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空管从“半智能”走向“大智慧”

发布日期:2020-05-25 信息来源:科技日报

   随着航空运输量的持续增长和飞行活动的日趋多元化,空域运行态势也日渐复杂多变。据相关行业资料分析:过去传统的陆基、区域分立式、运行粗放式的空管系统已无法满足行业发展的需要,以信息技术为基础,融合多种类型的信息收集、互联互通、智能化的智慧空中交通管理系统,成为行业未来发展的主要方向。

   不久前,美国联邦航空管理局宣布,将在有远程塔台的机场进行人工智能空中交通管制试验。按照试验要求,塔台在没有任何人工干预的情况下,完全由计算机跟踪、控制机场的空中交通管制。

   那么,智慧空管到底由哪些技术组成?目前国内外的智慧空管可以达到什么水平?带着这些问题,科技日报记者采访了相关专家。

   将物联网、大数据等与航空技术结合

   飞机在天上飞行的路线称为“航线”,是由国家统一划定的具有一定宽度的空中通道。数据显示,截至2019年底,我国共有定期航班航线(含国内、港澳台和国际)5155条。

   “空中交通管制,则是利用技术手段和设备对飞机在航线上飞行的情况进行监视和管理,以保证其飞行安全和飞行效率。”北京航空航天大学博士程峻说。

   20世纪50年代前,空中交通管制主要采用位置报告的程序管制方式;50年代引入一次和二次监视雷达,采用雷达管制方式;20世纪60年代后引入计算机技术,使空中交通管制方式逐步自动化;现在则采用多技术结合的综合监视方式。

   “将互联网、大数据、人工智能等技术创新成果与新一代航空技术相融合,推动传统空管向智慧空管过渡是行业亟须解决的问题。”欧洲单一天空空管研究计划联合执行体国际事务主管巴彻勒表示。

   那么,未来空管将智慧到什么程度呢?

   中国民航空管局资料认为,未来智慧空管的整个系统将由感知层、基础设施物联网、应用服务平台、决策处理平台等部分组成。在系统中,感知层作为智慧空管的神经末梢,起收集信息数据的作用。其主要通过在管制中心、机场、航路等各个与飞行相关设施中加装雷达、监视系统、探头、传感器、射频标签等设施来搜集飞行状态、外部环境等与飞行相关的数据。

   “智慧空管在感知层获取信息后,通过互联网、无线通讯技术、空管部门的局域网等物联网平台,将信息传递至应用服务平台。”程峻进一步解释说,应用服务平台对相关信息进行分析处理后,将分析结果进一步上报至决策处理平台。再由决策处理平台通过大数据算法选出最优的空域、流量管理方案。

   航班密度增加促使空管智慧水平升级

   记者在采访中了解到,十几年前,中国民航空管局就开始实施民航数字空管工程,数字化起飞前放行技术(DCL)和数字化航站自动情报服务技术(D-ATIS)是其中的两类代表性技术。截至2018年,我国44个繁忙机场都采用了DCL和D-ATIS技术。

   “DCL主要解决人工话音预放行服务中出现的通信频道拥挤、话音歧义等问题,可大幅降低管理员、飞行员的工作强度和工作压力,提高安全性。”程峻解释说,D-ATIS技术则利用合成语音和数据链两种方式,将机场气象、跑道状况等信息自动上传到飞机,能显著提高大型机场管制服务效率和信息服务水平。

   但业内专家认为,这些技术的使用只是让我国空管系统达到了“半智能”水平。例如,实现管制指挥功能的自动化系统,只是实现了监视数据、飞行计划等的自动化处理,实际的管理指挥还得依赖管理员进行操作。

   统计数据显示,“十二五”期间,我国空管共保障航班起降3391万架次,比前一个5年增长了61.7%。而传统空管系统无法积极有效地应对如此大密度的航班管理环境,这严重影响了空中交通的安全性和效率。

   在此背景下,中国民航局于2018年提出建设现代化空中交通管理系统的初步构想后,中国民航空管智慧水平不断提升。据公开报道,目前空管ADS-B地面设备全面实现国产化,多点定位系统等47个型号和设备通过了民航局的合格审定。集成塔台、雷达数据应用等研究工作快速推进,北京、上海、广州等44个塔台实现了数字化放行,放行率已经达到世界先进水平。

   2019年4月1日,西双版纳至昆明的MU5747航班率先采用“C类数据移交”技术,取代人工电话移交,向管理智能化再进一步。

   有专家表示,未来中国民航空中管制技术或将通过推进数据链技术,GNSS、北斗、卫星着陆系统、地面增强系统等星基导航技术,以及广域信息管理等信息协同技术的应用,构建空天地一体,数据信息全面互联、互通、互动的智慧化协同运行环境。矫 阳 

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