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航班预达时刻实时分析系统在机场的应用

近日在2017年航空安全新技术机场应用专题研讨会上,来自中国民航科学技术研究院航空安全新技术研究所(以下简称:航行所)的软件工程师焦星云就ADS-B技术和在民航领域的应用前景做了深入的阐述,并对航行所在ADS-B地面站建设方面所做的工作和取得的成果做了详细介绍,对航行所基于ADS-B技术自主研发的航班监视平台产品和基于ADS-B技术的航班预达时刻分析系统做了精彩演讲。

内容包括:航班快速查询定位、飞行状态异常告警(复飞、盘旋、备降)、气象雷达图气象云图的叠加、电子围栏监控、场面高清地图、航路航线图、航班跟踪与高度速度分析监视、历史航机查询,移动端产品等。同时着重介绍了基于ADS-B实时数据的又一衍生产品“预达时刻分析系统”,系统能够通过依托ADS-B数据,利用地理信息技术监视机场终端范围内的飞机运行状态,根据航班运行参数与飞机历史落地时刻,通过大数据可视化回归分析,预判监视范围内的飞机落地时间。利用信息化技术手段,构建预落地实时分析服务,并在客户端展示,实现了飞机预落地时刻信息共享,为保障任务顺利执行提供了可视化监管平台,提高了机场航班保障效率及旅客服务质量。

此外,为了方便第三方应用,航行所已经把该系统做成了一个具有服务性质的开放架构,为其他软件开发提供数据开放接口。

ADS-B技术

随着航空公司规模扩大,航线、航班增加,为提高运行效率、强化监控能力,机场运行控制部门目前都迫切需要更加先进的技术加强对航空器进行全程的管控。广播式自动相关监视(ADS-B)技术以其监视精度高、价格低廉、易于安装、监视能力强等优势越来越受到机场、航空公司的青睐。同时,ADS-B作为未来的航空监视的手段,提供了有力的技术支持,也将会越来越多地服务于民航领域。

地面站建设分布图

航行所自2013年起开始免费在全国各机场部署地面站、并承诺对安装ADS-B地面站的机场提供本终端区内永久免费的ADS-B原始数据和配套显示软件。目前已在全国80个机场部署了地面站,覆盖了全国主要机场及航路航线,为了更好地提升覆盖率及服务质量,航行所不断加快建站步伐,争取2017年底实现对全国全部机场及航路航线覆盖。

ADS-B国内信号覆盖统计

抽样采集了24小时内的信号数据,经过分析而成。在这张图中可以看到现已覆盖了全国大部分地区,除西藏还有一些盲区外,基本已全部覆盖。

ADS-B监视网络

ADS-B监视网络展示界面。通过高度或航空公司的信息过滤显示想要关注的航班的监视情况。

航班监视

航班监视系统

以ADS-B数据为支撑,以服务机场为宗旨,航行所研发了一套可视化的航班监视产品。该系统可以显示与本机场相关的所有的起降航班的位置信息,并无缝叠加高精度场面地图、气象图,实现了所有相关信息一张图的展现方式,更加直观有效地为机场的空运部门提供服务。

目前,航班监视系统已经为多个机场提供了服务,成为机场强有力的辅助运行系统。

航班监视系统具有八大特点,具体如下:

快速查询定位

左边这张图展现了所关注的飞机的高度、速度,包括其机号、运动状态和起降机场的信息。同时支持对机场航路坐标点的快速定位,右边是一个通过输入航路编号定位航路航线的展示图。

航班异常告警

系统还有一个重要的功能就是通过空间分析技术,可以发现航班的异常飞行状态,比如复飞、盘旋、备降,并对这些状态进行实时监控和告警。在左边的告警信息栏,双击每一个航班,就会快速定位到该航班,显示其历史轨迹,并可叠加全国的气象雷达、气象云图,跟中央气象台的信息同步更新。

气象叠加

地图绘制

系统还可以绘制一些辅助图形对飞行器进行有效的监控。可以绘制点、折线和多边形,还有一些复杂的图形,并提供了角度量算的实用工具。同时可以方便地设置电子围栏,对于闯进单子围栏的航班将会有明显的标识。对于电子围栏参数的设置,比如什么时候开启电子围栏,对电子围栏里的哪些飞机需要监控等参数都可进行配置。

高精度机场场面图

高精度场面图是航行所打造该系的又一大特色。该高精度场面图能精准地标出各种设施,如跑道等,结合ADS-B技术显示飞机实时位置信息,为飞机的管理部门提供全方位的有效参考。

叠加航图及地形图

该系统还提供全国的叠加航路航线地形图。这里值得一提的是,航行所是以航务起家的研发机构,是目前国内唯一一家可以做AR程序设计的单位,同时,具备机载导航数据的编码和航空数据的管理能力,会随时更新飞行数据,这此方面具有得天独厚的优势。

航班跟踪

该系统可以跟踪所关注的航班的运行情况,显示全程的历史轨迹,高度、速度的剖面图。从系统平面上就可以根据时间轴的方式查看飞机在飞行过程中的高度和速度变化的情况。

历史轨迹

对于历史轨迹的显示和查询,可以做到实时跟踪航班的历史轨迹,红线是飞机从起飞到现在的运行轨迹,黄色是飞机和机场的连线。

移动端

系统还配备了专门的航班监视移动端产品,当然,系统也可以安装在普通的手机上。如上图显示,全国航班监视情况(包括异常信息的报警列表)、叠加了高精度的场面图都可以在移动终端上进行充分地展现。 

预达时刻系统

 航行所另一基于ADS-B数据的衍生产品——预达时刻系统

目前,机场获取航班预达时刻的方式是通过监听报文的形式获取航班预落的时间,然后通知地面保障部门。由于空管报文发送频率太低且时间不固定,造成了航班预落地时间误差在10分钟或以上,地面保障得到信息的时间比较滞后,极大地影响了地面保障工作效率,相应地在不同程度上会造成资源浪费的情况。为了解决这些问题,航行所自主研发了预达时刻系统。

该系统依托ADS-B数据,利用地理信息技术监视机场终端范围内的飞机运行状态,根据航班运行参数与飞机历史落地时刻,通过大数据可视化回归分析,预判监视范围内的飞机落地时间,并提供预警、历史轨迹回溯等功能。

利用信息化技术手段,构建预落地实时分析服务,并在客户端展示,实现了飞机预落地时刻信息共享,为保障任务顺利执行提供了可视化监管平台,提高了机场航班保障效率及旅客服务质量。

预达时刻系统(客户端)

在此界面中,左侧实时分析进场的每一架航班落地时间。可以看到,整个过程中,预测的结果与真实落地的误差不超过一分钟。

来源:机场安全  微信订阅号

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