基于GIS的空中交通管制系统的设计分析

任晓雷

摘 要 现阶段，航空运输业的安全是全球人都在关注的一个重要问题。近年来，我国正在以飞快的速度发展。交通管理技术和机场场面监视也相应的得到了社会各界的广泛重视。文章对交通管理技术和机场场面监视的发展状况进行了充分的介绍，对探讨与分析了空中交通管制系统，以期为同行业的研究提供一些理论借鉴。

关键词 空中交通管制；地理信息系统；机场场面交通管理系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0178-011 概述

空中交通管制的出现，空中交通的形成到密集，随着空中交通的发展，从在无序自由飞行到在飞行中有序管制的一系列发展过程中逐渐出现了很多约束和限制条件。然而，这种约束在飞行群体中又是必不可少的，我们不能不说从以前个体的牺牲发展到现在的共处安全是一种进步。但是这种管制策略并没有对天空进行充分的利用，现阶段的管制策略只是将飞机安放在划定的管道中使飞行得到实现。这在一定程度上来说，空中交通管制安全得到了有效的保障，但同时空中交通管制方式对现代航班飞机产生了一定的约束，这样的管制下最少能耗的经济交通不能得到真正的发挥。上面所说的三方面相互制约，并不能解决当前甚至以后国际民航发展过程中出现的问题，不适应民航运输增长的需要。现阶段在技术上航行保障系统已经取得了明显的进步。陆空通信主要以卫星通信为主，卫星导航等导航方式为区域导航打下了良好的技术基础。

2 民航空中交通管理系统建设在我国的现状

2.1 空管体制

在我国，空军主要负责实施飞行管制，由民航对民用飞行和外航飞行实施指挥，军用飞机主要由海军和空军共同实施指挥。在我国现代空中交通管制系统中，实行统一管制与分别指挥模式，该体制在我国已经实行了很多年，但是，在这种体制的实行中存在着严重的局限性，应该尽快着手对这种体制进行创新与改革。

2.2 空域管理

在空域管理方面，当前我国的实际飞行情报区共计9个，其中包括武汉、沈阳、昆明、乌鲁木齐、兰州、台北、北京以及广州和上海等地。目前来看，大陆上空高空管制区共计28个，其中主要包括西北区域的2个，西南地区的4个，新疆地区的1个，北地区的3个以及中南地区的8个和华华东地区的6个，同时，东北地区4个，还有37个中低管制区。

2.3 空管设施

1）通信保障。7000米以上的甚高频对空通信在我国的东部地区实现了覆盖。卫星数据地面站和卫星语音地面站在我国的多数机场都得到了配置，相应的管制单位也配备了频率非常高的对空通信台，而且在部分对空通信薄弱地段，还配备了相应的转播台。

2）民航保障。7000米以上的雷达覆盖在我国的东部地区基本实现。很多民用机场中还配备了测距仪、仪表着陆系统、全向信标，在中低空管制区和高空管制区中配备了一、二次或者二次雷达。

3）气象保障。实践中可以看到，各机场分别配备了相应的气象预备装置、气象观测装置、卫星云图接收装置以及自动观测系统和气象雷达等设备，从而为整个航班飞行提供了非常有效的、有价值的珍贵气象资料。

4）人员素质。就国内民航空管系统而言，现在一共有12000名相关人员，主要包括航行情报、气象、导航等方面。相关的管制人员大概有3000人，各级领导一直非常重视对管制人员的培训，设有专门的高等院校对管制人员进行专业的培训，在这些院校中配备了现代化的管理设置、严格的考核制度、完整的管制员训练大纲。

3 空中交通管制系统设计

3.1 设计原则

设计根据管制中心空管任务的特点，还要与空中交通地面管制技术发展水平相一致，体现出其方便、实用性，同时还要保障该系统的可靠性、实用性以及开放性等方面得到有效的保证。

1）实用性。用户对系统性能、功能、规模以及可扩充性的要求所提供的系统要给予相应的满足，这样操作起来才能更加准确和便捷；按照民航的工作习惯和民航管制的作业流程，民航系统主要是按照人机工程的原则进行设计的，进而使管制作业的工作效率得到提高，自动化程度同样得到相应的提高，对工作质量能够实现自动保障；通过预制模板对飞行动态报文和通讯数据格式的错误进行修改；随意的通过脱机文件设置对雷达数据接收通道进行配置；在系统的设计中对软件和硬件资源的使用率按照用户的要求为数据传输管理留出余地，从而使分布式系统的可扩充性和整体可靠性得到保障。

2）高可靠性。尽量要使用得到充分验证的、已经正式使用的构件和软件模块，使软件复用度得到提高，系统软件的成熟度得到保证；对冗余结构设计、体系优化、信息冗余设计以及结构冗余技术等技术进行应用；可靠性设计原则：信息的可靠性设计、内建的自建机制和各单元之间的故障隔离；系统交付使用后进行质量跟踪，保证系统的连续运行。

3）开放性。在系统中采用分布式、开放式的结构对管制员的工作进行可扩充式的设置；规范化设计出来的系统具有更高的可移植性和开放性，方便用户进行升级、更新、扩充、改造以及维护。

3.2 系统的功能

在该系统中主要有地面管制席、主任管制席、塔台管制席、进近管制席等，在分工和功能上，这些管制席位是各不相同的。下面以地面管制席为例，对其功能进行具体的阐述。

1）管制操作界面；2）滑行路径设置界面；3）助航灯光操控界面；4）气象信息显示；5）助航灯光状态和控制显示；6）进离场排队列表显示；7）目标人工挂标牌；8）滑行路径显示；9）跑道分配信息显示；10）场面误滑、侵入告警显示；11）航空器场面危险接近告警显示；12）航空器场面运动态势显示；13）航空器起降飞行态势显示；14）机场场面环境图显示。

4 结论

目前的空中交通管制主主要注重安全性。随着现代空中交通管制水哦的不同提升，信息在显示、开发、利用以及共享上需要及时的开辟新路，提高空中交通察觉、监视能力，确保机上的自主间隔，可以降低对管制员的依赖程度。现阶段，对空中交通的限制逐渐减少，从管制到管理上的应用得到了相应的调整，经济性效率得到了一定的提高，更多运营者在路径剖面上具有更大的选择自由。

参考文献

[1]武喜萍，李海峰.终端区空中交通管制专家系统的设计[J].交通信息与安全，2009（2）.

[2]魏晓飞.基于区域划分的Ad Hoc网络多径路由协议研究[D].南京理工大学，2012.

[3]吕小平.论民航空管信息化建设[J].中国民用航空，2002（01）.endprint