智慧空中交通管理系统及其运用

智慧空中交通管理系统及其运用

廉宇澄

西南空管局管制中心610202

摘要：智慧型空中管理系统，主要是指运用信息技术对空间领域中专业航空器进行实时监管的一个全新系统，内部传感器具备较强的感应功能，将其放置于空管系统内，再采用当先最为先进的IT技术将其衔接成为一个整体，对空管进行全面的监管。文中首先简要的讲述了智慧型空管系统的定义，其次对其系统框架构成进行分析，最后着重探究智慧空中交通管理系统及其应用。

关键词：空中交通管理；系统框架；应用

1智慧空中交通管理系统定义

智慧空中交通管理系统中提出的智慧，主要是指利用信息网络技术赋予管理机械的人工智能，使其可以在短时间内迅速进行判定，系统自身具备一定的智慧；空管的全名为空中交通管理（Air Traffic Management ，ATM），简单的说是对某一空域内出现的航空器进行系统管理，主要将其划分为空中交通管制（Air Traffic Control，ATC）、流量管理、空域管理等。空管作为一项比较复杂的工作，涉及到的范围十分宽泛，管理难度较大，是我国当前阶段重点关注的一个新兴项目。是否可以灵活高效的管理空中交通，作为保障我国空中交通安全性、也是民航空管工作质量与效率的根本因素。

2智慧型空管系统的大体框架

2.1感知层

感知层在整个管理系统中处于基础地位，支持所有环节运行的信息都是通过感知层进行搜集的。感知层在整体系统中起到一个检测作用，保证了空中交通能够有秩序的运行。该层主要通过传感器技术对管理中心、机场地面及航行路线等多处重要地点进行感应以达到快速发现可能性故障的目的。一般使用的传感器类型多为雷达、监控系统、监控摄像头、射频标签等等。在感知过程中，一旦出现故障就会引起一连串的系统反应现象，任何一处细小的故障都可能会导致空管处理系统的中断，危及航空器的安全。故在感知层应安装有监视自身运行状态的传感器。

2.2应用层

应用层包括网络基础层和服务层。网络基础层主要包含互联网、AFTN网、空中管理的局域网以及新一代的移动通信网络等等。这些基础网络均是为了实现空管系统的稳定运行而假设的网络通信基础设施。服务层则是通过联合监视数据，向空管人员直接反映空域情况的应用平台。其中包括交通服务、空中管理、流量监控等等。

2.3决策层

决策层主要是为了辅助管理人员对系统所提供的信息进行逻辑判断并作出决策的环节。该层通过系统的智能判断软件对所得数据作出分析，判断其是否对空中安全具有威胁性，然后将判断结果传递给输出端，帮助管理人员决策。

2.4网络层

网络层是对复杂空管信息进行融合的重要基础，通常采用空中交通管理局域网、Internet网与航空固定通信网等相关网络技术。正是对此类网络技术的充分应用，可为全新的空中交通管理系统提供良好的互联互通支撑。

3智慧型空中管理的系统基础

3.1智慧空中交通管理系统的关键技术

3.1.1RFID技术

RFID即射频识别，具有非接触与自动识别等特点，利用射频信号对目标对象进行自动识别，同时获取信息和参数，整个识别过程可彻底摆脱人工干预。技术原理为：磁场中有标签进入以后，对射频信号进行接收，依靠感应电流所获能量对储存于芯片当中的信息实施发送，由解读器对信息进行读取与解码之后，传输至系统开始分析处理。

3.1.2无线传感器网络

该技术是对嵌入式计算机、分布式信息处理、传感器及无线通信等技术进行集成而得到的具有信息获取能力与分析处理能力的新技术。在系统不同环节布置传感器，实现对空域单元实际运行情况的动态监测，明确设备所处状态，并对获得的信息实施处理之后采取无线方法予以传输，以此确保管理部门可以在第一时间获取设备状态及空情数据。

3.2支撑的平台

智慧型空管系统得以建立的基础主要有服务平台和管理平台两种。服务平台主要是指对空中交通的服务；管理平台主要是对空中的飞行流量和整体空域安全进行管理的平台。详情如下。

3.2.1交通服务平台

该平台作用在于对航空器的起降与航行进行管理，以确保系统安全及飞行秩序为目标。其承担以下任务：避免飞机相撞；避免飞机滑行和其他物体、飞机与车辆等相撞；提升空域资源实际利用率。基于智慧空中交通管理系统，该平台致力于将以EUROCAT为基础，深入探究基于物联网的多源异构数据整合，旨在管制席位对交通态势施以实时显示，从而实现交通服务全覆盖。

3.2.2飞行流量及整体空域的管理平台

对飞行流量的管理一直是空管中的重要内容之一，其所对应的管理平台主要目的是防止某段航空领域范围内出现交通拥挤，影响飞行器正常飞行的现象。其主要任务是在空中飞行流量达到一定高度之后既是对流量进行调整，引导飞行器进入空闲空域，在一定程度上改善空中飞行的质量与速度，尽量提高航空领域的利用率。对整体空域的管理是一种根据空域的不同性质对航空资源进行合理划分的管理方式。其所对应的管理平台的目的是提高航空领域的安全性能，加强各机构之间的合作。

4智慧空中交通管理系统应用

4.1对机场场面及飞行跑道进行科学管理

当前阶段，机场作为构建整个航天航空系统中关键的物质基础，所有的航空器的飞行出发点都是机场。由此我们可以看出，机场场面及飞行跑道科学管理的价值性，运用智慧空中交通管理系统，可以有效采用自动智能化管理模式、综合利用多元化传感器技术，对机场地面情况进行在线监控，从根本上保证机场地面及跑道的安全性，尽可能减少工作人员的工作压力。利用智慧空中交通管理系统的传感器可以有效对机场场面及跑道上的阻挡物进行检测，进而有效减少人员操作失误问题。

4.2设备状态管理

我国的空中交通管理设备正不断向网络化、精密化与系统化的方向发展。空中交通管理设备得以正常运行必须得到保障技术大力支持。如前所述，任何一个细微故障都有演变为连锁反应的可能，如果故障处理不及时，还会威胁到飞行安全。在智慧空中交通管理系统中，为了实现设备状态管理，可将传感器设置于各种空中管理设备中，同时借助物联网传输信息，以便及时开展保养和维修。

4.3协同流量管理

协同流量管理指的是以各方协同的方式对流量实施管理的模式，即对由使用者与管理者提供的各类信息实施整合，再经过协同处理提出有效管理措施。在智慧空中交通管理系统中，可将传感单元设置于不同部分之间，借助物联网提供的强大支持，共享空中交通态势信息，同时配以专业应用平台，开展协同流量管理活动。

4.4空域运行管理

如今，空域运行所具有的复杂性日益增加，为适应这一需要，空中管理对于空域管理专业必须将动态化的运行管理作为主要研究方向。在智慧空中交通管理系统中，可对不同类型的监视方式进行融合，以此完成协同和动态化的空域运行监视，同时配以专业应用平台，根据环境及使用要求，为管制员提供相应的管理决策。

5结语

综上所述，智慧型空管系统作为一种全新智能终端、高效率的管理系统，对我国发展空中管理事业具有较大帮助，智慧型空管系统也是科学技术发展的物质需求。随着国家经济的不断发展，信息网络的普及，越来越多行业开始尝试引用以互联网为基准的管理机制，相信在不久的将来，智慧空中交通管理系统会为我国发展民航空管事业做出更大的贡献。

参考文献：

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[3]空中交通管理中空域规划的关键技术探究[J].邓绮雯.中国新通信.2018（03）

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