民用航空智能交通管理的應(yīng)用

張元

摘 要：智能交通管理已逐漸應(yīng)用于民用航空交通管理的方方面面。它使用各種先進(jìn)技術(shù)，提升民航交通管理的智能化程度，保證民航運輸安全高效環(huán)保，是今后民航發(fā)展的趨勢。

關(guān)鍵詞：民用航空;交通運輸管理;智能交通

1 民用航空智能交通管理的概念

民用航空智能交通管理是將各種技術(shù)應(yīng)用于民用航空交通管理，以實現(xiàn)其智能化、自動化的目的。這些技術(shù)包括但不限于自動控制理論、電子控制、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等。其本質(zhì)是用智能化的手段管理民航交通，使信息傳遞及時、準(zhǔn)確、高效，讓交通管理安全、效率、合理。以先進(jìn)的技術(shù)提升民航運輸容量，減輕交通負(fù)荷，增大安全閾值，提高運行效率，減少能源消耗，降低環(huán)境污染。由于智能交通能改善不斷增長的航空量產(chǎn)生的各種問題，近年愈發(fā)受到重視，并且也是人類航空發(fā)展的必然趨勢。

2 當(dāng)前應(yīng)用

目前，民用航空交通管理已廣泛使用現(xiàn)代化技術(shù)，機(jī)場、空域容量顯著提升，同時也使得民航交通管理愈發(fā)智能化，這在下面幾個方面有較為明顯的體現(xiàn)。

2.1 數(shù)據(jù)分析與決策

通過大數(shù)據(jù)分析，智能化算法，航空交通管理人員可以獲得更優(yōu)化的交通管理方案。協(xié)同決策系統(tǒng)（即CDM系統(tǒng)）的使用就是一個成功的例子。在當(dāng)前，協(xié)同決策系統(tǒng)已廣泛在運行控制中心、空管機(jī)構(gòu)、機(jī)場、航空公司中使用。它通過多方信息的共享，用計算機(jī)在運行規(guī)則和流控管理的條件下做出離崗航班排序、流控信息發(fā)布和起飛時間預(yù)計，使機(jī)場運作更加高效，航班時刻更正點。同時它還創(chuàng)建了一個公開透明的運行環(huán)境。使用CDM系統(tǒng)的機(jī)場，航班正常率一般有5%至15%提升。

2.2 通信

從陸空通話的高頻、甚高頻，到衛(wèi)星電話都屬于民航通信的范圍。現(xiàn)今的通信早已不局限于語音通信，通過的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸也是一種通信方式。使用航空固定業(yè)務(wù)電信網(wǎng)拍發(fā)航行報是當(dāng)下民航活動的必要部分，我國的FPL報已統(tǒng)一由計算機(jī)自動發(fā)報，起飛落地報也可以自動拍發(fā)，大大提升了效率。

2.3 導(dǎo)航

PBN技術(shù)目前已普遍使用。飛行管理系統(tǒng)接收到GNSS定位信號，結(jié)合目標(biāo)經(jīng)緯度，計算出預(yù)計飛行航跡。同時使用自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)飛機(jī)的自動駕駛。定位、導(dǎo)航、自動駕駛相結(jié)合，在提升航行精確性的同時也減少了駕駛員的工作負(fù)荷。

2.4 監(jiān)控與告警

二次雷達(dá)、ADSB的使用，讓空管人員直觀清楚地了解到天上的動態(tài)，而在地面，場監(jiān)雷達(dá)、攝像頭都是很好的監(jiān)控手段。設(shè)置安全距離，讓系統(tǒng)自動提示告警在一定意義上可以提升運行安全性。飛機(jī)上裝載的TCAS可顯示飛機(jī)周圍的交通情況，RA功能會自動播報語音提示避撞操作。

3 不斷完善與優(yōu)化

民用航空交通管理的智能化已是發(fā)展趨勢，如何進(jìn)一步完善與優(yōu)化是當(dāng)前正在探索的議題。下面從多個方面出發(fā)，探討如何進(jìn)一步利用智能化的交通管理為民用航空服務(wù)。

