Sistem Pencegah Pelanggaran Trafik

Sistem Pencegah Pelanggaran Trafik atau Sistem Amaran dan Pencegah Pelanggaran Trafik (kedua-duanya diterjemahkan sebagai TCAS) adalah sistem Pengelak Trafik Pesawat dihasilkan untuk mengurangkan insiden pelanggaran di udara antara pesawat. Ia memantau ruang udara di sekitar pesawat untuk pesawat lain yang dibekalkan dengan transponder, tidak bergantung kepada pengawal trafik udara, dan memberi amaran kepada juruterbang tentang kehadiran pesawat lain yang mempunyai transponder yang berpotensi mewujudkan perlanggaran di udara (MAC). Ia adalah jenis Sistem Mengelak Pelanggaran Udara yang ditetapkan oleh Pertubuhan Penerbangan Awam Antarabangsa untuk dimuatkan kepada semua pesawat dengan jisim berlepas maksimum (MTOM) yang melebihi 5700 kg (12,586 lbs) atau yang membawa lebih daripada 19 penumpang.

Definisi rasmi dari PANS-ATM (Nov 2007):
ACAS / TCAS adalah sistem pesawat yang berdasarkan signal transponder  radar kedua (SSR) yang beroperasi tanpa bergantung kepada peralatan di daratan untuk memberi nasihat kepada juruterbang tentang potensi untuk berkonflik dengan pesawat yang dibekalkan dengan transponder SSR.

Di dalam kokpit pesawat moden, paparan TCAS digabungkan di dalam Paparan Nagivasi (ND); Di dalam kokpit pesawat lama dan yang mempunyai penunjuk mekanikal, paparan TCAS telah menggantikan Penunjuk Kelajuan Menegak (yang menunjukkan kadar naik dan turun pesawat).

Perintis Kepada Sistem Pencegah Trafik

Kajian untuk mewujudkan sistem pencegah pelanggaran trafik telah dijalankan sejak tahun 1950an. ICAO dan pihak berkuasa penerbangan awam sperti Pentadbiran Penerbangan Persekutuan (FAA) telah didesak untuk bertindak selepas banyak pelanggaran di udara yang melibatkan kehilangan banyak nyawa. Contoh beberapa insiden di udara termasuk:
 Pelanggaran udara di Grand Canyon  pada 1956;
 Nahas udara pada 1960 di New York di 1960;
 Pelanggaran udara di Asheville  pada 1967;
 Pelanggaran udara pada 1976  di Zagreb  pada 1976;
 PSA Penerbangan 182, Boeing 727 yang berlanggar dengan Cessna 172 pada 1978; 
 Pelanggaran Aeroflot di udara 1979 di Ukraine , di antara dua Tupolev Tu-134 pada 1979;
 Aeroméxico Penerbangan 498, pelanggaran pada 1986 sama dengan PSA Penerbangan 182, yang akhirnya memaksa Kongres US  dan pihak berkuasa lain untuk bertindak dan membawa kepada kewajipan memasang peralatan sistem mengelak pelanggaran trafik.
 Pelanggaran udara di Chakri Dadri di sekitar bandar berhampiran New Delhi, India pada 1996;

Penguatkuasaan TCAS telah menambahkan penghadang keselamatan untuk membantu mengurangkan pelanggaran di tengah udara. Walau bagaimanapun, kajian, latihan dan penguatkuasaam masih diperlukan, kerana sistem yang terhad dan tidak digunakan dengan sebaiknya akan menyebabkan berlakunya insiden lain , seperti berikut:
 Insiden udara Japan Airlines pada 2001 pada 2001;
 Perlanggaran pertengahan udara Überlingen 2002, di antara Boeing 757 dan Tupolev Tu-154 pada 2002;
 Penerbangan 1907 Gol berlanggar dengan Embraer Legacy 600 pada 2006;

Aspek keselamatan TCAS
Kajian keselamatan pada TCAS telah menjangkakan sistem itu menawarkan keselamatan di udara dengan faktor di antara 3 dan 5.

