论文--机场场面特种车辆监视系

机场场面监视技术研究作者：苗刚来源：《卷宗》2016年第12期1 引言2015年，全行业完成运输总周转量851.65亿吨公里，比上年增长13.8%，完成旅客周转量7282.55亿人公里，比上年增长15.0%；完成货邮周转量208.07亿吨公里，比上年增长10.8%。

国内航线完成运输总周转量559.04亿吨公里，比上年增长10.0%，其中港澳台航线完成16.22亿吨公里，比上年增长0.3%；国际航线完成运输总周转量292.61亿吨公里，比上年增长21.9%。

全行业完成旅客运输量43618万人次，比上年增长11.3%。

国内航线完成旅客运输量39411万人次，比上年增长9.4%，其中港澳台航线完成1020万人次，比上年增长1.4%；国际航线完成旅客运输量4207万人次，比上年增长33.3%。

随着民用航空运输业的高速发展，机场的飞机和车辆数量迅速增加，场面的运行环境更加复杂，安全问题日益突出。

在日常运行中不可避免地存在飞机与飞机、飞机与车辆以及车辆之间的碰撞冲突，跑道入侵事件也经常发生。

在历史上发生过多起跑道入侵事故。

1977年3月27日，非洲西北大西洋中西班牙加纳利群岛的特内里费岛上的洛司罗迪欧机场跑道上，两架波音747客机相撞，乘客和机组人员583人死亡，仅54人幸免于难。

这是民航史上最大的空难事件。

如何在有限的空间、多变的天气条件下管理好越来越多的飞机及相应增加的地服车辆，成为各国机场当局必须考虑的问题。

2 机场场面引导和控制系统在大雾、夜视等低能见度气象条件下这种情况更为严重。

由此导致了机场容量紧张、航班延误，严重降低了运行效率和安全水平。

传统的机场场面监视是依靠塔台管制员目视指挥，安全性不高，且容量受限。

机场场面引导和控制系统（SMGCS，Surface movement guidance and control system）依靠场面监视雷达，能够在一定程度上解决这些问题，但成本较高，存在覆盖盲区，并且在天气恶劣条件下，雷达信号严重衰减，制约了其可用性，无法实现有效监视。

机场车辆监控系统解决方案随着机场的现代化建设，机场车辆的数量不断增加，给管理和安全带来了巨大的挑战和压力。

为了更好的管理和控制机场内的车辆，机场车辆监控系统应运而生。

本文将介绍机场车辆监控系统的主要功能、技术原理及相应解决方案。

系统功能机场车辆监控系统主要实现以下几个功能：1.车辆进出管理：记录车辆进出机场的时间和路线，对不合法车辆进行提示和报警。

2.车辆轨迹监控：实时监测在机场内行驶的车辆的位置和状态，规划最短路径，提高车辆安全性和运行效率。

3.车辆安全管理：在车辆运行过程中，实时监测车辆的状态和异常情况，及时处理，预防事故的发生。

4.统计分析：对机场内车辆的行驶里程、速度、行驶时间、停留时间等信息进行统计分析，为机场的管理和决策提供数据支持。

技术原理机场车辆监控系统主要由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括：1.车载设备：安装在车辆上，用来实时采集车辆的行驶轨迹和状态数据。

