導(dǎo)航臺站智慧管控系統(tǒng)研究

中國試驗飛行研究院 陜西 西安 710089

引言

面對越來越繁雜的導(dǎo)航設(shè)備,傳統(tǒng)的管控模式已無法滿足導(dǎo)航設(shè)備保障需求。隨著5G新興技術(shù)的迅速發(fā)展,其更優(yōu)于LTE、TETRA等的大數(shù)據(jù)流、低延遲、可靠性高等性能日漸明顯。利用5G高速傳輸?shù)膬?yōu)點依據(jù)導(dǎo)航臺站及移動臺站的動態(tài)變化等特點,根據(jù)需求結(jié)合已有的有線傳輸鏈路,建立基于“5G+有線”的新型智慧化管控系統(tǒng),全面實現(xiàn)及優(yōu)化各臺站的管控功能,在運維平臺上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類管理和存儲。

1 現(xiàn)狀分析

機(jī)場采用通用微波、儀表著陸設(shè)備以及塔康及全向信標(biāo)臺中近程導(dǎo)航,為飛機(jī)提供精準(zhǔn)定位信息。采用車載及固定頻譜監(jiān)測站作為飛行電磁干擾排查手段,為復(fù)雜電磁環(huán)境下排查電磁干擾信號提供重要依據(jù),臺站通過手動傳遞參數(shù)信息在降低科研保障的安全性的同時降低工作效率。微波、儀表著陸系統(tǒng)、塔康及全向信標(biāo)臺站的設(shè)備和視頻信息分別由RS232串口和以太網(wǎng)通過光纖鏈路經(jīng)環(huán)網(wǎng)已實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程回傳。而儀表、塔康及全向信標(biāo)臺及微波均未實現(xiàn)環(huán)境等因素管控。

2 智慧管控需求分析

機(jī)場導(dǎo)航臺站在設(shè)備管理上處在轉(zhuǎn)型期無法實現(xiàn)智慧化管控。本文將從以下幾個方面進(jìn)行智慧化管理需求分析:

(1)可視化管理。通過建立3D可視化平臺實現(xiàn)對各臺站及設(shè)備的定位服務(wù),提升設(shè)備監(jiān)管的力度從視頻監(jiān)控走向更加全面詳實的多維度管理,改善傳統(tǒng)管理模式的單一,加強(qiáng)飛行安全保障。

(2)人員管理。自主完成排班、監(jiān)督等方式已無法滿足飛行現(xiàn)狀,通過智慧管理平臺實現(xiàn)人員的合理部署,利用平臺機(jī)制自動進(jìn)行排班、分發(fā)任務(wù)并設(shè)置提示可輔助決策者執(zhí)行管理,也可有效提升工作效率。

(3)資產(chǎn)管理。傳統(tǒng)模式下的設(shè)備資產(chǎn)管理存在信息更新不及時、統(tǒng)計缺失等風(fēng)險,需要自主完成冗雜信息核實,不僅增大了管理人員的工作難度也極大的降低了工作效率。通過建立智慧管理平臺可對設(shè)備資產(chǎn)信息進(jìn)行分類歸檔整理還可實時更新實現(xiàn)有效管理。

(4)環(huán)境/設(shè)備管理。視頻監(jiān)控以及設(shè)備遠(yuǎn)程操控軟件雖然可輔助操作人員完成日常簡單操作,實現(xiàn)參數(shù)讀取及遠(yuǎn)程故障報警提示。但仍無法實現(xiàn)故障定位,不能對數(shù)據(jù)進(jìn)行長期自動存儲并生成圖表等趨勢分析資源,無法為設(shè)備/環(huán)境應(yīng)急預(yù)案提供有效數(shù)據(jù)依據(jù)。而智慧管理平臺的搭建將有效解決由老舊、傳統(tǒng)方式帶來的環(huán)境/設(shè)備管理難題。

3 智慧管控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型

3.1 系統(tǒng)部署架構(gòu) 利用5G專網(wǎng)技術(shù)可保證在局部區(qū)間使用時形成一個封閉的局域網(wǎng),通過在5G專網(wǎng)的基礎(chǔ)上引入邊緣計算,部署至本場數(shù)據(jù)中心,可保證內(nèi)部數(shù)據(jù)不與外界數(shù)據(jù)交流增強(qiáng)數(shù)據(jù)保密性。利用5G專網(wǎng)技術(shù)可極大的優(yōu)化導(dǎo)航臺站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),但投資金額大、傳輸距離短仍無法完全取代有線傳輸,因此構(gòu)建一套基于“5G+有線”傳輸模型的導(dǎo)航臺站智慧管控系統(tǒng)。