Walaubagaimanapun, ia difahamkan bahawa sebahagian daripada risiko itu adalah TCAS mungkin akan menyebabkan berlakunya pelanggaran udara: "Di dalam perkara biasa, ia bergantung kepada ketepatan altitud pesawat lain yang dilaporkan dan pada pengecualian yang pesawat itu tidak akan membuat pergerakan lain yang dapat menewaskan TCAS RA. Kajian keselamatan juga menunjukkan TCAS II akan mewujudkan beberapa saat-saat kritikal sebelum pelanggaran udara berlaku..." (Lihat halaman 7 pada Peneganalan kepada  TCAS II Versi 7 (PDF) di pautan luar di bawah).

Satu potensi masalah dengan TCAS II adalah berkemungkinan ia mewujudkan arahan mengelak yang akan membawa krew penerbangan untuk turun ke permukaan di bawah altitud yang selamat. Keperluan ini akan menyebabkan risiko berlakunya amaran sistem amaran pelanggaran dengan tanah. Amaran sistem pelanggaran dengan tanah mempunyai keutamaan di kokpit berbanding dengan amaran TCAS .

Beberapa juruterbang tidak pasti bagaimana untuk bertindak apabila pesawat mereka diminta untuk mendaki sedangkan mereka terbang di altitud yang maksimum. Prosedur yang diterima adalah dengan mengikut RA mendaki dengan segera, mempertaruhkan kelajuan untuk ketinggian.  RA mendaki pasti akan tamat. Di dalam peristiwa berlakunya amaran kaku, amaran itu akan diberi keutamaan.

Versi TCAS

PASIF
Sistem Pengelak Pelanggaran yang berdasarkan transponder dijelaskan oleh pengawal di daratan  sistem diklasifikasikan sebagai pasif. Keperluan transponder pesawat dn daratan untuk maklumat altitud mod C yang dipantau oleh sistem pihak ketiga untuk maklumat trafik. Sistem paparan trafik pasif sama dengan TCAS, walaubagaimanapun mempunyai julat yang kurang daripada . Sistem Pengelak Pelanggaran Mudah Alih.

TCAS I
TCAS I adalah generasi pertama bagi teknologi mengelak pelanggaran. Ia lebih murah tetapi kurang berkebolehan berbanding dengan sistem TCAS II moden, dan biasanya diutamakan di dalam penggunaan biasa. Sistem TCAS I mampu memantau situasi trafik di sekelling pesawat ( kepada julat sekitar 40 batu) dan menawarkan maklumat jangkaan bearing dan altitud pesawat lain. Ia juga boleh menjana amaran pelanggaran di dalam bentuk " Nasihat Trafik" (TA). TA memberi amarn kepada juruterbang tentang kehadiran pesawat lain yang berdekatan, mengumumkan "traffic, traffic", tetapi tidak menawarkan sebarang cadangan untuk mengelak pelanggaran; ia terpulang kepada juruterbang untuk membuat keputusan, biasanya dengan bantuan pengawal trafik udara. Apabila ancaman sudah berlalu, sistem akan mengumumkan "clear of conflict".

TCAS II
TCAS II adalah generasi kedua dan generasi sekarang TCAS, yang digunakan di dalam majoriti pesawat [commercial]] (lihat jadual di bawah). Ia menawarkan semua faedah TCAS I, tetapi ia juga menawarkan arah kepada juruterbang, suara arahan untuk mengelakkan bahaya, dikenali sebagai  "Nasihat Resolusi" (RA). Tindakan cadangan mungkin "benar", mencadangkan kepada juruterbang untuk mengubahkan kelajuan menegak dengan mengumumkan, "descend, descend", "climb, climb" atau "Adjust Vertical Speed Adjust" (bermakna mengurangkan kelajuan menegak). Dengan kontras RA "penghalang" akan ditimbulkan secara ringkasnya akan memberi amaran kepada juruterbang untuk tidak berganjak dari kelajuan menegak mereka, dengan mengumkan, "monitor vertical speed" or "maintain vertical speed". Sistem TCAS II mengkoordinasikan nasihat resolusi mereka sebelum menimbulkan arahan kepada juruterbang, oleh itu jika satu pesawat diarahkan menurun, yang lain biasanya akan diarahkan untuk mendaki; memaksimumkan pengasingan di antara dua pesawat.

