智慧空中交通管理系統(tǒng)及其應(yīng)用

1、智慧空中交通管理系統(tǒng)及其應(yīng)用作者：白季冬來(lái)源：科技資訊2014年第20期白季冬(中國(guó)民用航空華東地區(qū)空中交通管理局上海200335)摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)科學(xué)領(lǐng)域。由于互聯(lián)網(wǎng)獨(dú)特的快速 性、準(zhǔn)確性以及便捷性使得其能夠被運(yùn)用于航空航天業(yè)的發(fā)展之中。智慧型空中管理系統(tǒng)就是 應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)空域中飛行器進(jìn)行管理的系統(tǒng)。其具體是指將具有強(qiáng)大感應(yīng)功能的傳感器放 置于空管各設(shè)備系統(tǒng)中，再運(yùn)用先進(jìn)的IT技術(shù)將其相互連接形成一個(gè)空管整體，對(duì)空管進(jìn)行全方 位的監(jiān)視與處理。本文先是闡述智慧型空管系統(tǒng)的概念，再簡(jiǎn)單介紹系統(tǒng)的大體構(gòu)成部分，接著 分析智慧型空管系統(tǒng)的建立基礎(chǔ)，為空管提供事實(shí)

2、依據(jù)，最后再探討智慧型空管系統(tǒng)在生活中的 應(yīng)用。關(guān)鍵詞:智慧型空管系統(tǒng) 應(yīng)用 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào):V3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)：1672-3791(2014)07(b)-0022-011智慧型空管系統(tǒng)的基本概念智慧型空管系統(tǒng)中，智慧是指利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦予管理設(shè)備一定的人工智能，使其可以快速 準(zhǔn)確的做出自身判斷，具有一定的機(jī)械性智慧；空管全稱(chēng)為空中管理，是對(duì)某段空域中出現(xiàn)的飛行 器進(jìn)行管理,主要可分為對(duì)空中交通的服務(wù)管理、對(duì)空中交通的流量管理以及對(duì)空域的管理?？?管是一項(xiàng)復(fù)雜的工程,其涉及范圍廣，管制困難,是目前我國(guó)所重點(diǎn)開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目之一。能否科學(xué)妥 善的對(duì)空中交通進(jìn)行管理成為保障空中安全、提高航

3、空效率的主要因素。智慧型空管系統(tǒng)是運(yùn) 用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督管理的系統(tǒng)。其通過(guò)傳感器技術(shù)將所監(jiān)測(cè)到的信 息傳遞給計(jì)算機(jī),再由計(jì)算機(jī)作出處理，傳送至輸出平臺(tái)，從而起到輔助管理人員對(duì)空中交通進(jìn)行 管制、規(guī)劃的目的。2智慧型空管系統(tǒng)的大體框架2.1感知層感知層在整個(gè)管理系統(tǒng)中處于基礎(chǔ)地位，支持所有環(huán)節(jié)運(yùn)行的信息都是通過(guò)感知層進(jìn)行搜集 的。感知層在整體系統(tǒng)中起到一個(gè)檢測(cè)作用，保證了空中交通能夠有秩序的運(yùn)行。該層主要通過(guò) 傳感器技術(shù)對(duì)管理中心、機(jī)場(chǎng)地面及航行路線等多處重要地點(diǎn)進(jìn)行感應(yīng)以達(dá)到快速發(fā)現(xiàn)可能性 故障的目的。一般使用的傳感器類(lèi)型多為雷達(dá)、監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控?cái)z像頭、射頻標(biāo)簽等等。在感

4、 知過(guò)程中，一旦出現(xiàn)故障就會(huì)引起一連串的系統(tǒng)反應(yīng)現(xiàn)象，任何一處細(xì)小的故障都可能會(huì)導(dǎo)致空 管處理系統(tǒng)的中斷，危及航空器的安全。故在感知層應(yīng)安裝有監(jiān)視自身運(yùn)行狀態(tài)的傳感器。2.2 應(yīng)用層應(yīng)用層包括網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層和服務(wù)層。網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)層主要包含互聯(lián)網(wǎng)、AFTN網(wǎng)、空中管理的局域 網(wǎng)以及新一代的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)等等。這些基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)均是為了實(shí)現(xiàn)空管系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行而假設(shè)的 網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施。服務(wù)層則是通過(guò)聯(lián)合監(jiān)視數(shù)據(jù)，向空管人員直接反映空域情況的應(yīng)用平臺(tái)。 其中包括交通服務(wù)、空中管理、流量監(jiān)控等等。2.3決策層決策層主要是為了輔助管理人員對(duì)系統(tǒng)所提供的信息進(jìn)行邏輯判斷并作出決策的環(huán)節(jié)。該 層通過(guò)系統(tǒng)的智能判斷軟件對(duì)所得

