智慧空中交通管理系統(tǒng)及其應(yīng)用

白季冬

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空管整體，對空管進(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)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)

中圖分類號：V3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）07（b）-0022-01

1 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；空管全稱為空中管理，是對某段空域中出現(xiàn)的飛行器進(jìn)行管理，主要可分為對空中交通的服務(wù)管理、對空中交通的流量管理以及對空域的管理。空管是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，其涉及范圍廣，管制困難，是目前我國所重點(diǎn)開發(fā)的項(xiàng)目之一。能否科學(xué)妥善的對空中交通進(jìn)行管理成為保障空中安全、提高航空效率的主要因素。智慧型空管系統(tǒng)是運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對系統(tǒng)的各個運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督管理的系統(tǒng)。其通過傳感器技術(shù)將所監(jiān)測到的信息傳遞給計(jì)算機(jī)，再由計(jì)算機(jī)作出處理，傳送至輸出平臺，從而起到輔助管理人員對空中交通進(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)行的信息都是通過感知層進(jìn)行搜集的。感知層在整體系統(tǒng)中起到一個檢測作用，保證了空中交通能夠有秩序的運(yùn)行。該層主要通過傳感器技術(shù)對管理中心、機(jī)場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型多為雷達(dá)、監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控攝像頭、射頻標(biāo)簽等等。在感知過程中，一旦出現(xiàn)故障就會引起一連串的系統(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。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)。該層通過系統(tǒng)的智能判斷軟件對所得數(shù)據(jù)作出分析，判斷其是否對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)主要包括射頻識別的技術(shù)和無線傳感器的技術(shù)。射頻識別是一種高自動化的、能夠進(jìn)行自動識別的技術(shù)。其主要通過物體發(fā)出的射頻信號準(zhǔn)確的對目標(biāo)物進(jìn)行自主識別，并能夠從目標(biāo)物中獲得相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。無線傳感器技術(shù)是一種將傳感器技術(shù)、無線通訊技術(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)。其工作方式是在個重要的控管單元處安裝相應(yīng)的傳感器，對機(jī)場或空管部門的運(yùn)作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并將所得信息加工處理，以無線通信方式傳送到空管部門，是一種快速的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

3.2 支撐的平臺

智慧型空管系統(tǒng)得以建立的基礎(chǔ)主要有服務(wù)平臺和管理平臺兩種。服務(wù)平臺主要是指對空中交通的服務(wù)；管理平臺主要是對空中的飛行流量和整體空域安全進(jìn)行管理的平臺。詳情如下。

3.2.1 空中交通的服務(wù)平臺

該平臺的主要任務(wù)是對飛行器的起飛、降落飛行的過程進(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，造成安全問題。具體是防止對航空過程中出現(xiàn)飛行器相互碰撞或飛行器與障礙物碰撞的問題，提高航空領(lǐng)域的安全性能，使得航空過程更加可靠，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

對飛行流量的管理一直是空管中的重要內(nèi)容之一，其所對應(yīng)的管理平臺主要目的是防止某段航空領(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。對整體空域的管理是一種根據(jù)空域的不同性質(zhì)對航空資源進(jìn)行合理劃分的管理方式。其所對應(yīng)的管理平臺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 對場面及跑道的管理

機(jī)場是組成整個航空系統(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。因此，對機(jī)場場面及跑道的管理對空管來說至關(guān)重要。運(yùn)用智慧型空管系統(tǒng)，可以采用高自動化的管理技術(shù)、綜合運(yùn)用多種傳感器技術(shù)對地面情況作出實(shí)時監(jiān)控，保證機(jī)場地面及跑道的安全，減少工作人員工作量。利用傳感器的感應(yīng)系統(tǒng)還可以對場面及跑道上的障礙物進(jìn)行檢測，減少人員操作失誤等等。

4.2 對流量及設(shè)備的管理

將智慧型空管系統(tǒng)運(yùn)用到流量管理中，可以通過信息采集功能對空中流量進(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)那個可以及時更新設(shè)備內(nèi)容，同時可以向管理人員傳遞設(shè)備運(yùn)行的各種信息，便于對設(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。隨著社會的進(jìn)步，互聯(lián)網(wǎng)的普及，越來越多的行業(yè)開始使用以互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的管理系統(tǒng)。其優(yōu)勢在于更新速度快，能夠緊跟時代步伐；運(yùn)行速度快，能夠及時處理故障等。本文旨在說明智慧型空管系統(tǒng)的大致運(yùn)行原理及運(yùn)行方式，希望能夠?qū)⑵渫茝V到各航空領(lǐng)域，為我國航天事業(yè)的發(fā)展打好基礎(chǔ)。endprint