imagen de radar sea procesada correctamente puede ser
entonces que no pueda transcurrir más de un tiempo máximo prefijado
entre la generación de la señal artificial de imagen de radar en la
fuente 31 de eco, y la detección de que los correspondientes datos
de rastreo han sido procesados para su presentación.
Si se ha hallado un error, p. ej., que los datos
espaciales de los datos de rastreo generados, procesados para su
presentación, se alejan demasiado de los datos espaciales
predeterminados, o si no se ha satisfecho un criterio de
temporización, se dispara automáticamente el generador de señal de
acción, para emitir una señal de acción. En una realización
sencilla, la señal de acción es recibida en un dispositivo de
alarma, concebido para emitir una advertencia audible o visual. La
advertencia puede emplearse luego para iniciar una detección de
fallo manual o automática del sistema de GTA. En una solución
alternativa, que puede combinarse con un dispositivo de alarma, un
error detectado disparará la señal de alarma a emitir a un
controlador del sistema de GTA (no mostrado), que está concebido
para conmutar a un sistema auxiliar para la manipulación posterior
de los ecos de radar sensibles a la recepción de la señal de acción.
Esto puede ser una conmutación a una estación auxiliar 13 de
operador, a otro sistema informático 16, o a un sistema completo de
resguardo (no mostrado en la Fig. 1).
Como un mero ejemplo, las Figs. 4A y 4B ilustran
la comprobación comparativa de correlación según una realización de
la invención. En la Fig. 4A, un objeto u objetivo simulado tiene una
posición 42 en un sistema 41 de coordenadas, y la Fig. 4A
representa la imagen de radar artificial generada por la fuente 31
de eco. Desde la posición 42, se define un nivel de tolerancia
definido por un círculo con un cierto radio. La Fig. 4B representa
una representación esquemática de la comprobación de correlación,
si bien debería entenderse que la función de supervisión de la
invención, preferiblemente, es, según se ha mencionado,
completamente transparente. La Fig. 4B ilustra el correspondiente
sistema de coordenadas, con el círculo 43 de tolerancia indicado. Si
se procesara la imagen de radar de la Fig. 4A para generar datos de
rastreo de radar para su presentación, según la posición 44, la
correlación tendría un resultado positivo, y no se generaría ninguna
señal de acción. Por otra parte, si los datos de rastreo de radar
para su presentación adoptan la posición 45, que está fuera del
círculo 43, la función comparadora 32 dispararía la generación de
una señal de acción desde el generador 36 de señales de acción.
Las Figs. 5A y 5B ilustran esquemáticamente una
correspondiente realización para un objetivo en movimiento. En este
caso, la señal artificial de imagen de radar incluye una pluralidad
de imágenes de radar sucesivas, entre las cuales una posición 52
del objetivo se desplaza a lo largo de una trayectoria simulada
sobre un sistema 52 de coordenadas. La Fig. 5B ilustra el nivel de
tolerancia asociado, por medio de un corredor 53, con paredes
perimetrales a una distancia prefijada junto a la trayectoria
simulada. La línea discontinua 54 representa la trayectoria como
lista para su presentación en la estación 11 de operador, procesada
a partir de datos de rastreo generados a partir de las señales
artificiales de imagen de radar. En este caso, la trayectoria 54
está completamente situada dentro del corredor 54, y la comprobación
de correlación, por lo tanto, no dispara ninguna generación de
señales de acción.
La Fig. 2 ilustra una realización de un
procedimiento para supervisar un sistema de GTA según la invención.
No significa que revele la forma más general del procedimiento de la
invención, sino uno que es especialmente útil para comprender los
principios de la invención.
En la etapa 21, una señal de radar artificial
correspondiente a un falso objetivo de radar es proporcionada por
una falsa fuente de eco de radar a un sistema informático de
radar
En la etapa 22, la señal de radar artificial
recibida es utilizada por el sistema informático de radar para
generar los datos 24 de rastreo de radar.
En la etapa 23, los datos de rastreo generados
se proporcionan a una estación de operador, donde se procesan
adicionalmente para su presentación a un controlador de tráfico
aéreo.
En la etapa 24, los datos de rastreo generados,
que han sido procesados para su presentación, se comprueban en
cuanto a la detección de correlación con respecto a una propiedad
correspondiente de un falso objetivo de radar, que representa la
señal artificial de imagen de radar por comparación.
En la etapa 25 se utiliza una discrepancia
identificada por la comparación para disparar selectivamente la
generación de una señal de acción, si se satisface un criterio
prefijado.
