机场场面管理系统研究与应用

顾海超

中航空管系统装备有限公司，上海， 200241

摘要：为了保障机场场面的交通安全，提高机场吞吐率以及改善机场的服务质量，在机场开展以北斗高精度定位以及通讯导航一体化为特色的试点项目，切实为机场提供一套先进高效并且成熟可靠的系统解决方案，满足机场生产指挥对信息系统能级提升的迫切需求。通过和机场既有的集成信息系统、空管CDM系统、其他业务单位既有的信息化系统的紧密结合，从而支持站坪生产保障资源的实时指挥调度和监控协调，使得信息化调度管理贯穿于航班落地到离地期间服务保障和运行控制整个流程中。

关键词：北斗导航；场面监视；机场；视频监控；

Research and application of airport surface management system

Gu Haichao

（AVIC ATM SYSTEM&EQUIPMENT CO.,LTD, Shanghai, 200241）

Abstract: In order to ensure the traffic safety of the airport surface, improve the airport throughput rate and improve the service quality of the airport, a pilot project featuring Beidou high-precision positioning and communication and navigation integration is carried out in the airport to provide a set of advanced, efficient, mature and reliable system solutions for the airport. The solutions meet the urgent needs of the airport production command for the upgrading of the information system level. It is closely combined with the existing integrated information system of the airport, air traffic control CDM system and the existing information system of other business units, so as to support the real-time command and scheduling and monitoring coordination of the production support resources of the station. So that, the information-based scheduling management runs through the whole process of service support and operation control from landing to departure.

Key words: Beidou Navigation; Surface Surveillance; Airport; Video Surveillance

0引言

近年来,随着我国民用航空产业快速发展,机场内航空器和特种车辆的数量日益增多,导致了大量的机场满负荷运行。地面车辆与航空器、车辆与车辆的碰撞冲突时有发生，跑道入侵事件不断增长，在大雾等恶劣天气情况下更为严重，机场场面安全受到了严重的威胁。机场场面管理系统可应用于机场塔台、机场运控、机坪管理等部门，移动终端可装载在地面保障车辆上实现车辆智能引导，实现机场场面航空器、车辆等目标的监视、告警、路由规划、碰擦预警告警等功能，实现场面运行管理的信息化、智能化，实现机场场面管理整体解决方案的验证，并提高机场场面运行安全和效率。通过示范应用系统的建设和测试验证了方案的可行性。

1系统简介

机场场面管理系统主要由车载智能移动终端设备、智能视频监控设备和场面车辆监视数据预处理平台组成，完成高精度北斗定位、360度视频监控告警、高精度地图导航、设置电子围栏、路线规划、和场面无线网络数据通信等功能，将车辆音视频数据、高精度北斗/GPS导航数据、身份标识等信息，通过4G无线网络发送给场面车辆监视数据预处理平台，并可通过运行在车载智能移动终端设备上的移动终端场面管理APP实现操作人员作业状态监控、场面航空器和车辆态势监控，车辆周围视频状况实时显示以及对人员和车辆的个性化参数配置等功能。其工作原理及其场景如图 1所示：

图 1 机场场面管理系统工作原理示意图

2车载智能移动终端设备

车载智能移动终端设备由工业PAD主机和高精度北斗导航模块组成，高精度北斗导航模块集成在PAD主机内部，在PAD上运行千寻的SDK服务实现亚米级定位，同时PAD主机用于实现人机交互和视频监控功能。

2.1高精度导航功能

终端设备集成高精度硬件设备，调用千寻服务的差分数据SDK，实现实时动态亚米级定位，并且在航站楼、廊桥等有遮挡的使用环境中，可通过惯性导航实现辅助定位。终端设备向千寻播发平台发送位置数据GGA，千寻播发平台通过机场无线网的方式向车载智能移动终端设备发送RTCM差分数据。

2.2路径规划和显示功能

车载智能移动终端设备具有车辆路由规划功能，包括根据任务起止点自动规划行驶路径，和人工进行路由选择规划，和根据处理中心发送的航空器路由信息和场面上航空器实时位置信息进行路径避让规划。并将规划好的路径发送给场面处理中心处理系统，由系统对各车辆路径规划是否冲突做出判断，如冲突，发出提示修改。同时接收和显示场面处理中心处理系统发布的路由信息。

