導航臺站智慧管控系統研究

中國試驗飛行研究院 陜西 西安 710089

引言

面對越來越繁雜的導航設備,傳統的管控模式已無法滿足導航設備保障需求。隨著5G新興技術的迅速發展,其更優于LTE、TETRA等的大數據流、低延遲、可靠性高等性能日漸明顯。利用5G高速傳輸的優點依據導航臺站及移動臺站的動態變化等特點,根據需求結合已有的有線傳輸鏈路,建立基于“5G+有線”的新型智慧化管控系統,全面實現及優化各臺站的管控功能,在運維平臺上實現數據的分類管理和存儲。

1 現狀分析

機場采用通用微波、儀表著陸設備以及塔康及全向信標臺中近程導航,為飛機提供精準定位信息。采用車載及固定頻譜監測站作為飛行電磁干擾排查手段,為復雜電磁環境下排查電磁干擾信號提供重要依據,臺站通過手動傳遞參數信息在降低科研保障的安全性的同時降低工作效率。微波、儀表著陸系統、塔康及全向信標臺站的設備和視頻信息分別由RS232串口和以太網通過光纖鏈路經環網已實現數據的遠程回傳。而儀表、塔康及全向信標臺及微波均未實現環境等因素管控。

2 智慧管控需求分析

機場導航臺站在設備管理上處在轉型期無法實現智慧化管控。本文將從以下幾個方面進行智慧化管理需求分析:

(1)可視化管理。通過建立3D可視化平臺實現對各臺站及設備的定位服務,提升設備監管的力度從視頻監控走向更加全面詳實的多維度管理,改善傳統管理模式的單一,加強飛行安全保障。

(2)人員管理。自主完成排班、監督等方式已無法滿足飛行現狀,通過智慧管理平臺實現人員的合理部署,利用平臺機制自動進行排班、分發任務并設置提示可輔助決策者執行管理,也可有效提升工作效率。

(3)資產管理。傳統模式下的設備資產管理存在信息更新不及時、統計缺失等風險,需要自主完成冗雜信息核實,不僅增大了管理人員的工作難度也極大的降低了工作效率。通過建立智慧管理平臺可對設備資產信息進行分類歸檔整理還可實時更新實現有效管理。

(4)環境/設備管理。視頻監控以及設備遠程操控軟件雖然可輔助操作人員完成日常簡單操作,實現參數讀取及遠程故障報警提示。但仍無法實現故障定位,不能對數據進行長期自動存儲并生成圖表等趨勢分析資源,無法為設備/環境應急預案提供有效數據依據。而智慧管理平臺的搭建將有效解決由老舊、傳統方式帶來的環境/設備管理難題。

3 智慧管控系統結構模型

3.1 系統部署架構 利用5G專網技術可保證在局部區間使用時形成一個封閉的局域網,通過在5G專網的基礎上引入邊緣計算,部署至本場數據中心,可保證內部數據不與外界數據交流增強數據保密性。利用5G專網技術可極大的優化導航臺站遠程監控系統,但投資金額大、傳輸距離短仍無法完全取代有線傳輸,因此構建一套基于“5G+有線”傳輸模型的導航臺站智慧管控系統。

3.2 整體構架 建立基于BIM及RFID技術的智慧管理平臺,形成高效、有序的智能管理并將動態信息及時反饋給管理人員,對臺站信息的全面把控。運維管理系統整體構架采用服務器、用戶端兩級層次的C/S構架,由下至上分為數據層、核心層、業務層、傳輸層以及應用層。

3.3 功能模塊 基于運維管理平臺從功能上分為設備監視模塊、設備資產管理模塊、維護維修模塊、環境監控模塊、可視化管理模塊以及應急預案管理模塊等。以3D BIM MEP模型為核心,GPS定位技術相融合實現構建可視化管理模塊。輸入臺站經緯度等信息模擬臺站建筑及設備分布,設備規格、機號、圖形等,在運維管理平臺上展示真實臺站及設備運行、運維等狀態,實現臺站分布定位、設備定位以及設備/環境狀態監控查詢,實現臺站、設備管理的直接化、形象化、透明化。

(1)應急預案管理模塊。通過5G、RFID技術以及可視化管理模塊對設備信息動態顯示和預案分析,在設備突發故障時可快速響應,針對不同類型設備進行故障特征定義,通過數據庫數據的積累分類建立故障原因和處理措施。

(2)設備監控模塊/環境監控模塊。運維管理平臺根據可視化管理模塊根據各臺站信息附屬各設備遠程操控軟件,通過遠程操控軟件實現設備、環境等參數調節設置、異常報警提示等。通過信息積累定期形成參數報表及圖表,依據設備/環境數據趨勢圖分析提高工作人員對臺站環境及設備的管理能力,為設備排故奠定基礎。

(3)設備資產管理模塊。運維平臺可根據確定的設備編碼體系創建設備資產信息庫。利用可視化管理模塊,將運維信息、使用狀態、備件庫存等通過不同顏色、圖案等方式進行可視化表達幫助設備管理者制定重點控制方案及對策,實現全生命周期的設備資產管理。

(4)維護維修模塊。通過鎖定設備故障點輸出相應故障單,并在操作員完成設備故障處理填寫后保存至故障管理數據庫中。根據日維護、月維護、半年維護等不同節點確定相應維護計劃并自動提示用戶啟動設備維護流程。系統可按照人員管理名單自動派工,操作員可利用RFID讀寫器對設備標簽進行掃描,讀取設備的ID信息、維護資料、歷史記錄等信息,維護完成后登記本次維護結果信息,更新標簽信息系統同時對本次維護單進行跟蹤。

結束語

通過分析導航臺站現狀對臺站進行智慧化管控分析,針對機場實際工作情況建立基于“5G+有線”鏈路傳輸,運維管理平臺對參數集中監管的導航臺站智慧管控系統。通過論述為后續機場導航臺站智慧化優化建設提供技術參考。