淺談增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中的應(yīng)用

劉鵬翔

摘 要：隨著航空運(yùn)輸量的提升，機(jī)場(chǎng)建設(shè)和空中交通管制系統(tǒng)也在不斷的改善，遠(yuǎn)程塔臺(tái)使用的成本比較低，具有良好的應(yīng)用效果，通過結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠使遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制發(fā)揮出更好的作用，為空中交通運(yùn)輸管控帶來有效的幫助，同時(shí)提高航空器飛行的安全水平。本文對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù);遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制;應(yīng)用策略

引言

隨著空中交通運(yùn)輸量的增加，空中運(yùn)輸?shù)男枨笾饾u提升，這對(duì)空中交通管制系統(tǒng)有了更高的要求。塔臺(tái)管制系統(tǒng)屬于空中交通運(yùn)輸?shù)闹匾糠郑軌蛑笇?dǎo)整個(gè)飛行過程。隨著技術(shù)的發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸在塔臺(tái)管制中得到了應(yīng)用，通過多種功能的實(shí)現(xiàn)使空中運(yùn)輸?shù)陌踩蕴嵘?，避免了不安全因素的影響，還能夠進(jìn)行預(yù)警以及監(jiān)測(cè)等，具有良好的作用，為空中交通運(yùn)輸提供了有效的保障。

1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)與遠(yuǎn)程塔臺(tái)概念

1.1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)

增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)也叫做混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)，英文縮寫為AR，這種技術(shù)通過計(jì)算機(jī)影像圖形技術(shù)是將現(xiàn)實(shí)和虛擬的信息結(jié)合互動(dòng)的一種技術(shù)，這種技術(shù)采用計(jì)算機(jī)推行處理和可視化操作對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中虛擬對(duì)象采用計(jì)算機(jī)技術(shù)呈現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)的環(huán)境之中，通過顯示設(shè)備可以看到虛擬與現(xiàn)實(shí)事物相結(jié)合的畫面。這種技術(shù)在航空行業(yè)的遠(yuǎn)程塔臺(tái)控制中得到了普遍應(yīng)用，包括實(shí)時(shí)監(jiān)控、信息融合和信息疊加等。

1.2遠(yuǎn)程塔臺(tái)

遠(yuǎn)程塔臺(tái)技術(shù)產(chǎn)生于空中交通管理系統(tǒng)，指的是通過計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對(duì)機(jī)場(chǎng)和周圍的環(huán)境進(jìn)行運(yùn)維和監(jiān)控，確保航空系統(tǒng)的正常使用。這種技術(shù)中采用了遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)，塔臺(tái)管制中心與機(jī)場(chǎng)距離較遠(yuǎn)的情況下也能夠?qū)C(jī)場(chǎng)的情況進(jìn)行了解。當(dāng)前，遠(yuǎn)程塔臺(tái)控制技術(shù)中包括下一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)等典型的技術(shù)，這種技術(shù)為空中交通管制系統(tǒng)的系統(tǒng)帶來了有效的運(yùn)維，同時(shí)更具智能化特點(diǎn)。我國相比發(fā)達(dá)國家遠(yuǎn)程塔臺(tái)控制技術(shù)發(fā)展比較晚，因此需要借鑒國外的塔臺(tái)設(shè)計(jì)技術(shù)，完善塔臺(tái)管制系統(tǒng)，使其發(fā)揮出更好的作用。

2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中的應(yīng)用

2.1實(shí)時(shí)監(jiān)視

遠(yuǎn)程塔臺(tái)使用低成本的攝像機(jī)架實(shí)現(xiàn)，監(jiān)視數(shù)據(jù)一般由紅外攝像機(jī)獲取，將管制員的OTW視圖改進(jìn)。主攝像頭通常安裝在桅桿上，同時(shí)設(shè)置4個(gè)或者以上的攝像頭，實(shí)現(xiàn)全景的視角。獲取的視頻和圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過融合投射在圓形屏幕之中，可以對(duì)機(jī)場(chǎng)的各個(gè)位置進(jìn)行監(jiān)控。在機(jī)場(chǎng)中比較重要的場(chǎng)所，需要使用其他的攝像頭來彌補(bǔ)視野不足的問題。在大型的機(jī)場(chǎng)中，可以使用地面車輛安裝ADS-B發(fā)射機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視。遠(yuǎn)程塔臺(tái)在機(jī)場(chǎng)中能夠發(fā)揮較多的作用，但是在雷達(dá)監(jiān)視可以使用的情況下，信息可以提供給RTC管制員。將發(fā)送的數(shù)據(jù)使用壓縮技術(shù)進(jìn)行處理之后加密。在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為管制員帶來更加便捷的條件，使管制員更容易了解到機(jī)場(chǎng)的情況，使用顯示屏就可以對(duì)機(jī)場(chǎng)位置的信息進(jìn)行觀察，同時(shí)解決了傳統(tǒng)的塔臺(tái)管制員的視覺盲區(qū)問題，使管制的水平提高，人員在管制工作中的壓力也有所降低。林割愛，紅外攝像機(jī)和云臺(tái)功能相機(jī)的使用可以對(duì)圖像進(jìn)行放大處理，這樣管制人員在管制中可以更好的對(duì)機(jī)場(chǎng)的情況進(jìn)行監(jiān)控。通過研究發(fā)現(xiàn)，在塔臺(tái)管制工作中，管制人員可以有效的對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視，由于遠(yuǎn)程塔臺(tái)利用了一些高級(jí)的攝像技術(shù)，即使在夜晚或者能見度較低的環(huán)境中也能夠清晰的了解到機(jī)場(chǎng)的情況。一些具有較多工作經(jīng)驗(yàn)的人員傾向于使用遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制的方式，這樣能夠提升安全水平，還能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行識(shí)別。

