劉茜

甘肅省蘭州中川機場民航甘肅空管分局塔臺管制室

基于信息集成的空中交通管制指揮監(jiān)測系統(tǒng)

劉茜

甘肅省蘭州中川機場民航甘肅空管分局塔臺管制室

隨著科技不斷進步以及人們出行方式不斷改善，使得航空運輸業(yè)得到了極大的發(fā)展。但是在實際飛行過程中，由于空中管制以及指揮常會出現(xiàn)一定的失誤，從而導(dǎo)致飛機航行發(fā)生偏移，導(dǎo)致飛機出現(xiàn)安全事故的發(fā)生，不僅對人們的生命安全在造成極大的威脅，而且也使得航空公司有著巨大的經(jīng)濟損失以及惡劣的社會影響，對今后的企業(yè)發(fā)展以及航空事業(yè)的發(fā)展有著極大的不利影響。為此，本文提出一種新型的空管指揮系統(tǒng)，從而幫助航空飛行更加的安全穩(wěn)定。

信息集成；空中交通管制；指揮監(jiān)測系統(tǒng)；飛行安全

前言

空中交通管制指揮監(jiān)測系統(tǒng)可以簡稱為ATCCMS，該系統(tǒng)在設(shè)計時將語音通話、航行情報、雷達(dá)數(shù)據(jù)、氣象信息以及飛行計劃等信息加以集成與一體，從而對飛行航行過程中的各項信息以及空中管制人員、飛行人員等工作情況進行實時的掌握，從而對可能造成飛行事故的管制指揮作出相應(yīng)的報警，從而保證飛機航行的安全性。該系統(tǒng)將大量信息系統(tǒng)集成于一體，從而展開對交通指揮進行監(jiān)測，以此來提升指揮人員的工作效率，從而為飛行安全提供重要的保障。

一、空中交通管制存在的安全問題

一旦出現(xiàn)航空飛行運輸活動極為頻繁的時期，空中交管員需要耗費大量的體力以及腦力來對空中交通進行指揮以及管制，而且存在有很大的精神壓力，這回極易造成指揮發(fā)生失誤情況，對航空飛行造成一定的安全威脅，而這其中最為重要的指揮失誤便是和管制通話有著非常直接的聯(lián)系。當(dāng)前時期在民航飛機中均安裝有一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施便是交通警戒和避碰系統(tǒng)，可以有效的提醒飛行人員將要可能發(fā)生的飛行事故，同時做出一定的防碰撞飛行的建議，從而很大程度上將飛行事故加以降低。而對于空中交通管制人員而言，有著許多新型的空管系統(tǒng)以及指揮輔助系統(tǒng)能夠進行選取，諸如AutoTrac系統(tǒng)、ASTEC系統(tǒng)、國際空管系統(tǒng)、CTAS以及EUROCAT系統(tǒng)等，上述系統(tǒng)均滿足國際航行系統(tǒng)的相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)［1］。

而且上述系統(tǒng)均有著一些共同的特征，擁有高分辨率的工作站，具有良好的人機交互界面，可以實現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)處理、自動監(jiān)視以及飛行數(shù)據(jù)處理等功能，使用目前較為通用的計算機設(shè)施加以集成，擁有很好的開放性以及系統(tǒng)可用性，可以實現(xiàn)對沖突探測以及危險報警等功能等。但是依然存在有一定的技術(shù)缺陷，第一，未將管制語言通話看作是具有重要意義的數(shù)據(jù)來源對其進行識別與處理，從而無法對空中交管人員在進行管制過程中加以監(jiān)測，便無法實現(xiàn)對因指令問題所導(dǎo)致的危險進行提前警告。第二，未把高層流量管理確保航信安全和規(guī)避飛行沖突進行有效的結(jié)合。

二、ATCCMS具有的功能體系結(jié)構(gòu)

本文所設(shè)計的ATCCMS主要分為如下四個主要結(jié)構(gòu)，即操作層、支撐環(huán)境、管理決策層以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源。