2.3电子围栏设置及入侵、航空器接近和路线偏离告警

电子围栏设置由场面管理中心系统统一设置，并分发给每个终端设备。

终端设备具备离线电子围栏功能，在机场重点区域，采用高精度导航数据和机场高精度电子地图融合的方式，利用电子地图功能设置一个区域，并指定监控的车辆，如果这些车辆进入指定区域时产生警告，则称为禁入监控，如果在这些车辆驶出指定区域时产生警告，则称为禁出监控。还可以为作业车辆规划行程路线、当路线偏离时产生警告，以及车辆与航空器接近预警和告警。

2.4导航及语音播报

可实现车辆的导航路径播报、告警信息显示与播报功能。

2.5计划信息接收与显示

车载智能移动终端设备接收中心系统航班动态飞行计划信息并显示。

注：本阶段还未涉及A-CDM计划显示，只是简单的计划时间、航班状态灯。

3智能视频监控设备

智能视频监控设备主要有综合处理主机、高清摄像头以及16路高精度雷达组成，完成车辆周边视频监控，并通过视频拼接技术合成以车辆为中心的无盲区环视视频，并通过车辆周边的16路雷达对接近物体进行接近告警。

3.1远程通信

通过4G网络实现远程实时监控、录像下载、参数配置、远程升级、远程控制等数据通信等。

3.2录像

1. 支持6路实时音视频本地录像及远程录像，最大支持8路；

2. 录像模式支持（以PAL制为例）：4路CIF，每路25帧/秒；4路HD1，每路25帧/秒；4路D1，每路25帧/秒；

3. 支持PAL制式、NTSC制式；

4. 录像OSD叠加，比如时间、通道名称、车牌号码、车速等基本要素；

5. 支持存储设备录满自动覆盖和报警录像文件保护。

3.3存储

1. 硬盘支持1T容量（硬盘机），最大2T；

2. 双SD卡支持64G+32G容量（SD卡机）。

3.4回放

1. 支持本地4路音视频同步回放；

2. 支持PC端回放分析工具；

3. 支持远程搜索回放；

4. 支持播放、暂停、帧放、慢放、快进、快退等传统播放功能。

3.5态势记录

1. 可记录车辆经纬度、速度、行车轨迹和作业时间等行车信息；

2. 可通过预留的8个开关量输入口，实现开关量的采集；

3. 支持本地记录、查看行车信息；

4. 支持远程实时上传和历史记录搜索查看。

3.6接近告警

通过视频和雷达探头探测周围接近车辆或航空器，最远探测距离为三米，当车辆或航空器接近车辆时产生声音告警，告警声音随距离减小而增大。同时可实现对整个对接或靠近过程进行视频记录。

4场面车辆监视数据预处理平台

场面车辆监视数据预处理平台主要由场面移动终端服务器、车辆行为分析服务器、预处理平台服务器、系统维护工作站、数据交互交换机和网络交换机组成，其中，场面移动终端服务器用于支持移动终端场面管理APP功能正常运行。数据交互交换机用于将4G无线通信数据接入、路由至平台中心网。车辆行为分析服务器主要用于处理车辆发送过来的音视频信息，对车辆的作业行为、操作过程进行数据分析，并通报有安全隐患的行为，同时，对每台车辆建立数据存储档案，保存期不少于1年。

4.1平台总体结构

场面车辆监视数据预处理平台组成框图如图 2所示。

图 2 场面车辆监视数据预处理平台组成框图

4.2平台硬件配置项

主要组成如表 1所示。

表 1 主要设备配置表

综上所述，机场场面管理系统中车载智能移动终端设备、智能视频监控设备和场面车辆监视数据预处理平台之间的交联关系如图 3所示。

图 3 机场场面管理系统交联图

5结束语

机场场面管理系统引入先进技术和理念，从以下几方面体现创新性：

1. 系统采用覆盖全国的北斗高精度网为各类终端设备提供北斗高精度定位服务，在通讯得到有效保障的情况下，定位精度稳定且优于1米，为将北斗高精度定位应用到各个实际应用场景中提供技术支撑，可以为场面上的航空器、运行车辆，甚至是各类服务人员进行精细化管理，提升整个机场的运行效能，更高效的完成场面任务派发和管理；

2. 结合互联网思维，采用共享“数据池”的理念为各级调度系统提供定制化的数据流和业务模块，通过角色、权限的分级分类，实现各种应用功能和用户体验，促进行业软件系统向平台化、模块化的方向不断演进；

3. 随着机场中航空器、地面车辆等物体运行负荷越来越高，各机场场面管理能力提升越来越迫切，机场提升能级的需求越来越突出，监视设备软件系统可以发挥重要的核心作用。

参考文献

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作者简介

顾海超，1987.9，男，汉族，江苏省常州市，工程师，硕士研究生，研究方向：微波通信，导航定位