2.2運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別和信息融合

在視頻全景圖中可以通過雷達(dá)或者ADS-B數(shù)據(jù)等對(duì)飛機(jī)的實(shí)時(shí)位置進(jìn)行明確，遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制的范圍內(nèi)航空器可以采用應(yīng)答機(jī)編碼的方式獲得信息，在視頻圖像中能夠發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，采用投影轉(zhuǎn)換方式以及平面雷達(dá)進(jìn)行識(shí)別和匹配，使運(yùn)動(dòng)目標(biāo)在圖像中得到有效的捕捉，當(dāng)被雷達(dá)監(jiān)測(cè)到的時(shí)候，會(huì)獲得雷達(dá)標(biāo)簽。在地面的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)識(shí)別中采用視頻圖像以及監(jiān)視設(shè)備的數(shù)據(jù)的融合，當(dāng)目標(biāo)被攝像機(jī)捕捉的時(shí)候，航空器與車輛能夠在輪廓上產(chǎn)生追蹤編碼，通過追蹤編碼可以追蹤監(jiān)測(cè)，自動(dòng)和雷達(dá)進(jìn)行追蹤。在遠(yuǎn)程塔臺(tái)對(duì)目標(biāo)的檢測(cè)中，管制員不需要多次的在窗外的場(chǎng)景和屏幕之間移動(dòng)，僅僅通過這種技術(shù)可以更便捷對(duì)飛機(jī)進(jìn)行追蹤識(shí)別，獲取相應(yīng)的信息。

2.3自動(dòng)預(yù)警

空中交通運(yùn)輸作為一種具有較大危險(xiǎn)性的方式，飛機(jī)在空中容易受到溫度和降水等影響，在氣候比較復(fù)雜的情況下，會(huì)對(duì)航空運(yùn)輸帶來不良的影響。同時(shí)，航空器的運(yùn)行系統(tǒng)以及空中管制系統(tǒng)比較復(fù)雜，在操作管理中存在較高的難度。采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空中管制中產(chǎn)生的危險(xiǎn)情況的預(yù)警，當(dāng)航空器與其他的航空器之間基金，或者與建筑接近等情況出現(xiàn)時(shí)，可以進(jìn)行預(yù)警。航空器處于非法區(qū)域之內(nèi)的時(shí)候，會(huì)使準(zhǔn)入權(quán)限被突破，控制系統(tǒng)這時(shí)會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)。另外，當(dāng)航空器存在比較危險(xiǎn)的行為的時(shí)候，預(yù)警系統(tǒng)也會(huì)通過語音等形式進(jìn)行提醒。

2.4信息疊加

飛機(jī)在起飛滑行、飛行過程以及降落的整個(gè)階段之中具有復(fù)雜的特點(diǎn)，同時(shí)飛機(jī)還會(huì)受到氣象因素、地理信息、運(yùn)輸情況等方面的影響。這些影響因素對(duì)飛機(jī)的航行帶來了一定的危險(xiǎn)，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制可以對(duì)這些相關(guān)的信息進(jìn)行整合，并且對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。這樣可以是空中管制的效果加強(qiáng)，提升了空中交通運(yùn)輸?shù)陌踩?。和傳統(tǒng)的塔臺(tái)管制技術(shù)相比，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用能夠使系統(tǒng)得到有效的完善，加強(qiáng)了視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能，使管制過程中管制人員獲得更加全面的情況，同時(shí)也使管制系統(tǒng)的功能得到了改善，對(duì)塔臺(tái)管制系統(tǒng)的智能化發(fā)展帶來了有利的條件。通過不斷的對(duì)塔臺(tái)管制系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新和完善，使其具有更好的效果，能夠有效的提升空中交通運(yùn)輸管理的水平。

結(jié)語

空中交通運(yùn)輸中塔臺(tái)管制發(fā)揮了重要的作用，隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前有較多的先進(jìn)技術(shù)被應(yīng)用到了塔臺(tái)管制之中，這為塔臺(tái)管制帶來有效的支持。在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制過程中，通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，可以為遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制帶來更好的技術(shù)條件，在實(shí)時(shí)監(jiān)視、目標(biāo)識(shí)別以及自動(dòng)預(yù)警功能中發(fā)揮出有效的作用，便于人員對(duì)空中交通運(yùn)輸情況進(jìn)行管理，加強(qiáng)了管理的效果，提高了空中交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>

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