空管飞行冲突与低高度报警系统的设计与实现思考.pdf

1、空管飞行冲突与低高度报警系统的设计与实现思考王心路摘 要：文章以空中管制工作为切入点，首先概括了空中管制的意义，其次对用于检测冲突、低高度报警的系统进行了设计，最后围绕该系统的实现展开了讨论，希望可以在某些方面给人以启发，为航空运输业的进步提供有力支持。关键词：空中管制;飞行冲突;低高度报警引言：研究表明，快速发展的航空运输业，无形中增加了空中交通的流量，由此而带来的一系列连锁反应，包括飞机间距缩小、密度增加，出现安全问题的几率有所增大。由此可见，对空管系统加以设计，防止飞机、障碍物发生冲突很有必要，在此过程中需要引起重视的部分，则是对检测冲突、发出警报的模块的设计。1 空中管制的意义空中管制

2、是保证航空运输安全性的关键，空中管制系统的作用，则是向管制员提供目标飞机的信息，再由管制员对交通进行指挥，避免出现飞机、障碍物碰撞的情况。以自动管制方法为依据，空管系统被分为两部分，即雷达管制、程序管制。近几年，民用航空雷达得到了快速的发展，无论是性价比、可靠性，还是覆盖范围，较之前相比均有所提高，出于提高交通安全的考虑，利用雷达完成相关工作，成为提高空中管制有效性的首选，程序管制逐渐退出历史舞台1。导致地位被雷达管制取代的原因，主要是基于程序管制所开展工作，需要机组人员对飞机位置进行报告，除此之外，管制员仅能够以飞机型号、高度和配载情况为依据，对其安全性加以判断，如果受特殊情况影响，飞机出现

3、飞行变化，较易由于调配不及时，导致危险发生。2 飞行冲突及低高度报警系统的设计空管系统进行管制所借助的力量以电子技术为主，目的是避免飞机、障碍物发生碰撞，保证空中交通的有序性。要想使该系统的作用得到充分发挥，以下内容需要引起重视：2.1 系统结构该系统核心模块的功能，主要是检测冲突、发出警报，除此之外，还包括数据融合、终端显示等，均需要引起重视。首先，负责检测冲突、发出警报的模块，需要在以太网上，对经过融合处理的数据进行接收，再根据计算结果，向以太网传递警报信息。另外，该模块的功能，还包括生成模拟数据，检测系统运行是否正常。其次，数据融合模块负责对雷达数据信息进行处理，该模块先实时融合数据信息

4、，再生成综合数据，通过向其他模块传递所生成数据的方式，达到对短期飞行冲突进行探测与处理的目标。最后，告警显示终端需要对所接收信息，进行动态显示，该模块还被赋予了管制员日常工作所需的全部功能，例如，可以手动对飞行计划进行处理。2.2 系统功能要想避免飞行冲突出现，保证飞机、障碍物始终保持安全距离，负责检测冲突、发出警报的系统模块，应当具备以下功能：其一，检测冲突。以民航进近、航路冲突标准为依据，检测冲突并发出警报。对飞行轨迹进行推测，如果存在发生冲突的可能，及时发出警报，避免引发不必要的问题。其二，低高度报警。对飞机、地面障碍的距离进行计算，如果存在危险接近的情况，将警报信息传递给管制员、目标飞

5、机，由管制员、飞行员协调处理。2.3 系统的实现2.3.1 处理流程系统启动后，先进行初始化，加载计算所需参数和地图，接收融合信息，再判断所接收信息性质，判断是否有冲突存在，待上述环节告一段落，方可向显示终端发出警报，同时维护雷达数据，为后续工作的开展提供便利。其中，信息融合需要引起重视，这是因为即使目标飞机相同，经由不同雷达处理所得结论，往往也会存在一定的差异，只有融合多部雷达所提供信息，才能获得准确的结论2。正常情况下，以功能为依据，可将信息融合模式分为以下几个层次：首先，一级处理。作为系统基本需求，一级处理指的是以雷达检测信息为依据，对目标航迹、数据进行辨识，包括数据互联、归一处理和跟踪

