写真：過去40年間、空の安全を守ってきたコンピューターたち - TechRepublic

空を見上げる

過去30年間で英国の空域に進入する航空機の数は2倍以上に増加した。

毎年200万機以上の飛行機が英国上空を飛行しており、航空管制官が増加する飛行回数に対応するには、コンピューター処理能力の飛躍的な向上が不可欠となっている。

「最大の変化は、空域を通過できる航空機の数です。英国の空域の容量は倍増し、安全性と燃費効率も向上しました」と、国立航空交通管制サービス（NATS）のエンジニアリング設計ゼネラルマネージャー、ゲイリー・ギブソン氏は述べた。

より多くの航空機を安全に空域に押し込むことは、コンピュータモデリングの活用によって部分的に可能になった。ネットワークフローダイナミクスを用いて、安全性と効率性を考慮した最適な航空機配置を計算することで、NATSは空域容量を30%増加させることができたとギブソン氏は述べた。

これは、1960 年代に国家航空交通管制サービス (NATS) が発足したころから大きく変わったことです。

このかなり変わった見た目の機械、独立レーダー調査システム (IRIS) の歴史は、その初期の頃に遡ります。

IRIS は 34 年間の寿命中、NATS ロンドン地区およびターミナル コントロール センターの管制官が 4,800 万回を超える航空機の航行を監視するのに役立ってきました。

フィッシュボウル型のディスプレイには、レーダー範囲内のすべての航空機がベクターグラフィックで表示されました。IRISのレーダーディスプレイを駆動していたのは、Digital Equipment Corporation（DEC）製のPDP-11ミニコンピュータ4台でした。

IRIS は、バッキンガムシャー州ブレッチリーにある国立コンピューティング博物館の NATS で使用されたテクノロジーの歴史を示す新しい展示の一部です。

コンピューティングの塔

10 年以上にわたり、NATS 本部の 120 台の航空管制官のワークステーションはすべて、これらのコンピューティング タワーによって制御されていました。

DEC PDP-11/34 マシンは、ワークステーション ディスプレイの駆動と、レーダー データを処理する中央サーバーの両方として使用されました。

NATSのギブソン氏は、当時、航空交通管制の運用に使用されていた何エーカーもの機械から発せられる熱と騒音を覚えている。

それぞれの 16 ビット マシンは、今日の平均的なコンピューターのほんの一部しか処理能力がなく、メモリはキロバイト単位でした。これは、最新の iPad Air に搭載されている 2 GB よりも大幅に少ないものです。

「おそらく、48k ZX Spectrum と同等の処理能力だったでしょう」とギブソン氏は語った。

NAT は 1974 年から 1985 年までこれらのマシンを使用していました。

「それらは非常に信頼性が高く、当時の要求を満たしていました」とギブソン氏は述べ、それらが長期間にわたって使用され続けた理由を説明した。

PRDS と並んで、当時は IBM 90200 コンピューターを中心に構築された民間の飛行データ処理システムがありました。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

1970年代風のポータブルコンピューティング

これらの巨大なプラッターは「ポータブル」ハードディスクドライブを形成しました。1970年代にIBMが製造したこのドライブは約200MBの容量を記録できました。当時としては巨大でしたが、今日の平均的なメモリースティックの約16分の1に相当します。

このドライブは、ウェストドレイトンにあるロンドンエリアおよびターミナルコントロールセンターのフライトデータ処理システムで使用されました。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

MacBook Airに匹敵する起動時間

1970 年代に NATS マシンで使用されていたコンピュータ メモリの主な形式は、磁気コア ストレージでした。

このブロックは iPhone よりも大きいかもしれませんが、その携帯電話のメモリのほんの一部である 1kB のメモリしか保持できません。

しかし、コアストレージは揮発性ではなかったため、現在一般的に使用されているメモリよりも優位性がありました。不揮発性メモリを採用することで、マシンの電源を入れるたびに、回転式ハードドライブのような低速な二次記憶装置からデータを読み込む必要がなくなりました。

その結果、MacBook Air に匹敵する起動時間を持つマシンが誕生しました。

「電源を切って再び入れても、プログラムを再ロードする必要はありませんでした。データはすべてそのまま残っていました。1970年代当時、これらのマシンの起動時間は10秒未満でした」とギブソン氏は語った。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

コンコルドの最後の飛行

2004年にスタンステッド空港が英国で初めて電子ディスプレイに切り替えるまで、飛行データは英国の航空管制官によって紙片に印刷されていた。

この飛行場は、2003 年にロンドンのヒースロー空港に到着したコンコルドの最後の商業飛行のものです。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

今日の議題

このドットマトリックスのプリントアウトには、当時の飛行機の離着陸が示されています。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

現代の技術

現代では、この Alpha コンソールは、ハンプシャー州スワンウィックにある NATS ロンドン管制運用室の航空管制官によって使用されています。

大型ディスプレイはレーダーで航空機を追跡し、2つの小型スクリーンには飛行データと支援情報が表示されます。コンソールは、管制官が航空機との通信に使用する通信機器もサポートします。

「航空管制官は上空を飛ぶすべての航空機の画像を取得し、それらを安全に分離する」とギブソン氏は述べた。

地上の管制官は、コンピュータ データ リンクを介して航空機に電子テキスト メッセージを送信することもできます。

各ワークステーションには、IBM Powerプロセッサー2基、レーダーディスプレイ用のIBM 520プロセッサー1基、そして今後20分間の航空機の位置を予測するための高性能チップ1基が搭載されています。中央サーバーは、飛行データとレーダーデータを各ワークステーションに送信します。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

航空機の追跡

このアルファ コンソールのレーダー画面のクローズアップには、航空管制官に表示されるガトウィック空港周辺の航空交通の再現が表示されています。

管制官は、一次レーダーと二次レーダーを組み合わせて航空機の位置を追跡します。

一次レーダーは、無線ビームを機体の外部で反射させ、返ってきた信号を検出することで機体の位置を特定します。

二次レーダーは、航空機に搭載されたトランスポンダーと呼ばれる無線機器に依存しており、航空機の高度、コールサイン、速度を地上の機器に中継します。

レーダーデータはコンピューターで処理され、管制官に 2048×2048 のディスプレイ上で航空機の位置を明確に表示します。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

管制塔からの眺め

これは英国最大の航空交通ハブの 1 つであるガトウィック空港の管制塔からの眺めです。

このシミュレーターは、NATS（航空管制局）が航空管制官の訓練に使用しています。このシステムでは、新人管制官が日常的な状況や異常な状況にどのように対処できるかを確かめるため、数百時間にわたる試験を実施しています。

画面に表示される3D航空機は、実際の人間が操縦します。人間は初心者と無線連絡を取り、テストにリアリティを与えます。シナリオには、パイロットの指示無視や技術的な不具合など、予期せぬ事態も含まれています。

「管制官の業務の99.99パーセントは日常的なものだ。だが、時々起こる異常な状況に対して管制官が万全の備えができていることを確認する必要がある」とギブソン氏は語った。

このシミュレーターは、英国最大の空港の滑走路、建物、周囲の景観を再現できるだけでなく、管制官に上空全体の視界を提供し、仮想双眼鏡を使って着陸する飛行機を見つけることもできる。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic

まるで本物みたい

シミュレーターは、実際の空港を 3D で再現するほか、航空管制官がコンソールで操作するフライト データや無線通信も再現します。

画像: ニック・ヒース / TechRepublic