Emniyet Kritik Yazılımlar

3 Mayıs 2021 Pazartesi

İnsansız Hava Araçlarının (İHA) Ayrılmamış Hava Sahasına Entegrasyonu ile DO-178C Kullanımının Artan Önemi


İnsansız Hava Araçlarının Ayrılmamış Hava Sahalarına Entegrasyonu


İnsansız hava araçları (İHA), teknolojik ve fonksiyonel kabiliyetlerindeki gelişimini hızla sürdürmektedir. Günümüzde otomatik iniş kalkış yapan, otonom görev icrasında bulunan, gönder unut yetenekli görüş hattı dışında (LOS) çalışabilen, küresel görev kabiliyetli İHA sistemleri sivil/askeri kuruluşlar tarafından aktif olarak kullanılmakta ve gerek hükümet, gerek askeri ve gerekse ticari kuruluşlara etkinlik, emniyet, ekonomik olarak fayda sağlamaktadırlar. Günümüzde İHA uçuşları havacılık otoriteleri tarafından onaylanan ayrılmış hava sahaları içerisinde –İHA uçuşları için tahsis edilmiş bölgelerde- gerçekleştirilmektedir.
Kamusal, ticari ve askeri pek çok uygulama alanına sahip olan İHA sistemlerinin, ayrılmamış hava sahalarında diğer sivil, askeri hava araçları ile birlikte emniyetli şekilde kullanılabilmeleri için Amerika ve Avrupa’da yoğun faaliyet yürütülmektedir. Bu bildiride, İHA’ların ayrılmamış hava sahalarına (makale içersinde Sivil Hava Sahası (SHS) olarak adlandırılacaktır.) entegrasyonu hakkında dünya ve ülkemiz ölçeğinde yapılan/yapılması planlanan çalışmalardan bahsedilecektir. Algıla ve Sakın (Sense and Avoid) sistemler, güvenilir ve emniyetli komuta kontrol, veri bağı (data link) sistemleri ilgili entegrasyon faaliyetlerinden, oluşturulmuş ve halen oluşturulmakta olan İHA uçuşa elverişlilik belgelendirme ve standartlaştırma çalışmalarından bahsedilecektir.
 
İHTİYACIN OLUŞMASI
Günümüzde dünyada ayrılmış bölgelerin dışında uçuş yapacak İHA’lar özel sertifikalar (ABD için COA, Special A/W vb.) dâhilinde uçuşlarını gerçekleştirmektedir. Bununla birlikte hava trafik kontrolörleri İHA sahalarına insanlı uçuşların geçişini engelleyerek veya rota planlaması yaparak hava sahasının insanlı/insansız sistemlerce ortak kullanılmasını sağlamaktadır. Günümüz talepleri doğrultusunda mevcut durum ve alınan aksiyonlar yeterli görünse de gelecek projeksiyonda artması kaçınılmaz olan İHA kullanımı düşünüldüğünde İHA sistemlerinin sivil hava sahasına entegre edilme ihtiyacının karşılanması, çözülmesi gereken bir problem olarak önümüze çıkmaktadır.
Hava sahası kara ve su alanı üzerinde bulunan atmosfer kütlesidir. Hacmi ve kullanımı uluslararası kanunlar ve yönetmelikler ile belirlenir. Bu kapsamda hava sahası sınıfları, hava sahasının yoğunluk ve irtifalarına göre ayrılan kategorilerdir. International Civil Aviation Organization (ICAO) mevzuatınca belirlenmiş 7 adet hava sahası sınıfı bütün dünyada ICAO’ya bağlı ülkelerce kabul görmektedir. A sınıfı hava sahaları en yoğun hava trafiğinin gerçekleştiği ve VFR (Visual Flight Rules) yani görerek yapılan uçuşlara kapalıdır. B sınıfı hava sahaları çok yüksek irtifalardaki uçuşlar için tahsis edilmiş VFR kullanılmayan, C sınıfı hava sahaları daha alçak irtifalar için kullanılan ve VFR uçuşun izne bağlı olduğu hava sahaları olarak tanımlanmıştır. İnsanlı sistemlerin hava sahalarını kullanabilmeleri havacılık otoritesinin ilgili uçuş bölgesini İHA uçuşu için tahsis etmesi (NOTAM) ve ayrılmış hava sahası oluşturması ile gerçekleştirilir. 

