多數(shù)據(jù)源機(jī)場場面定位系統(tǒng)在機(jī)場場面工作中的應(yīng)用

馮光潔

1 基于多數(shù)據(jù)源機(jī)場場面定位系統(tǒng)

1.1 系統(tǒng)背景

為提高機(jī)場運(yùn)行安全和效率，提升機(jī)場航班保障能力和旅客服務(wù)質(zhì)量，本文提出一套多數(shù)據(jù)源機(jī)場場面定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用航科院的北斗差分定位數(shù)據(jù)、ADS-B 數(shù)據(jù)和場監(jiān)雷達(dá)數(shù)據(jù)，為機(jī)場場面車輛、人員提供亞米級的位置監(jiān)控，并對機(jī)場范圍內(nèi)空中和地面的航空器進(jìn)行實時監(jiān)控。

同時，該系統(tǒng)集成了航務(wù)通系統(tǒng)和語音對講系統(tǒng)，運(yùn)行在PC 端的系統(tǒng)使機(jī)坪運(yùn)行管理人員能夠及時了解機(jī)場內(nèi)飛機(jī)、車輛的實時位置和行駛狀況，對車輛超速、越界、入侵進(jìn)行自動告警提示，運(yùn)行在移動設(shè)備端的App，通過機(jī)場無線數(shù)字（LTE）平臺方便車輛駕駛?cè)藛T與調(diào)度人員之間實時的雙向數(shù)字通信，通過數(shù)字化的語音、指令、矢量地圖、以及集群對講等多種方式提高調(diào)度人員與保障人員的溝通效率。整個平臺實現(xiàn)了航班動態(tài)信息及時共享、保障任務(wù)數(shù)字化下達(dá)、各保障時間節(jié)點自動錄入、保障任務(wù)執(zhí)行情況自動統(tǒng)計、保障車輛和人員智能排班調(diào)度，提高了機(jī)場航班保障效率和旅客服務(wù)質(zhì)量。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)由差分基站、ADS_B 地面站、場監(jiān)雷達(dá)數(shù)據(jù)服務(wù)器、航務(wù)通數(shù)據(jù)服務(wù)器、處理數(shù)據(jù)服務(wù)器、車載移動終端、PC 管理端組成，其中差分基站、ADS_B 地面收站需要部署在機(jī)場室外，場監(jiān)雷達(dá)數(shù)據(jù)服務(wù)器、航務(wù)通數(shù)據(jù)服務(wù)器、處理數(shù)據(jù)服務(wù)器部署在計算機(jī)中心，PC 管理端部署在調(diào)度中心，車載智能終端部署在車量上。拓?fù)鋱D如圖1:其中差分基站和ADS_B 地面站接收到的信號由有線網(wǎng)絡(luò)傳回計算機(jī)中心，計算機(jī)中心的處理服務(wù)器在接收衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)、ADS_B 數(shù)據(jù)的同時融合了場面雷達(dá)的數(shù)據(jù)通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)把精確的定位數(shù)據(jù)發(fā)送到PC 端和移動端的系統(tǒng)。

無線網(wǎng)絡(luò)采用的是LTE 集群通信專網(wǎng)，是在機(jī)場場面民航從業(yè)人群內(nèi)，提供專業(yè)應(yīng)用的無線通信網(wǎng)絡(luò)。其具有以下優(yōu)勢：話音、數(shù)據(jù)、視頻、多媒體集群調(diào)度；頻譜效率高：上行2.5bps/Hz，下行5bps/Hz；傳輸容量大：(20Mhz)上行50Mbps，下行100Mbps，用戶面延遲小于5ms，快速接入和應(yīng)急通信；頻譜寬度靈活配置1.4～20MHz，支持對稱和非對稱頻譜寬度；移動速度120～350km/h，多小區(qū)同頻組網(wǎng)；加密辦公內(nèi)網(wǎng)，與同區(qū)域社會大眾使用的LTE 網(wǎng)隔離，在通訊堵塞時，優(yōu)先傳送加密網(wǎng)的內(nèi)容。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

1.3 系統(tǒng)功能

1.3.1 PC 端功能

該系統(tǒng)PC 端的應(yīng)用功能分監(jiān)視系統(tǒng)和航班管控兩部分。其中監(jiān)視系統(tǒng)包括：顯示飛機(jī)和車輛的實時位置；向車載移動終端發(fā)送行駛路徑和目的位置信息；車輛位置偏離、越界、超速告警提示；車輛行駛軌跡、語音、指令信息自動保存并可歷史回放。航班管控包括：航班動態(tài)信息顯示推送，各保障節(jié)點時間自動錄入；保障車輛和人員未按時到達(dá)提示；保障超時提醒；保障人員工作時間統(tǒng)計；根據(jù)車輛位置和忙、閑狀態(tài)的智能調(diào)度；根據(jù)保障人員資質(zhì)和工作時間的智能排班。此外，人員在車輛內(nèi)行駛的時間系統(tǒng)全部自動記錄，這樣可以保障人員的工作效率和工作時間等。

