航行通告的數(shù)字化和圖形化

摘 要：航行通告一般是對航空資料匯編，資料使用細則等靜態(tài)資料的臨時性補充，但在日常航行通告閱讀和處理過程中，部分通告很難通過內(nèi)容本身理解，一般需要參考相關(guān)的資料，或需要通告內(nèi)容進行圖形化展示以輔助通告使用人員建立直觀的情景意識。本文主要根據(jù)通告系統(tǒng)處理現(xiàn)狀，總結(jié)當前航行通告數(shù)字化和圖形化的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化通告；圖形化；自動化；ARINC424。

1引言

航空器安全正常地運行，將旅客安全、舒適、準時地送達目的地，是民用航空運輸?shù)母灸康?。航行情報機構(gòu)是保證飛行安全正常運行的一個重要機構(gòu)，在保障安全正常飛行的日常工作中發(fā)揮著重要的作用。

在航行情報的日常工作中，航行通告的處理和提供尤顯重要。中國民用航空航行情報工作規(guī)則和國際民用航空公約附件15均明確規(guī)定“任何時候需要發(fā)布臨時性和短期性資料，或航行上重要的永久性變化，或要以短小通知來發(fā)布一個長時期內(nèi)的臨時性變化時，除了文字很長和/或有圖形者外，必須簽發(fā)航行通告。”

因此，航行通告作為航行資料匯編、機場使用細則和航線手冊等永久性資料的補充，以短小通知對任何與飛行有關(guān)的變化和事件給予及時通告和警告時，作為一種快速分發(fā)情報的手段是十分有效的。

由于航行通告的特性和在保證飛行安全中的重要性，一般在全國各級情報管理節(jié)點以及航空公司均會設(shè)立專門的航行通告處理席位負責航行通告的接收、處理以及分析。

.1航行通告處理現(xiàn)狀

隨著民航事業(yè)的發(fā)展，全球機場、航路日益增多，空中交通流量持續(xù)增加，全球各地突發(fā)情況也越來越多，導(dǎo)致了航行通告數(shù)量大量增加。為了保證航行通告處理的及時、準確、完整，我國從90年代開始建設(shè)航行情報動態(tài)處理系統(tǒng)， 從美國INTER-GRAPH公司的INMS到我國自主知識產(chǎn)權(quán)的CNMS系統(tǒng)，航行情報動態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷了國外引進到國產(chǎn)化的階段，目前我國航行通告已經(jīng)建成了以總局情報中心為主的三級節(jié)點架構(gòu)，滿足航行通告的收集、發(fā)布、自動處理等要求，并且能夠提供飛行前公告PIB服務(wù)。

CNMS航行情報動態(tài)處理系統(tǒng)采用C/S架構(gòu)，主要提供了接口單元、報文自動處理、數(shù)據(jù)綜合處理、靜態(tài)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢、系統(tǒng)管理六個功能模塊。

CNMS航行情報動態(tài)處理系統(tǒng)雖然解決了航行通告的發(fā)布、收集、處理等問題，但是其關(guān)注重點還在電報的穩(wěn)定傳輸及電報碼的轉(zhuǎn)換，對于空管指揮人員，航空公司情報人員等最終用戶來說，對通告內(nèi)容的自動化解析和圖形化分析支持支持較弱。

圖形化通告的應(yīng)用

1數(shù)字化通告

航行通告圖形化的本質(zhì)，是將目前傳統(tǒng)通告內(nèi)容進行數(shù)字化處理，并且結(jié)合二維或三維的圖形平臺進行情景化展示，十多年前國外民航組織EuroControl、FAA就開始制定數(shù)字化通告的標準與規(guī)范，并于2011發(fā)布了第一版數(shù)字通告事件規(guī)范，為常見的航行通告事件（跑道關(guān)閉、滑行道關(guān)閉、空域限制等）提供了統(tǒng)一的編碼規(guī)則，美國FAA更是基于該規(guī)范完成了數(shù)字化通告系統(tǒng)的開發(fā)，并已在350多個美國機場進行了部署。該系統(tǒng)使機場管理人員能夠直接編碼有關(guān)各種機場事件的數(shù)據(jù)，并且可以通過圖形化方式對通告內(nèi)容進行展示，大大提高了通告處理的自動化。

2傳統(tǒng)通告與圖形化通告的對比

數(shù)字化通告的主要優(yōu)點之一是它可以自動創(chuàng)建更精確通告事件的圖形展示。在臨時限制區(qū)域，臨時障礙物，滑行道關(guān)閉等情況下，可以以圖形方式呈現(xiàn)通告的真實位置及幾何圖形。