El proceso para proporcionar señales
artificiales de imagen de radar, y para investigar posteriormente si
son o no tratadas correctamente en el sistema de GTA, se lleva a
cabo, preferiblemente, de forma repetida. Como es un proceso
transparente, puede, básicamente, mantenerse en ejecución con
cualquier frecuencia de repetición adecuada, mientras que no se
considere que ocupa innecesariamente una potencia de cálculo, o un
ancho de banda de comunicación, utilizables para otros fines en el
sistema de GTA.
La Fig. 6 ilustra esquemáticamente una parte de
un sistema de GTA, donde los elementos descritos con referencia a
la Fig. 1 se han eliminado. Sin embargo, el sistema de GTA de la
Fig. 6 también incluye el sistema informático 9 y la estación 11 de
operador, y los otros elementos conectados debajo del nodo 7 en la
Fig. 1. Según la realización de la Fig. 6, cada objeto 18 de
tráfico está dotado de un receptor de señal para recibir señales
codificadas desde una pluralidad de satélites 61. La triangulación,
u otros métodos adecuados, se utilizan entonces para calcular la
posición del objeto 18 de tráfico. Típicamente, se emplea el GPS
(Sistema de Localización Global) para localizar el objeto de
tráfico, por medio de un receptor empotrado de GPS. De esta manera,
cada objeto de tráfico dotado de un receptor GPS puede extraer
información acerca de su propia posición, y retransmitir esa
información a otros objetos de tráfico, y/o a una antena receptora
62, por un enlace de comunicación inalámbrica. Esta tecnología se
conoce como tal, p. ej., según lo revelado en la patente
estadounidense 5506587. La antena receptora 62 está conectada con
el nodo receptor 7 en un centro de control de tráfico aéreo, el
cual, a su vez, proporciona información de posición de objetos 18 de
tráfico al sistema informático del sistema de GTA, de manera
similar a lo que se ha descrito con referencia a la Fig. 1.
A fin de comprobar y supervisar que la
información de posición para los objetos de tráfico se trata de
manera adecuada en el sistema de GTA, se incluye un sistema de
supervisión según la invención, que comprende un nodo supervisor
17, según se ilustra en la Fig. 1. El nodo supervisor 17 incluye la
función de una falsa fuente de información, y está concebido, como
tal, para generar información artificial y para proporcionar tal
información al sistema informático. Desde una entrada de
información de posición en un sistema informático, la información
artificial del nodo supervisor 17 se percibe, preferiblemente, como
cualquier otra información de posición recibida desde los objetos
reales de tráfico a través del nodo receptor 7. En una realización,
la información artificial puede detectarse ya en el sistema
informático como falsa, pero, preferiblemente, se trata aún como
otra información de posición, con el fin de generar rastreos. La
detección de la información artificial como falsa puede lograrse
asignando un identificador falso especial al objeto de tráfico
falso, que sea reconocido en el sistema informático. Tal
identificador puede seleccionarse de forma tal que no pueda
confundirse con un código de transpondedor real. Alternativamente,
se anexa alguna otra forma de etiqueta a los datos que representan
la información de posición, y dicha etiqueta es leída y comprendida
por el sistema informático, para determinar que la información
artificial es falsa.
Al recibir la información artificial, el sistema
informático generará un rastreo. Los datos de rastreo se emiten
entonces a la estación operativa asignada para controlar un cierto
sector del espacio aéreo. Los datos de rastreo se procesan en la
misma para su presentación, preferiblemente por medio de una
interfaz gráfica de usuario (GUI), junto con rastreos para otros
objetos de tráfico que proporcionan información de posición al
sistema de GTA. Si la información artificial no ha sido detectada
como representación de un falso objeto de tráfico en el sistema
informático, los datos de rastreo, preferiblemente, se identifican
como representación de un falso objeto de tráfico en la estación de
operador. Como se ha descrito anteriormente, esto se logra,
preferiblemente, leyendo y evaluando datos de identificación para el
objeto de tráfico, o una etiqueta adosada a los datos que es
transmitida por el sistema informático. Por detectar la información
artificial como falsa, el software dedicado en la estación
operativa está concebido para inhibir la presentación del falso
rastreo. De esta manera, la generación efectiva de información
falsa que se permite procesar como información real de posición,
con el fin de determinar si se procesa correctamente, será
completamente transparente para el controlador de tráfico aéreo.
Preferiblemente, los datos de rastreo generados a partir de la
información artificial se bloquean y se devuelvan al nodo
supervisor 17 tan tarde como sea posible antes de la presentación en
el visor 12 de la estación operativa 11.
