智慧空管技术的进展

来源 :大飞机 | 被引量 : 0次 | 上传用户:taozijian
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  中国民航空管改革的总目标是建设“四强空管(强安全、强效率、强智慧、强协同)”,智慧空管是四强空管中重要的一环,可以分为“智慧运行、智慧服务、智慧设施、智慧管理”四个层面。近年来,民航局和空管局对智慧空管进行了顶层设计,在推动和建设智慧空管的实际工作中,也取得了大量成果。
  本文以智慧运行与智慧设施为出发点,探讨技术体系层面上的共识,结合其他国家和组织对下一代空管系统的研究,对智慧空管的技术体系、实现智慧空管所需的基础设施,作出思考。
  打破“数据孤岛”
  要实现智慧空管,首先要实现空管的数字化转型。通过持续创新来适应数字化时代,是建设现代化空管技术体系的有效途径。
  空管数字化是基于当前强大的信息化技术所提供的支持和能力,让空管业务和信息技术真正产生交互,即在大数据、人工智能、云计算、物联网等信息技术的支持下,为空管业务的达成,提供更高效的途径。
  空管数字化转型的基础是空管生产工具的信息化改造。在信息化改造完成之后,由于有大数据、人工智能等越来越强大算力的支持,空管决策方式和决策能力都将会获得极大的改变和提升。
  当然,空管生产工具的数字化并不是一个需要完全从头开始的工作。近年来,塔台管制员的视觉观察及地空语音通信已经在一定程度上实现了“数据化”。不过,空管的大部分设备及系统是独立运行的,设备及系统之间不能实现高效的信息交互。例如,针对同一个航班,不同的自动化系统会独立进行航迹推算,产生的飞行数据自然就各有差异。
  目前,行业内已经充分认识到这种“数据孤岛”的现状,在西北空管局和华东空管局“数字化转型”的前期工作中,以及中国民航局空管局大数据平台研究中,数据治理,或者说是空管生产数据信息标准研究都是第一位的工作。相关信息显示,空管生产数据信息标准第一稿已经编写完成。
  以云平台为基础的服务
  笔者认为,智慧空管的基础设施,是以云化“广域信息管理(SWIM)”服务为核心,基于高速发展的大数据云服务(例如华为云或者阿里云提供的从数据分析到语音、图像识别,到人工智能服务),通过逐渐完善中的“空管生产数据信息标准”和其他国际标准,连接空管现有生产运行系统的体系。
  而要实现云化服务,必须实现三大过程:在空管单位建立云平台,接入各类的生产数据,逐渐向云平台迁移生产系统;在云平台上建立更完备的数字化服务;将空管服务最终建立在云平台的各种数字化应用中。这是空管数字化转型的必由之路,也是“智慧运行”与“智慧设施”的重要支柱。云平台也是大数据平台,标准化的空管生产数据能够有效地(结构化或者非结构化的)得到存储,并可以有效地进行数据挖掘及数据分析。
  我国空管运行的主体大致包括区域管制中心、空管分局站、机场塔台,一次性为不同层级和规模的空管单位建立统一的云平台并不现实,在各空管单位建设可在专用网络(民航大网)上互联的私有云系统,并逐渐互联为多中心的空管专有云系统,应该是一个可行的方案。
  云平台服务的实现,在技术上有赖于广域信息管理体系架构的进一步发展。广域信息管理能够实现空管运行环境(航路、机场、终端区、网络管理)之间的互操作,也可以更有效地完成信息交换。
  但是,目前全球使用广域信息管理达成航行信息交换的完成度并不理想,我国就几乎没有使用该技术进行飞行数据信息交换。要达成这个目的,需要充分研究我国运行的现状,实现与现行飞行数据传输和交换方式的充分交联,在保持现有体系正常运行的前提下,在妥善推进基于航迹运行的过程中,逐渐过渡到以广域信息管理为中心的飞行数据交换模式。
  广域信息管理也可能成为航迹信息共享的核心业务,国际民航组织亚太地区分办事处已经成立了一个基于广域信息管理进行监视信息共享的任务组,在大数据平台上汇聚监视信息,实施数据记录与融合,并进行航迹信息跨国、跨区域的共享工作。这也是空管大数据平台可行的工作目标之一。
