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通用机场远程塔台运行管理模式探析
——以建德机场远程塔台项目为例

2021-07-22浙江省通用航空产业发展有限公司王义建

民航管理 2021年6期
关键词:塔台管制员管制

□ 浙江省通用航空产业发展有限公司 鲁 彦 王义建/文

近年来,随着国家对通用航空的愈加重视,通用航空迎来快速发展时期,国务院《关于促进通用航空业发展的指导意见》明确提出,通用航空已与运输航空共同构成了民用航空运输体系的“两翼”并成为我国的战略性新兴产业体系。

浙江省通用航空发展潜力巨大,飞行器数量、机队规模、作业量保持较快增长,通用航空业呈现良好发展态势。通用机场在促进地区经济和通航发展的过程中发挥了重要的作用。目前,浙江省拥有建德、安吉、横店、新昌、德清、柯桥和舟山五岛直升机机场等取证通用机场11个,根据《浙江省通用机场布局规划(2020-2035年)》,2025年全省将建成20个以上A类通用机场,确保各设区市拥有至少1个A类通用机场,实现通用机场“市市通”,至2035年全省通用机场总体形成“960X”格局。通用机场的正常运行需要配备一定数量的空管人员和设备,而配备这些设施的成本,将占到通用机场总成本的30%,这项成本对于许多通用机场来说是无法承受的,特别是占用时间较短、飞机起降次数较低的通用机场。对此,作为一种智能化技术快速发展的产物,远程塔台技术成为一种较为理想的选择。

探索与实践

远程塔台技术是一种从物理层面上将传统的塔台管理,由机场转移到集中式的远程指挥中心里,从而实现机场远程指挥的一种新型指挥方式,主要通过使用摄像机等传感器,运用图像处理技术,得到比传统塔台更加丰富的管制信息,帮助管制员更好地完成空中交通管制工作。采用远程塔台技术,空中管制单位可以更加灵活地进行人力的配置,提高机场运营的效率和安全性。另外,相对于传统塔台,远程塔台建设更便捷、成本更低,能够显著降低机场运营成本。自2015年瑞典萨博集团(SAAB)的首个远程塔台系统宣布在瑞典恩舍尔兹维克机场投入使用以来,欧洲远程塔台运行概念及技术历经多年发展,单机场运行模式已在多地获得运行批准,多机场运行模式也已在挪威等地进入试点验证阶段,这些为远程塔台的探索和实践提供了参考。

建德千岛湖通用机场(以下简称“建德机场”)远程塔台项目是民航局第一批远程塔台试点项目,也是浙江省开展低空飞行服务保障体系建设相关试点工作的重要内容,浙江省低空飞行服务中心(以下简称“省飞服中心”)和民航二所在系统建设和运行验证方面进行了大量的研究和探索,获得大量系统功能、性能指标参数。

(一)系统建设

建德机场远程塔台系统主要由系统全景监视前端、后台处理子系统、省飞服中心终端以及传输网络构成。

远程塔台系统通过监视前端视频设备采集机场场面与起落航线的真实图像,画面通过后台处理子系统实时拼接融合形成宽场景全景视频,其监视覆盖范围涵盖机场跑道、五边、起飞延长线、滑行道、机坪及周边区域。另外,系统可视频设备进行全方位旋转,通过光学变焦功能,查看特定地点和物体特写。系统光学传感器图像采集和省飞服中心终端图像显示之间的时延为0.7秒,使管制员可以有效掌控机场运行实况。为更好地提供空管保障,远程塔台系统将建德机场塔台原有的设施设备接入。通信监视方面包含甚高频电台、ADS-B监视终端和“低慢小”飞行监视系统,实现了本场空域通信、监视的有效覆盖,有效解决了本场空域范围内航空器“看不见、叫不到”的问题。机场自动观测信息接入气象显示终端,可为本场飞行航空器提供实时气象信息。

(二)试点运行与验证

人员配备。省飞服中心远程塔台配备持照管制员10名,通过轮班的模式开展运行,每日值班人员不少于3名,其中2人在飞服中心远程塔台值班,1人在建德机场塔台值班。远程塔台运行采取主副班制,主班负责远程塔台管制岗工作,副班负责远程塔台监视岗、飞行服务岗工作。

制度建设。省飞服中心广泛参考行业内法律法规和技术标准,结合建德机场塔台多年积累的工作经验,制定了“远程塔台试运行工作方案”(以下简称“方案”)。方案对试运行阶段远程塔台、机场塔台各席位的岗位职责进行了明确,确保远程塔台在运行过程中,每个岗位都能依职履责、充分配合、形成合力。此外,方案对远程塔台工作程序进行了规范,包括运行前准备、运行标准、管制指挥要求、协调通报流程、交接班程序、运行切换及过渡方案、应急处置程序等。

运行验证。半年多来,远程塔台技术总体时延可控、画面清晰,具有较好的可靠性和稳定性,试运行工作方案科学有效,远程塔台管制员在运行过程中能够持续保持较好的感知能力和情景意识,有效开展管制运行。运行验证实践表明,远程塔台指挥完全可以替代传统塔台指挥。远程塔台技术的应用可以有效减少通用机场建设的投入,降低人员成本,同时还可以解决通用机场塔台管制人员短缺的问题。

运行验证完成后,根据运行需求,省飞服中心不断对硬件设备、软件功能进行提升,主要包括提升全景清晰度和大屏清晰度,增加自动挂标牌功能,利用视频增强技术实现夜间、薄雾等低能见度环境下的机场场面指挥,采用自动检测跟踪技术实时识别、跟踪进离场航空器,增加故障提醒功能等。