Con la presente invención, sólo el nodo
supervisor 17 y las partes 34 de la estación de operador que definen
la interfaz con el visor deben desarrollarse según los requisitos
del documento RTCA/DO-278. Empleando la presente
invención en un sistema de GTA, la mayoría de las partes del
sistema, por lo tanto, pueden diseñarse y construirse utilizando
software comercial de venta libre, satisfaciendo a la vez los
requisitos del documento RTCA/DO-278. El resultado
es que pueden lograrse grandes ahorros de costes, especialmente en
comparación con las medidas que deberían adoptarse si todo el
sistema de GTA debiera someterse a calificación para satisfacer el
documento RTCA/DO-278.
La invención ha sido anteriormente descrita por
medio de ejemplos y dibujos simplificados, y la persona versada
comprenderá que pueden hacerse variaciones dentro del alcance de las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (33)
1. Un sistema para supervisar un sistema de
gestión de tráfico que comprende una estación (1) de recuperación
de posición, operable para recuperar la información de posición para
un objeto de tráfico, un sistema informático (9) conectado con la
estación de recuperación de posición para generar datos de rastreo
que representan el movimiento de un objeto de tráfico a partir de
la información de posición recibida, y una estación (11) de
operador conectada con el sistema informático para procesar datos de
rastreo para su presentación, caracterizado porque una
fuente (17, 31) de información falsa está conectada para
proporcionar información artificial, correspondiente a una
propiedad predeterminada de un falso objeto de tráfico, al sistema
informático, en donde una unidad comparadora (17, 32) está
conectada con la estación de operador para recibir datos de rastreo
generados a partir de la información artificial, y está concebida
para detectar la correlación entre los datos de rastreo generados y
la propiedad predeterminada del falso objeto de tráfico.
2. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual la estación de operador comprende medios para detectar que los
datos de rastreo generados a partir de la información artificial
representan un falso rastreo, e inhibir la presentación de los
falsos datos de rastreo detectados.
3. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual una unidad (36) de control de acciones está conectada con la
unidad comparadora (32), y está concebida para emitir una señal de
acción si la comparación revela una discrepancia entre los datos de
rastreo generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de
tráfico.
4. El sistema según la reivindicación 3, en el
cual la unidad de control de acciones está conectada para enviar la
señal de acción a un dispositivo de alarma.
5. El sistema según la reivindicación 3, que
comprende un controlador de sistema concebido para conmutar a un
sistema auxiliar, para la manipulación posterior de la información
de posición en respuesta a la recepción de la señal de acción.
6. El sistema según la reivindicación 5, que
comprende un controlador de sistema concebido para conmutar a un
sistema informático auxiliar (16) para la generación posterior de
datos de rastreo a partir de la información de posición recibida
desde dicha estación de determinación de posición.
7. El sistema según la reivindicación 5 o 6, que
comprende un controlador de sistema concebido para conmutar a una
estación auxiliar (13) de operador para el procesamiento y
presentación posteriores de datos de rastreo.
8. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual un nodo (17) de ordenador conectado al sistema informático
comprende la fuente (31) de información falsa y la unidad
comparadora (32).
9. El sistema según la reivindicación 8, en el
cual el sistema de gestión de tráfico es un sistema de Gestión de
Tráfico Aéreo (GTA), y en el cual el nodo informático y la estación
de operador comprenden el código (34) de programa de ordenador
según el documento RTCA/DO-278.
10. El sistema según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual la estación de
determinación de posición comprende una estación de radar concebida
para recopilar ecos de radar y generar señales de imagen de radar,
el sistema informático (9) está conectado con la estación de radar
para generar datos de rastreo de radar a partir de las señales
recibidas de imagen de radar, el falso objeto de tráfico es un falso
objetivo de radar, y la falsa fuente de información es una fuente
falsa (17, 31) de eco conectada para proporcionar una señal
artificial de imagen de radar, correspondiente a una propiedad
predeterminada del falso objetivo de radar, al sistema
informático.
11. El sistema según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 1 a 9, en el cual la estación de
determinación de posición comprende un receptor de señales de
satélites dispuesto en un objeto de tráfico, en donde el objeto de
tráfico comprende medios de localización concebidos para calcular
información acerca de su propia posición utilizando señales de
satélite, desde una pluralidad de satélites (61), y
una estación (62) de comunicación, conectada con
el sistema informático (9), para recibir información de posición
calculada desde objetos de tráfico, por un enlace de comunicación
inalámbrica, en donde la falsa fuente de información está conectada
para proporcionar una señal artificial correspondiente a una
posición predeterminada de un falso objeto de tráfico al sistema
informático.
12. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual los datos de rastreo comprenden datos (42) de posición para un
objeto de tráfico.
13. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual los datos de rastreo comprenden datos de velocidad para un
objeto de tráfico.
14. El sistema según la reivindicación 1, en el
cual los datos de rastreo comprenden datos de identificación para
un objeto de tráfico.
