一种机场场面数字化引导系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机场场面数字化引导系统及方法，包括：引导处理控制中心系统、机载数字化引导终端；所述引导处理控制中心系统与所述机载数字化引导终端通过无线网络进行数据传输；本发明专利技术实现了对机场场面运行的飞机、车辆进行数字化的滑行引导和控制信息指引，以及场面态势和信息共享、导航数字地图灵活显示、全面的引导信息显示与播报；相较于现有的灯光引导、引导车引导等方式具备信息共享全面、导航数字地图灵活显示、低成本、周期短、易部署、易维护等特点，提高机场场面引导运行安全、效率。率。率。

A digital guidance system and method for airport surface

【技术实现步骤摘要】
一种机场场面数字化引导系统及方法


[0001]本专利技术属于机场场面运行管理
，具体涉及一种机场场面数字化引导系统及方法时。

技术介绍

[0002]随着机场飞机起降量增加以及多跑道机场越来越多，机场场面飞机、车辆交通运行复杂度显著增加，为避免危险接近、碰撞等运行冲突，机场目前主要采用引导车(follow me)引导飞机从空管与机坪移交点到停机位。随着技术的发展，自20世纪90年代后，部分国家提出了采用高级场面活动引导及控制系统(A
‑
SMGCS)控制安装在机场道面的滑行道中心、停止排灯的亮、灭实现飞机滑行引导(简称“灯光引导”)。目前该引导方式已在北京大兴国际机场等少数几个机场实现，一定程度上提高了场面滑行安全和效率。
[0003]目前机场场面运行引导采用引导车引导、灯光引导的方式，存在很多缺点。引导车引导方式存在人工调度人工驾驶工作负荷高、易“错忘漏”、指挥调度效率低、冲突风险预警仅靠目视安全性低等问题。灯光引导方式也存在很多问题，灯光引导需要机场提前建设大量机场助航灯光设备及监控系统，高成本、长周期、难维护；并且灯光开关延迟会减低运行效率；仅在管制员端显示场面运行态势，不能实现飞行员、车辆驾驶员、管制员共同的态势感知和风险预警，不能向飞行员、车辆驾驶员提供丰富的引导提示信息，存在信息不共享、降低运行安全、效率和体验度等问题。

