基于物聯網技術的新型空中交通管理系統探析

王宇東

（民航新疆空中交通管理局，新疆 烏魯木齊830016）

0 前言

物聯網技術作為計算機和互聯網之后興起的新型信息技術，對社會生產的各個領域具有較大的作用?？罩薪煌ü芾硐到y作為航空運輸安全的重要保障，物聯網技術與空管系統相結合將更加高效地促進我國民航事業的發展。本文通過分析基于物聯網技術下的空管系統的技術框架和技術平臺，對物聯網技術下的新型空管技術的研究和發展提出了切實可行的意見和建議。

1 物聯網基礎

物聯網技術的基礎是多種傳感器技術應用，傳感器根據相關協議將物體與互聯網相聯，并實現互聯網的智能識別、跟蹤和定位等功能?，F階段，我國民航使用的中大型運輸機，正是集各種高精尖技術傳感器于一身的物體，結合當前較為完善的空管自動化網絡，為開發具有行業特色物聯網應用提供良好的基礎。

2 空中交通管理系統的發展趨勢

新一代空管系統主要包括星基導航系統，廣域多組合式監視系統，數字數據通信系統，體現天空地一體化的空管自動化系統，協同決策信息共享平臺以及多功能的空中交通流量管理系統等。新技術的定位和應用將使國家民用航空的運行和資源得到有效、充分、靈活的管理。新一代空管系統的發展和實施不僅是技術手段的創新，它還將推進民用航空運輸體系運行方式的變革，推動大民航運作體系管理和協同理念的轉變。

3 新型空中交通管理系統特點

3.1 透徹的感知性

區別于傳統的空中交通監視手段，新型空管系統主要應用ADSB(廣播式自動相關監視),PBN（基于性能的導航）、MLAT（多點監視）等技術對空中交通實現更加全面、有效的監視。新技術的應用增加了空管系統的監視內容范圍，為提高空中交通管制效率提供了可能。另一方面透徹的感知性也能為管制員提供較大的工作便利。

3.2 全面的互聯性

全面的互聯性是指通過運用多形式、多渠道的網絡通信方法提高對空中交通管理過程中各項信息的存儲量，從而達到不同時間、不同空間中各個空管節點的資源共享。實現互通性的主要措施包括AIDC（設施間數據通信）、CPDLC（地空數據鏈）、IPV6 等。

3.3 智能化

空管系統的智能化主要是利用空管物聯網技術將多渠道的信息源進行融合整理，并以數據的形式傳入空管自動化系統，給空管人員提供輔助決策信息，從而提高空管保障能力。

4 基于物聯網技術的新型空中交通管理系統改善方案簡介

該方案源于國際民航組織 （ICAO）2010年第27界例會中提出的民航系統打包升級規劃（Aviation System Block Upgrade），以下對其典型區塊作以介紹。

4.1 協同決策系統（Collaborative Decision Making）

協同決策系統是一個開放性的信息采集、融合和共享平臺，由以下六個核心元素構成：信息交換平臺、關鍵事件觸發、隊列預排序、可控運行時間、不利情況下的協同決策、協同管理航班數據。

圖1 基于物聯網技術的新型空管系統改善方案結構圖

協同決策是通過更加透明的信息共享，實現各運行保障單位間更加高效的協同工作機制。協同決策的目標是，通過精確跟蹤航班運行流程關鍵節點、實施隊列預排序等手段，提升特定運行范圍內各參與單位的整體運行效率。離港排序子系統通過信息交換平臺獲取更加精確的目標起飛時間（Target Take Off Time），計算并輸出計算起飛時間（Calculated Take-off Time），實現有計劃的流量調配，減少關艙門后旅客長時間等待以及航空器開車后地面長時間等待，減少管制員工作負荷，提高安全運行效率，提升民航服務品質。隨著更多協同決策系統的互聯互通，整體空域運行效率將會不斷提高。

4.2 機載間隔幫助系統（Airborne Separation Assistance System）

ADS-B是機載間隔幫助系統 （ASAS）的關鍵啟動裝置。利用ADS-B,ASAS實現地空信息的透明互見，從而增強機組的間隔情景意識。在較長時間內，將管制員的一些責任委派給機組。減少地空通訊誤解，縮小管制間隔，提高運行效率和安全余度。

4.3 飛行隊列管理（Queue Management）

飛行隊列管理包含進港隊列管理(Arrival Management)和離港隊列管理(Departure Manager)兩個子系統。

進港隊列管理系統（AMAN）向管制員提供進港排序建議，優化終端區空中交通秩序，縮短進近時間，提高跑道使用率。其主要原理是：通過空管自動化系統中采集的航行諸元，計算出預計落地時間，再根據航空器預計進港軌跡，動態的自動計算和優化落地時刻和順序，給管制員提供決策輔助。離港隊列管理系統（DMAN）的功能是：優化離港序列，提高跑道利用率，減少離場延誤，優化地面機動區交通，減少航空器關艙門后等待。實際應用中，DMAN是AMAN的補充，因為兩個系統影響的都是同一條跑道，所以兩個系統存在很深的信息交互。

在物聯網中：傳感是前提，計算是核心，網絡是保障，安全是基礎。以上這些新型空管技術也完全符合這一規律，只有依靠物聯網技術將分散的數據進行融合，才能實現民航空中交通管理系統的跨越式穩步發展。

5 結論

本文對新型空中交通管理系統的特點進行分析，通過分析新型空管技術的應用平臺，提出了新型空中交通管理系統結構，并對新型的空管技術進行分析，全面的解讀了基于物聯網技術下的新型空中交通管理系統?？梢姡磥韺⑽锫摼W技術應用到新型空管技術已成為空管系統完善和發展的必然趨勢。

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