3.2 整體構(gòu)架 建立基于BIM及RFID技術(shù)的智慧管理平臺,形成高效、有序的智能管理并將動態(tài)信息及時反饋給管理人員,對臺站信息的全面把控。運維管理系統(tǒng)整體構(gòu)架采用服務(wù)器、用戶端兩級層次的C/S構(gòu)架,由下至上分為數(shù)據(jù)層、核心層、業(yè)務(wù)層、傳輸層以及應(yīng)用層。

3.3 功能模塊 基于運維管理平臺從功能上分為設(shè)備監(jiān)視模塊、設(shè)備資產(chǎn)管理模塊、維護(hù)維修模塊、環(huán)境監(jiān)控模塊、可視化管理模塊以及應(yīng)急預(yù)案管理模塊等。以3D BIM MEP模型為核心,GPS定位技術(shù)相融合實現(xiàn)構(gòu)建可視化管理模塊。輸入臺站經(jīng)緯度等信息模擬臺站建筑及設(shè)備分布,設(shè)備規(guī)格、機(jī)號、圖形等,在運維管理平臺上展示真實臺站及設(shè)備運行、運維等狀態(tài),實現(xiàn)臺站分布定位、設(shè)備定位以及設(shè)備/環(huán)境狀態(tài)監(jiān)控查詢,實現(xiàn)臺站、設(shè)備管理的直接化、形象化、透明化。

(1)應(yīng)急預(yù)案管理模塊。通過5G、RFID技術(shù)以及可視化管理模塊對設(shè)備信息動態(tài)顯示和預(yù)案分析,在設(shè)備突發(fā)故障時可快速響應(yīng),針對不同類型設(shè)備進(jìn)行故障特征定義,通過數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的積累分類建立故障原因和處理措施。

(2)設(shè)備監(jiān)控模塊/環(huán)境監(jiān)控模塊。運維管理平臺根據(jù)可視化管理模塊根據(jù)各臺站信息附屬各設(shè)備遠(yuǎn)程操控軟件,通過遠(yuǎn)程操控軟件實現(xiàn)設(shè)備、環(huán)境等參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)置、異常報警提示等。通過信息積累定期形成參數(shù)報表及圖表,依據(jù)設(shè)備/環(huán)境數(shù)據(jù)趨勢圖分析提高工作人員對臺站環(huán)境及設(shè)備的管理能力,為設(shè)備排故奠定基礎(chǔ)。

(3)設(shè)備資產(chǎn)管理模塊。運維平臺可根據(jù)確定的設(shè)備編碼體系創(chuàng)建設(shè)備資產(chǎn)信息庫。利用可視化管理模塊,將運維信息、使用狀態(tài)、備件庫存等通過不同顏色、圖案等方式進(jìn)行可視化表達(dá)幫助設(shè)備管理者制定重點控制方案及對策,實現(xiàn)全生命周期的設(shè)備資產(chǎn)管理。

(4)維護(hù)維修模塊。通過鎖定設(shè)備故障點輸出相應(yīng)故障單,并在操作員完成設(shè)備故障處理填寫后保存至故障管理數(shù)據(jù)庫中。根據(jù)日維護(hù)、月維護(hù)、半年維護(hù)等不同節(jié)點確定相應(yīng)維護(hù)計劃并自動提示用戶啟動設(shè)備維護(hù)流程。系統(tǒng)可按照人員管理名單自動派工,操作員可利用RFID讀寫器對設(shè)備標(biāo)簽進(jìn)行掃描,讀取設(shè)備的ID信息、維護(hù)資料、歷史記錄等信息,維護(hù)完成后登記本次維護(hù)結(jié)果信息,更新標(biāo)簽信息系統(tǒng)同時對本次維護(hù)單進(jìn)行跟蹤。

結(jié)束語

通過分析導(dǎo)航臺站現(xiàn)狀對臺站進(jìn)行智慧化管控分析,針對機(jī)場實際工作情況建立基于“5G+有線”鏈路傳輸,運維管理平臺對參數(shù)集中監(jiān)管的導(dǎo)航臺站智慧管控系統(tǒng)。通過論述為后續(xù)機(jī)場導(dǎo)航臺站智慧化優(yōu)化建設(shè)提供技術(shù)參考。