Ayrılmış hava sahalarının dışında kalan sivil hava sahalarındaki İHA görevlerine yönelik uçuşa elverişlilik sertifikasyon kuralları mevcut olmadığından dolayı sivil İHA kullanımı oldukça sınırlı seviyededir. İHA’ların ayrılmamış hava sahalarında uçuş imkânı sağlanması için başta North Atlantic Treaty Organisation (NATO) ve
Federal Aviation Administration (FAA) olmak üzere sivil/askeri kuruluşlar tarafından askeri isterler doğrultusunda çalışma başlatılmıştır.
İHA’ların ayrılmamış hava sahasına entegrasyonu mevcut kapasiteyi düşürmeden, emniyetli, hava sahası operasyonlarını negatif etkilemeden, diğer hava sahası kullanıcıları ve yerdeki nesne/canlılar için bir risk oluşturmadan gerçekleştirilmelidir. Bu kapsamda atılması gereken adımlar fasılalı olarak belirlenmiş ve uygulamaya konulmuştur. Bu adımları Sertifikasyon, Algıla Sakın (Sense and Avoid), Veri Bağı (Data Link), Yer Kontrol İstasyonu (Ground Control Station) ve Hava Trafik Kontrolörü (Air Ttraffic Controller) olarak 5 grup altında toplayarak inceleyebiliriz.

 ENTEGRASYON ADIMLARI VE KARŞILAŞILAN ZORLUKLAR
Entegrasyon adımlarını incelemeden önce bu adımlara ulaşılmasında izlenilen yola kısaca değinmekte fayda var. Daha önce bahsedilmiş olduğu üzere günümüzde İHA’ların sivil hava sahalarını kullanmalarına imkân verecek sertifikasyon standardı ve kılavuz dokümanları bulunmamaktadır (çalışmalar halen devam ediyor). Sivil hava sahasını kullanacak her araç ve operatör için kayıtlı olduğu otorite tarafından verilmiş bir uçuşa elverişlilik (Certification of Airworthiness) belgesi olması zorunludur. Bu kapsamda FAA’in öncülüğünde başlatılmış olan çalışma gruplarında İHA’lar için minimum performans gereksinimleri oluşturulmaya başlanmıştır. Bu çalışmalar ışığında mevcut insanlı sistemlerin sahip oldukları emniyet seviyesine denk gelecek şekilde bir emniyet seviyesine ulaşılması için İHA’lara kazandırılması gereken yetenekler ve güncellenmesi öngörülen mevzuat belirlenmiştir. Bu kapsamda İHA - SHS entegrasyonu için öngörülen gereksinimler;

 İHA operatörleri mevcut veya geliştirilecek işletme prosedürlerine yönelik sertifiklandırılacaktır.
 SHS içerisinde kullanılacak olan tüm İHA sistemleri mevcut veya amaca yönelik olarak yeniden oluşturulmuş uçuşa elverişlilik gereksinimlerine uygun sertifikalandırılacaktır.
 Tüm İHA’lar Instrument Flight Rules (IFR) uçacak ve bir uçuş planı oluşturarak bu planı icra edecektir.
 Tüm İHA’lar ADS-B ve irtifa bildirim kabiliyeti olan bir transpondera sahip olacaktır.
 Tüm İHA’lar kullanıldıkları ortamın çevresel gereksinimlerini karşılayacak şekilde ekipmanlandırılacaktır.
 Her bir İHA’yı kontrol eden bir adet pilot, (Pilot In Control) ve her pilotun kontrol ettiği sadece 1 adet İHA olacaktır.
 Otonom kabiliyetler pilot kontrolünü by-pass edemeyecektir.
 İHA operasyonları için tahsis edilmiş iletişim kanalları (Spektrum) kullanılacaktır.
 Yeni sınıf ve tipte hava sahaları oluşturulmayacak, İHA’lar mevcut tanımlanmış hava sahalarını kullanacaklardır.
 Hava Trafik Kontrolörleri mevcut hava trafik ayırma komutlarını İHA sistemleri için de yürütecektir.

İlgili gereksinimler doğrultusunda güncellenmesi veya yeniden oluşturulması planlanan sistem ve süreçler aşağıdaki gibi özetlenebilir. Hedeflenen entegrasyonun RTCA’in belirttiği üzere İHA – Operatör -Diğer Uçaklar - Hava Trafik Kontrolörünü kapsayacak şekilde hayata geçirilmesi planlanmaktadır.

 Sertifikasyon Gereksinimlerinin Oluşturulması (İHA)
 Sertifikasyon Gereksinimlerinin Oluşturulması (Pilot)
 Yer Konuşlu Algıla Sakın Sistemlerinin Geliştirilmesi
 Hava Aracı Konuşlu Algıla ve Sakın Sistemlerinin Geliştirilmesi
 Kontrol ve İletişim Sistemlerinin Geliştirilmesi
 Minik İHA Gereksinimlerinin Oluşturulması
 Hava Trafik Birlikte Çalışabilirlik Prensiplerinin Belirlenmesi

 Sertifikasyon ve Uçuş Emniyeti
Uçuşa elverişlilik, hava aracının tasarım ve kullanım safhalarının ön tanımlı kurallara uygun olarak yapılıp yapılmadığının değerlendirilmesidir. Otorite tarafından yapılan bu değerlendirmenin sonucunda hava aracı tasarımı ve alt sistemlerinin uçuşa elverişli olduğuna dair bir onay verilir. İHA sistemini oluşturan başlıca unsurlar insansız hava aracı, kontrol istasyonu, operatör (pilot), kontrol veri bağıdır. İHA-SHS entegrasyonunun gerçekleştirilme düşüncesi ilgili sistemlerin her biri için ayrı sertifikasyon ihtiyacını ortaya çıkarmıştır.