目前省飞服中心远程塔台指挥已进入常态化运行阶段。

运行效果分析

建德机场远程塔台系统的建设和投运,积累了远程塔台指挥技术在通航领域运行的宝贵经验,对探索远程塔台如何经济、安全、高效地运行,紧跟国际领先水平具有积极作用。2019年11月24日,省飞服中心远程塔台成功完成了中国民航史上首次航空器起降远程指挥试验,标志着远程塔台指挥技术在国内应用层面取得了突破性进展,为今后偏远地区机场或飞行量较小机场实行远程指挥积累了实践经验,同时也为行业出台远程塔台技术标准和运行规范提供了实践依据。

第一,采用远程塔台技术是降低机场建设和人力成本的有效手段。针对自然环境恶劣、通视条件差、有人值守困难的低流量机场,采用远程塔台替代物理塔台提供空中交通服务,是降低建设、运行成本的有效途径。相比于传统塔台,远程塔台直接土建成本将节省50%以上。另外,采用远程塔台对多个机场进行集中指挥,是解决偏远机场人力资源匮乏、管制员难招难留问题的有效途径,人力成本可显著降低。

第二,采用远程塔台技术可促进机场安全性及运行效率的提升。高清摄像头和影像增强技术的使用,管制员可以通过远程塔台系统在夜间和能见度较低的天气条件下准确的区分出机场各个建筑物和场面上活动的目标,同时可以消除管制员的观察盲点;数据传输能力的提升,将确保信息传输的实时性和有效性,远程塔台可集成通信监视、气象情报等系统,管制员通过键盘鼠标进行无延时性跨屏操作,实现高便捷性、高可靠性信息获取。上述优势可以让空管人员在远程塔台获得比传统塔台更好的环境感知以及认知能力,提高了机场的安全性和运行效率。

第三,为“十四五”全省通航建设提供重要支撑。在“十四五”期间,浙江省预计建成20个以上A类通用机场,按需布设100个以上起降点,开通20条以上低空航线,构建“两纵两横二十连”干支结合的低空航线网络,实现通用机场“市市通”。 另外,浙江省还将打造“1(省飞服中心)+N(飞行服务站)”模式的低空飞行服务保障体系,构建全省低空指挥监视网络。运行实践表明,采用远程塔台能够优化管制员人力资源的地域分布,在建设中实现面向多机场的集中式服务保障模式,通过系统接入各区域通信监视数据并实现信息共享,能够有效地解决当前通航发展中管制保障力量不足的瓶颈,显著降低机场运营成本,将积极推动全省“地面机场网”、“低空指挥监视网”、“低空航线网”的建设,形成“地面机场”、“指挥监视”、“低空航线”三张网联动,为全省通航飞行提供安全便捷、优质高效的通航保障网络,提升全省通航发展水平,带来良好的经济效益和社会效益。

未来发展趋势及建议

针对我国目前面临繁忙机场实施机坪管制移交、偏远机场人力资源匮乏、物理塔台修建成本高昂等现状,结合欧洲和美国的经验,远程塔台未来的发展趋势和适用场景主要包括:在繁忙机场建设用于机坪管制的远程塔台,解决机坪区域大量遮蔽、传统塔台存在较大目视盲区等问题;建设远程塔台解决偏远支线机场自然环境恶劣、管制员难招难留、机场运营成本高等问题;建设远程塔台解决通用机场任务量小、流量分散、难以统一提供管制等问题;建设远程塔台管制中心,为多个机场集中提供空中交通服务,更有效地利用管制员资源,进一步降低运行成本。远程塔台从技术集成储备来说已相对充分,如何让远程塔台经济、安全、高效地运行起来且符合空管系统要求是关键,未来工作及试点应更多考虑以下问题:

进一步对设备的可靠性进行验证。远程塔台应能够全面、完整、及时和准确的采集和传输相关信息。在信息采集方面,应对音视频采集设备的性能指标、可靠性、冗余度等方面进行验证,确保在恶劣条件下视频信息覆盖完整,图像清晰可识别、音频信息清晰无歧义。在信息传输方面,对网络传输设备的稳定性、时延进行验证,确保信息传输的实时性和有效性,实现高数据带宽的视频信息传输,并具备足够的信息安全保障能力和网络拥塞控制能力。

加快规章标准体系建设。进一步完善远程塔台技术需求、光学标准、运行气象标准及运行评估规范,构建远程塔台规章标准体系。

对系统及运行环境的人因工效进行验证。对远程塔台环境、设备、系统、信息等要素是否符合人因工效学原理进行确认,确保管制员在远程塔台具备相近于传统塔台目视观察条件下的情景意识和感知能力。

国内外运行实践表明,远程塔台能够优化管制员人力资源的地域分布,在通航发展建设中实现面向多机场的集中式服务保障模式,能够有效地解决当前通航发展中管制保障力量不足的瓶颈。省飞服中心将继续稳步推进远程塔台的运行验证工作,按照民航局《关于推进远程塔台试点工作的通知》中相关要求,围绕设施设备、管制运行、人因工效等做好运行验证阶段的各项工作 ,做好人、机、环相关数据信息的收集和评价,建立应急备份力量,完善运行规程和安全评估,进一步提升远程塔台运行保障;另外,通过调研运输机场远程塔台运行管理模式,结合通用机场远程塔台验证结果,探索通用机场远程塔台集中指挥模式,通过单个指挥中心实现对多个通用机场的集中指挥,进一步降低运行成本,提高效率。

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