  从技术上看,目前实施空管生产工具信息化改造的条件已经成熟。首先,经过长期发展,无论是欧洲单一天空计划(SESAR),还是美国的下一代空管系统(NextGen),或者国际民航组织的全球空中航行计划(ICAO GANP),广域信息管理都是确定使用的数据交互方式。其次,云平台的架构已成熟,无论是公有云还是私有云,均可以进行有效的互联及扩展。
  在一个空管分局站的规模条件下,其云平台至少能够具备以下能力:飞行数据的结构化或者非结构化的大数据储存服务;基于飞行数据大数据的分析、检索、汇聚、分发等服务;基于消息队列的监视数据分发与存储服务;基于IP化音频的音频记录与分析服务;针对气象系统的IWXXM服務;SWIM的基础服务,包含集成化数据服务、发现服务、变更管理服务、通知服务和依赖管理服务。
  塔台数字化
  随着当前的技术发展,尚未数字化的塔台管制员视觉观察信息,在远程塔台的实践过程中,也得到了数字化。国际民航组织明确了远程塔台不仅可以提供远程机场的空中交通管理服务,还可以用于本地塔台空中交通管理的增强服务,也可以作为应急解决方案,在塔台不可用的情况下,确保服务的连续性;国际民航组织称远程塔台技术为数字空中交通服务,远程塔台技术实际上解决了塔台管制员视觉观察数字化的问题。
  我国已经在新疆机场集团进行了远程塔台的试点。此外,哈尔滨站坪塔台和广州白云机场站坪塔台目前也已利用远程塔台技术完成了视觉观察的数字化,并完全依靠数字化视频图像进行指挥。
  数字化视频可以进行数字图像增强,以消除雨、雾、霾等现象的影响,也可以利用视频传感器更灵敏的感光能力,在夜间及弱光下对图像进行增强。而且,基于人工智能的场面目标识别、联合场面监视设备的冲突探测、计算机视觉算法对非合作目标位置确定、机场不同级别禁区的侵入威胁识别等技术,都将增强塔台管制员对场面运行状态的掌控。
  向四强空管进军
  智慧空管是一项复杂的系统工程,既需要持续推进空管系统设施设备的整体建设,整合智慧基础设施建设,完成业务数据化;也需要加快推进空管数据中心建设,完成运行数据的智能化融合;还需要完成对安全管理综合体系、现代化流量管理体系、空域精细化管理体系的建设。
  人工智能、云计算、虚拟现实等信息技术已经深入到社会的各个领域,并推动了各领域不同程度的技术变革。空管行业是一个庞大的体系,涉及的专业和部门众多,不是一个地区或部门就能顺利推进智慧空管工作的,但不考虑各地区和部门的差异性,忽略技术进步的渐进过程,也不能达成最优的结果。
  在统筹管理和协调的基础上,由下至上,充分考虑运行单位或部门的设备现状和业务规模,分步骤推进数字化转型,建设智慧空管的基础设施,充分考虑空管与机场部门的互联互通,实现中小机场塔台的数字化,最终完成智慧空管的变革,这将是达成“四强空管”总目标的任务方向。
其他文献
尽管没有人会否认日本如今在全球航空产业链中所扮演的重要角色,但令人遗憾的是,日本在通往这个舞台中央的道路上却始终命运多舛。被日本国民寄予厚望的SpaceJet项目如今“生死未卜”,但坚韧的日本人却并没有放弃航空强国的梦想。  日本航空业积极调整以适应行业发展。在商用飞机制造领域,尽管SpaceJet项目前景堪忧,但日本并没有完全放弃,并积极布局收购后的CRJ项目;在航空运输市场,通过一系列的收购与
期刊
采用顶空-箭形固相微萃取-气相色谱-三重四极杆质谱技术(HS-SPME ARROW-GC-MS/MS),建立了一种快速测定水中30种异味物质的方法。对顶空固相微萃取的参数进行了优化,确认了最优实验条件,NaCl浓度为0.3g/mL、萃取温度为50℃、萃取时间为30min、解吸时间为120s。在优化实验条件下,方法线性良好(r2> 0.99),对30种目标物的检出限为0.001~2.10μg/L,定量限为0.004~8.40μg/L。对实际生活饮用水及其水源水样品进行分析,结果良好,相对标准偏差在1.