3.1 數(shù)據(jù)融合共享

當(dāng)前已是大數(shù)據(jù)的時代，數(shù)據(jù)越全面、準(zhǔn)確、及時，對決策者就越有利，人如此，對計算機(jī)也如此。要實現(xiàn)地空一體化、民航交通智能化，需要二次雷達(dá)、ADSB、場面監(jiān)視雷達(dá)、CDM系統(tǒng)、衛(wèi)星信號、氣象信息、地形信息、軍航通航活動等多個數(shù)據(jù)。任何自然或人為因素，只要對民航交通產(chǎn)生影響的都可以收集。將空中交通信息、氣象信息、地形數(shù)據(jù)等傳入飛行管理計算機(jī)對提升自動駕駛的品質(zhì)有助益。飛行管理計算機(jī)和空管指揮系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通，將實現(xiàn)飛行指揮從語音化到數(shù)字化的轉(zhuǎn)變，數(shù)字放行就是管制指揮數(shù)字化的先例。空管系統(tǒng)將雷達(dá)、ADSB、CDM等數(shù)據(jù)相融合，既能提供地空交通指揮預(yù)案，還能優(yōu)化離港排序、流控發(fā)布等等。旅客與機(jī)場、航空公司的信息交互，不但可以讓旅客免于晚點或過早到機(jī)場，也可以讓機(jī)場、航空公司做好準(zhǔn)備和預(yù)案。數(shù)據(jù)融合的優(yōu)勢顯而易見，然而如何讓數(shù)據(jù)可交互，讓數(shù)據(jù)更全面并且及時準(zhǔn)確是我們將要攻克的難題。

3.2 操作界面優(yōu)化

當(dāng)下民航的從業(yè)者，很多都面臨生產(chǎn)系統(tǒng)繁多的問題。各種剛剛開發(fā)的新系統(tǒng)五花八門，雖說對提升運行品質(zhì)有所幫助，但也會增加工作人員負(fù)荷。將各種系統(tǒng)融合整理成幾個甚至一個系統(tǒng)是當(dāng)務(wù)之急，這樣不但提升了工作效率，還能減少工作人員負(fù)荷，降低錯忘漏的風(fēng)險。這就需要上面提到的多種數(shù)據(jù)的融合，同時技術(shù)攻關(guān)、多方合作也很有必要。

3.3 航路航線優(yōu)化

航路航線的優(yōu)化對民航運輸?shù)囊饬x不言而喻，我國不斷地在進(jìn)行航路航線優(yōu)化，特別是近年來PBN技術(shù)普及，優(yōu)化愈加頻繁。用計算機(jī)編寫算法進(jìn)行航路航線優(yōu)化顯然具有優(yōu)勢，它省時省力而且不易出錯。讓計算機(jī)提出優(yōu)化方案，人工進(jìn)行選擇和審查是一個很好的優(yōu)化方法。

3.4 進(jìn)一步智能化

對于飛機(jī)的運行軌跡，無論是在空中還是地面，如果有足夠的數(shù)據(jù)和合適的算法，理論上它們都是可以由計算機(jī)規(guī)劃的。在當(dāng)前，智能化的離港排序已經(jīng)在應(yīng)用，進(jìn)一步的智能化還能為管制員提供地空交通指揮預(yù)案。流控發(fā)布在數(shù)據(jù)足夠，算法先進(jìn)的情況下，計算機(jī)會比人工更加準(zhǔn)確迅速。進(jìn)一步智能化的同時，也要保證在智能化運行時，如果需要人為干預(yù)可以立即切入，進(jìn)行人工操作。

3.5 多方交互

維護(hù)好航班正點，保證民航的安全高效需要各方的努力。航空活動的參與者不僅可以就信息數(shù)據(jù)相互溝通共享，還可以表達(dá)自己的需求意愿，這會讓智能化的交通不光安全高效，而且更加人性化。航空活動參與者不光是各個航空部門、機(jī)構(gòu)，還是旅客、旅行社，甚至是頭頂上有飛機(jī)飛過的居民。

3.6 檢查系統(tǒng)

保證民航交通安全高效需要智能交通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、決策準(zhǔn)確無誤。數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確一方面是依靠更加先進(jìn)的收集、傳輸手段，另一方面可以靠計算機(jī)檢查，綜合有關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，對比歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行評估。智能交通系統(tǒng)提出的決策方案同樣可以用計算機(jī)進(jìn)行檢查，綜合相關(guān)數(shù)據(jù)，對比歷史方案以及人工定下的規(guī)則等等。智能化系統(tǒng)還能檢查軟硬件運行情況、設(shè)備故障、運行環(huán)境等各種問題。

4 結(jié)語

智能交通已經(jīng)在民航交通管理中廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮著積極作用。今后民航智能交通管理將是工作重心之一，應(yīng)用于更多的環(huán)節(jié)，收獲更好的效果。