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空管從“半智能”走向“大智慧”

發布日期:2020-05-25 信息來源:科技日報

   隨著航空運輸量的持續增長和飛行活動的日趨多元化,空域運行態勢也日漸復雜多變。據相關行業資料分析:過去傳統的陸基、區域分立式、運行粗放式的空管系統已無法滿足行業發展的需要,以信息技術為基礎,融合多種類型的信息收集、互聯互通、智能化的智慧空中交通管理系統,成為行業未來發展的主要方向。

   不久前,美國聯邦航空管理局宣布,將在有遠程塔臺的機場進行人工智能空中交通管制試驗。按照試驗要求,塔臺在沒有任何人工干預的情況下,完全由計算機跟蹤、控制機場的空中交通管制。

   那么,智慧空管到底由哪些技術組成?目前國內外的智慧空管可以達到什么水平?帶著這些問題,科技日報記者采訪了相關專家。

   將物聯網、大數據等與航空技術結合

   飛機在天上飛行的路線稱為“航線”,是由國家統一劃定的具有一定寬度的空中通道。數據顯示,截至2019年底,我國共有定期航班航線(含國內、港澳臺和國際)5155條。

   “空中交通管制,則是利用技術手段和設備對飛機在航線上飛行的情況進行監視和管理,以保證其飛行安全和飛行效率。”北京航空航天大學博士程峻說。

   20世紀50年代前,空中交通管制主要采用位置報告的程序管制方式;50年代引入一次和二次監視雷達,采用雷達管制方式;20世紀60年代后引入計算機技術,使空中交通管制方式逐步自動化;現在則采用多技術結合的綜合監視方式。

   “將互聯網、大數據、人工智能等技術創新成果與新一代航空技術相融合,推動傳統空管向智慧空管過渡是行業亟須解決的問題。”歐洲單一天空空管研究計劃聯合執行體國際事務主管巴徹勒表示。

   那么,未來空管將智慧到什么程度呢?

   中國民航空管局資料認為,未來智慧空管的整個系統將由感知層、基礎設施物聯網、應用服務平臺、決策處理平臺等部分組成。在系統中,感知層作為智慧空管的神經末梢,起收集信息數據的作用。其主要通過在管制中心、機場、航路等各個與飛行相關設施中加裝雷達、監視系統、探頭、傳感器、射頻標簽等設施來搜集飛行狀態、外部環境等與飛行相關的數據。

   “智慧空管在感知層獲取信息后,通過互聯網、無線通訊技術、空管部門的局域網等物聯網平臺,將信息傳遞至應用服務平臺。”程峻進一步解釋說,應用服務平臺對相關信息進行分析處理后,將分析結果進一步上報至決策處理平臺。再由決策處理平臺通過大數據算法選出最優的空域、流量管理方案。

   航班密度增加促使空管智慧水平升級

   記者在采訪中了解到,十幾年前,中國民航空管局就開始實施民航數字空管工程,數字化起飛前放行技術(DCL)和數字化航站自動情報服務技術(D-ATIS)是其中的兩類代表性技術。截至2018年,我國44個繁忙機場都采用了DCL和D-ATIS技術。

   “DCL主要解決人工話音預放行服務中出現的通信頻道擁擠、話音歧義等問題,可大幅降低管理員、飛行員的工作強度和工作壓力,提高安全性。”程峻解釋說,D-ATIS技術則利用合成語音和數據鏈兩種方式,將機場氣象、跑道狀況等信息自動上傳到飛機,能顯著提高大型機場管制服務效率和信息服務水平。

   但業內專家認為,這些技術的使用只是讓我國空管系統達到了“半智能”水平。例如,實現管制指揮功能的自動化系統,只是實現了監視數據、飛行計劃等的自動化處理,實際的管理指揮還得依賴管理員進行操作。

   統計數據顯示,“十二五”期間,我國空管共保障航班起降3391萬架次,比前一個5年增長了61.7%。而傳統空管系統無法積極有效地應對如此大密度的航班管理環境,這嚴重影響了空中交通的安全性和效率。

   在此背景下,中國民航局于2018年提出建設現代化空中交通管理系統的初步構想后,中國民航空管智慧水平不斷提升。據公開報道,目前空管ADS-B地面設備全面實現國產化,多點定位系統等47個型號和設備通過了民航局的合格審定。集成塔臺、雷達數據應用等研究工作快速推進,北京、上海、廣州等44個塔臺實現了數字化放行,放行率已經達到世界先進水平。

   2019年4月1日,西雙版納至昆明的MU5747航班率先采用“C類數據移交”技術,取代人工電話移交,向管理智能化再進一步。

   有專家表示,未來中國民航空中管制技術或將通過推進數據鏈技術,GNSS、北斗、衛星著陸系統、地面增強系統等星基導航技術,以及廣域信息管理等信息協同技術的應用,構建空天地一體,數據信息全面互聯、互通、互動的智慧化協同運行環境。矯 陽 

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