1.3.2 移動端功能

提供移動終端的飛機(jī)車輛監(jiān)控與航班計劃執(zhí)行相關(guān)功能。主要包括：數(shù)據(jù)瀏覽、數(shù)據(jù)加載、數(shù)據(jù)查詢、路徑與目標(biāo)點推送、飛機(jī)預(yù)達(dá)提示、與車輛實時通訊等功能。

2 應(yīng)用場景

下面以一個航班的國內(nèi)出發(fā)為例，結(jié)合上一節(jié)提到的功能，具體講解本文所述系統(tǒng)在實際場景中的使用，如圖2 所示。

圖2 應(yīng)用場景示意圖

某日，調(diào)度值班工作人員在，通過PC 端界面錄入航班信息。該航班CZ3378 是次日下午三點執(zhí)行廣州飛杭州任務(wù)，要求的場面服務(wù)有引導(dǎo)到跑道口。運(yùn)控值班人員安排引導(dǎo)車A 人參與此次保障任務(wù)，并利用PC 端生成任務(wù)下發(fā)到車載移動端。

次日下午兩點半，A 車駕駛員通過車載移動終端看到CZ3378 的位置，根據(jù)車載終端設(shè)置好的路線按時到達(dá)CZ3378 所在的停機(jī)位。在跟機(jī)組人員確認(rèn)開始引導(dǎo)后，繼續(xù)按照移動終端上的規(guī)劃路線將CZ3378 引領(lǐng)到其所需起飛跑道，同時調(diào)度人員也在屏幕上監(jiān)控到該車的行進(jìn)路線，此次航班保障任務(wù)完成后，工通過車載移動端的App 確認(rèn)工作完成。

3 總結(jié)

近年來，民航運(yùn)輸業(yè)飛速發(fā)展，機(jī)場客貨運(yùn)輸吞吐量快速提高。以2014 年為例，全國完成旅客吞吐量83 153.3 萬人次，比上年增長10.2%，完成貨郵吞吐量1 356.1 萬噸，比上年增長7.8%，飛機(jī)起降793.3萬架次，比上年增長8.4%。伴隨高速增長，機(jī)場場面擁堵，跑道沖突事件與航空器沖突事件時有發(fā)生，以2014 年為例，全年共發(fā)生事故征候324起，同比增長11.5%。減輕地面運(yùn)行沖突概率，提高機(jī)場場面運(yùn)行效率，成為當(dāng)務(wù)之急。

然而目前國內(nèi)大多數(shù)機(jī)場的監(jiān)控設(shè)備較為落后，場面管制工作主要依靠車輛駕駛員、飛行員、管制員的協(xié)作。飛機(jī)、車輛的相對位置和距離都是人為估算，避免沖突的措施也是人為設(shè)定。在航班量大的情況下，場面移動車輛通訊不便，單靠監(jiān)聽管制員的語音通信，不能高效準(zhǔn)確的協(xié)調(diào)地面交通。

如何獲取時效和便利的航班數(shù)據(jù)、現(xiàn)場車輛位置，避免遺漏和重復(fù)，改進(jìn)人員的調(diào)度效率，使得數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，人員行為的有效追溯和評估進(jìn)行的更為便捷，已經(jīng)顯現(xiàn)得越來越重要。

在移動設(shè)備日趨重要的當(dāng)下及未來，民航業(yè)亟需從需求調(diào)研、功能設(shè)計、資源開發(fā)、產(chǎn)品推廣等方面不斷把握App 等新媒體技術(shù)的優(yōu)勢，特別是要強(qiáng)化App 的個性化推送、數(shù)據(jù)交互功能，推進(jìn)數(shù)字化環(huán)境下場面工作人員辦公模式的轉(zhuǎn)型。特別是如何利用移動應(yīng)用助力機(jī)場場面協(xié)同決策系統(tǒng)形成一個開放性的信息采集、融合和共享平臺，實現(xiàn)信息交換平臺、關(guān)鍵事件觸發(fā)、起飛預(yù)排序、可控地面滑行時間、不利情況下的協(xié)同決策、協(xié)同管理航行數(shù)據(jù)。實現(xiàn)各個運(yùn)行保障單位間更加高效的協(xié)同工作機(jī)制，值得我們深入探索[1]。