Pada 2006, keperluan yang menepati piawaian  ACAS II yang ditetapkan oleh ICAO adalah TCAS Versi 7.0 , dihasilkan oleh tiga pengilang iaitu: Rockwell Collins, Honeywell, and ACSS (Aviation Communication & Surveillance Systems; an L-3 Communications and Thales Avionics).

Selepas Pelanggaran udara di Uberlingen pada (1 Julai, 2002), kajian telah dibuat untuk memperbaiki kebolehan TCAS II . Sebagai hasilnya, pada 2008 piawaian untuk TCAS II versi 7.1 telah ditimbulkan. Versi ini membolehkan RA diubah di dalam satu situasi, di dalam kes ini satu pesawat tidak perlu mengikut arahan RA yang asal. (Perubahan CP112E). Perubahan lain di dalam versi ini adalah penukaran semula RA "Adjust Vertical Speed, Adjust" dengan RA "Level off" untuk menghalang juruterbang daripada menimbulkan respon yang tidak tepat (Perubahan CP115).

TCAS III
TCAS III adalah "generasi seterusnya" bagi teknologi mencegah pelanggaran yang sedang dalam pembanguna oleh syarikat pengilang seperti Honeywell. TCAS III dilengkapkan dengan naik taraf teknikal kepada sistem TCAS II, dan mempunyai kebolehan untuk menawarkan nasihat trafik dan menyelesaikan konflik trafik dengan menggunakan  melintang bersama-sama dengan arahan menegak kepada juruterbang. Seabgai contoh, dalam situasi berhadapan, Satu pesawat mungkin diarahkan, "turn right, climb" manakala yang lain akan diarahkan "turn right, descend." Ia akan bertindak untuk meningkatkan pemisahan di antara dua pesawat, di dalam aspek melintang dan menegak. Arahan melintang berguna di dalam konflik di antara dua peswat yang dekat dengan permukaan di mana hanya terdapat sedikit ruang untuk arahan menegak. Semua kerja untuk TCAS III telah ditangguhkan dan ia tidak mempunyai rancangan untuk dikuatkuasakan.

Perlaksanaan
Walaupun sistem kadang-kadang menimbulkan amaran palsu, juruterbang sekarang berada di bawah arahan larangan untuk menerima mesej TCAS sebagai amaran yang sah dan perlu diutamakan. (Hanya amaran kurang kelajuan dan amaran Sistem Amaran Pelanggaran Tanah mempunyai lebih keutamaan jika berbanding dengan TCAS.) FAAdan banyak pihak berkuasa negara lain mengatakan bahawa sekiranya berlaku konflik di antara TCAS-RA dan arahan pengawal trafik udara (ATC),  TCAS RA hendaklah diikuti (ini kerana TCAS-RA lebih difahami dan mempunyai gambar yang lebih jelas tentang situasi itu jika dibandingkan dengan pengawal trafik udara, di mana kemaskini radar/transponder berlaku pada kadar yang lebih rendah berbanding dengan gelombang TCAS).
Sekiranya satu pesawat mengikut TCAS RA dan yang lain mengikut arahan pengawal trafik udara yang berkonflik, satu pelanggaran boleh berlaku, , seperti yang berlaku pada 1 Julai 2002 Nahas Überlingen. Di dalam pelanggaran di udara ini, kedua-dua pesawat ini dilengkapi dengan sistem TCAS II versi 7.0 yang berfungsi dengan sempurna, tetapi satu daripadanya mengikut nasihat TCAS manakala yang lain mengabaikan TCAS dan mengikut arahan pengawal; kedua-duanya menurun hingga menyebabkan berlakunya pelanggaran maut.