针对次氯酸钠发生器、二氧化氯发生器及成品次氯酸钠消毒后的消毒效果和消毒副产物的生成情况进行研究,并对成品次氯酸钠溶液进行了特性试验,分析了三种消毒方式的安全管理和运行成本。结果表明:三种消毒方式消毒杀菌效果没有显著差异,但二氧化氯与次氯酸钠消毒产生的消毒副产物种类不同,次氯酸钠消毒副产物多为三卤甲烷类和卤乙酸等,二氧化氯消毒主要产生氯酸盐和亚氯酸盐。次氯酸钠发生器制备的次氯酸钠溶液与成品次氯酸钠溶液在消毒副产物水平上没有显著差异。成品次氯酸钠溶液中的溴酸盐含量明显高于次氯酸钠发生器制备溶液,且随着储存时间
北京供水始于1908年创办的京师自来水股份有限公司,回顾113年的供水发展史,北京供水事业从步履蹒跚、艰难前行,到乘势而上、跨越腾飞,一次次彰显和证明了坚持党的领导是国有
期刊
近年来,以中西部地区为重点突破口推动我国支线航空市场的发展已成为了民航业热议的话题。这一方面与为打赢精准脱贫攻坚战开路、形成西部大开发新格局息息相关;另一方面也与我国支线航空发展的现状相符。但不可否认,近年来,随着高铁的快速发展,其与民航运输业在一定程度上形成了正面竞争的格局。今年2月,中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》,对未来我国高铁网络的规划进行了新的部署和要求。《纲要》的发
人类的飞机第一次横跨太平洋是在1928年,是由澳大利亚飞行员查利斯·金斯福·斯密思和乌而执飞的。但限于当时的条件,并非连续飞行,而是从旧金山起飞,经停夏威夷、斐济后,才抵达澳大利亚,完成整个航程。  1997年7月20日,中国南方航空公司一架波音777-200ER飞机,由广州出发,历时13小时13分钟,飞抵大洋彼岸的美国洛杉矶,完成了人类历史上第一次不间断横穿太平洋的商业飞行。这次飞跃,成就了由中
期刊
人们称呼空中飞行之路为天路,顺理成章,指挥飞机进行空中交通管制的管制员自然就成了“天使”。  上海浦东机场塔台管制室主任陈卫,就是这么一位“天使”。他所辖的浦东塔台高102米,在国内很难屈居第二——高度不代表一切,却能代表许多东西。在这个机场的制高点,管制员们用胸前的耳麦,每天指挥1500多架飞机的起落——这样的数字,使该塔台理所当然地成了中华第一塔。  高塔之上  2017年5月5日下午,时任塔
我国是全球第一汽车产销大国,同时也是商用车第一大制造国,已建立了种类齐全、配套完整的商用车产业体系。随着产业的发展,人们对于商用载人汽车的安全性、舒适性、智能化以及绿色环保的要求也越来越高,汽车电子正在实现越来越多的功能。智能化发展过程中,更多功能的实现意味着需要搭载更多的零部件,电子控制单元(ECU)被大量使用。随之而来的,是连接各部件的线束和配套设备的急剧增加,给整车的安全性、轻量化及空间利用带来了挑战。
随着万物互联时代的到来,公共出行方式正在瓦解与重构,技术创新驱动的智慧公共出行时代正在来临.2021年6月19日,以“智·星际??悦·出行”为主题的吉利星际客车品牌发布会暨
期刊
建立了采用Dionex IonpacTM AS16阴离子分离柱,以20mmol/L的KOH为淋洗液系统,同时测定饮用水中的碘化物和高氯酸盐的方法。碘化物和高氯酸盐检出限分别为0.007mg/L和0.003mg/L,两种物质的相对标准偏差为0.75%~2.8%,加标回收率为96%~115%。该方法简单快速,重现性好,检出限较低,回收率较高,不受高浓度CL-和SO42-等阴离子的干扰。