技术应用 智慧机场 系统集成

语音集群调度技术在机场中的应用

近日,中南民航空管通信网络科技有限公司技术支持总监陈鑫在2016年航空安全新技术机场应用专题研讨会上就“语音集群调度技术在机场中的应用”为主题发表主旨演讲,与民航同仁一起探讨语音集群调度技术在机场中的应用。

据了解,中南民航空管通信网络科技有限公司是中南空管局直属单位之一,2014年公司建设了一套基于无线专网技术的语音集群调度平台,并且通过整合信息资源和过程梳理,力求将技术运行管理,从办公室拓展到工作现场。

调度指挥系统的前世今生及宽带数字集群调度的优势浅析

通信和调度技术是民航机场运行管理中非常重要的一个环节。我们认为每一次新技术的应用和变革都将带来机场运行调度的变革。最早期机场的调度指挥手段主要是依靠于手势、旗语和灯语。我们定义为“飞机的机场”,因为主要服务属性是飞机。通过一些少量简单的服务手段帮助飞机来做一些基础的服务和飞行。随着航空业的发展,机场逐渐从“飞机的机场”向“社会的机场”过渡,这个时候机场属性,从服务于飞机,更多的转向服务于旅客和服务于社会。相应地,机场运行管理和服务的要求也就大大增加了,这时候多部门之间的沟通和部门内部之间沟通的信息量也极大地增加了,传统的手势、旗语、灯语已经不太适用了。而模拟集群技术的出现,大大的提升了各个部门之间沟通协调的距离和信息的容量。

但技术发展到目前,模拟集群技术的劣势也是非常明显的。比如安全性、可靠性不够,随便架一个电台在机场的周边,就可以获取到整个机场所有通话和飞行保障的信息记录。同时,频段也有限,在有限的频段,这么多的单位在少数的频道里面进行沟通和协调,也可能导致整个信息的价值密度会呈下降的趋势。针对这一问题,窄带数字集群技术应运而生。

窄带数字集群主要是通过数字化的通信方式,实现了数据的加密,并且整体通道都有很大量的增加,有效地解决上了上述模拟集群技术的缺乏。

但窄带数字集群技术也有固有的劣势,其劣势主要在于通信的两端都必须要求是人,而人和人的信息传递的效率包括效能都是有限的。但新一代的宽带数字集群调度技术的出现,却可以完成通信端从人和人的方式到机器和机器,或者机器和人的拓展。这对于民航未来的调度影响应该是巨大的。

这里我们做了一个分析,我们认为传统基于模拟通信和窄带通信技术在人和人的通信模式受限于人和其沟通能力,以及人的不确定性,比如语言的滑音经过几次传递之后信息歧异会非常严重,为此,人到人的沟通本身效能信息准确率是很低下的。宽带数字集群的出现,使得多媒体调度技术或者数字化调度技术成为了可能,可以帮助我们实现机器到人,或者机器到机器的调度模式,可以大大提高信息传递的效率,避免信息传递的歧义。为我们机场下一次调度和管理的水平进行一个革命性的升级。

一般来说,目前的指挥调度都是通过调度人员使用窄带模拟集群的对讲机直接发送给现场工作人员语音进行调度。一是信息系统繁多不一,调度人员的信息来源是一个非常混乱的信息来源;二是还依赖于调度人员逐项任务的调度,或者说逐个事情安排,效率比较低。

    宽带数字集群调度可以怎么帮助我们呢?首先,我们通过宽带数字集群的基础平台,上面构建一个任务调度系统或者工作调度平台,这个调度平台可以把与工作相关的航班信息、旅客信息和运行管理信息进行输入;然后,通过计算机的手段和方式把这些数据进行处理和分析,形成对现场的调度指令;当有调度任务时,就从平台发送给现场的人员或者车辆。这三个步骤就实现了以系统为主、人工为辅的智能化调度模式。

第二,由于运行单位的管理人员很难全面掌握现场运行的态势,所以,语音调度模式很容易产生工作的错、忘、漏。机场现场运行的痛点在于调度人员和现场工作人员的工作情景不同,也就导致双方互相难以掌握对方遇到的一些情况,比如:现场有多混乱、现场有多少人、现场面临的压力有多大等,调度人员很多时候并不清楚。比如:第一个任务安排保障3456航班,第二个任务保障3564航班,可能人员保障完第一批之后第二批就会错忘漏。针对这样的痛点,我们认为宽带数字集群调度里面多媒体平台的搭建,可以实现整个单位统一工作情景意识的构建。比如:从现场运行人员到我们的后台系统之间搭建一个大容量的高速通道,有了这个高速通道,我们可以通过很多技术手段实现现场情景的回传。比如:人员的动态、所在的位置、现场图像信息的采集。同时,也可以通过在车辆上加装定位系统、任务管理和任务传达系统,让车辆把场面监视信号、飞机的状态信息、飞机的实时动态信息等通过多媒体的高带宽的平台,回馈给宽带数字集群调度平台,进而让调度人员可以很方便的,很直观的掌握到现场运行的情况。也就是让调度人员和运行人员在同一个情景下,同一个平台下进行工作的局面。

第三,打造机场高效的协同决策体系。

上述谈到的两个问题,都是单位内部沟通协调的问题,实际上现在整个机场运行的条件日趋复杂,要求单位和单位之间的沟通协调,协同调度的要求也越来越高。而目前窄带的传输模式很容易形成各个单位各自为政的工作情况,让整个民航运行保障缺乏统筹观念和意识,同时也很容易造成单位之间的扯皮打架。比如说前置工作是否到位,后置工作是否能跟上,造成很多问题,最终其实受害的还是旅客,导致最终旅客体验非常差。

