試論咸陽塔臺(tái)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中的應(yīng)用

余澤睿

摘 要：隨著空中交通管制的發(fā)展，遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制從中孕育而生，通過結(jié)合有效的技術(shù)可為管制提供更好的幫助，例如增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)集成管制，節(jié)約運(yùn)行成本和人員成本，提高運(yùn)行效率。本文主要是試論西安咸陽塔臺(tái)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)中的應(yīng)用，包括實(shí)時(shí)監(jiān)視功能，目標(biāo)對象識(shí)別與信息融合功能，自動(dòng)告警功能。分析了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)應(yīng)用展望。通過增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的有效應(yīng)用，可使遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制的效果變得更加顯著。

關(guān)鍵詞：空中交通;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù);遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制

引言

隨著我國的民用機(jī)場建設(shè)大幅度增加，航班量劇增，尤其是在以前一些未開航的中小地區(qū)，都已經(jīng)開通的了航線，交通便利大大提高。但從中也存在的一些問題，在這些機(jī)場中，大部分機(jī)場存在客流量少且開航時(shí)間有限，但是管制員需要長期值守于這些偏遠(yuǎn)地區(qū)，進(jìn)而導(dǎo)致管制人員不足的情況發(fā)生。而遠(yuǎn)程塔臺(tái)能夠很好的解決以上問題，這為管制工作帶來便利并且降低整體空管運(yùn)行成本，提高安全運(yùn)行保障能力

1遠(yuǎn)程塔臺(tái)的介紹及系統(tǒng)組成

遠(yuǎn)程塔臺(tái)從字面上理解，就是將多個(gè)機(jī)場的運(yùn)行情況，轉(zhuǎn)移和集中到固定的一個(gè)地方進(jìn)行統(tǒng)一指揮。遠(yuǎn)程塔臺(tái)系統(tǒng)中，包含了多個(gè)子系統(tǒng)，其中有監(jiān)視系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)以及氣象系統(tǒng)等，屬于一種綜合性管理系統(tǒng)。借助遠(yuǎn)程塔臺(tái)可進(jìn)行多種操作，例如監(jiān)測以及告警等，其中采用了大量的攝像機(jī)，包括一般的攝像機(jī)以及紅外線攝像機(jī)，借助攝像機(jī)可以全面地建監(jiān)測，避免管理區(qū)域中存在盲區(qū)。通過視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以獲得多種相關(guān)信息，還能夠?qū)⑿畔⑦M(jìn)行融合，從而設(shè)置場面告警功能，方便管制員進(jìn)行管制指揮，保證安全效率。

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

2.1實(shí)時(shí)監(jiān)視功能

塔臺(tái)管制工作中，管制員以目視觀察為主，監(jiān)視航空器的運(yùn)行狀態(tài)和機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)的人員和車輛情況，從而進(jìn)行管制指揮。有時(shí)候需要借助場面監(jiān)視雷達(dá)和攝像頭輔助系統(tǒng)對遠(yuǎn)處及盲區(qū)進(jìn)行觀察。已西安咸陽塔臺(tái)為例，塔臺(tái)上設(shè)有場面監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)和攝像頭輔助監(jiān)視系統(tǒng)，利用監(jiān)視功能對整個(gè)機(jī)動(dòng)區(qū)進(jìn)行管制監(jiān)視，不僅解決了視覺盲區(qū)和低能見度情況下的運(yùn)行問題。而且能夠獲取到機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)人員，車輛的運(yùn)行情況。而此技術(shù)正好符合遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中的使用。遠(yuǎn)程塔臺(tái)采用攝像機(jī)架建立基本結(jié)構(gòu)，由攝像機(jī)來獲取監(jiān)視數(shù)據(jù)，這種方式相比傳統(tǒng)的管制方式有更好的效果，能夠突破目視范圍限制和視覺盲區(qū)等問題。實(shí)現(xiàn)了大范圍視野監(jiān)視，通過獲得的數(shù)據(jù)的融合，將其反映到場面雷達(dá)幕中，能夠監(jiān)視機(jī)場的各個(gè)位置。另外，遠(yuǎn)程塔臺(tái)設(shè)置有紅外線等攝像設(shè)備，可以對夜間的機(jī)場情況以及不良天氣條件下的情況進(jìn)行監(jiān)視，也能夠保證識(shí)別的準(zhǔn)確性，提升了管制效果和運(yùn)行效率。

