[發(fā)明專利]基于離散事件監(jiān)控器的機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910033557.4
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101582201A
• 公開（公告）日: 2009-11-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 湯新民;韓松臣;朱新平
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G08G5/00
• 分類號: G08G5/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 許 方

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種基于離散事件監(jiān)控器的機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)及方法，屬于機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)

機(jī)場場面活動監(jiān)視與控制經(jīng)歷了由“簡單視覺”到“復(fù)雜視覺”的演進(jìn)，其技術(shù)特征實(shí)現(xiàn)了從“基于目視”到“基于場監(jiān)雷達(dá)”的跨越，而適用范圍也從“小型、低交通密度機(jī)場”擴(kuò)大到“中大型、高交通密度機(jī)場”。但是，隨著機(jī)場交通流量的增長、機(jī)場布局的復(fù)雜化和低能見度條件運(yùn)行的迫切需求，上述傳統(tǒng)的僅依靠管制員在監(jiān)控中心來監(jiān)視整個機(jī)場場面的方式已顯示出其不足，主要體現(xiàn)在：

(1)機(jī)場場監(jiān)雷達(dá)極易受到氣候和地雜波影響，因此，現(xiàn)有場面控制系統(tǒng)在低能見度情況下運(yùn)行時，容易出現(xiàn)監(jiān)視盲區(qū)和不能識別場面目標(biāo)的情況；

(2)傳統(tǒng)監(jiān)視手段依賴管制員人工決策，無法實(shí)現(xiàn)自動的場面沖突預(yù)測、探測以及解脫規(guī)劃，且為場面活動提供自動引導(dǎo)的能力不足，不能滿足高密度和復(fù)雜機(jī)場構(gòu)型條件下的場面活動管理與控制；

(3)現(xiàn)有的場面控制系統(tǒng)只在監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)一定的監(jiān)控功能，場面各移動車輛和飛機(jī)之間并不能看到相對的位置信息，這種情形不利于發(fā)揮飛行員和駕駛員的操作判斷能力，影響了場面運(yùn)行效率。

鑒于傳統(tǒng)場面控制手段的不足，國際民航組織提出實(shí)施“先進(jìn)場面活動目標(biāo)引導(dǎo)和控制系統(tǒng)”，該系統(tǒng)“由不同功能單元模塊組成，無論機(jī)場平面在何密度、能見度和復(fù)雜條件下，均支持飛機(jī)和車輛安全、有序、迅速移動”。主要功能包括監(jiān)視、控制、路徑規(guī)劃、引導(dǎo)。目前，在美國和歐洲正在進(jìn)行各種實(shí)踐性的示范和評估方案，尚無實(shí)際成熟的商用系統(tǒng)出現(xiàn)。國內(nèi)關(guān)于這一系統(tǒng)的研究應(yīng)用還處于起步階段，在首都機(jī)場、上海虹橋、浦東機(jī)場以等幾個大型樞紐機(jī)場建設(shè)有場面監(jiān)視雷達(dá)，主要用于跑道、滑行道和機(jī)場場面移動目標(biāo)的活動監(jiān)視。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷解決現(xiàn)有場面活動控制中存在的低能見度條件下運(yùn)行支持不足、場面控制決策中過度依賴管制人為經(jīng)驗(yàn)、場面活動引導(dǎo)能力弱小等局限性，在國際民航組織“先進(jìn)場面活動目標(biāo)引導(dǎo)和控制”框架下，實(shí)現(xiàn)一種基于離散事件監(jiān)控器的機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)及方法，無論機(jī)場在何種交通密度、能見度和構(gòu)型條件下均支持飛機(jī)和車輛安全、有序、迅速的移動。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明基于離散事件監(jiān)控器的機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)，其特征在于包括移動終端、WIFI網(wǎng)絡(luò)、VDL4網(wǎng)絡(luò)、監(jiān)控中心、第三方網(wǎng)絡(luò)、ATC系統(tǒng)、助航燈系統(tǒng)和機(jī)場運(yùn)行管理系統(tǒng)，其中監(jiān)控中心包括GPS地面站、WIFI地面站、VDL4地面站、通信處理服務(wù)器、離散事件監(jiān)控器、地面管制監(jiān)控終端和助航燈管理模塊，移動終端通過WIFI網(wǎng)絡(luò)與WIFI地面站連接或者移動終端通過VDL4網(wǎng)絡(luò)與VDL4地面站連接，移動終端與GPS地面站無線連接，GPS地面站的輸出端接通信處理服務(wù)器的輸入端，WIFI地面站和VDL4地面站分別通過通信處理服務(wù)器與離散事件監(jiān)控器連接，離散事件監(jiān)控器的輸出端接助航燈管理模塊的輸入端，離散事件監(jiān)控器與地面管制監(jiān)控終端雙向連接，離散事件監(jiān)控器通過第三方網(wǎng)絡(luò)分別與ATC系統(tǒng)、助航燈系統(tǒng)和機(jī)場運(yùn)行管理系統(tǒng)連接。

所述的基于離散事件監(jiān)控器的機(jī)場場面活動控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下步驟：

a)將移動終端設(shè)置于機(jī)場場面活動目標(biāo)上，并采用移動終端采集機(jī)場場面活動目標(biāo)實(shí)時信息；

b)將步驟a所述的移動終端中的GPS模塊采集機(jī)場場面活動目標(biāo)位置信息通過WIFI網(wǎng)絡(luò)輸出至WIFI地面站或通過VDL4網(wǎng)絡(luò)輸出至VDL4地面站，并利用GPS地面站對獲取的目標(biāo)位置進(jìn)行修正；

c)采用通信處理服務(wù)器將步驟b所述的機(jī)場場面活動目標(biāo)位置信息輸出至離散事件監(jiān)控器的動態(tài)靜態(tài)數(shù)據(jù)采集模塊，同時采用離散事件監(jiān)控器的狀態(tài)反饋控制模塊通過第三方網(wǎng)絡(luò)獲取空中交通管制自動化ATC系統(tǒng)和機(jī)場運(yùn)行管理系統(tǒng)輸出的機(jī)場場面活動目標(biāo)標(biāo)識信息；

d)將步驟c所述的機(jī)場場面活動目標(biāo)位置信息和目標(biāo)標(biāo)識信息經(jīng)過離散事件監(jiān)控器對場面運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施沖突探測和解脫；

e)對探測到的沖突和需要采取的解脫策略經(jīng)由離散事件監(jiān)控器的執(zhí)行器模塊向移動終端以及場面助航燈管理模塊發(fā)出告警和控制信號。

本發(fā)明的有益效果如下：

1.通過事先采集機(jī)場場面的活動區(qū)域以及障礙物信息，并依靠GPS位置信息和無線自組織網(wǎng)絡(luò)可在活動控制系統(tǒng)中綜合顯示監(jiān)控飛行區(qū)和關(guān)鍵區(qū)域的活動目標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)，并突破了傳統(tǒng)的場監(jiān)雷達(dá)監(jiān)視方式，實(shí)現(xiàn)了全天候條件下機(jī)場場面活動的有效監(jiān)視。