多数据源机场场面定位系统在机场场面工作中的应用

冯光洁

1 基于多数据源机场场面定位系统

1.1 系统背景

为提高机场运行安全和效率，提升机场航班保障能力和旅客服务质量，本文提出一套多数据源机场场面定位系统。该系统利用航科院的北斗差分定位数据、ADS-B 数据和场监雷达数据，为机场场面车辆、人员提供亚米级的位置监控，并对机场范围内空中和地面的航空器进行实时监控。

同时，该系统集成了航务通系统和语音对讲系统，运行在PC 端的系统使机坪运行管理人员能够及时了解机场内飞机、车辆的实时位置和行驶状况，对车辆超速、越界、入侵进行自动告警提示，运行在移动设备端的App，通过机场无线数字（LTE）平台方便车辆驾驶人员与调度人员之间实时的双向数字通信，通过数字化的语音、指令、矢量地图、以及集群对讲等多种方式提高调度人员与保障人员的沟通效率。整个平台实现了航班动态信息及时共享、保障任务数字化下达、各保障时间节点自动录入、保障任务执行情况自动统计、保障车辆和人员智能排班调度，提高了机场航班保障效率和旅客服务质量。

1.2 系统架构

系统由差分基站、ADS_B 地面站、场监雷达数据服务器、航务通数据服务器、处理数据服务器、车载移动终端、PC 管理端组成，其中差分基站、ADS_B 地面收站需要部署在机场室外，场监雷达数据服务器、航务通数据服务器、处理数据服务器部署在计算机中心，PC 管理端部署在调度中心，车载智能终端部署在车量上。拓扑图如图1:其中差分基站和ADS_B 地面站接收到的信号由有线网络传回计算机中心，计算机中心的处理服务器在接收卫星定位数据、ADS_B 数据的同时融合了场面雷达的数据通过有线和无线网络把精确的定位数据发送到PC 端和移动端的系统。

无线网络采用的是LTE 集群通信专网，是在机场场面民航从业人群内，提供专业应用的无线通信网络。其具有以下优势：话音、数据、视频、多媒体集群调度；频谱效率高：上行2.5bps/Hz，下行5bps/Hz；传输容量大：(20Mhz)上行50Mbps，下行100Mbps，用户面延迟小于5ms，快速接入和应急通信；频谱宽度灵活配置1.4～20MHz，支持对称和非对称频谱宽度；移动速度120～350km/h，多小区同频组网；加密办公内网，与同区域社会大众使用的LTE 网隔离，在通讯堵塞时，优先传送加密网的内容。

图1 系统架构图

1.3 系统功能

1.3.1 PC 端功能

该系统PC 端的应用功能分监视系统和航班管控两部分。其中监视系统包括：显示飞机和车辆的实时位置；向车载移动终端发送行驶路径和目的位置信息；车辆位置偏离、越界、超速告警提示；车辆行驶轨迹、语音、指令信息自动保存并可历史回放。航班管控包括：航班动态信息显示推送，各保障节点时间自动录入；保障车辆和人员未按时到达提示；保障超时提醒；保障人员工作时间统计；根据车辆位置和忙、闲状态的智能调度；根据保障人员资质和工作时间的智能排班。此外，人员在车辆内行驶的时间系统全部自动记录，这样可以保障人员的工作效率和工作时间等。

1.3.2 移动端功能

提供移动终端的飞机车辆监控与航班计划执行相关功能。主要包括：数据浏览、数据加载、数据查询、路径与目标点推送、飞机预达提示、与车辆实时通讯等功能。

2 应用场景

下面以一个航班的国内出发为例，结合上一节提到的功能，具体讲解本文所述系统在实际场景中的使用，如图2 所示。

图2 应用场景示意图

某日，调度值班工作人员在，通过PC 端界面录入航班信息。该航班CZ3378 是次日下午三点执行广州飞杭州任务，要求的场面服务有引导到跑道口。运控值班人员安排引导车A 人参与此次保障任务，并利用PC 端生成任务下发到车载移动端。

次日下午两点半，A 车驾驶员通过车载移动终端看到CZ3378 的位置，根据车载终端设置好的路线按时到达CZ3378 所在的停机位。在跟机组人员确认开始引导后，继续按照移动终端上的规划路线将CZ3378 引领到其所需起飞跑道，同时调度人员也在屏幕上监控到该车的行进路线，此次航班保障任务完成后，工通过车载移动端的App 确认工作完成。

3 总结

近年来，民航运输业飞速发展，机场客货运输吞吐量快速提高。以2014 年为例，全国完成旅客吞吐量83 153.3 万人次，比上年增长10.2%，完成货邮吞吐量1 356.1 万吨，比上年增长7.8%，飞机起降793.3万架次，比上年增长8.4%。伴随高速增长，机场场面拥堵，跑道冲突事件与航空器冲突事件时有发生，以2014 年为例，全年共发生事故征候324起，同比增长11.5%。减轻地面运行冲突概率，提高机场场面运行效率，成为当务之急。

然而目前国内大多数机场的监控设备较为落后，场面管制工作主要依靠车辆驾驶员、飞行员、管制员的协作。飞机、车辆的相对位置和距离都是人为估算，避免冲突的措施也是人为设定。在航班量大的情况下，场面移动车辆通讯不便，单靠监听管制员的语音通信，不能高效准确的协调地面交通。

如何获取时效和便利的航班数据、现场车辆位置，避免遗漏和重复，改进人员的调度效率，使得数据的统计和分析，人员行为的有效追溯和评估进行的更为便捷，已经显现得越来越重要。

在移动设备日趋重要的当下及未来，民航业亟需从需求调研、功能设计、资源开发、产品推广等方面不断把握App 等新媒体技术的优势，特别是要强化App 的个性化推送、数据交互功能，推进数字化环境下场面工作人员办公模式的转型。特别是如何利用移动应用助力机场场面协同决策系统形成一个开放性的信息采集、融合和共享平台，实现信息交换平台、关键事件触发、起飞预排序、可控地面滑行时间、不利情况下的协同决策、协同管理航行数据。实现各个运行保障单位间更加高效的协同工作机制，值得我们深入探索[1]。