Sertifikasyon konusunda FAA vb. dâhil hiçbir otoritenin İHA teknolojileri konusunda sivil sertifikasyon tecrübesi bulunmamaktadır. Sertifikasyon temelini (Certification Basis) oluşturacak İHA’lara özgü standartların yazılabilmesine yönelik bilgi birikimi maalesef henüz yeterli seviyede değildir. İHA nihayetinde bir uçaktır ve sivil uçaklarla birlikte uçacak bir İHA’nın yazılımdan, donanıma, yapısal bileşenlerden performansına kadar insanlı uçakların sahip olduğu tasarım faktörlerine ve emniyet değerlendirmesine tabii olması gerekmektedir. Buradan yola çıkılarak ayrılmamış hava sahalarına entegre edilecek İHA’lar için insanlı araçlara benzer bir sertifikasyon süreci takip edilmesi planlanmaktadır.

İHA sertifikasyon başvurusuna müteakip insanlı sistemlerin sertifikasyon adımlarına benzer bir şekilde İHA’nın uçuş karakteristiği, yapısal dayanım, tasarım, itki sistemi, montaj, elektronik donanım, yazılım vb. sistem ve ekipmanlar İHA’lar için oluşturulmuş uçuşa elverişlilik ve sertifikasyon gereksinimleri doğrultusunda onaylanarak operasyonel onay safhasına geçilecektir. Tasarım onayının alınması için gerekli olan materyal, yapısal tasarım, uçuş emniyeti, sistem güvenilirliği vb. minimum performans gereksinimleri oluşturulmaya başlanmış olmasına rağmen İHA sistemlerinin insanlı sistemlere nazaran çok çeşitlilik arz etmesi minimum performans gereksinimlerinin belirlenmesini zorlaştırmaktadır. Örnek verecek olursak mevcut standartlar kokpitte bir pilot olduğu gerçeğinden yola çıkılarak tasarlandığı için İHA tasarımına uyarlanmaları mümkün görünmemektedir. İHA operatörünün kokpitteki pilotun hissiyatına sahip olmayışı ve meydana gelebilecek olaylara karşı aynı hassasiyette ve hızda yanıt veremeyeceği de bir diğer göz önünde bulundurulması gereken unsurdur. Birçok İHA insanlı sistemlerden farklı kalkış (mancınık vs.) ve iniş(paraşüt, ağ vb) özelliğine sahip olabilmektedir. İHA davranışlarını belirlemek ve olası senaryoları canlandırmak için yurt dışında bazı ülkelerde İHA test merkezleri kurulmuş olsa da insanlı sistemler için oluşturulmuş standartların temelinde yatan uçuş/kaza/olay tecrübelerinin kaydının tutulması İHA sistemleri için henüz istenilen seviyede değildir. Bu durum İHA’lara özgü sertifikasyon ve uçuşa elverişlilik standartlarının oluşturulması aşamalarını ve tasarım onayı sürecini etkilemektedir. Bütün zorluklara rağmen ABD’de İHA sertifikasyon çalışmaları aşağıdaki plan doğrultusunda devam etmektedir.

 Mevcut İHA sistemlerini operasyonel limitler dâhilinde kullanıp, test ederek standartların oluşturulması noktasında girdi teşkil etmesi.
 Belirli tipte İHA operasyonları belirlenerek mevcut standartların bu operasyonları kapsayacak şekilde uyarlanması tasarım standartlarının oluşturulması ve limitli tip sertifikalarının verilmesi
 Tasarım standartlarının oluşturulmasına müteakip insanlı sistemler ile tekrarlanabilir şekilde emniyetli uçuşların gerçekleştirilmesine yönelik adımların tanımlanması, limitli tip sertifikaların tam kapsamlı ve operasyonel hale getirilmesi.

İlgili faaliyetlerin sonunda oluşturulması planlanan gereksinim, standart, kılavuz alanları aşağıdaki gibidir.