Perlaksanaan TCAS II Versi 7.1 pada asalnya dirancang untuk bermula di anatara 2009 dan 2011 dengan mengubah semula dan seterusnya mengisi semua TCAS II yang dibekalkan pada pesawat, dengan sasaran TCAS versi 7.0 akan dimansuhkan sepenuhnya pada 2014 dan digantikan dengan versi 7.1.

Pembatasan TCAS 
Walaupun penguatkuasaan TCAS memberi banyak faedah keselamatan kepada pesawat udara, tetapi potensi operasi dan teknikal penuh TCAS tidak dimanfaatkan sepenuhnya kerana masih terdapat kelemahan dalam penguatkuasaannya iaitu:

 TCAS hanya terhad di dalam menyokong nasihat menegak berasingan, lebih kompleks keadaan konflik trafik akan menyebabkan lebih mudah dan efesien di dalam penggunaan nasihat resolusi; ini digunakan untuk konflik trafik yang melibatkan bentuk muka bumi atau keadaan konflik yang ama dilarang oleh paksaan menegak.(contohnya: di dalam ruang udara RVSM yang sibuk)
 ATC boleh dimaklumkan secara automatik  oleh TCAS tentang nasihat resolusi hanya apabila pesawat berada di kawasan rangkaian Mode S, dan ADS-B. Dalam kes lain pengawal mungkin tidak menyedari kehadiran nasihat resolusi TCAS ataupun menimbulkan isu yang berkonflik (kecuali ATC dimaklumkan oleh krew kokpit mengenai isu RA di dalam situasi banyak kerja) yang mengkin akan menjadi punca kekeliruan untuk krew di samping meningkatkan beban kerja juruterbang. Pada Mei 2009, Luxembourg, Hungary dan Republik Czech menunjukkan muat turun RA kepada pengawal.
 Dalam konteks di atas, TCAS kekurangan kemudahan automatik untuk memudahkan juruterbang melaporkan RA mandotori kepada ATC, jadi pilihan yang ada ialah dengan menggunakan suara radio, yang akan menambahkan beban kerja juruterbang dan ATC terutamanya di dalam situasi kritikal.
 TCAS tidak diisi di dalam banyak pesawat yang lebih kecil kerana ia melibatkan kos yang tinggi ( di antara $25,000 dan $150,000). Banyak pesawat kecil persendirian untuk perniagaan sebagai contoh, tidak memerlukan pemasangan TCAS, walaupun terbang di ruang udara yang sama dengan pesawat yang lebih besar yang memerlukan peralatan TCAS di dalamnya. Sistem TCAS hanya boleh beroperasi di dalam semua pesawat yang terbang di ruang udara dengan pesawat yang mempunyai sistem TCAS.

Lihat juga 
Perlanggaran di udara (MAC)
Penerbangan 1907 Gol Transportes Aéreos
Perlanggaran pertengahan udara Charkhi Dadri 1996—12 November 1996
Perlanggaran pertengahan udara Überlingen 2002—1 Julai 2002
Bitching Betty
Ground Proximity Warning System
Portable Collision Avoidance System

Rujukan

Pautan luar
EUROCONTROL ACAS Website
TCAS II Version 7.1
Discussion of TCAS
AIS-P/TailLight alternative to TCAS and ADS-B without the problems of TCAS and ADS-B
Critical discussion of TCAS using hypothetical abuse/exploit scenarios of TCAS usage 
Introduction to TCAS II Version 7
Decision criteria for regulatory measures on TCAS II version 7.1
TCAS User Interface Awareness video toolkit on Skybrary

 
Peralatan pesawat
Istilah penerbangan
Risiko penerbangan
Avionik
Sistem amaran