对机坪塔台工程设计的探讨与研究

对机坪塔台工程设计的探讨与研究

牛松涛侯博

上海民航新时代机场设计研究院有限公司上海200335

摘要：本文对机坪塔台工程中的设计理念及设计方案进行探讨，致力于给出现阶段满足机坪管制移交需求的设计方案。同时引入远程数字塔台的概念，利用全景视频系统等辅助技术手段代替目视完成对管制区域的全覆盖，为管制员提供对管制区域全面的态势感知能力。

关键词：机坪管制移交；远程数字塔台；全景视频系统

前言

由于过去我国机场流量较小、布局结构简单，从简化运行、效率优先出发，多数机场由空管塔台代行航空器机坪管制的职责。随着我国航空运输业快速发展，机场运输量和保障架次大幅上升，大型机场地面交通流量大、密度高已呈常态化。为了适应运输量增长，机场规模不断扩大，布局更为复杂，多跑道、多航站楼、多机坪的机场增多，机场需要有效统筹航空器机坪运行保障工作，空管塔台统一管制机坪的优势逐渐弱化。机场规模扩大后，塔台视线遮蔽情况有所增加，塔台选址难度增大，运行限制问题不断出现，影响了机场的运行安全和效率，塔台代行航空器机坪管制已不能适应繁忙机场运行的需要。

民航局2013年下发了《关于推进航空器机坪运行管理移交机场管理机构工作的通知》，启动了机坪管制移交工作。通知下发后，各管理局认真组织，机场、空管单位积极配合，共同推进，机坪管制移交工作取得了一定进展。杭州、福州、南京、海口、郑州、深圳等机场实施或者部分实施了独立的机坪管制。从实施情况看，独立机坪管制对于减少航空器滑行冲突，缩短航空器地面滑行等待时问，提高廊桥使用率，提升机坪运行效率，改善航班放行正常率，降低管制员工作负荷等具有重要作用。二〇一七年十月十一日，民航局在杭州召开了航空器机坪管制移交工作会，进一步加快推进机坪管制移交工作，计划于2019年底完成全部千万级机场的机坪管制移交。机坪管制移交工作迫在眉睫，工程的前期论证工作、方案设计及施工安排都将比较紧张。如何优化设计方案，以满足机场使用和发展需求，安全高效的完成机坪管制移交工作，我在这里结合工程实例及设计经验，分前期总体设计、技术设计方案及后期发展优化进行下探讨与研究。

1前期总体设计

在机坪塔台的设计过程中很容易存在一个误区，就是提到塔台总会想到物理意义上高大的塔台建筑物，其实不然。如果是新机场的建设工程，可以在前期规划中在空管塔台上建设机坪管制室。但在很多老机场，空管塔台没有条件增加机坪管制的指挥层。这时候没必要去为了机坪管制移交而专门大兴土木去建设专用于机坪管制的塔台。首先是在现阶段，无论是新建专用机坪塔台还是利用现有塔台的其它业务楼层，都存在一定比例的停机位无法目视通视的情况。低能见度天气对目视通视情况也有一定的影响。若要将可目视通视的比例提高，要么提高机坪塔台的高度，要么增加机坪塔台的数量，前者容易突破机场净空限制，后者则增加投资及运营成本。既不科学也毫无经济性可言。且现状各大机场都是寸土寸金，复杂的机场布局也极难寻找合适位置设置机坪管制塔台。

其次科技日新月异的发展使管制工作已经可以摆脱目视的束缚，也一样能做到安全高效。欧美各国已经通过远程数字塔台的技术实现了不依靠纯目视的管制。在国内现在也有采用全景视频技术，前端利用固定摄像机和热红外PTZ（云台控制）摄像机，覆盖跑道和停机坪区域。将管制区域画面以全景视频的形式在管制室显示，用以补充机坪管制工作的视线需求。这与机场现行及未来实际需求相一致，同时符合经济性的最大需求。利用全景视频技术辅助机坪运行管制的工作方式，也符合民航局对机坪管制研究和新技术应用的政策支持。为未来有效解决目视盲区的管制运行方式打好技术基础。依靠本次机坪管制移交工程的开展，探索全景视频辅助机坪运行管制的运行管理模式。在未来做到“技术为主、目视为辅、动态移交”的方式运行，能利用全景视频融合、视频增强显示等新技术来弥补目视盲区带来的管制运行风险。