技术实现思路

[0004]针对于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种机场场面数字化引导系统及方法，以解决现有技术中机场场面运行引导采用灯光引导、引导车引导的方式所带来的诸多问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术的一种机场场面数字化引导系统，包括：引导处理控制中心系统、机载数字化引导终端；所述引导处理控制中心系统与所述机载数字化引导终端通过无线网络进行数据传输；
[0007]所述引导处理控制中心系统，包括：输入接口模块、机/车协同路径规划模块、告警处理模块、冲突解脱控制模块、实时导航信息生成模块及通信模块；
[0008]输入接口模块，用于接收高级场面活动引导及控制系统发送的活动目标综合航迹、航班计划、飞机滑行规划路径、场面限制区的数据，并进行解析、处理后形成需求格式数据；
[0009]机/车协同路径规划模块，用于规划车辆行驶路径，生成全场活动目标路径规划数据，即规划路径；
[0010]告警处理模块，用于根据所述活动目标综合航迹中活动目标的位置、速度、运动方向，航班计划及飞机滑行规划路径，对不安全事件进行告警处理，产生相应的告警信息；
[0011]冲突解脱控制模块，用于对存在运行冲突的飞机、车辆进行冲突解脱处理，并生成冲突解脱控制指令信息；
[0012]实时导航信息生成模块，根据活动目标综合航迹、规划路径、告警信息、冲突解脱控制命令信息，结合3维矢量GIS机场地图，在地图上实时生成显示活动目标位置及趋势、已行进路径/未行进规划路径、告警信息、导航图形化指示标记、冲突解脱停止/前进图形化标记；
[0013]通信模块，用于与所述机载数字化引导终端进行无线通信；
[0014]所述机载数字化引导终端，包括：用户订阅模块、实时导航地图生成显示模块及导航语音播报模块；
[0015]用户订阅模块，用于对飞行员、车辆驾驶员的用户身份进行安全认证，并针对用户选择绑定的航班号或车辆编号，向引导处理控制中心系统订阅以获得本航班或车辆信息、相关的航班或车辆信息；
[0016]实时导航地图生成显示模块，用于将获得的本航班或车辆信息、相关的航班或车辆信息，与3维矢量GIS机场地图结合，生成实时导航地图显示；
[0017]导航语音播报模块，其用于实现飞机/车辆在行进引导、冲突解脱避让过程中导航信息转化为音频数据，供飞行员、车辆驾驶员导航信息播报使用。
[0018]进一步地，所述机/车协同路径规划模块以高级场面活动引导及控制系统发送的飞机滑行规划路径优先为原则，以车辆服务车道、滑行道、限制区、服务任务计划、场面运行规则为约束因素，规划车辆行驶路径，生成全场活动飞机、车辆路径规划数据。
[0019]进一步地，所述不安全事件包括：运行冲突、飞机滑行偏离路径、跑道侵入、限制区侵入、停机位冲突、超速。
[0020]进一步地，所述冲突解脱处理按照飞机优先、VIP航班优先、同类型航班先到先服务的原则产生冲突对中某一目标停止，另一目标前进的控制指令信息。
[0021]进一步地，所述本航班或车辆信息包括：航班号或车辆编号、活动目标位置/速度/航向、航班计划、规划路径、告警信息、冲突解脱控制命令信息；所述相关的航班或车辆为前序航班、距离本航班或车辆小于参数值范围的航班或车辆；所述相关的航班或车辆信息包括：航班号或车辆编号、活动目标位置/速度/航向、航班计划。
[0022]进一步地，所述实时导航地图显示内容包括：背景地图，本航班或车辆位置及趋势、已行进路径/未行进规划路径、告警、导航图形化指示标记、冲突解脱停止/前进图形化标记，相关的航班或车辆标识、位置、前序航班标志。
[0023]进一步地，所述导航信息播报内容包括：行进路径播报、交叉口指引、等待、停止、继续前进、告警。
[0024]本专利技术的一种机场场面数字化引导方法，基于上述系统，步骤如下：
[0025]1)接收高级场面活动引导及控制系统发送的综合航迹、航班计划、飞机滑行规划路径、场面限制区数据，并进行解析、处理后形成需求格式；
[0026]2)将高级场面活动引导及控制系统地图与机载数字化引导终端地图标定坐标对准处理；
[0027]3)生成全场活动目标(飞机、车辆)路径规划数据，即规划路径；
[0028]4)对不安全事件进行告警处理，产生相应的告警信息；
[0029]5)针对活动目标运行冲突事件，进行冲突解脱处理，并产生冲突解脱控制指令信息；
[0030]6)生成全局实时导航信息；
[0031]7)向机载数字化引导终端发送全局实时导航信息；
[0032]8)机载数字化引导终端导航信息订阅、显示、语音播报。
[0033]进一步地，所述步骤2)具体包括：
