ACARS
ACARSメッセージの例

航空分野において、ACARS（/ ˈ eɪ k ɑːr z / ; Aircraft Communications Addressing and Reporting Systemの略）は、航空機と地上局の間でエアバンド無線または衛星を介して短いメッセージを送信するためのデジタルデータ通信システムです。このプロトコルはARINCによって設計され、1978年にテレックス形式を用いて導入されました[ 1 ] 。その後、 SITAによってさらに多くのACARS無線局が追加された。

ACARSの歴史

航空分野におけるデータリンク導入以前は、航空機と地上要員間のすべての通信は、VHFまたはHF音声無線を用いた音声通信によって運航乗務員によって行われていました。多くの場合、音声中継された情報は専任の無線オペレーターによって行われ、デジタルメッセージは航空会社のテレタイプシステムまたは後継システムに送信されます。

さらに、客室乗務員と客室乗務員の時給は、航空機が飛行中かどうか、そして地上であればゲートにいるかどうかによって左右されました。客室乗務員は、これらの時間を地理的に分散した無線通信士に音声で報告していました。航空会社は、偶発的か意図的かを問わず、不正確な情報を排除するため、自己申告による時間報告を排除したいと考えていました。これにより、人間の無線通信士が報告を受け取る必要性も軽減されました。

乗務員の作業負荷を軽減し、データの整合性を改善する取り組みの一環として、ARINCの技術部門は1978年7月に自動タイムクロックシステムとしてACARSシステムを導入した。テレダイン・コントロールズが航空電子機器を製造し、最初の顧客はピエモント航空であった。[ 2 ]この略語は元々「ARINC Communications Addressing and Reporting System」と拡張された。[ 3 ]後に「Aircraft Communications, Addressing and Reporting System」に変更された。最初の航空電子機器規格はARINC 597で、ドア、パーキングブレーキ、車輪の重量センサーへの個別入力で構成されるACARS管理ユニットを定義し、飛行段階を自動的に判断してテレックスメッセージを生成および送信した。また、既存のVHF音声無線でレポートを送信するために使用されたMSKモデムも含まれていた。ACARSの世界標準は航空電子技術委員会（AEEC）によって準備された。 ACARS の運用初日には約 4,000 件の取引がありましたが、大手航空会社で広く利用されるようになったのは 1980 年代になってからでした。

初期の ACARS システムは、長年にわたって拡張され、デジタルデータ バスインターフェイス、飛行管理システム、サーマル プリンターを備えた航空機をサポートするようになりました。

システムの説明と機能

ACARS という用語は、機上の機器、地上の機器、およびサービス プロバイダーで構成される完全な航空および地上システムを指します。

搭載されているACARS機器[ 4 ]は、ルーターを備えたエンドシステムで構成されており、ルーターは空中地上サブネットを介してメッセージをルーティングします。

地上設備は、AFEPS（Arinc Front End Processor System）と呼ばれる中央コンピュータによって管理される無線トランシーバーのネットワークで構成され、メッセージの処理とルーティングを行います。一般的に、地上のACARSユニットは、連邦航空局（FAA ）などの政府機関、航空会社の運航本部、または小規模航空会社や一般航空の場合はサードパーティのサブスクリプションサービスのいずれかです。通常、政府機関は許可手続きを担当し、航空会社の運航部門はゲートの割り当て、メンテナンス、乗客のニーズに対応します。

地上処理システム

地上システムの提供は、参加する航空航法サービスプロバイダー（ANSP）または航空機運航者の責任です。航空機運航者は、多くの場合、この機能をデータリンクサービスプロバイダー（DSP）または別のサービスプロバイダーに委託しています。航空機からのメッセージ、特に自動生成されるメッセージは、メッセージの種類に応じて事前に設定することができ、地上から発信されたメッセージが適切な航空機に届くように設定できるのと同様に、適切な受信者に自動的に配信されます。

航空機搭載のACARS機器は、DSPによって地上の機器と接続されています。ACARSネットワークはポイントツーポイントテレックスネットワークをモデルとしているため、すべてのメッセージは中央処理拠点に送られ、そこでルーティングされます。ARINCとSITAが主要なサービスプロバイダーであり、一部の地域では他の小規模なサービスプロバイダーも運営しています。また、複数のサービスプロバイダーが存在する地域もあります。