15. El sistema según la reivindicación 14, que
comprende medios para proporcionar al falso rastreo datos de
identidad que sean detectables por la estación del operador, como
representación de un falso objeto.
16. El sistema según la reivindicación 10, en el
cual dicha señal artificial de imagen de radar comprende dos o más
imágenes artificiales sucesivas de imagen de radar, en las cuales el
falso objetivo de radar tiene distintos datos (52) de posición,
representando dicha propiedad predeterminada un movimiento del falso
objetivo de radar que es comparable con los datos de rastreo
generados.
17. El sistema según la reivindicación 14, en el
cual dicha propiedad predeterminada comprende datos de
identificación para el falso objeto que son comparables con los
datos de identificación de los datos de rastreo generados
concebidos para su presentación en la estación de operador.
18. Un procedimiento para supervisar un sistema
de gestión de tráfico, que comprende una estación (1) de
determinación de posición, operable para determinar información de
posición para un objeto de tráfico, un sistema informático (9) que
genera datos de rastreo a partir de información de posición
recibida, y una estación (11) de operador que procesa datos de
rastreo para su presentación, que comprende las etapas de:
- -
- proporcionar información artificial, correspondiente a una propiedad predeterminada de un falso objeto de tráfico, al sistema informático;
- -
- generar datos de rastreo a partir de la información artificial;
- -
- recibir datos de rastreo generados a partir de la información artificial; y
- -
- detectar la correlación entre los datos de rastro generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de tráfico.
19. El procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende las etapas de:
- -
- detectar que los datos de rastro generados a partir de la información artificial representan un falso rastreo; y
- -
- inhibir la presentación de los falsos datos de rastreo detectados.
20. El procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende la etapa de:
- -
- emitir una señal de acción si la comparación revela una discrepancia entre los datos de rastreo generados y la propiedad predeterminada del falso objeto de tráfico.
21. El procedimiento según la reivindicación 20,
que comprende la etapa de:
- -
- iniciar una alarma disparada por la señal de acción.
22. El procedimiento según la reivindicación 18,
que comprende las etapas de:
- -
- recibir la señal de acción en un controlador de sistema; y
- -
- conmutar a un sistema auxiliar para la manipulación posterior de la información de posición sensible a la recepción de la señal de acción.
23. El procedimiento según la reivindicación 22,
que comprende la etapa de:
- -
- conmutar a un sistema informático auxiliar para la generación posterior de datos de rastreo.
24. El procedimiento según la reivindicación 22,
que comprende la etapa de:
- -
- conmutar a una estación de operador auxiliar para el procesamiento y presentación posteriores de datos de rastreo.
25. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 18 a 24, en el cual la información de
posición comprende señales de imagen de radar generadas por
estaciones de radar a partir de ecos de radar recopilados, el
sistema informático genera datos de rastreo de radar a partir de las
señales recibidas de imagen de radar, el falso objeto de tráfico es
un falso objetivo de radar, y la información artificial es una
señal artificial de imagen de radar correspondiente a una propiedad
predeterminada del falso objetivo de radar.
26. El procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes 18 a 24, en el cual la información de
posición es calculada por medios de localización en un objeto de
tráfico sobre la base de señales satelitales recibidas desde una
pluralidad de satélites.
27. El procedimiento según la reivindicación 18,
en el cual los datos de rastreo comprenden datos de posición para un
objeto de tráfico.
28. El procedimiento según la reivindicación 18,
en el cual los datos de rastreo comprenden datos de velocidad para
un objeto de tráfico.
29. El procedimiento según la reivindicación 18,
en el cual los datos de rastreo comprenden datos de identificación
para un objeto de tráfico.
30. El procedimiento según la reivindicación 25,
que comprende la etapa de:
- -
- proporcionar la señal artificial de imagen de radar como dos o más imágenes artificiales sucesivas de radar, en las cuales el falso objetivo de radar tiene distintos datos (52) de posición, representando dicha propiedad predeterminada un movimiento del falso objetivo de radar que es comparable con los datos de rastreo generados.
31. El procedimiento según la reivindicación 29,
que comprende la etapa de:
- -
- proporcionar la información artificial con datos de identificación como propiedad predeterminada para el falso objeto de tráfico, que son comparables con los datos de identificación de los datos de rastreo generados concebidos para su presentación en la estación de operador.
32. El procedimiento según la reivindicación 29,
que comprende la etapa de:
- -
- proporcionar la información artificial con datos de identidad que sean detectables por la estación de operador como representación de un falso objeto de tráfico.
33. El procedimiento según la reivindicación 18,
en el cual el sistema de gestión de tráfico es un sistema de Gestión
de Tráfico Aéreo (GTA).
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