機場協同決策系統融合多點定位系統數據的研究

習悅 吳世桂 李運生 陳龍 楊翱飆

摘要：機場協同決策系統的創建，可以融合機場、空管、航空公司、監管等各民航單位的信息，對各單位的應變能力和自動決策能力的提高有很大的輔助作用。多點定位系統可以實現對機坪區域航空器、車輛等活動目標的精準定位，實現多點定位系統與機場協同決策系統的數據融合，可以更加便捷地了解航班動態信息，協助安排每架飛機在場面的運行過程，對提升場面運行的效率有很大的幫助。

關鍵詞：機場協同決策系統;多點定位系統;TDOA

一.研究背景

2017年，民航局發布了《關于進一步統籌機場協同決策（Airport-Collaborative Decision-Making，A-CDM）建設的通知》，要求在2018年底前旅客吞吐量3000萬以上的機場A-CDM數據要與民航局運行監控中心運行數據共享平臺及空管CDM系統完成對接，以全面實現機場、航空公司、空管和監管單位等各單位之間信息的互通互聯。

A-CDM是將機場、空管、航空公司等相關方集成至統一平臺，通過計算機網絡、通信以及開放式數據信息管理等技術，將各單位的信息進行融合、分析和處理，實現一定的輔助性決策，進而提高各空管部門和航空公司的應變能力與自動決策能力，達到機場運營管理協同決策的目的。

近年來，多點定位系統（Multilateration System，MLAT）作為一種新興的場面監視系統，已推廣應用在全國很多機場。MLAT可以實現進近區域精度30m、場面精度7.5m的航空器定位，并能提供航空器的實時位置信息、停機位分配信息等。將MLAT數據融入到A-CDM系統中，可以高效率高精準地了解場面航空器的運行情況，對進離場航班進行快速掌握和分配，對整個系統的高效運行有很大的輔助作用。

二.民航協同決策發展情況簡介

A-CDM系統應用可以概括為4個方面：

（1）基于廣播式自動相關監視（Automatic Dependent Surveillance- Broadcast，ADS-B）數據，綜合展現本場航班執行情況、延誤情況、機位實時占用情況等。

（2）通過與空管CDM系統打通，A-CDM為CDM提供準確及時的地面保障時間，幫助提高COBT和CTOT的準確性。

（3）通過視頻監控、車輛定位和人工智能等技術，A-CDM系統能夠對30%以上的保障時間節點進行自動記錄和采集，并用以判斷航班保障狀態，分析延誤原因。

（4）A-CDM可以提供機位動態監控和占用可視化，并實現當前機場停機坪上工作狀態的直觀顯示（包括各機位停靠飛機狀態、類型，及航油車、餐食車等保障車輛信息）。

目前，華東、中南等地區形成區域機場群，均在推行建立協同決策系統。2017年8月份的試驗統計數據顯示，廣州本場參與試運行的576個航班如按系統發布的時間提供地面服務，關閉航空器艙門后，航空器等待時間節約了13420分鐘，平均等待時間較之前比少23.30分鐘;同時，9月的試驗數據分析顯示，在實施協同決策后，京廣航路節約關艙門后地面等待時間能夠達1645分鐘，節省燃油共3290公斤。

三.多點定位系統的技術原理和應用介紹

2004年，ICAO發表了《先進場面活動引導和控制（Advanced Surface Movement Guidance and Control System， A-SMGCS）手冊》，手冊中提出讓機場引進全新的監視設備來對整個場面的活動進行更為精準的監控、指揮，以提高機場的運營安全性，并滿足日益增長的容量需求。基于多點定位的監視系統成為了其中的一個研究重點。

多點定位系統依靠目標發出的無線電信號進行定位探測，該系統接收飛機或車輛發出的1090MHz A/C模式和S模式應答信號、ADS-B信號、機載空中交通預警和防撞系統 （Traffic Alert and Collision Avoidance System，TCAS）信號等其他信號，通過計算信號到達各個接收站的時差（Time Difference of Arrival ，TDOA）來實現對民用航空運輸中的飛機、車輛等活動目標的探測和定位。同時多點定位系統還可以向覆蓋范圍內的目標發送詢問信號，以實現對覆蓋范圍內目標的全監視能力。

多點定位的技術特點可歸納為以下幾點：

（1）不需要改裝機載電子設備;

（2）精度較高，場面監視精度可達7.5米，空中進近區域監視精度可達30米;

（3）更新率高;

（4）識別能力強;

（5）可以同時支持基于1090ES的ADS-B數據的接收;

（6）能夠提供對已安裝1090MHz應答機的車輛場面活動的監視;

（7）布局靈活，安裝簡單，場面監視無盲區，能夠適應機場的更改擴建，且升級方便。

四.協同決策系統融合多點定位數據的分析與展望

引接了多點定位系統數據后，場面活動監控終端可以查看場面以及距場面約200km以內的飛機，并且在飛機即將進場時，系統會自動倒計時飛機的落地時間。

MLAT監控終端能夠實時顯示場面上飛機和車輛的運行情況，A-CDM系統如果能夠實現對多點定位系統數據的融合，就能很方便的查看進離港航班的信息，協助安排每架飛機在場面的運行過程（停機位、推出時間等），地面服務也能夠及時地安排旅客登機，場面運行的效率能夠得到很大的提升。尤其是在春運、惡劣天氣等場面運行較為擁堵的特殊情況下，提早安排好各架航班運行也能夠在很大程度上減少航班延誤，提高航班運行準點率。兩套系統的數據融合，一定能夠推進機場對場面活動的高效把握，提升航班運行效率，實現A-CDM精準的信息互通。

參考文獻

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