Standart ve Kılavuz Dokuman İhtiyacı Bulunan İHA Operasyon Alanları İHA Pilot Kontrol İstasyonu Veri Linki
• Mevzuat
•Sertifikasyon
Gereksinimleri
• Teknik Standartlar
•Uçuşa Elverişlilik
Standartları
• Prosedürler
• Kılavuzlar
• Performans
• Bakım
• Mevzuat
•Sertifikasyon
Gereksinimleri
• Operasyonel
Standartlar
• Prosedürler
• Kılavuz Döküman
• Eğitim Gereksinimleri
• Medikal Standartlar
• Mevzuat
•Sertifikasyon
Gereksinimleri
• Teknik Standartlar
•Uçuşa Elverişlilik
Standartları
•Birlikte Çalışabilirlik
Gereksinimleri
• Kılavuz Döküman
•Bakım Gereksinimleri
• Mevzuat
•Sertifikasyon Gereksinimleri
• Teknik Standartları
•Uçuşa Elverişlilik Standartları
•Birlikte Çalışabilirlik Standartları
• Frekans Spektrumu Standartları
• Control Standartları
• Bağlantı Gizliliği Gereksinimleri

İHA Sertifikasyon Başvuru
Gereksinimler
Tasarım Onayı
(Tip Sertifikası)
Operasyonel
Onay
Sivil Hava Sahasına Entegrasyon

Algıla ve Sakın Sistemleri
İHA sistemlerinin SHS entegrasyonu konusunda temel kural “Benzer insanlı sistem emniyet seviyesine sahip olması” zorunluluğudur. İHA’ların içersinde bir pilot olmayışı, pilot görüşünün yerine geçebilecek sistemlerin geliştirilerek İHA’lara monte edilmesi ihtiyacını ortaya çıkarmıştır. Pilot görüşü ile sağlanmak istenilen havacılıktaki “well clear” durumudur. Havada çarpışmaları önlemek maksadı ile hava trafik kontrolörü gerekli durumlarda devreye girerek ayırma (seperation) işlemi gerçekleştirmeye yönelik komut vermekle görevli olsa dahi ilk ve öncelikli sorumluluk uçağı kullanan pilotundur. İHA’ların diğer hava sahası trafiğindeki insanlı/insansız uçaklar ile çarpışmasını önlemek maksadıyla “well clear” durumunu koruması için Algıla ve Sakın sistemine ihtiyaç duymaktadır. Algıla ve Sakın sistemler 2 fonksiyonun hatasız gerçekleştirilmesi üzerine kuruludur. 
Sistem diğer hava araçları ile olası bir çarpışmayı önlemek üzere birden fazla sensör bilgisinin birleştirilerek (fusion) anlamlandırılması ve ön tanımlı eşik (threshold) değerler doğrultusunda aksiyon alması ile  istenilen görevleri icra eder. Algıla ve Sakın sistemler çoğunlukla radar, elektro optik gibi sensörlerin bulunduğu izleme biriminden, sensör verisini birleştirip anlamlandıran tespit biriminden, çarpışma önleyici manevraları hesaplayan önleme biriminden ve trafik bilgisini gösteren gösterge biriminden meydana gelir. Bahsi geçen alt birimlerin performans gereksinimleri bölüm 2.1 de ifade edilen süreç doğrultusunda oluşturulmaktadır. Kokpitte bir pilot olmadan İHA’ların algıla ve sakın konusunda sertifikasyon gereksinimlerini sağlaması algıla ve sakın sistemlerin performansına bağlıdır. Emniyetli, güvenilir ve etkili algıla sakın sistemlerin geliştirilmesi günümüz şartları göz önünde bulundurulduğunda İHA-SHS entegrasyonu sağlanabilirliği açısından en kritik teknolojik zorluğu teşkil etmektedir.

Veri Bağı
Günümüzde kullanılan İHA’ların yer kontrol istasyonu ile iletişimini sağlayan veri bağlarına ek olarak, SHS entegrasyonu ile İHA-Hava Trafik Kontrolörü arasındaki iletişimi sağlayacak bir veri bağı ihtiyacı ortaya çıkmıştır. Görüş hattı (Line of Sight) çalışan veri bağı sistemlerinin, atmosferik şartlar, karıştırma (interference) gibi sahip olduğu güvenilirlik zafiyetlerine çözüm bulunması İHA-SHS entegrasyonu açısından önem arz etmektedir. Bununla birlikte İHA’ların yerden kontrol edilebilmeleri için gerekli olan kontrol veri bağı da diğer uçaklarla iletişim için gerekli olan iletişim veri bağının sahip oldu zafiyetleri barındırmaktadır. Özellikle ağdaki gecikme süresine veya bağlantının kopması gibi durumlara hazırlıklı olunması açısından hem teknolojik hem de operasyonel güncellemeye (Örneğin veri bağı bağlantısının kaybolması durumunda İHA’dan bilgilendirme amaçlı yayınlanacak transponder kodu gibi) ihtiyacı duyulmaktadır. Bahsi geçen durumların hava trafik kontrolörü tarafından yönetilmesi halinde hava trafik operatörlerinin iş yükünün artması ve trafik akışında gecikmelere sebep olunması riski bulunmaktadır. Veri bağı ile ilgili olarak bölüm 2.1’de ifade edilen çalışmaların kapsamı 