6、识别。其次，二级处理。处理对象以位置为主，需要借助目标、目标数据的关系，获得最终结论。最后，三级处理。其作用主要是估计空间态势、辅助决策制定，具体来说，就是根据信息融合所得出目标运动态势，展开更加系统、深入的分析。2.3.2 初始化启动后，系统就应當自行初始化，对参数、地图进行加载。参数以冲突高度、抑制高度、告警间隔和预警时间为主。另外，报警区地标也是需要加载的对象，该系统包含大量地图文件，地图文件的标高和位置，便是确定地标参数的主要依据。2.3.3 数据处理数据处理是指接收、提取数据信息，对航迹位置进行预测。接收融合信息后，系统需要对信息性质进行判断，正北信息的处理重点，在于将丢失目标删除，

7、航迹信息的处理重点，则是提取数据、预测航迹位置，为检测冲突、发出警报提供参考。在完成航迹数据帧的接收工作后，该系统可对航迹信息进行提取并判断，如果所提取速度、坐标等信息为旧目标信息，对其进行更新即可，如果所提取信息为新目标信息，则需要对数据结构进行创建，将所提取数据加入列表3。2.3.4 冲突检测冲突检测的作用，主要是提前管制员、飞行员发现冲突的时间，及时修改机动飞行，使飞行流量更加均衡。在实际工作中，系统应具备根据雷达信息，对目标飞机是否存在航迹冲突加以判断的功能，如果两条航迹的间距不在规定范围内，则需要发出警报，以便于管制员对飞行员加以引导，通过及时调整机动飞行的方式，将可能发生的冲突解决

8、。2.3.5 低高度报警初始化的系统，往往需要对标高、位置等地标参数进行加载，只有这样才能以雷达信息为依据，判断目标飞机是否需要发出低高度报警。可用于发出警报的类型，分为预警、告警两种，预警所对应情形是飞机和地面障碍物的相对高度，在需要预警的范围内，而告警所对应情形是飞机低于障碍物高度。2.3.6 数据维护数据维护模块的功能，主要是记录并显示报警信息、雷达数据和时钟信息。如果出现取消报警、发生报警等情况，系统将会在硬盘上对相关信息进行自动记录，按照日期生成文件名称，便于日后的查找及浏览。点击系统界面的记录按钮，在弹出的对话框中，对所需文件进行选种，即可获得相应的历史报警记录。2.4 抑制航迹本

9、文所设计系统的功能，除了检测冲突、发出警报外，还包括航迹抑制，即：对航迹呼号、二次代码进行设置，以此来达到抑制的目的。在对航迹呼号、二次代码进行设置时，可供选择的设置方式有两种，其一，全名称设置，航迹呼号是 CA2102，二次代码是4002，此时，所设计系统不进行报警处理;其二，通配设置，将航迹呼号设为 SZ*，二次代码设为 4*，此时，SZ*的全部航迹、4*的所有二次代码，均不在报警处理的范围内。事实证明，作为保证空中运输安全性的主要单元，飞机冲突及低高度报警系统，能够高效完成检测冲突、发出警报的任务，管制员可以根据工作要求，对抑制区进行自定义，管制方式的灵活性，因此而得到了大幅提高，工作效

10、率自然会得到保证。结论：上文所设计系统的作用，主要体现在三个方面，首先提高空管工作的自动化水平，其次避免飞机、障碍物发生碰撞，最后需保证空中交通运输可靠、安全。分布式的处理结构，赋予了该系统便于维护及扩充的优势，满足不同规模机场的需求，这样做既能够使空域利用率得到提高，还可以减少管制员的工作量。参考文献：1廖晨曦.空管信息一体化下飞行服务管制工作的研究J.农村经济与科技，2018，29（16）：263-264.2吕鑫，王鸿羽，潘宏达.空管自动化系统短期冲突告警水平距离参数设置分析方法J.民航学报，2017，1（01）：36-43.3高春钢.空管自动化系统雷达航迹与飞行计划无法自动相关案例浅析J.科技广场，2016（12）：24-27.