ACARSメッセージタイプ

ACARS メッセージには、大きく分けて次の 3 つの種類があります。

制御メッセージは航空機と基地の間の通信に使用され、ARINC規格633に従って標準化されたメッセージ、またはARINC規格618に従ってユーザー定義のメッセージが使用されます。[ 6 ]このようなメッセージの内容には、OOOIイベント、飛行計画、気象情報、機器の状態、接続便のステータスなどがあります。

OOOIイベント

ACARSの主な機能は、業界ではOOOIイベント（ゲート外、地上離陸、地上着地、ゲート内進入）と呼ばれる各主要飛行段階の開始を自動的に検出し報告することです。 [ 7 ]これらのOOOIイベントは、ドア、パーキングブレーキ、ストラットに取り付けられた航空機センサーからの入力を使用して検出されます。各飛行段階の開始時に、飛行段階、発生時刻、機内燃料量、飛行出発地と目的地などの関連情報を説明するACARSメッセージが地上に送信されます。これらのメッセージは、航空機と乗組員の状態を追跡するために使用されます。

飛行管理システムインターフェース

ACARSは飛行管理システム（FMS）とインターフェースし、地上からFMSへ飛行計画や気象情報を送信するための通信システムとして機能します。これにより、航空会社は飛行中にFMSを更新することができ、乗務員は新たな気象状況や代替飛行計画を評価することができます。

機器の健全性とメンテナンスデータ

ACARSは、航空機から地上局へ、様々な航空機システムやセンサーの状態に関する情報をリアルタイムに送信するために使用されます。メンテナンス上の不具合や異常事象も詳細なメッセージとともに地上局に送信され、航空会社はこれらの情報に基づいて機器の健全性を監視し、修理・メンテナンス計画をより適切に立てることができます。

Pingメッセージ

自動pingメッセージは、航空機と通信局の接続をテストするために使用されます。[ 8 ]航空機のACARSユニットが事前に設定された時間間隔よりも長く沈黙している場合、地上局は航空機にpingを送信できます（直接または衛星経由）。ping応答は、ACARS通信が正常であることを示します。

手動で送信されたメッセージ

ACARSはコックピット内のインタラクティブディスプレイユニットとインターフェースし、運航乗務員はこれを使用して地上局との間で技術的なメッセージやレポートを送受信できます。例えば、気象情報や許可の要求、乗り継ぎ便の状況などです。地上局からの応答もACARSを介して機内で受信されます。各航空会社は、ニーズに合わせてACARSをカスタマイズしてこの機能を実現しています。

コミュニケーションの詳細

ACARSメッセージは、 VHFやHFなどの通信方法を選択して、地上に直接送信するか、最小シフトキーイング（MSK）変調を使用して衛星（インマルサットなど）経由で送信することができます。[ 9 ]

ACARSは、航空機の現在位置付近にVHF地上局ネットワークが存在する場合、VHFでメッセージを送信できます。VHF通信は見通し内伝搬であり、高高度では典型的な通信範囲は最大200海里（370km）です。VHFが利用できない場合は、利用可能な場合はHFネットワークまたは衛星通信を使用できます。衛星通信のカバー範囲は、高緯度（極横断飛行）では制限される場合があります。

典型的な ACARS VHF 送信。
モード あ
航空機 B-18722
ああ ナク
ブロックID 2
フライト CI5118
ラベル B9
メッセージ番号 L05A
メッセージ /KLAX.TI2/024KLAXA91A1

航空事故およびインシデントにおけるACARSの役割

2009年のエールフランス447便墜落事故を受けて、フライトレコーダーの紛失による影響を軽減するため、ACARSを「オンライン・ブラックボックス」[ 11 ]化するという議論がありました。しかし、ACARSシステムには変更が加えられませんでした。

2014年3月、マレーシア航空370便の追跡において、ACARSメッセージとACARS衛星通信データのドップラー解析が重要な役割を果たしました。MH370便の機内における主要なACARSシステムは停止していましたが、Classic Aeroと呼ばれる2つ目のACARSシステムは機体の電源が入っている限り作動しており、1時間ごとにインマルサット衛星への接続を試行し続けました。[ 12 ]