Görev yükü kapsamı emniyet ve sertifikasyon isterlerinin dışında kalan bir konu olduğu için İHA-SHS entegrasyonu düzenlemelerinin dışında tutulmuştur. CNPC veri bağı hava aracı sistem durumu, hava aracı kontrolleri, durumsal farkındalık geri bildirimleri gibi kritik öneme sahip veri alışverişini sağlamaktadır ve entegrasyon faaliyetleri kapsamında emniyet değerlendirmesi ve sertifikasyon gereksinimleri açısından ele alınmaktadır. Pilot/ATC veri bağı İHA ile Hava Trafik Kontrolörü ve diğer hava sahası kullanıcıları ile sesli iletişimi sağlamaktadır, entegrasyon faaliyetleri kapsamında ele alınmaktadır. UAS kontrol veri bağı İHA ile kontrol istasyonu arasında güvenlik ile ilgili bilgi alış verişi için kullanılan bir iletişim kanalıdır, sistem modları, seyrüsefer yardımcılarından gelen bilgiler, hız, irtifa vb. kritik
Algıla ve Sakın Sistemi
Ayırma (Self Seperation)
“well clear” durumunun idame edilmesi
Çarpışma Önleme (Collision Avoidance)
Acil durumlarda çarpışma önleme manevra yapılması

veriler bu kanal aracılığı ile transfer edilmektedir ve entegrasyon faaliyetleri kapsamında regülasyona tabi unsurlar arasında yer almaktadır.

 Yer Kontrol İstasyonu
İHA yer kontrol istasyonu entegrasyon faaliyetlerinden etkilenerek sistem emniyet değerlendirmesine giren, emniyetli şekilde geliştirilmesi gerekecek diğer bir İHA sistemidir. Ana hedef operatörün İHA kontrolünü daima belirli bir eşik değerinde icra edebilmesidir. Kontrol istasyonu bileşenleri ayrı ayrı incelenerek her bir bileşen için gerekli standart geliştirme çalışmaları yapılmaktadır. Bu çalışmalar kapsamında yer istasyonu tarafından kontrol edilecek İHA tipi, frekans spektrumu, çevresel faktörler ile birlikte insan faktörleri gibi bir çok konu ele alınmaktadır. Emniyetli bir İHA operasyonu yürütmek için yer kontol istasyonu ile İHA arasındaki bütünlük, istikrar, emniyet ve gizlilik hayati öneme sahiptir.

Hava Trafik Mevzuatı
Bir çok hava trafik mevzuatının İHA entegrasyonu kapsamında gözden geçirilerek güncellenmesi planlanmaktadır. Birlikte çalışabilirlik açısından bakıldığında el kitapları, eğitim, uçuş planlama, ayırma, çarpışma önleme, terminal prosedürleri, güvenlik, emniyet gibi bir çok konuda güncelleme ve yeniden prosedür oluşturma ihtiyacı doğmuştur. Hava trafik kontrolörünün görev icra için kullandığı yardımcı sistemler dahil bir çok prosedür insanlı uçaklar için tasarlanmıştır. Hava trafik operatörlerinin, hava trafiğini düzenlerken verdiği yeni rota vb. ayırma (seperation) direktifleri İHA performans parametreleri bilinmeden verilemeyeceği için mevcut hava trafik kontrol sistemleri ile İHA entegrasyonu gerçekleştirmek mümkün görünmemektedir.
Bununla birlikte hava aracını kontrol etmek için aradaki veri bağına bağımlı olan İHA operatöleri hava trafik operatöründen gelecek direktiflerini zamanında uygulayabilmesinin bir garantisi yoktur. İnsanlı sistemler ile aynı hava meydanlarını kullanacak İHA’lar için taksi, yer hizmetleri ve bakım konularında prosedür güncellemesine ihtiyaç duyulmaktadır.