2.监控设备：安装在机场的各个位置，用来监测车辆的位置和状态。

3.通信设备：负责车载设备和监控设备之间数据的传输和通信。

软件部分包括：1.车辆监控系统软件：用来对车辆的数据进行处理和分析，实现车辆进出管理、车辆轨迹监控、车辆安全管理等功能。

2.数据库软件：用来存储车辆的轨迹和状态数据，支持数据的查询和分析。

解决方案为了满足机场车辆监控系统的需求，我们推荐以下解决方案：1.选用GPS定位系统：GPS定位是目前比较成熟的定位技术，具有高精度、高可靠性和低成本等优点。

在车载设备和监控设备中选用GPS定位模块，可以实现车辆实时监控和轨迹记录功能。

2.选用4G通信模块：4G网络具有较高的带宽和传输速度，支持实时传输大量数据。

在车载设备和监控设备中选用4G通信模块可以实现车辆数据的实时传输和通信。

3.选用云平台解决方案：云平台具有高可靠性、高可扩展性和低成本的优点，可以为机场车辆监控系统提供完整的解决方案。

在这个方案中，可以将车辆监控系统软件和数据库部署在云平台上，实现车辆数据的集中管理和分析。

多点定位技术在白云国际机场场面监视系统中的研究与应用近年来，我国经济快速发展，民航事业蓬勃进步，截止至2013年，白云机场有超过5000万人次的旅客量，跻身世界“五千万级"的民用机场之屮，己成为全国第二大机场，仅次于北京首都国际机场。

伴随着航班量的飞速增长，给空管系统管制员的指挥和设施设备的维护提出了更高的标准和要求，同时也带来了更大的挑战和压力。

在白云塔台，管制员使用场面监视系统，对白云机场范围内的航空器和一些车辆可进行监控，是在机场范围内对飞行器进行指挥的关键系统之一。

一、场面监视系统使用现状白云机场现在使用的是VOVA900。

的场面监视系统(Surface Movement RadarSystem ),简称场监系统，该系统向地面管制员提供以场面运动雷达(SM R)为中心15000英尺(1575.6m) 为半径的范围内的全天候的目标定位和识别信息。

场面监视雷达系统的使用在塔台指挥中起到了关键作用，直接影响到管制工作能否止常运行。

随着场面监视雷达系统在白云机场的长期应用，管制员和设备维护人员在现场实际使用该套系统的过程屮也逐渐会遇到一些问题，有部分问题尤为突出。

主要包括如下几个方面：⑴容易出现假目标;(2)飞机目标分裂;(3)存在一定的盲区。

而随着航班量的不断上升，这些问题都有可能成为扰乱了管制员正常指挥工作的因素，因此也对场面监视雷达系统提出了更高的要求。

1假目标管制员通过场面监视雷达系统，可以从显示界而上区分飞机和车辆，而且可以获取航班号、机型、速度、将停靠的登机桥等信息，大大提高管制员的工作效率。

场面监视雷达系统在白云机场己投入使用近十年时间，近几年来，在东而滑行道和东跑道屮间有频繁出现假目标的现象，通过管制员的长期观察，告知东跑道在A 380机型达到时会在其上产生假目标，但离开后假目标消失，疑为A 380尾翼过高，其他物体在A 380的金属尾翼上形成反射同波，场监雷达探测到同波后在其延长线处形成假目标。

场面监视雷达系统在民用机场的应用作者：卿烈华来源：《数字技术与应用》2018年第05期摘要：场面监视雷达，简称为SMR，它是一种对机场地面交通进行管制的工具，并且在我国的机场中得到了广泛的应用。

文章将会对机场场面监视雷达系统的技术要求进行介绍，并对场面监视雷达技术发展现状进行分析，最后介绍场面监视雷达在民用机场的应用，为今场面监视雷达系统在民用机场的应用提供一定的借鉴作用。

关键词：场面监视；雷达系统；民用机场中图分类号：V351 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0100-011 引言由于全世界的航空运输行业的快速发展，机场飞机起飞和降落的次数也在不断地增加，以前那种通过塔台来监视管制机场的方式已经不能够很好地管理机场的交通安全，而怎么在有限的空间中，在恶劣的天气环境下将飞机与地面的汽车管理好，将是机场地面指挥管理所面临的主要问题。