（一）操作層

ATCCMS中的操作層可以將其功能實現(xiàn)分為六個子系統(tǒng)，即管制通話的處理和識別、人機界面、雷達(dá)數(shù)據(jù)分析、雷達(dá)數(shù)據(jù)銜接飛行計劃、航線預(yù)測和沖突探測以及飛行狀態(tài)和管制指令。其中管制通話的處理和識別，可以將管制人員所發(fā)出的語音信號裝換成為管制命令。簡而言之便是將相應(yīng)的語音加以識別后，通過一定的處理來對其中的語義加以提取，同時對識別結(jié)果展開一定的準(zhǔn)確性驗證，確保其和飛行計劃、空管常規(guī)以及雷達(dá)數(shù)據(jù)保持一致［2］。但是因管制人員人數(shù)上有著一定的限制，因此要對其建立管制人員的各自的聲音模型，從而使識別準(zhǔn)確率等到有效的而提升。對于飛行人員的語音識別將看作是一個輔助元件，可以可以根據(jù)自身情況對其進行選用。雷達(dá)數(shù)據(jù)分析便是將雷達(dá)信號經(jīng)過一定的處理后發(fā)送至人機界面。人機界面，將航行信息在人機界面上顯示，對各類現(xiàn)象進行檢測或預(yù)警，此外信息輸入和輸出均在該處加以完成。

（二）管理決策層

管理決策層內(nèi)部的各個系統(tǒng)并不具有實時性，僅是作為各級空管人員進行決策時的一種支持系統(tǒng)，主要包括有短期流量管理以及綜合信息查詢兩部分。

（三）數(shù)據(jù)接口

ATCCMS所進行的數(shù)據(jù)輸入主要是由兩部分組成的，一種是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，主要包括有無線電信號、有線電信號、飛行電報氣象信息、雷達(dá)信號以及航行情報等。而另一部分便是有上層發(fā)出的數(shù)據(jù)，主要有流量管理信息、管制方案評價以及管制優(yōu)化信息等，通常的輸出設(shè)備是利用大屏幕加以顯示。

（四）支撐環(huán)境

ATCCMS所運行的主要環(huán)境有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及數(shù)據(jù)庫環(huán)境，其對于信息采集方面有著極為重要的意義。要想實現(xiàn)ATCCMS內(nèi)部的各項功能便要利用多臺計算機，所以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是確保計算機和數(shù)據(jù)源以及計算機間展開的通信的基礎(chǔ)。ATCCMS包含有計劃數(shù)據(jù)庫、流量數(shù)據(jù)庫、狀態(tài)數(shù)據(jù)庫、信息數(shù)據(jù)庫、管制方案以及綜合數(shù)據(jù)庫等［3］。

結(jié)語

綜上所述，通過對該系統(tǒng)進行設(shè)計，對其功能體系進行細(xì)致的探討，通過對各種功能的實現(xiàn)，可以保證在指揮中可以起到有效的監(jiān)測作用，從而確保飛行過程中的可以安全穩(wěn)定的運行。通過對多種系統(tǒng)進行集成可以有效的對單一系統(tǒng)存在的缺陷加以補彌補，從而對復(fù)雜系統(tǒng)的進行優(yōu)化以及控制開展除了新的途徑。此外該系統(tǒng)的實現(xiàn)將會為今后的自動化進行空中交通管制奠定了一定的基礎(chǔ)，從而為今后的航空事業(yè)發(fā)展有著更好的推動作用。

［1］張嘉懿.空中交通管制安全管理體系及其信息系統(tǒng)研究［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016，09（09）∶79.

［2］羅帆，劉小平，楊智.基于系統(tǒng)動力學(xué)的空管安全風(fēng)險情景預(yù)警決策模型仿真［J］.系統(tǒng)工程，2014，01（01）∶139-145.

［3］王寧，王莉莉.基于協(xié)同決策技術(shù)的空中交通流量系統(tǒng)的設(shè)計［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2015，12（23）∶59-60.

劉茜（1983-），女，甘肅隴南人，航行管制工程師，研究方向：空中交通管制。