TÜRKİYE’DEKİ DURUM VE ÖNERİLEN ENTEGRASYON ADIMLARI

Yukarıdaki bölümlerde ifade edilen entegrasyon faaliyetleri için gerekli adımlar ancak teknoloji üreticileri ve havacılık otoritelerinin eş güdümü içerisinde gerçekleşebilecek aktivitelerdir. Türkiyemiz İHA kullanımı konusunda 90’lı yıllara varan bir maziye sahiptir. Son yıllarda MALE (Medium Altitude Long Endurance) sınıf İHA üretimini gerçekleştiren ülkemizde, İHA-SHS entegrasyonu ciddiyetle yaklaşılarak sistematik bir şekilde hayata geçirilmesi önem arz eden bir konudur. Sivil Havacılık İdaresi’nin yakın zamanda yayınladığı “İnsansız Hava Aracı Sistemlerinin Ayrılmış Hava Sahalarındaki Operasyonlarının Usül Ve Esaslarına İlişkin Talimat” ülkemizde bu konuda atılmış ilk adım olarak kabul edilebilir. Bir sonraki adım olarak İHA test sahaları oluşturularak ayrılmamış hava sahasına entegrasyon sırasında karşılaşılacak olaylar test edilebilir. Bu yüzden Türkiye İHA-SHS entegrasyon yol haritasının ilk kilometre taşı İHA Test Sahaları oluşturulmasıdır. Bu sahalarda veri bağı sistemlerinden, pilot-makine arayüzüne, İHA performanslarından çarpışma önleme sistemlerine kadar bir çok konu test edilerek entegrasyon sürecine girdi sağlanabilir. Farklı tipte İHA operatörlerinin bu test sahalarındaki uçuş deneyimi ve analizlerini aktarabileceği bilgi paylaşım altyapısı kurularak İHA operasyonları konusunda saha tecrübelerine dayanan güncel veri tabanı oluşturulabilir. Bu bilgiler kurulacak olan çalıştaylarda görevli havacılık uzmanları tarafından analiz edilerek risklerin belirlenmesi ve indirgenmesi için kullanılır. Bir sonraki adım uluslararası kuruluşların da desteği ile ülkemizde faaliyet gösterecek İHA’ların operasyonel gereksinimlerinin belirlenmesi olacaktır. Ülkemizdeki İHA test merkezlerinden gelen verinin analizi ve uluslararası kuruluşlardan gelecek diğer bilgiler doğrultusunda Türkiye’de sivil hava sahalarında faaliyet gösterecek İHA’lar ve İHA’lar ile arayüzü olan tüm birimler için mevzuat oluşturulur. İlgili adımlara paralel olarak İHA entegrasyonu için gerekli teknolojinin geliştirilmesi için yerli üreticilerin yönlendirilmesi diğer bir konudur. Yerli üretici mevcut İHA sistemlerin sertifikalandırılmaları ve yeni üretilecek sistemlerin İHA entegrasyon gereksinimleri gözetilerek geliştirilmeleri için teşvik edilmeli, yol gösterilmelidir.

SONUÇ
İHA’ların sivil hava sahasına entegrasyonu konusunda operasyonel, emniyet, sertifikasyon ve gizlilik gibi gereksinimlerin karşılanabilmesi için ciddi ve karmaşık bir faaliyet içerisine girilmesi gerekmektedir. Algıla ve Sakın sistemler gibi kimi gereksinimlerin karşılanması teknolojik birikim istemekte, havacılık mevzuatının güncellenmesi gibi kimi gereksinimin karşılanması da yoğun çaba ve kurumlar arası eş güdüm gerektirmektedir. Bu konuda dünyadaki eğilim 2015 yılından itibaren hızla mevcut İHA sistemlerinin ayrılmamış hava sahalarına entegre edilmeye başlanması yönündedir. Ülkemizdeki entegrasyon faaliyetlerine bir an önce başlanması ile geleceğin teknolojisi insansız sistemlerin yurdumuzda sivil/askeri kullanımlarının önünü açabilirsek bu konudaki dünya trendini yakalamış oluruz.
.
REFERANSLAR
1 Minimum Operational Requirements (MOPS) for Unmanned Aircraft Systems, Draft RTCA Şubat 2015
2 Impact of UAS Vertical Maneuvers on Manned CAS, RTCA 2015
3 Detect And Avoid Systems Operational Hazards, Draft, RTCA 2014
4 VV Process for accepting MOPS Requirements, RTCA 2014 Özel konuşma
4 Minimum Operational Performance Standards (MOPS) for Unmanned Aircraft Systems (UAS) Command and Control, RTCA 2015
6. ÖZGEÇMİŞ
Konya doğumlu olan yazar yurt içi ve yurt dışı savunma sanayi projelerinde yazılım, sertifikasyon mühendisi ve proje yöneticisi olarak görev almıştır. Birleşik Arap Emirlikleri’nde 3 yıla yakın görev aldığı İHA geliştirme projesinin ardından halen Savunma Sanayi Müsteşarlığı’nda Kıdemli Danışman olarak görev almakta, FAA ve RTCA’in birlikte yürüttüğü İHA’ların Ayrılmamış Hava Sahalarına Entegrasyonu konulu çalışma grubunun üyesidir.