5、數(shù)據(jù)作出分析，判斷其是否對(duì)空中安全具有威脅性，然后將判 斷結(jié)果傳遞給輸出端，幫助管理人員決策。3智慧型空中管理的系統(tǒng)基礎(chǔ)3.1關(guān)鍵的技術(shù)智慧型空管系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括射頻識(shí)別的技術(shù)和無(wú)線傳感器的技術(shù)。射頻識(shí)別是 一種高自動(dòng)化的、能夠進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。其主要通過(guò)物體發(fā)出的射頻信號(hào)準(zhǔn)確的對(duì)目標(biāo)物 進(jìn)行自主識(shí)別，并能夠從目標(biāo)物中獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。無(wú)線傳感器技術(shù)是一種將傳感器技術(shù)、 無(wú)線通訊技術(shù)、信息分析與處理技術(shù)等綜合運(yùn)用所形成的信息管理系統(tǒng)。其工作方式是在個(gè)重 要的控管單元處安裝相應(yīng)的傳感器，對(duì)機(jī)場(chǎng)或空管部門(mén)的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并將所得信息 加工處理，以無(wú)線通信方式傳送到空管部門(mén)，是一

6、種快速的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。3.2支撐的平臺(tái)智慧型空管系統(tǒng)得以建立的基礎(chǔ)主要有服務(wù)平臺(tái)和管理平臺(tái)兩種。服務(wù)平臺(tái)主要是指對(duì)空 中交通的服務(wù);管理平臺(tái)主要是對(duì)空中的飛行流量和整體空域安全進(jìn)行管理的平臺(tái)。詳情如下。3.2.1空中交通的服務(wù)平臺(tái)該平臺(tái)的主要任務(wù)是對(duì)飛行器的起飛、降落飛行的過(guò)程進(jìn)行管理，防止飛行器在航空管制范 圍內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重故障,造成安全問(wèn)題。具體是防止對(duì)航空過(guò)程中出現(xiàn)飛行器相互碰撞或飛行器與障 礙物碰撞的問(wèn)題，提高航空領(lǐng)域的安全性能，使得航空過(guò)程更加可靠,擴(kuò)大航空覆蓋范圍。3.2.2飛行流量及整體空域的管理平臺(tái)對(duì)飛行流量的管理一直是空管中的重要內(nèi)容之一，其所對(duì)應(yīng)的管理平臺(tái)主要目的是防止某段 航

7、空領(lǐng)域范圍內(nèi)出現(xiàn)交通擁擠,影響飛行器正常飛行的現(xiàn)象。其主要任務(wù)是在空中飛行流量達(dá)到 一定高度之后既是對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，引導(dǎo)飛行器進(jìn)入空閑空域，在一定程度上改善空中飛行的質(zhì) 量與速度,盡量提高航空領(lǐng)域的利用率。對(duì)整體空域的管理是一種根據(jù)空域的不同性質(zhì)對(duì)航空資 源進(jìn)行合理劃分的管理方式。其所對(duì)應(yīng)的管理平臺(tái)的目的是提高航空領(lǐng)域的安全性能，加強(qiáng)各機(jī) 構(gòu)之間的合作。4智慧型空管系統(tǒng)的應(yīng)用4.1對(duì)場(chǎng)面及跑道的管理機(jī)場(chǎng)是組成整個(gè)航空系統(tǒng)的重要基礎(chǔ),所有航空器的飛行出發(fā)點(diǎn)都是機(jī)場(chǎng)。因此，對(duì)機(jī)場(chǎng)場(chǎng) 面及跑道的管理對(duì)空管來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。運(yùn)用智慧型空管系統(tǒng)，可以采用高自動(dòng)化的管理技術(shù)、綜 合運(yùn)用多種傳感器技術(shù)對(duì)地面情況

8、作出實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證機(jī)場(chǎng)地面及跑道的安全，減少工作人員工 作量。利用傳感器的感應(yīng)系統(tǒng)還可以對(duì)場(chǎng)面及跑道上的障礙物進(jìn)行檢測(cè)，減少人員操作失誤等等。4.2對(duì)流量及設(shè)備的管理將智慧型空管系統(tǒng)運(yùn)用到流量管理中，可以通過(guò)信息采集功能對(duì)空中流量進(jìn)行規(guī)劃和預(yù)算， 提前做好工作準(zhǔn)備。還可以通過(guò)信息傳遞功能將感應(yīng)到的信息傳遞到相關(guān)機(jī)構(gòu)，便于管理人員及 時(shí)作出判斷。由于智慧型空管系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的管理模式，故可以對(duì)管理設(shè)備進(jìn)行記錄、 統(tǒng)計(jì)與整理。利用互聯(lián)網(wǎng)那個(gè)可以及時(shí)更新設(shè)備內(nèi)容，同時(shí)可以向管理人員傳遞設(shè)備運(yùn)行的各種 信息,便于對(duì)設(shè)備的管理。綜上所述，智慧型空管系統(tǒng)是一種高智能、高效率的管理系統(tǒng)，其對(duì)空中管理有著相當(dāng)重要 的作用。智慧型空管系統(tǒng)也是科技發(fā)展的必然產(chǎn)物。隨著社會(huì)的進(jìn)