众所周知,南京莱斯信息技术股份有限公司(以下简称南京莱斯)在空管自动化系统的国产化上拥有非常丰富的经验。而近年来南京莱斯在机场场面管理,也就是场地监测化系统领域也在积极研究,不断探索。
2016年航空安全新技术机场应用专题研讨会期间,南京莱斯空管系统事业部副总经理黄琰就该公司自主研发的“高级地面活动与控制化系统(A—SMGCS)”进行了详细地介绍,充分地阐释了机场地面智慧管理的重要性与技术手段,受到了与会人士的高度关注。
相关技术发展概况
黄琰表示,国内机场规模越来越大,逐步形成了多跑道运行、双塔台协同等局面,不断增长的航班量使得塔台管制的工作量逐年增加,多跑道运行也会增加地面引导难度。就现在而言,很多机场缺少智能监控和告警的工具,导致场面安全事故频发。特别是近年来出现了跑道入侵、跑道接近等情况发生。而正在发展的协同流量管理系统(CDM),需要场面管理的精细化,为此,机场场面活动的智慧管理就显得越来越必要了。
据介绍,场面活动的智慧管理得益于国际相关政策的引导。其实在1974年国际方面就提出了机场场面活动与控制系统的概念与具体的要求了。1986年,ICU出来了第一版控制系统的手册,90年代欧洲美国都在这一领域研究更先进的技术,主要目的在于如何确保间隔,以及在各类气象条件情况下更好地保证机场的容量。2004年到2008年期间,ICU出版了比较完整的指导手册,并且启动了相关技术的研究。2012年之后,在第12次航行会议中明确了对机场运行安全以及效率各个级别的要求。我国也跟随相关的政策引导于2014年出版了高级地面活动与控制化系统(A—SMGCS)的要求。
据了解,高级地面活动与引导控制自动化系统在国际民航总局上定义分为五级,第一级要实现监视,指的是对场面目标的监视(这里的目标指的是飞机和车辆)。第二级是要对场面的目标提供安全告警,告警的种类会非常繁多,包括跑道侵入告警、滑行告警、尾流告警、间隔告警、停机位冲突告警等等。第三级是路径规划功能,路径的算法相对比较复杂一些,要对机场场面各种复杂情况进行综合考虑,给管制员提供一个最优的路径建议,减少航空器滑行等待的时间,可以达到节能减排绿色管制。第四级是引导功能,是对场面目标实施引导。现在的引导方式目前有灯光的方式,当然这种方式的建设成本会比较高。现在还在继续研究基于无线的、基于其他数字化手段的引导方式。第五级是态势感知功能,也就是管制员、飞行员以及车辆驾驶人员具备相同的态势感知,达到了五级要求。
目前国外在A—SMGCS的建设进展
据黄琰介绍,全球已经有超过140个机场安装了A—SMGCS系统,大部分是按照二级,有监视和控制功能的级别来进行建设的。其中,欧洲关于A—SMGCS的研究,发布的五年规划里面,对此进行了相关的界定。A—SMGCS和IFS系统,是面向塔台和地面管制的,也可以叫做自动化系统。还有在空管里面关于塔台集成(IPWP)。目前,我国还没有集中塔台的建设,但是国外比较少数的塔台开始实施集中塔台的建设。
A—SMGCS和地面机场灯光的集成方面,在美国由一家公司组织安装的就有超过35个机场,已经开始建设A—SMGCS。他们配置的传感器主要是基于ADS。
其次,A—SMGCS系统可以把大量的空管、机场、航空公司的信息进行有效的集中,并且进行处理,同时提供基于A—SMGCS等级要求的五类服务。通过该系统,空管提供二次雷达,包括场监雷达、多点定位、ADS-B、CDM、飞行计划、航行情报与气象信息等内容,A—SMGCS也可以给大家提供实时监视服务,提供优质的告警服务,提供路径规划,提供相关的引导服务,提供高集成度的人机交互服务。
几种场监技术和设备
现在主要有以下几种场面监视的技术和设备。
第一,场监雷达。实时性比较好,精度也比较高,属于主动探测,不需要飞机上安装任何的应答设备,机载设备或者车载设备。通过雷达收取设备把原始雷达视频进行汲取,最后成为一个点击,给大家提供相关的位置参考。
第二,多点定位。需要机载设备配合,需要目标发出S模式的信号,多站分布式安装。如果要求精度高就必须至少安装4个点来进行定位,支持A模、C模和S模的输出,精度可以达到9米。
第三,ADS—B基站建设。可以接收ADS—BOUT的信息,信息包含GPS的信息,定位精度可达2米,也在逐步的提高。
而车辆监视技术现在有几种,ADS—B设备可以安装使用,由地面站接收相关的信息,进行数据中心的集中处理,送往数据融汇的系统。或者安装车辆的GPS定位、北斗或者GPS差分等等。如果不加装任何的系统,就靠场面雷达进行探测。
A—SMGCS可以提供的服务
首先提供监视服务,A—SMGCS对场面目标可以精确的监视,系统可以告诉你是进港还是离港,还有一些没有挂上航班号的航班。
第二,提供场面的告警服务,可以参考场面的运行规则,对运行中潜在的安全隐患,提前发出告警。告警信息主要有三个方面:关于跑道安全、滑行道冲突以及停车位的冲突。
第三,提供路径引导。可以根据进港离港实时场面的情况,例如滑行道的限制,例如滑行道附近的维修或者机型的限制等等来调整路径,给管制员建议。最后是滑行引导,跟着灯光走,可以理解成不需要引导车。一落地之后,有灯光指引飞机,一直滑到停机位,如果发生冲突就会有停机台的控制,类似于红绿灯过马路一样。
第四,提供比较集中的信息态势交互界面,监视非常方便。
目前,国内机场由南京莱斯公司承担建设,已经在首都机场、杭州萧山、南京禄口、上海浦东机场准备安装监视系统。
其中,浦东机场未来将成为拥有五条跑道的机场,场面非常复杂;首都机场是按照民航局四级标准进行建设的,具备灯光引导工程,采取了场面监视和电子进程单系统相结合的方法,对于管制员的操作和管制非常高效,同时,还包括进离港、自动化管理、态势、气象信息显示、灯光引导等能够得到有效的保证。
应用了A—SMGCS系统之后,运行效率可以得到显著提升,可以增强场面态势感知能力,改善低能见度条件下的机场运行能力,提高安全性,可以防止错、漏、忘,提升场面的运行效率。
未来,机场场面安全和效率将会越来越受到重视。而A—SMGCS场面自动化系统含监视设备会采用高效的塔台集成显示技术(不需要做很多重复的操作),把自动化系统、协同决策系统和A—SMGCS系统进行有效的对接后,可以实现地空无缝衔接,协同式管理,对机场管制安全性和效率性都有巨大的提升。
像程序管制进入雷达管制一样,A—SMGCS系统的应用就是一次场面运行的重大提升。在厘清机场和空管各个系统的关系的情况下,A—SMGCS系统在未来会发挥其重要的作用。
【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】
来源:“机场安全”微信订阅号