エジプト航空804便のエアバスA320に搭載されたACARSユニットは、2016年5月19日に地中海に墜落し、乗員乗客66人全員が死亡する前に、トイレと電子機器ベイに煙が存在することを示すACARSメッセージを送信していた。[ 13 ]

2021年2月24日、ヨハネスブルグのO・R・タンボ国際空港からブリュッセルへ向かう南アフリカ航空のフライトのACARSユニットは、「アルファフロアイベント」に関するACARSメッセージを送信しました。これは、エアバスA340-600のエンベロープ保護システムが作動し、パイロットの指示を無効にして離陸時の失速を防いだときに発生しました。 [ 14 ]

2023年2月19日、ハワイ付近の航空機航路に大きな白い風船が出現したというACARSの報告が多数あった。 [ 15 ] [ 16 ]

航空業界以外でのACARSの用途

2002年、ACARSがNOAA観測システムアーキテクチャに追加されました。これにより、民間航空機は気象機関の予報モデルに用いる気象データプロバイダーとして機能し、風や気温などの気象観測データをACARSネットワーク経由で送信できるようになりました。NOAAはリアルタイムの天気図を提供しています。

参照

参考文献

  1. ^ Carlsson, Barbara (2002年10月). 「GLOBALink/VHF: The Future Is Now」(PDF) . The Global Link (プレスリリース). p. 4. 2006年2月11日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。 2007年1月24日閲覧。
  2. ^ 「ACARSは稼働中」、Piedmonitor、Piedmont Airlines、1978年5～6月、 2024年1月7日閲覧。
  3. ^ 「ARINC通信アドレス指定および報告システム」(PDF)。2011年7月6日時点のオリジナル(PDF)からアーカイブ。2011年9月22日閲覧。
  4. ^ 「ARINC特性758-2通信管理ユニット（CMU）マーク2」 ARINC、2005年7月。2012年6月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月27日閲覧。
  5. ^ 「ARINC仕様623-3 文字指向航空交通サービス（ATS）アプリケーション」 ARINC、2005年4月。2012年5月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月28日閲覧。
  6. ^ 「ARINC仕様618-7 空中/地上文字指向プロトコル仕様」 ARINC、2013年6月。2014年3月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2014年3月28日閲覧。
  7. ^ 「OOOIデータ」米国FAA 2010年5月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  8. ^ホッペンブラウワーズ、ジェローン。「ACARS ドキュメント」。アカーズ。2014 年3 月 26 日に取得。
  9. ^トゥーリー、マイケル・H.、ワイアット、デイビッド（2007年）『航空機通信・航法システム：原理、運用、保守』アムステルダム：エルゼビア／バターワース・ハイネマン、ISBN 978-0750681377. OCLC  127107537 .
  10. ^アンダーソン、ライオネル K. (2010)。ACARS – ユーザーガイド。ラス・アタラヤス。 p. 5.ISBN​ 978-1-4457-8847-0. 2014年3月24日閲覧。
  11. ^ “Online-Black-Box soll Crashs schneller aufklären” [クラッシュをより迅速に解決するオンライン ブラック ボックス]. Spiegel-Online (ドイツ語)。 2009 年 6 月 6 日。2009 年6 月 6 日に取得。
  12. ^レイナー・ゴードン、コリンズ・ニック「MH370：英国は重大な遅延で非難合戦の中心に」テレグラフ紙（英国） 。 2014年3月28日閲覧。
  13. ^ Hradecky, Simon (2017年5月22日). 「墜落：エジプト航空A320が2016年5月19日地中海上空で火災、爆発物の痕跡を発見」 . The Aviation Herald . ザルツブルク（オーストリア） . 2017年5月22日閲覧。
  14. ^ 「SAA 、'極めて危険な'離陸後に調査を受ける」BusinessLIVE。
  15. ^ロゴウェイ、タイラー、トレビシック、ジョセフ（2023年2月20日） 「パイロット、ハワイ東方で大型の白色高高度気球を確認（更新）」The Drive。
  16. ^ 「パイロットがハワイ近海に「大きな白い風船」が浮かんでいると報告」ニューズウィーク誌、2023年2月20日。
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