高级场面活动引导和控制系统设计与实现

发布时间：2020-10-15 02:36

　　 北京首都机场作为全世界繁忙机场之一,近几年航班起降架次逐年增高,2016年高达60.6万架次。航班量的增长,使得首都机场的航空器、车辆等地面活动愈来愈频繁,地面运行十分繁忙,场面活动及管理也日趋复杂,由此导致跑道入侵、场面冲突时有发生,给空中交通管制工作带来空前的压力。因此,高效监视机场场面航空器及车辆等动目标,防止跑道入侵,提升航班安全运行效率,确保航班准点率越来越受到重视,高级场面活动引导和控制系统(A-SMGCS)得到广泛应用。本论文以北京国际机场场面运行情况为基础,对高级场面引导和控制系统进行了以下方面的研究:1、研究A-SMGCS系统的技术基础,对其技术理论进行分析,概述其发展历史,并针对ICAO相关要求进行讨论。另外,对目前常见的场面监视技术进行剖析,包括场面监视雷达,多点定位,ADS-B技术等。这些场面监视信号是A-SMGCS系统的数据源,A-SMGCS系统通过处理、加工这些数据,显示给管制员,从而达到监视场面航班和车辆的目的。2、根据北京首都机场的特点,结合其设计要求,确定A-SMGCS系统的设计级别。在此基础上,讨论系统的设计原则。搭建系统的整体硬件架构,分析系统的具体组成;设计系统应用软件的主要功能,包括监视、控制、路由规划和引导功能等;由于系统集成多种数据源,和其它系统交互较多,又研究了系统的信息集成,确定系统输入信息处理种类,及输出信息类型。最后,根据实际运行要求,确立了系统应达到的技术指标要求。3、根据系统应达到的功能需求,对A-SMGCS系统软件整体功能构成进行规划,将软件划分为20个功能模块,便于后期安装和维护。由于系统软件设计内容较多,本论文重点讨论了系统的路由规划问题。为解决路由效率问题研究机场网络布局,建立机场网络模型,定义滑行路径、滑行路由、路径节段、路径关键点等概念。将路由规划划分为自动路由规划和人工路由规划,又将自动路由规划划分为进港、离港、除冰路由规划,并针对这几种情况讨论优化处理方法。4、讨论了系统未来改进方向,包括两个方面:一是,路由的智能化和合理化根据实际运行情况,积累一定的经验路由,建立经验路由库,从而使得路由规划更加合理。二是,告警更加高效。结合空管系统建立的大数据云平台,展开管制指令语音识别。通过识别管制指令,结合系统处理,进行预警探测。比如语音识别出穿越跑道的指令,但同一时间有飞机落地,系统进行告警提示。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP311.52;V351.3
【部分图文】：

第三章 系统总体方案设计第三章 系统总体方案设计本章首先根据北京首都机场的特点，结合其设计要求，确定 A-SMGCS 系统的设计级别。其次，在此基础上，对系统设计原则进行论述，设计系统硬件架构、软件功能，并对详细分析了系统的信息流。最后，对系统应达到的技术指标进行阐述。3.1 总体设计目标为实现首都机场的自动化管理，满足在大流量和恶劣天气条件下的安全运行需求，提高首都机场运行效率，首都机场东区的设计标准达到 ICAO 的 IV 级，可实现移动目标的监视、控制、路由规划和引导。西区的设计标准达到 ICAO 规定的 II 级标准，可实现移动目标的监视、控制和路由规划，如图 3.1 所示：

系统逻辑结构图

主要是 A-SMGCS 系统内部信息的交互，主要信息流程如图3.5 所示。飞行数据处理机从外部获取飞行数据、停机位信息、泊位引导信息、气象信息等，综合处理为飞行计划信息后输出给监视数据处理机；从内部获取（监视数据处理机）目标与飞行计划相关及移交信息等，实时更新系统飞行计划状态。监视数据处理机负责将接收到的监视信息进行融合处理，并与飞行计划信息相关，及告警计算；将处理后的数据分别输出给引导处理机、管制席位和飞行计划处理机。引导处理机接收航迹灯光、路由信息，经处理后可以控制辅助灯光，提供自动解脱方案。路径规划处理机接收飞行计划信息，计算出合理路由，并发布到系统内部。管制席位接收飞行计划信息、航迹数据、告警信息、路由信息，实时显示在管制屏幕上，并将管制操作控制指令发送给各功能处理机，如图 3.5 所示:图 3.5 系统内部信息流程图3.4 系统达到的技术指标● 冷启动将在 8 分钟以内完成。系统重启，无须手动干预。● 航空器和车辆的位置以及识别呼号数据更新频率≤1 秒。● 系统从接收到监视数据到进行席位显示≤0.5 秒；● 航空器和车辆的位置监视数据的采集和确定的响应时间≤1 秒。● 航空器航迹与计划相关率≥ 99％。
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本文编号：2841562