    前段时间航班延误的问题确实得到了各方的高度关注,航班延误伴随的第二个延伸问题就是旅客机上等待时间长。以前各个单位为了实现自己的KPI或者自己工作效能,往往都是以尽早的方式组织任务,反正我这个工作完成了,我就移交给下一个,组织登机上客这个环节早早就把旅客组织到飞机上进行等待,最后导致机上等待时间很长,社会影响、经济影响都非常恶劣。而如果采用了基于宽带数字集群的技术,再结合民航统一构建的决策系统可以有效解决这个问题,实现各个机场单位之间的协同调度。

我们把与航班保障和管理的几个典型的单位列了出来,包括:空中交通管理部门、机场旅客服务部门、航空公司机务部门、配餐部门和旅客登机部门,原来这些系统、这些单位都是各自为政,现在通过统一宽带数字集群调度的平台,能够把所有单位的保障管理节点的时间进行收集、协同和下发,实现的好处就是管制部门保障工作结束之后,可以有机移交给下一个单位,通过在单位之间的信息传递,实现整个民航的机场保障。

举个例子,比如某架航班在A机场的起飞时间为10点钟,B机场在10:50分通过ADS-B技术或者雷达相关技术看到航班已经接近机场范围了,这时协同角色系统就可以按照各个单位保障的所需时长进行一个时间的推演。比如自动推演这架航班可能1120左右会落地,系统会通知引导地勤部门1120完成保障任务,机务工1228完成任务,油料部门1230完成任务,地服1235完成任务等,最后保障1335分飞机再次进行起飞。

如果航班突然延误,协同系统可以根据每个单位运行保障的经验,进行时间反推,比如航班1350分要起飞,可以推测出飞机推出工作1330分完成任务,1325地勤完成任务,1325油料工作完成任务等,所有单位就按照我们新计算出的时间进行航班的保障。但如果执行计划的时候实际情况又发生了变化,比如:地勤部门由于种种原因,1140分才完成了引导车的保障,那么协同决策系统可以继续进行时间的优化,计算出1355分才能最快把航班保障完,让飞机起飞。也就是当一项任务和下一项任务下发的时间产生冲突时候协同决策系统会对时间进行重新计算和下发,让各个单位按照新的时间来保障。

通过各个单位之间的协同,信息的传递和协同的管理,共同为一个航班进行服务,就可以很好地实现整个机场运行保障的有机整合,形有机的保障链。

宽带数字集群调度平台介绍,民航协同决策系统已经上线运行,诚邀各机场加入

那么,宽带数字集群调度平台到底是怎样的平台呢?我们认为实现一个宽带数字集群调度平台要包含三个方面或者包含三个层面的构建。

第一层构建,即最底层是管道侧的建设,其至少包含两个方面,一方面,因为民航是一个安全保障单位,并且在社会上具有一定的敏感信息传递,所以整个平台的传递,包括数据的传输,应该是基于专网传输技术来进行的,不能采用公网传输或者依赖于国际互联网。另一方面,在管道侧应该实现地空融合的接入服务,运行调度现场可能有PC、终端,而在现场运行可能需要移动终端,所以至少能够实现有线线路和无线线路集群的接入。

第二层构建,即平台侧应该是至少包含三个平台。第一个平台,专用无线接入平台,该平台可以多媒体大带宽数据传递的管道。根据最新技术发展的态势来看,未来语音通信将会不再依赖于现有窄带的语音通信,将会把整个语音通信也通过4GLTE的模式进行接入,为了兼容目前机场运行情况和运行现状,我们还设置了第二个平台,即传统语音通信支撑平台。通过传统语音支撑平台,可以实现传统窄带数字的集群通信和新的宽带数字集群通信,包括PSTN的拨号、电话等进行了整合接入,不管电话、宽带,还是窄带,都可以在同一个平台上进行通信。这种基础的通信平台建立之后,就要实现第三个平台建设,即宽带数字集群调度平台,还应该有一个企业级应用业务承载平台来做保障。因为刚才介绍了很多调度的理念,包括以系统为核心的运行任务分配的理念,实际上都是依赖于我们新的IT技术和计算机技术来实现的。如果要实现这些业务系统或者信息系统的承载,应该包含一个3A,至少是3A级的机房,或者说宽带数字集群调度平台这种运行管理的体系需要足够的计算资源、储存资源。

第三层,即业务侧至少应该包含两类信息系统。第一类系统,要实现民航各个单位之间的信息交互,我们建议各个机场都加入民航协同决策系统,这个系统是民航局立项建立,由各地区空管局建立,是一个开放的平台,希望各个机场和单位加入我们的协同决策平台,一起把保障时间进行上传。通过空管的计算和运算,把新的时间给加入机场下发。第二类系统,由各个单位自行建立资源调度管理系统,这个资源调度管理系统所做的功能就是把现有的管理模式、管理流程进行电子化和信息化作业。也就是通过平台或者系统来实现任务的调度,以后调度人员只需要做一些创造性的,或者一些监管性的工作就可以实现整个运行管理的调度。

宽带数字集群的应用展望

第一, 可以为现场运行调度,从人治到系统辅助的过渡来提供基础平台。

第二, 可以提高现场运行的整体效率,同时可以构建民航协同运行的体系。

第三, 可以把现场调度运行的工作流程进行标准化的建设,适应各个单位快速发展的业务需求,可以通过系统来实现功能的插件化,随时增加新增的功能和驱逐不必要旧功能

宽带数字集群技术,对于机场运行管理各个方面其实都是很有帮助的。比如在智能调度、人车定位、GIS监控、基础网络、协同作业和标准化流程方面都是很有帮助的。

【文章根据2016年航空安全新技术机场应用专题研讨会现场速记整理,如有不当,还请随时联系】

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来源:“机场安全”微信订阅号

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