17 Kasım 2010 Çarşamba

DO-178B Başlangıç

 Herşey bir gaz ve toz bulutuydu.. Peki o kadar eskiye gitmeyelim, 1985 yılında DO-178A'nın çıkmasını da hızlıca geçecelim ve gelelim A nın geliştirilmesi ile ortaya çıkan B sürümüne. DO-178B RTCA tarafından yayınlanan  "Software Considerations in Airborne Systems and Equipment Certification"  başlıklı bir döküman. Başlıktanda anlaşılacağı üzere ilgi alanı yazılımların uçuşa elverişlilik gereksinimlerini karşılaması. Bu gereksinimlerin nasıl karşılanacağı ise tamamen geliştiriciye bırakılmıştır. - O kadar da rahat hissetmeyelim kendimizi zira DO-178B gereksinimlerini karşılamak ciddi ölçüde duygusallık ( $ ) gerektirecektir.-

Uçuşa elverişlilik gereksinimleri, hava aracında koşan yazılımın hata yapması durumunda sistem güvenliğininin nasıl etkileneceği üzerinde durur. Yahu etkilese etkilese ne kadar etkileyecek yazılım olmadan da gider kardeşim bu araç diyenler için (ki bir seminerde aynı ifadelerle başıma geldi) bir kaç örnek verebiliriz.

Örnek 1: Uçağın eğlence sistemindeki video oynatıcı yazılımın arızalanması.
Olası Sonuç: Mutsuz, belki sinirli ama hala nefes alıp verebilen yolcular.

Örnek 2: 0 görüş durumunda (sis vs.) aletli otomatik iniş esnasında uçağı kontrol eden yazılımın hata yapması.
Olası Sonuç: Ne olduğunu bile anlamadan yarı yanmış halde kimisi enkaza sıkışmış kimi piste saçılmış yolcular.

Durumun ciddiyetinin daha iyi anlaşılması açısından verdiğim iki örnek hem bu işin şakasının olmadığının hem de farklı işleri üstlenmiş yazılımların farklı güvenlik seviyelerine sahip olması gerektiğinin güzel bir ispatı. Uçağın eğlence sistemi ile otomatik iniş sistemi yazılımlarının hata yapması durumunda sistemin güvenliği farklı şekilde etkilenmektedir. Bu sebepten iki farklı yazılım, iki farklı emniyet seviyesine göre geliştirilmeli ve test edilmelidir.

İşte DO-178B bu farklı emniyet kritiklik durumlarını ifade etmek açısından yazılım sistemlerini 5 seviyede tanımlar.

Level A : Hata yapması durumunda ölümcül (Catastrophic) sonuçlar ortaya çıkaran yazılımlar.
Level B : Hata yapması durumunda tehlikeli/riskli (Hazardous)sonuçlar ortaya çıkaran yazılımlar.
Level C : Hata yapması durumunda  ciddi olabilecek(Major) sonuçlar ortaya çıkaran yazılımlar.
Level D : Hata yapması durumunda daha az risk oluşturabilecek sonuçlar (Minor)ortaya çıkaran yazılımlar.
Level E : Hata yapması durumunda risk oluşturmayan yazılımlar.

Sistem güvenlik değerlendirmesi (safety assessment) ve etki analizleri tamamlandığında yazılma yukarıda bahsettiğim seviyeler tanımlanır. Sistem güvenlik değerlendirmesi ve etki analizlerinin nasıl yapıldığı konusuna bir başka yazımızda değineceğiz, bu noktada dikkat edilmesi gerekenin bu sürecin ciddi analizlerin ve değerlendirmelerin yapıldığı ve yazılıma bir seviye tanımlandığı kritik bir süreç olduğudur. Malesef ülkemizde özellikle yüklenici-altyüklenici ilişkili durumlarında yeterince özen gösterilmeden yapılan kırılımların ve seviyelerin belirlendiği örnekler mevcut olup bu durum zaman, işgücü ve para kaybının yanında hava araçlarında güvenlik zafiyeti oluşturmaktadır.

Seviye A olan bir yazılımda tamamlanması gereken hedef sayısı 66, B de 65 ve C seviye bir yazılımda hedef sayısı 57 olduğu göz önünde bulundurulursa gereksiz yere yüksek seviye belirlenmiş bir yazılımın geliştirme ekibi fazladan hedefler tamamlamak zorunda kalacak, tamamlanması gereken her bir hedef firmaya binlerce dolara mal olacaktır. Tersi istikamette ilerlenirse olması gerekenden daha düşük seviyelendirilmiş bir yazılım hava aracı için risk teşkil edecek, kontrolü yapılmayan bir olasılık sebebi ile can ve mal kaybına neden olabilecektir.