[0034]21)高级场面活动引导及控制系统采用CAD平面地图，机载数字化引导终端采用3维矢量GIS机场地图(为解决A
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SMGCS系统与机载数字化引导终端所用2套地图显示坐标不一致问题，通过人工勘测跑道头、跑道中心点等至少4个点精确经纬度数据对A
‑
SMGCS系统使用地图进行人工标定对准)；
[0035]22)将高级场面活动引导及控制系统的地图文件解析，统一转存为GeoJSON数据，并在机载数字化引导终端采用3维矢量GIS机场地图形式展示。
[0036]进一步地，所述步骤3)具体包括：
[0037]31)将机载数字化引导终端场面地图，抽象成一个由点和有向线段弧构成的二维网络图G＝(V,E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机场场面数字化引导系统，其特征在于，包括：引导处理控制中心系统、机载数字化引导终端；所述引导处理控制中心系统与所述机载数字化引导终端通过无线网络进行数据传输；所述引导处理控制中心系统，包括：输入接口模块、机/车协同路径规划模块、告警处理模块、冲突解脱控制模块、实时导航信息生成模块及通信模块；输入接口模块，用于接收高级场面活动引导及控制系统发送的活动目标综合航迹、航班计划、飞机滑行规划路径、场面限制区的数据，并进行解析、处理后形成需求格式数据；机/车协同路径规划模块，用于规划车辆行驶路径，生成全场活动目标路径规划数据，即规划路径；告警处理模块，用于根据所述活动目标综合航迹中活动目标的位置、速度、运动方向，航班计划及飞机滑行规划路径，对不安全事件进行告警处理，产生相应的告警信息；冲突解脱控制模块，用于对存在运行冲突的飞机、车辆进行冲突解脱处理，并生成冲突解脱控制指令信息；实时导航信息生成模块，根据活动目标综合航迹、规划路径、告警信息、冲突解脱控制命令信息，结合3维矢量GIS机场地图，在地图上实时生成显示活动目标位置及趋势、已行进路径/未行进规划路径、告警信息、导航图形化指示标记、冲突解脱停止/前进图形化标记；通信模块，用于与所述机载数字化引导终端进行无线通信；所述机载数字化引导终端，包括：用户订阅模块、实时导航地图生成显示模块及导航语音播报模块；用户订阅模块，用于对飞行员、车辆驾驶员的用户身份进行安全认证，并针对用户选择绑定的航班号或车辆编号，向引导处理控制中心系统订阅以获得本航班或车辆信息、相关的航班或车辆信息；实时导航地图生成显示模块，用于将获得的本航班或车辆信息、相关的航班或车辆信息，与3维矢量GIS机场地图结合，生成实时导航地图显示；导航语音播报模块，其用于实现飞机/车辆在行进引导、冲突解脱避让过程中导航信息转化为音频数据，供飞行员、车辆驾驶员导航信息播报使用。2.根据权利要求1所述的机场场面数字化引导系统，其特征在于，所述机/车协同路径规划模块以高级场面活动引导及控制系统发送的飞机滑行规划路径优先为原则，以车辆服务车道、滑行道、限制区、服务任务计划、场面运行规则为约束因素，规划车辆行驶路径，生成全场活动飞机、车辆路径规划数据。3.根据权利要求1所述的机场场面数字化引导系统，其特征在于，所述冲突解脱处理按照飞机优先、VIP航班优先、同类型航班先到先服务的原则产生冲突对中某一目标停止，另一目标前进的控制指令信息。4.根据权利要求1所述的机场场面数字化引导系统，其特征在于，所述本航班或车辆信息包括：航班号或车辆编号、活动目标位置/速度/航向、航班计划、规划路径、告警信息、冲突解脱控制命令信息；所述相关的航班或车辆为前序航班、距离本航班或车辆小于参数值范围的航班或车辆；所述相关的航班或车辆信息包括：航班号或车辆编号、活动目标位置/速度/航向、航班计划。5.一种机场场面数字化引导方法，基于权利要求1
‑
4中任意一项所述系统，其特征在
于，步骤如下：1)接收高级场面活动引导及控制系统发送的综合航迹、航班计划、飞机滑行规划路径、场面限制区数据，并进行解析、处理后形成需求格式；2)将高级场面活动引导及控制系统地图与机载数字化引导终端地图标定坐标对准处理；3)生成全场活动目标路径规划数据，即规划路径；4)对不安全事件进行告警处理，产生相应的告警信息；5)针对活动目标运行冲突事件，进行冲突解脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振飞，黄琰，苏祖辉，金艳平，支兵，靳学梅，谢煦，
申请(专利权)人：南京莱斯信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：