信息化系統(tǒng)在空中交通管制中的相關(guān)設(shè)計(jì)探討

張淑軍

[摘 要]隨著科技和信息化的不斷發(fā)展，我國(guó)的民用航空技術(shù)也有了顯著的發(fā)展，更多的基于網(wǎng)絡(luò)信息化的技術(shù)應(yīng)用到了日常空中交通管制當(dāng)中。所謂的空中交通管制，是指利用通信、導(dǎo)航技術(shù)和監(jiān)視手段對(duì)飛機(jī)飛行活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)視和管制，以保證飛行員安全、有秩序的飛行，為了確保飛行員在空中安全飛行，將計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)應(yīng)用在空中交通管制中，進(jìn)而避免因人為因素而造成空中交通管制事故癥候和管制事故。本文就重點(diǎn)對(duì)空中交通管制中的信息化系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)做了探討。

[關(guān)鍵詞]空中交通管制；GIS；計(jì)算機(jī)技術(shù)；信息系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）13-0333-01

隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)還是文化，都在不斷的融合中，空中交通作為重要的運(yùn)輸通道，將會(huì)變得越來(lái)越擁擠和繁忙，因此要與時(shí)俱進(jìn)的調(diào)整現(xiàn)有的空中交通管制自動(dòng)化系統(tǒng)，將更加先進(jìn)化、科技化的技術(shù)應(yīng)用其中，讓空中交通管制更加現(xiàn)代化，確保監(jiān)視和管制的及時(shí)性、飛行員的安全性以及空中交通秩序的穩(wěn)定性，同時(shí)也進(jìn)一步減輕管制員的工作負(fù)荷、提升工作效率。

1.我國(guó)空中交通管制

1.1 空管機(jī)制

當(dāng)前，我國(guó)主要實(shí)行“統(tǒng)一管制，分別指揮”的體制。即在國(guó)務(wù)院、中央軍委空中交通管制委員會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)下，由空軍負(fù)責(zé)實(shí)施全國(guó)的飛行管制，軍用飛機(jī)由空軍和海軍航空兵實(shí)施指揮，民用飛行和外航飛行由民航實(shí)施指揮。

1.2 空城管理

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)在的飛行情報(bào)區(qū)共有十一個(gè)，分別是 ：上海、北京、廣州、武漢、烏魯木齊、昆明、沈陽(yáng)、蘭州、三亞、香港以及臺(tái)北[1]。目前，我國(guó)國(guó)內(nèi)高空管制區(qū)有17個(gè)，其中西北地區(qū)有3個(gè)，西南地區(qū)有4個(gè)，華北地區(qū)的1個(gè)，東北地區(qū)4個(gè)，最后還有中南地區(qū)的3個(gè)和華東地區(qū)的2個(gè)。除此之外，我國(guó)還有12個(gè)中低空管制區(qū)。

1.3 管制分類(lèi)

目前，空中交通管制的主要任務(wù)有 ：一是保證飛機(jī)在規(guī)定的航線上飛行，防止飛機(jī)在空中相撞；二是保證飛機(jī)在滑行的過(guò)程中不與周?chē)娘w機(jī)、車(chē)輛、設(shè)備等相撞。三是保證飛機(jī)按照計(jì)劃有秩序的飛行，提高整個(gè)飛行的效率。

在現(xiàn)行體制下，我國(guó)空中交通管制主要?jiǎng)澐譃槿?jí)：塔臺(tái)管制、進(jìn)近管制以及區(qū)域管制。塔臺(tái)管制主要是對(duì)飛機(jī)的起飛著陸提供導(dǎo)航監(jiān)視服務(wù)和放行許可，協(xié)調(diào)機(jī)場(chǎng)地面飛機(jī)之間以及與待落地飛機(jī)之間的間隔，保證機(jī)場(chǎng)運(yùn)行安全及秩序。但是每個(gè)國(guó)家的管制范圍各不相同，比如我國(guó)塔臺(tái)管制區(qū)域一般以機(jī)場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)為中心半徑50公里內(nèi)。進(jìn)近管制主要是對(duì)航空器起飛后進(jìn)入航路和著陸前由航路到機(jī)場(chǎng)管制區(qū)之間的管制，其管制區(qū)域上接航路區(qū)下接機(jī)場(chǎng)管制區(qū)，完成航路空域和機(jī)場(chǎng)空域之間的飛行轉(zhuǎn)換，一般設(shè)置在較為繁忙機(jī)場(chǎng)上空。區(qū)域管制主要是負(fù)責(zé)保持空中飛機(jī)間飛行的間隔，維持空中秩序，防止飛機(jī)與飛機(jī)、飛機(jī)與障礙物相撞，保證飛行安全。

2.空中交通管制中的相關(guān)信息化設(shè)計(jì)

2.1 GIS系統(tǒng)

GIS系統(tǒng)即地理信息系統(tǒng)，涉及的學(xué)科廣泛，主要有：地理學(xué)科、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)以及信息學(xué)科等。地理信息系統(tǒng)就是通過(guò)以上的各種技術(shù)和信息，對(duì)地理信息進(jìn)行有效的獲取、儲(chǔ)存、分析和顯示[2]。