2技术设计方案

在具体的技术设计方案上，首先应先明确场机坪管制与空管塔台管制分界面划分及管制移交流程。这是整个方案设计的基础，由机场与空管部门最终签署的管制移交文件确定。其次实施机坪管制移交的都为千万级的大型繁忙机场，普遍具有多跑道、多航站楼和多机坪的机场格局，且航站楼构型复杂。在保障安全的前提下如何使机坪运行效率及经济效益最大化使整个设计中应该着重关注的问题。为此机坪塔台应根据实际需求及《民用机场机坪塔台设置和设施设备配置指导材料》的要求配置管制席位及工艺设备。机坪管理工作的移交实际是将空管塔台中的地面管制席位整体移交至机坪管制室。这是一种工作程序和权限的整体移交，使机组在地面运行时感觉不到变化，这样有利于过渡期的平稳、安全运行。所以总体上机坪塔台应按照空管塔台地面管制席的工作需求配置设备，引接机场及空管现有的电子进程单系统、CDM系统、空管自动化系统、场监自动化系统、气象综合信息显示系统、时钟系统、机场航班集成系统及A-CDM系统等；同时积极建设甚高频通信系统、内话系统、语音记录仪及全景视频系统及大屏拼接等内容。这样利用场面监视雷达、多点定位系统、机场先进场面活动引导和控制系统（A-SMGCS）、场面ADS-B和全景视频系统等辅助技术手段，通过大屏显示系统为管制员提供视频显示和全面的态势感知。机场与空管加强相互之间的信息引接和资源共享，通过技术手段提高机坪管制运行效率。这样可节约设备及信号资源，避免不必要的投资和机坪管制运行碎片化。

综上所述，在安全第一的前提下，机坪运行模式的选择应当把机坪运行效率最大化作为首要指标来衡量，同时结合机场规模、起降架次、机坪盲区大小、机坪布局等因素进行综合分析和经济比较。设计中采用成熟的管制手段与先进的技术手段相结合的方式是可行的，也是科学的。

3后期发展优化

在机坪管制移交工作成熟后，未来可以将机场和空管的数据和信息整合为机场机坪指挥的一体化平台，同时将包括航班号、航班信息、监视信息及地理信息等在内的管制信息融合于全景视频系统内，依靠视频对机场进行管制工作。

这一概念在欧美各国已经都进入了测试及实验阶段。例如英国空中导航服务商NATS与加拿大远程塔台和数字化机场解决方案提供商SearidgeTechnologies在伦敦希思罗国际机场启动数字塔台的研究和开发项目。用于提高机场的运行效率，改善恶劣天气下的系统恢复性及应急运营。德国空中导航服务商DFS也与Frequentis合作提供一站式远程塔台解决方案。在我国的香港国际机场也已经安装数字塔台系统并进行测试。同时未来有望建立大型的区域性的机坪管制中心，利用远程塔台技术为辖区内所有的机场提供管制服务，从而减少重复投资的成本。届时，整个管制系统的工作方式都将迎来新的时代。

4结语

目前我国机坪塔台正在经历从无到有的阶段。如何在设计中采用新技术新手段使现在的机坪塔台工程既能承受现阶段巨大的管制压力，又能着眼于未来的管制需求，值得我们深入的研究。本文给出的远程数字塔台的设计理念也是顺应了管制技术的最新发展趋势。在目前的设计中，无论是科学性还是经济性都优于传统的以目视为主的传统塔台。当然新技术的发展与应用总是伴随着不确定性。安全永远是管制工作的第一准则。若在目前几个机场远程数字塔台的管制测试中能检验出其可靠性和稳定性，安全高效的远程数字塔台将在未来得到更广泛的应用。

参考文献：

[1]王剑，远程塔台：实现偏远机场异地空管[J].中国民航报2014.03.13第003版

[2]徐国标等，远程虚拟塔台技术[J].中国科技信息2017年第20期