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航空之”眼”

2014年3月,马航MH370失联事件在全球引发极大震动,对民航安全管理工作提出了严峻挑战。国际业界对此开展了广泛的交流与合作,国际民航组织(ICAO)成立了相关工作组,提出了航空器追踪运行概念草案——全球航空遇险与安全系统(GADSS),制定了相关的标准和建议措施,明确了各相关方的角色与责任,并制定了开展全球航空器追踪的战略规划,旨在为航空器搜救和事故调查工作提供支持,同时提出了利用现有技术及时获取航空器位置、简化航空器定位程序、实现航空器位置信息共享以及提高ATSU告警服务能力的近阶段目标。
2015年11月,ICAO理事会通过了《国际民航公约》附件6第I部分的第39次修订,制定了例行航空器追踪规范,并强制要求航空承运人对其海洋区域运行至少每15分钟通过自动报告追踪航空器位置。
目前,中国民航约有97%的运输飞机已安装了航空器通信寻址报告系统(ACARS),因此现阶段使用ACARS位置报告对国际航班及运行于偏远地区的航班实施例行航空器追踪监控的硬件条件已经具备。为加强我国航空安全保障体系建设,提高航空安全监控能力,民航局决定在2016年底之前,基于现有成熟技术,初步实现我国民航运输飞机的全球追踪监控。
在这个背景下,华夏航空与北京华数达科技有限公司(以下简称“华数达”)合作开发了全球航班动态监控系统,为航班运行安全等决策提供更为准确、快速的信息支持。目前已经有多家在CCAR-135部规章下运行的公务机公司以及华夏航空使用了该系统。
要求
航班动态监控是航班运行控制中重要的组成部分,对空中交通进行有效的监控是确保飞行安全的重要环节。目前,航空公司实施航班飞行监控主要依赖地空数据链,即ACARS位置报告或卫星。随着我国民用航空业的飞速发展,各航空公司的机队规模不断扩大,航线网络日益复杂,飞行监控遇到了新的挑战:如何利用先进的科技手段和思想,提高航空公司对飞机的监控能力,保证安全,明显提高航班运行品质?这已经成为目前各航空公司关注的重点问题之一,同时对航班监控提出了新的要求。
一、时效要求
位置跟踪的实时性取决于报文发送的时效性,航空公司通常设置为两种:事件触发和定时执行。
航空公司一般对飞机起降阶段,例如飞机的推出、起飞、落地、滑入等关键点,通过监控飞机的运动参数,符合相应的设置条件,自动发送报文。除了起降阶段外,飞机上升到巡航阶段,一般每隔15分钟自动发送一次位置报告。
那么,飞机无论是在地面还是巡航阶段,尚未实现飞行的全过程动态持续有效监控。
二、平台要求
众所周知,飞行监控采取的手段除卫星途径之外,其他手段均需要地面基站的支撑,才能实现地空通信。地面基站的建设通常实现了本地化,且各基站数据运营人相对独立。所以,国内航空公司难免会使用两套飞行监控系统:一套用于监控国内飞行,一套用于监控国际飞行。
一方面,这加重了签派人员的工作负担;另一方面,在信息的支持方面,由于这些信息分散在不同的系统内,存在信息的孤岛问题。此外,场景感弱。飞机起降作为整个飞行过程中的关键阶段,需要加大监控力度。除了飞行报文之外,签派人员更需要直观地了解到:飞机停在哪个停机位、从哪里滑出、在哪里等待、从哪条跑道起飞等。
那么,在使用手段和系统功能上,尚未建立统一的飞行监控平台,从而实现飞行全范围、全场景的可视化监控。
三、决策要求
当前,飞行监控虽然采取信息化手段实现了对飞机的位置跟踪,但监控飞机的动态主要由人负责,人工方式总会有疏漏。另外,发现问题后需要打电话通知……再加上人员复杂、水平参差不齐、处置差异化,无法满足安全性、时效性、经济性的多维要求。
因此,在飞行监控的长效机制下,尚未建立飞行监控的预警、告警机制。
价值
基于以上难题,华夏航空与华数达合作开发了全球航班动态监控系统。该系统以飞机的位移数据,建立完整的飞行位移数据服务平台,实现空域及机场的场景化、精细化监控,结合航图资源、气象条件等数据,为应急指挥提供决策依据,对非正常航班提供及时的预警、告警提醒功能。
第一,实现飞行的全过程动态持续有效监控。
飞行监控除了采取ACARS及卫星手段外,近几年随着航行新技术的不断发展,ADS-B开始被广泛用于飞行监控。ADS-B的报文发送频率为秒级,使用ADS-B可以有效解决飞行监控的时效性问题。
华数达与中国民航科学技术研究院(以下简称“航科院”)有着深度战略合作,航科院提供权威的ADS-B数据保障成为建设该系统的前提条件。
ADS-B固然有优势,但也有它的劣势。该链路是一条单向链路,只能由飞机主动下发报文,地面不能使用该链路上传信息。此外,报文为固定格式,内容只有飞机的位置参数,像飞机的油量信息是不包括在内的。所以,ADS-B的优势就是进行位置监控;ACARS及卫星可作为飞行监控的补充,以及地空通信的手段。华数达充分利用ADS-B与ACARS及卫星通信链路数据,相互补充及校验,既保证了飞行监控的完整性,又提高了飞行监控的时效性。
第二,实现飞行全范围、全场景的可视化监控。
华数达建立了统一的飞行监控平台,实现了全球范围内的可视化监控,以及飞行全过程的场景化监控。
首先,系统基于一个平台操作,将数据与业务高度集成,使签派人员减轻了工作负担,提高了工作效率。
其次,实现飞行全过程场景化,包括空域监控和终端区场面的监控。尤其是终端区场面的监控,需要数字化的终端区模型作为基础。华数达在该方面有着成熟的经验及可靠的保障,与中国民航大学在该方面一直坚持合作。基于国际终端区标准,其逐步构建数字化机场场面地图,目的在于为飞行监控以及实现终端区航行通告数字化奠定基础。
最后,该系统与航空公司运行控制生产系统(以下简称“FOC”)无缝对接,通过FOC获取航班计算机飞行计划、备份运力以及航班风险信息等,提高了航班运行控制的整体能力。
第三,建立飞行监控的预告警机制。
根据飞行中的主要危险源,明确相应的监控指标,用于对异常航班的及时捕获以及告警通知,这其中就包括:飞机的偏航告警、高度告警、油量告警、时间告警、通信告警等。发布告警信息后第一时间通知相关的单位和人员,并利用地空链路发送信息给机组进行告警提示。通过完善预告警机制,避免了人为因素产生的安全隐患,同时提高了航空公司的安全管理水平。
除了能够准确地报告异常航班之外,系统整合了影响飞行安全的主要环境数据,以数字化、图形化的方式并通过图层控制的手段进行叠加展示,包括:气象(气象雷达图,重要天气图,降水量图等)、数字化航图、图形化的NOTAM信息,为飞行决策提供了有力的支撑。
综上所诉,现代化的飞行监控在各航空公司正处于蓬勃发展阶段。全球航班动态监控系统的价值不仅在于此。随着华数达进一步对系统进行升级,不单对航空公司进行监控,还可以监控整个行业的空域态势并进行机场流量预测,为航空公司应急及优化航线方面提供领先的、可靠的决策依据,让航空之“眼”看得更远。

—— 转载自“中国民航报”

 

21 2017-04