目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛用于空中交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展中，促進(jìn)交通管制系統(tǒng)的不斷改革和創(chuàng)新。如基于GIS的導(dǎo)航數(shù)據(jù)評(píng)估系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用GIS技術(shù)，將Airnc424編碼數(shù)據(jù)解析與地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)相結(jié)合，與傳統(tǒng)機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)相比具備航行通告空間分析、軌跡銜接性驗(yàn)證、導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量分析等功能。除此以外，借助該系統(tǒng)還能夠幫助提高運(yùn)控人員航空情報(bào)數(shù)據(jù)的分析能力，大大提高航空公司的安全和效益。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)（ATCCAS）設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)“ATCCAS”，采用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)對(duì)空中交通管制進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)，即采用模塊化的設(shè)計(jì)方法來(lái)建立管制席飛行沖突判斷模塊和管制席 SDC 處理模塊等，進(jìn)而避免因人為因素對(duì)空中交通管制安全保障的不利影響[3]。

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)主要由協(xié)調(diào)庫(kù)信息處理模塊、管制庫(kù)信息處理模塊等兩大部分組成，針對(duì)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流分布走向，其主要以字母來(lái)表示的，如 A、B、C、D、E……，分析數(shù)據(jù)流 A，其主要是被協(xié)調(diào)席進(jìn)程單信息數(shù)據(jù)流接口模塊進(jìn)行處理，而數(shù)據(jù)流 X 主要是相鄰扇區(qū)管制席發(fā)送來(lái)的 SDC。分析 SSTU 系統(tǒng)模塊的功能，SSTU 主要負(fù)責(zé)對(duì) FLAPS 送來(lái)的 SDC 進(jìn)行分揀，并根據(jù) SDC 方向標(biāo)志位置來(lái)按扇區(qū)傳送到各扇區(qū)對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)。其中，SDC 的格式主要包括航班號(hào)、起飛機(jī)場(chǎng)、目的地機(jī)場(chǎng)、機(jī)型 Flignt Type、起飛時(shí)間、高度、航路點(diǎn)、預(yù)計(jì)過(guò)點(diǎn)時(shí)間、地速、方向標(biāo)志項(xiàng)、移交標(biāo)志位、協(xié)調(diào)信息位等。

2.3 空中交通管制信息系統(tǒng)

空中交通管制信息系統(tǒng)以信息技術(shù)、IT 技術(shù)為支撐，實(shí)現(xiàn)了空中交通管制的信息化、智能化、數(shù)字化，這對(duì)于提升空中交通管制的效率和安全性有著重要的意義[4]。空中交通管制信息系統(tǒng)中涉及到許多科學(xué)技術(shù)，例如互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)等，其中射頻識(shí)別技術(shù)和無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)是最為關(guān)鍵：（1）射頻識(shí)別技術(shù)：射頻識(shí)別技術(shù)能夠通過(guò)視頻信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的自動(dòng)化識(shí)別，射頻標(biāo)簽在磁場(chǎng)中會(huì)接受射頻信號(hào)，以感應(yīng)電流獲取的能量為基礎(chǔ)發(fā)出相關(guān)信息至解讀器，在解碼后傳送至信息系統(tǒng)進(jìn)行處理，從而完成信息識(shí)別，對(duì)于空中交通管制信息系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可以在系統(tǒng)的監(jiān)視設(shè)備上貼上射頻標(biāo)簽，這樣就能夠自動(dòng)識(shí)別監(jiān)視設(shè)備上的監(jiān)視數(shù)據(jù)了；（2）無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)集成了傳感器技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，其能夠?qū)崿F(xiàn)信息的采集和處理。以空管安全管理為例，可以在機(jī)場(chǎng)航道、雷達(dá)站等安裝傳感器，通過(guò)傳感器來(lái)獲取機(jī)場(chǎng)航道信息、飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)信息等，在獲取信息之后無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)能夠以嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)對(duì)這些信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，之后以無(wú)線通信技術(shù)為基礎(chǔ)傳送到空管部門(mén)中，從而為空中交通管制的安全管理提供依據(jù)。

3.結(jié)語(yǔ)

隨著科技的日益發(fā)展和進(jìn)步，我國(guó)的航空技術(shù)有了顯著的發(fā)展，空中交通管制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不斷提高。通過(guò)先進(jìn)的信息技術(shù)將地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)以及信息系統(tǒng)應(yīng)用在空中交通管制中，更好的實(shí)現(xiàn)了信息的共享，降低了飛機(jī)運(yùn)行的成本，又能夠提高空中運(yùn)輸業(yè)的安全性，促進(jìn)國(guó)家整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提升。

參考文獻(xiàn)

[1] 李迪.空中交通管制安全管理體系及其信息系統(tǒng)[D].南京航空航天大學(xué)，2007.

[2] 祁偉.基于GIS的空中交通管制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建模[D].南京理工大學(xué)，2007.

[3] 王坤.空中交通管制自動(dòng)化及其中人的因素淺析[J]. 中國(guó)科技投資，2013.

[4] 李迪.空中交通管制安全管理體系及其信息化系統(tǒng)[J]. 南京航空航天大學(xué)，2007.