而傳統(tǒng)通告主要通過Q行中的經(jīng)緯度信息來確定通告的位置，并且通過Q行中的半徑確定通告的影響范圍。所有傳統(tǒng)通告在圖形化展示上一般是以某一坐標點為中心的圓圈。但是為了確保某些通告能夠出現(xiàn)在PIB中，其影響半徑通常被設(shè)置為999 NM，這對于通告本身含義來說顯得不夠準確。

數(shù)字通告可以更精確地以圖形方式顯示受影響的區(qū)域，以下列舉了同一通告通過傳統(tǒng)通告圖形和數(shù)字化通告圖形的差異。

圖表 1傳統(tǒng)通告與圖形化通告的對比-傳統(tǒng)通告

圖表 2傳統(tǒng)通告與圖形化通告的對比-數(shù)字化通告

從圖中我們可以看出通告實際描述的是一個不規(guī)則的幾何圖形，相比于通過傳統(tǒng)通告的大圓，數(shù)字化通告更加準確的描述了通告的影響范圍。

3國內(nèi)通告圖形化的應(yīng)用

根據(jù)民航局相關(guān)規(guī)定，一般機組在執(zhí)行航班任務(wù)前，航空公司必須提供航線沿途機場、備降機場以及相關(guān)情報區(qū)的通告，但是由于某些長航線涉及的機場、情報區(qū)較多尤其是歐洲航線，提取的PIB內(nèi)容少則幾十頁，多則上百頁，不僅飛行員閱讀空難，地面簽派人員也無法對每條通告進行逐條評估，一不留心就會遺漏重要通告信息，給航班運行造成風險。目前國內(nèi)部分航空公司和空管單位也逐漸意識到該問題帶來的風險，并且開始開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)和應(yīng)用以系統(tǒng)輔助簽派員、飛行員分析和解讀通告，其中通告數(shù)字化和圖形化是重要的手段之一。

1基于圖形化的PIB服務(wù)

航行通告對于航空公司來說意義重大，隨著國內(nèi)航空公司機組規(guī)模和運行范圍的擴大，航空公司需要處理的通告量與日俱增，以廣州到紐約航線為例，PIB需要提取的通告數(shù)量近幾百條，字數(shù)近幾萬字，如此多的內(nèi)容，使簽派員和飛行員很難在短時間內(nèi)閱讀完成，因此存在較大的安全隱患。

目前大部分航空公司都制定了縮減PIB的方案，例如縮減航路備降場數(shù)量或按窄航路（根據(jù)飛行計劃的軌跡對PIB進行過濾）。不管那種方式都僅僅是對非重要通告的過濾，通告量雖減小了，但是當航班面臨改航、備降等極端情況時還是存在通告缺漏的問題和風險。

根據(jù)分析，人們對于圖形化元素的理解和感知遠遠要高于文字，如果將PIB中的通告進行數(shù)字化和圖形化處理，將大大降低簽派員和飛行員理解PIB的難度。

2基于圖形化的通告分析

由于航行通告的重要性，在空管單位、航空公司一般都設(shè)立專門的通告值班席位，其作用一方面對通告內(nèi)容進行分類修訂和通知，另一方面負責對通告進行分析。

由于我國通告還是基于文本的傳統(tǒng)通告形式，所以對于情報員、簽派員來說通告閱讀與分析不僅效率較低，而且容易出錯，一般都需要參考紙質(zhì)航圖或其它資料進行分析，一條復(fù)雜的航路禁航通告如果不借助系統(tǒng)往往需要花費數(shù)小時的時間。所以基于數(shù)字化和圖形化的通告分析對于通告處理人員來說都是十分迫切和急需的，要實現(xiàn)數(shù)字化和圖形化的通告分析，需要同時滿足兩個條件，第一是實現(xiàn)對航行通告本身的數(shù)字化和圖形化；第二是需要實現(xiàn)航路圖、機場圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)字化。

1數(shù)字化航路圖

從我國民航看，目前國內(nèi)的各大航空公司均使用了國外公司開發(fā)的飛行計劃系統(tǒng)，這些系統(tǒng)均使用由國外數(shù)據(jù)服務(wù)商提供的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，

而當前中國民航的導(dǎo)航數(shù)據(jù)僅適用于國內(nèi)出版和發(fā)行的產(chǎn)品，例如：NAIP、航班信息匯編、AIP、航線圖等，而并不能推廣到世界應(yīng)用設(shè)備或軟件中，由于國內(nèi)這些導(dǎo)航數(shù)據(jù)的不開放，因此這些系統(tǒng)中均無法提供國內(nèi)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)恰是國內(nèi)航空公司使用最頻繁導(dǎo)航數(shù)據(jù)之一。ARINC424 規(guī)范數(shù)據(jù)正是導(dǎo)航數(shù)據(jù)拓展的最佳途徑，目前國內(nèi)大部分航空公司已經(jīng)完成了ARINC424數(shù)據(jù)的國內(nèi)外融合工作，通過對完整ARINC424數(shù)據(jù)進行解析能夠獲取到數(shù)字化的機場、導(dǎo)航臺、航路點、航路、區(qū)域等航空情報數(shù)據(jù)，結(jié)合先進的GIS平臺完全能生成基于數(shù)字驅(qū)動的電子化航圖。