2.2目標(biāo)對象識(shí)別與信息融合功能

西安咸陽塔臺(tái)機(jī)坪管制中，配有目標(biāo)對象識(shí)別與信息融合功能的視頻監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)⒑娇掌鳎囕v和人員的信息進(jìn)行融合，統(tǒng)一在實(shí)時(shí)視頻進(jìn)行展示。在管制范圍中航空器借助應(yīng)答機(jī)編碼能夠得到位置信息，并且在獲取航空器的運(yùn)動(dòng)信息，即高度與速度。當(dāng)雷達(dá)監(jiān)測到了目標(biāo)對象，并且航空器的應(yīng)答機(jī)處于S模式時(shí)候，可以得到雷達(dá)標(biāo)簽。將運(yùn)動(dòng)目標(biāo)對象在圖像中得到有效識(shí)別，并且實(shí)現(xiàn)視域圖像的匹配，為管制提供相應(yīng)的信息。在識(shí)別人員和車輛時(shí)候，機(jī)動(dòng)區(qū)內(nèi)的車輛以及人員也會(huì)配備類似于航空器應(yīng)答機(jī)的信息識(shí)別設(shè)備，從而顯示出其位置信息。在攝像機(jī)捕捉到了對象的時(shí)候，航空器以及車輛會(huì)在輪廓上產(chǎn)生矩形框以及追蹤編碼，通過追蹤編碼的調(diào)整使追蹤管理實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)還具備手動(dòng)輸入方式與雷達(dá)追蹤結(jié)合起來的方式能夠人工進(jìn)行信息的輸入。

該技術(shù)正好適用于遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中，目標(biāo)的檢測與識(shí)別，具有該系統(tǒng)后管制人可以直接的從實(shí)時(shí)視頻中獲取航空器，車輛以及人員的位置信息和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。從而根據(jù)此情況對航空器進(jìn)行管制指揮，使管制的效果增強(qiáng)，同時(shí)也減少了人員的工作負(fù)荷，為管制工作進(jìn)行帶來了便捷條件。

2.3自動(dòng)告警功能

空中交通管制所面臨的最重要的問題就是航空安全，隨著科技的發(fā)展，保障航空安全從以前的“人防”慢慢演變成“人防為主，技防為輔”的結(jié)合防控手段。西安咸陽塔臺(tái)的場面雷達(dá)和電子進(jìn)程單均具有自動(dòng)告警功能。塔臺(tái)的場面監(jiān)視雷達(dá)具有跑道侵入告警功能，當(dāng)跑道中存在航空器或者正在滑跑的航空器時(shí)候，當(dāng)落地飛機(jī)位于五邊8km處時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)觸發(fā)語音安全告警，提醒管制員對跑道中的航空器進(jìn)行觀察，發(fā)布相應(yīng)的管制指令。防止“錯(cuò)，漏。忘”的事件的發(fā)生，從而保障航空器運(yùn)行安全。電子進(jìn)程單告警功能，電子進(jìn)程單主要記錄航空器的運(yùn)行狀態(tài)（進(jìn)跑道，滑跑，起飛，落地，脫離等）。通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，從而觸發(fā)電子進(jìn)程單的告警功能，例如當(dāng)落地航空器的電子進(jìn)程單處于落地狀態(tài)時(shí)，跑道外等待的航空器的電子進(jìn)程單無法進(jìn)行操作，并發(fā)出文字告警。此兩項(xiàng)自動(dòng)告警功能正好適用于遠(yuǎn)程塔臺(tái)指揮模式下，由于遠(yuǎn)程塔臺(tái)時(shí)集合了多個(gè)機(jī)場的運(yùn)行狀態(tài)，管制員對其進(jìn)行統(tǒng)一指揮，管制員容易發(fā)生情景意識(shí)喪失或者“錯(cuò)，漏，忘”等情況。所以采用遠(yuǎn)程塔臺(tái)模式更需要自動(dòng)告警功能。當(dāng)發(fā)生了突發(fā)性問題的時(shí)候，可進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警。當(dāng)航空器之間危險(xiǎn)進(jìn)近，或者與非航空器產(chǎn)生沖突的時(shí)候，啟動(dòng)預(yù)警的功能。有效避免了不安全事件的產(chǎn)生，保障了運(yùn)行安全，從而提高管制運(yùn)行效率。

3增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在遠(yuǎn)程塔臺(tái)應(yīng)用展望

結(jié)合了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制中，使用多源信息融合技術(shù)，能夠使管制人員不受到盲區(qū)的影響，也能突破能見度低帶來的問題，使管制更加地全面，并且在警告的功能上采用人工智能技術(shù)識(shí)別危險(xiǎn)的問題，這樣可使飛機(jī)碰撞問題得到預(yù)防，有效提升了安全管理水平。借助全數(shù)字化視頻技術(shù)能夠記錄下管制中的情況，通過視頻的回放可以為管制人員培訓(xùn)提供參考的資料，使其能更好地了解管制工作的內(nèi)容。為了避免數(shù)字化視頻受到網(wǎng)絡(luò)或者其他設(shè)備影響而失效的問題，可對管制員操作以及應(yīng)急內(nèi)容進(jìn)行改善，為管制帶來更加完善的條件。

結(jié)語

在空中交通管制中，遠(yuǎn)程塔臺(tái)管制傳統(tǒng)方式存在較大的局限性，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)測功能和自動(dòng)告警功能，使塔臺(tái)管制范圍范圍更加廣泛，手段更加的全面，為管制工作帶來了便利，不僅可以提升管制的運(yùn)行效率，保障航班安全。還能夠促進(jìn)管制系統(tǒng)的智能化發(fā)展，使空中交通管制的整體更加改善。

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