多數據源機場場面定位系統在機場場面工作中的應用

馮光潔

1 基于多數據源機場場面定位系統

1.1 系統背景

為提高機場運行安全和效率，提升機場航班保障能力和旅客服務質量，本文提出一套多數據源機場場面定位系統。該系統利用航科院的北斗差分定位數據、ADS-B 數據和場監雷達數據，為機場場面車輛、人員提供亞米級的位置監控，并對機場范圍內空中和地面的航空器進行實時監控。

同時，該系統集成了航務通系統和語音對講系統，運行在PC 端的系統使機坪運行管理人員能夠及時了解機場內飛機、車輛的實時位置和行駛狀況，對車輛超速、越界、入侵進行自動告警提示，運行在移動設備端的App，通過機場無線數字（LTE）平臺方便車輛駕駛人員與調度人員之間實時的雙向數字通信，通過數字化的語音、指令、矢量地圖、以及集群對講等多種方式提高調度人員與保障人員的溝通效率。整個平臺實現了航班動態信息及時共享、保障任務數字化下達、各保障時間節點自動錄入、保障任務執行情況自動統計、保障車輛和人員智能排班調度，提高了機場航班保障效率和旅客服務質量。

1.2 系統架構

系統由差分基站、ADS_B 地面站、場監雷達數據服務器、航務通數據服務器、處理數據服務器、車載移動終端、PC 管理端組成，其中差分基站、ADS_B 地面收站需要部署在機場室外，場監雷達數據服務器、航務通數據服務器、處理數據服務器部署在計算機中心，PC 管理端部署在調度中心，車載智能終端部署在車量上。拓撲圖如圖1:其中差分基站和ADS_B 地面站接收到的信號由有線網絡傳回計算機中心，計算機中心的處理服務器在接收衛星定位數據、ADS_B 數據的同時融合了場面雷達的數據通過有線和無線網絡把精確的定位數據發送到PC 端和移動端的系統。

無線網絡采用的是LTE 集群通信專網，是在機場場面民航從業人群內，提供專業應用的無線通信網絡。其具有以下優勢：話音、數據、視頻、多媒體集群調度；頻譜效率高：上行2.5bps/Hz，下行5bps/Hz；傳輸容量大：(20Mhz)上行50Mbps，下行100Mbps，用戶面延遲小于5ms，快速接入和應急通信；頻譜寬度靈活配置1.4～20MHz，支持對稱和非對稱頻譜寬度；移動速度120～350km/h，多小區同頻組網；加密辦公內網，與同區域社會大眾使用的LTE 網隔離，在通訊堵塞時，優先傳送加密網的內容。

圖1 系統架構圖

1.3 系統功能

1.3.1 PC 端功能

該系統PC 端的應用功能分監視系統和航班管控兩部分。其中監視系統包括：顯示飛機和車輛的實時位置；向車載移動終端發送行駛路徑和目的位置信息；車輛位置偏離、越界、超速告警提示；車輛行駛軌跡、語音、指令信息自動保存并可歷史回放。航班管控包括：航班動態信息顯示推送，各保障節點時間自動錄入；保障車輛和人員未按時到達提示；保障超時提醒；保障人員工作時間統計；根據車輛位置和忙、閑狀態的智能調度；根據保障人員資質和工作時間的智能排班。此外，人員在車輛內行駛的時間系統全部自動記錄，這樣可以保障人員的工作效率和工作時間等。

1.3.2 移動端功能

提供移動終端的飛機車輛監控與航班計劃執行相關功能。主要包括：數據瀏覽、數據加載、數據查詢、路徑與目標點推送、飛機預達提示、與車輛實時通訊等功能。

2 應用場景

下面以一個航班的國內出發為例，結合上一節提到的功能，具體講解本文所述系統在實際場景中的使用，如圖2 所示。

圖2 應用場景示意圖

某日，調度值班工作人員在，通過PC 端界面錄入航班信息。該航班CZ3378 是次日下午三點執行廣州飛杭州任務，要求的場面服務有引導到跑道口。運控值班人員安排引導車A 人參與此次保障任務，并利用PC 端生成任務下發到車載移動端。

次日下午兩點半，A 車駕駛員通過車載移動終端看到CZ3378 的位置，根據車載終端設置好的路線按時到達CZ3378 所在的停機位。在跟機組人員確認開始引導后，繼續按照移動終端上的規劃路線將CZ3378 引領到其所需起飛跑道，同時調度人員也在屏幕上監控到該車的行進路線，此次航班保障任務完成后，工通過車載移動端的App 確認工作完成。

3 總結

近年來，民航運輸業飛速發展，機場客貨運輸吞吐量快速提高。以2014 年為例，全國完成旅客吞吐量83 153.3 萬人次，比上年增長10.2%，完成貨郵吞吐量1 356.1 萬噸，比上年增長7.8%，飛機起降793.3萬架次，比上年增長8.4%。伴隨高速增長，機場場面擁堵，跑道沖突事件與航空器沖突事件時有發生，以2014 年為例，全年共發生事故征候324起，同比增長11.5%。減輕地面運行沖突概率，提高機場場面運行效率，成為當務之急。

然而目前國內大多數機場的監控設備較為落后，場面管制工作主要依靠車輛駕駛員、飛行員、管制員的協作。飛機、車輛的相對位置和距離都是人為估算，避免沖突的措施也是人為設定。在航班量大的情況下，場面移動車輛通訊不便，單靠監聽管制員的語音通信，不能高效準確的協調地面交通。

如何獲取時效和便利的航班數據、現場車輛位置，避免遺漏和重復，改進人員的調度效率，使得數據的統計和分析，人員行為的有效追溯和評估進行的更為便捷，已經顯現得越來越重要。

在移動設備日趨重要的當下及未來，民航業亟需從需求調研、功能設計、資源開發、產品推廣等方面不斷把握App 等新媒體技術的優勢，特別是要強化App 的個性化推送、數據交互功能，推進數字化環境下場面工作人員辦公模式的轉型。特別是如何利用移動應用助力機場場面協同決策系統形成一個開放性的信息采集、融合和共享平臺，實現信息交換平臺、關鍵事件觸發、起飛預排序、可控地面滑行時間、不利情況下的協同決策、協同管理航行數據。實現各個運行保障單位間更加高效的協同工作機制，值得我們深入探索[1]。