2機場移動地圖

隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)和圖形化技術(shù)的發(fā)展，為了提高和改善機場管制人員和飛行員的態(tài)勢感知，越來越多的國內(nèi)外數(shù)據(jù)服務(wù)廠商開始提供基于機場場面的機場移動地圖數(shù)據(jù)和應(yīng)用。

通過機場移動地圖我們能準確的定位跑道、滑行道、停機位等機場元素，并且能夠?qū)⒆远x的圖形數(shù)據(jù)與機場移動地圖疊加顯示，通過這些特點，我們也能夠?qū)D形化通告數(shù)據(jù)與機場移動地圖進行疊加顯示與分析。

3傳統(tǒng)通告數(shù)字化

因為傳統(tǒng)通告基于文本格式，通告的內(nèi)容雖然有一定的規(guī)律，但由于地方文化和語言的差異，完全通過計算機識別和解析難度較大，其中較復(fù)雜的兩項內(nèi)容是通告D項和通告內(nèi)容。

目前傳統(tǒng)通告數(shù)字化比較可行的方式是程序自動解析加之人工輔助檢查，要實現(xiàn)人工輔助首先要做的是通告類型的識別，那些通告能夠被數(shù)字化和圖形化，另外是需要將通告中的重要信息提煉出來，包括通告類型，通告的生效時間，通告的生效區(qū)間（D項），通告的坐標范圍等等，然后將這些結(jié)果按照固定的格式保存在數(shù)據(jù)庫中。

4規(guī)范化通告源

“數(shù)字化航行通告”的概念雖然提出已有較長時間，但是從概念的提出到具體的執(zhí)行需要一個過程，由于目前航行通告主要還是使用明文發(fā)布和傳遞，不同國家、不同的語言在描述同一通告事件時可能生成的通告明文都會存在差異，所以要實現(xiàn)通告的數(shù)字化和圖形化當前條件下，另一種可行方式是規(guī)范通告發(fā)報源，以下列舉航行規(guī)范通告發(fā)報的方式。

1機場施工通告處理

根據(jù)模板規(guī)則，選擇對應(yīng)要素（機場、跑道、施工區(qū)域、描述），在地圖上生成紅色區(qū)域，即表示施工區(qū)域范圍，如下圖所示：

2滑行道關(guān)閉

根據(jù)模板添加滑行道、滑行線元素，并選擇通告描述中對應(yīng)的要素，可視化效果見下圖所示：

通過以上方式，能很大程度的規(guī)范通告明文的格式。通告接收端通過對明文的解析，基本能夠自動實現(xiàn)通告的數(shù)字化和圖形化顯示。

3圖形化的通告分析

在實現(xiàn)通告數(shù)字化和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)數(shù)字化的前提下能夠?qū)崿F(xiàn)通告的圖形化分析，例如：

區(qū)域通告分析

通過對通告中坐標元素的解析，通過圖形化方式實現(xiàn)公司航線的自動分析和疊加展示。

4區(qū)域通告分析

5禁航類通告分析

通過對航路以及航路起末點的識別，通過對通告中坐標元素的解析，通過圖形化方式實現(xiàn)公司航線的自動分析和疊加展示。

6雪情通告的圖形化

以下通過GIS平臺直觀的展示了跑道積雪情況，相比文字來說圖形化方式更易于理解。

結(jié)束語

由于我國航行通告尚未實現(xiàn)數(shù)字化發(fā)布，所以航行通告數(shù)字化和圖形化工作較多的依賴于人工輔助，但對于航行通告的圖形化處理不僅僅能夠提高情報員、簽派員分析的效率，通過在PIB中加入圖形化的通告展示更能讓飛行員快速、高效的了解機場乃至整個區(qū)域的運行性情況，建立全面的情景意識。

隨著數(shù)字化航行通告的發(fā)展和我國航空情報管理系統(tǒng)AIM的建設(shè)，在不久的將來我國將實現(xiàn)以產(chǎn)品為中心的航空情報服務(wù)向以數(shù)據(jù)為中心的航空情報管理過渡，大部分通告都將以圖形化方式在相應(yīng)的航圖中展示，為飛行員、簽派員提供更直觀的分析決策依據(jù)。

作者簡介：管仕明，男，（1973-），漢族，廣東梅縣人，大學本科，研究方向：空中交通管理。