Peki DO-178B kılavuzluğunda yazılım geliştirmek, geliştirdiğimiz yazılımları güvenli yapar mı? Belki..
DO-178B 'nin hataların önlenmesi konusunda ciddi hedefler koyduğu kesin fakat bu ortadan kaldıracağını garanti etmiyor. İşin ilginç yanı yapılan araştırmalar gösteriyor ki meydana gelen uçak kazalarının büyük bir kısmı sistemlerin hiç çalışmamasından değil yanlış çalışmalarından ve diğer sistemlerin yanlış çalışan bu sistemlere güvenmelerinden kaynaklanıyor. Örn: Türk Hava Yollar TK-1951 sefer sayılı Hollanda uçağı Schiphol havaalanına iniş yaparken düşmüş 135 yolcudan 9'u hayatını kaybetmişti. Kaza kırım raporu incelendiğinde  uçağın radar altimetresinin uçağın yükseklik bilgisini yanlış ölçtüğü, otomatik pilotun bu yükseklik verisine güvenerek motor gücünü ve hızı kestiği ve uçağın piste ulaşmadan yere çakıldığı görülüyor.

DO-178B hatasız yazılımı garanti etmese de izlenmesini önerdiği metodolojiler ile ortaya çıkabilecek bu hataların tespit edilebilmesine olanak sağlıyor. Nasıl mı? Kontrol..Tekrar kontrol..Ve tekrar kontrol..Ve yine kontrol..

Önceden tanımlanmış hedefler yazılım geliştirmenin doğasında olan tuzaklara düşülmemesi için geliştiricele yol gösterir. Her biri birer hedef olan aşağıdaki süreçler DO-178B nin bel kemiğini oluşturur.

- Planlama Süreci (Planning Process)
- Geliştirme Süreci (Development Process)
- Gereksinim Süreci (Requirement Process)
- Tasarım Süreci (Design Process)
- Kodlama ve Entegrasyon Süreci (Codding  Integration Process)
- Test ve Doğrulama Süreci (Test and Verification Process)
- Konfigürasyon Süreci (Configuration Process)
- Kalite Güvence Süreci (Quality Assurance Process)

Pek çok geliştiricinin hali hazırda tanıdık olduğu bu süreçler DO-178B de bazı farklılıklar ile ele alınır. CMMI Seviye 3 bir firma için DO-178B süreçlerini uygulamak normal şartlar altında %35-%40 ekstra maliyet getirir. Normal şartlarda diye ifade etmemin sebebi endüstri ortalamasının bu rakamın çok üzerinde %75 ile %150 arasında olduğu gerçeğidir. Bir sonraki yazımızda DO-178B kapsamında adım adım her bir sürecin nasıl ele alınması gerektiğini, genelde nasıl ele alındığını ve sıklıkla düşülen hataları ve sonuçlarını irdeleyerek açıklamaya çalışacağım.

15 Kasım 2010 Pazartesi

Türkiye'de DO-178B uygulamaları ve DO-178C'ye doğru yol alırken

Merhabalar,

DO-178B ve yenilenmiş hali (tahminen 2011'de) DO-178C ile ilgili bilgi paylaşımına olanak sağlamak amacıyla kurduğum blogda mümkün oldukça kişisel deneyimlerimi ve diğer sektör uzmanlarının deneyimlerini paylaşmaya çalışacağım. Dilerseniz yeni ve konuya uzak ziyaretçilerimiz için kısaca DO-178B in tam olarak ne ifade ettiğinden bahsedelim.

FAA'in (Amerikan Havacılık İdaresi) AC 20-115B yönergesinde geçen şekli ile RTCA/DO-178B hava araçları için yazılım geliştiricilerin, yükleyicilerin ve kullanıcıların göz önünde bulundurmaları önerilen bir kılavuzdur. Önerilen diyorum çünkü DO-178B bilinenin aksine hiç bir zorlama veya zorunluluk ifade etmez. Kılavuzda "shall" ve "must" gibi zorunluluk bildiren emir kipli kelimelerin/cümlelerin bulunmayışı bu sebeptendir.

DO-178B yazılım geliştirmenin doğrulama, geçerli kılma, dökümante etme, konfigürasyon yönetimi ve kalite yönetimi gibi aşamaları için taslak mahiyetindedir. (Evet tanıdık gelebilir, CMMI içeriği ile benzer bir içeriğe sahip) DO-178B özet olarak, geçmişten bugüne pek çok aviyonik yazılım geliştirici firmanın tecrübelerinin yansıdığı, FAA sertifikasyonu için zorunlu tutulmasa da FAA'in aviyonik yazılımların DO-178B klavuzluğunda geliştirilmesi gerektiğini ciddi şekilde önerdiği, günümüz ve gelecek aviyonik tasarımlarının yaygın olarak kullanacağı kılavuz bir dökümandır.

İlerleyen günlerde (ve tabi fırsat buldukça) DO-178B kılavuzluğunda yazılım geliştirme basamaklarını ele almaya ve açıklamaya gayret edeceğim.

Bilgi ve tecrübelerini bizlerden esirgemeyen tüm dostlarımıza da şimdiden teşekkürlerimizle.