2 场面监视雷达系统的技术要求A-SMGCS系统，是可以给民用机场的飞机以及汽车提供监视、路径规划和滑行引导服务的综合性管理系统。

而A-SMGCS系统最为核心的功能便是监视功能，这个功能是依靠SMR 等监视系统来实现的，而且这个监视功能也是其他功能实现的基础。

A-SMGCS系统的功能示意图如下图1。

现阶段，监测系统的方式包括了广播式自动相关监视系统、基于多点定位系统以及监视雷达系统。

而本文则针对监视雷达系统的性能指标进行讨论。

依据国际民用航空组织对监视雷达系统的要求，就应该从以下十一个方面来考虑。

第一，要考虑到监视雷达系统的盲区覆盖问题；第二，系统的波束宽度应该小于0.2度，工作带宽不能小于50MHz；第三，系统应该有比较高的方位分辨率和距离分辨率；第四，监视雷达系统要对400个以上的对象进行跟踪，处理延迟之时应小于100ms；第五，监视雷达系统的数据更新率要大于1s；第六，监视雷达系统应该能够将弱目标检测出来；第七，目标的速度探测精度应优于0.5m/s，定位精度需优与3米；第八，天线与监视雷达系统的安装要简单一点，辅助安装设备也要少一些，进而降低系统的成本；第九，系统应具有抑制地杂波的能力，在强固定杂波的环境中，目标的虚警概率较小；第十，监视雷达系统要与A-SMGCS系统、ICAO的要求相符合。

中国民航科学技术研究院2016.03场面监视与航班保障管控系统项目背景国内多数机场缺乏对机坪内活动目标（飞机、车辆、人员）的有效监视和管理手段•信息传达有误•没有及时监控•没有及时告警越界侵入原因•天气原因•人总是会犯错•没有导航提示路线错误原因项目背景对于调度员或监管员，我们可能像机器一样干着重复性的工作：监控飞机位置，监控车辆位置向机坪车辆驾驶员通报相关信息/任务记录各工作环节状态、进程有时，机器可以做的更好由此，工作不再受人为因素影响异常情况的决策、处理是我们的价值所在项目背景存在的问题：⏹安全、效率⏹航班信息缺乏共享，数据壁垒，信息金子塔⏹监管员：无法监控车辆、人员的实时位置⏹驾驶员：道面标志在特殊情况下看不清，影响驾驶⏹语音通报存在含混不清和误解的可能，航班数据的准确性和现场车辆人员调度效率有待提升⏹应急救援项目背景传统车辆监控在国内的应用：主要功能：定位、轨迹监控不足：单向传输、无交互或者使用800MHz对讲交互移动浪潮：智能移动终端:硬件更新非常快App应用：开始影响日常生活，微信、UBER/滴滴、高德/百度地图面向机场的互联网+解决方案，有可能带来管理的改进系统简介⏹核心技术手段：北斗差分定位、雷达/ADS-B、移动通信技术⏹北斗差分+惯导定位：为机坪车辆提供亚米级定位精度/地图⏹雷达/ADS-B ：提供准确的航班信息，包括实时位置、航班动态等⏹移动通信技术：实现监控人员和驾驶员员之间双向数字通信，包括航班动态信息的推送、任务的下达、车辆位置数据的回传、基于无线虚拟专网的实时集群通信（可与传统集群专网、电台、监控摄像头等专用终端互联互通）小结：可解决的问题⏹车辆行使的路线、目的地错误，如：摆渡车、引导车⏹车辆与航空器抢道，虚拟红绿灯⏹虚拟电子围栏⏹现场保障人员第一时间获知飞机降落跑道，机位、机型等各类航班信息⏹车型、忙闲状态、是否正常状态一目了然⏹导航提示与告警小结：可解决的问题⏹实时监控保障进度，工作状况通过保障人员直接传送至各个终端用户，减少传输环节和重复工作⏹分析统计关键时间节点、人员工作量，合理调度，辅助现场根据实际情况更灵活的工作⏹对停机位有无飞机进行实时监视⏹根据预定规则自动调度、自动下发任务⏹Pad终端对工作状况、关键时间节点自动采集⏹任务进程异常告警(未开始、超时)系统简介⏹该系统实现了对机坪内航空器和车辆的精确监控，使机坪运行管理人员能够及时了解机场内飞机、车辆的实时位置和行驶状况，提供车辆超速、越界、侵入告警，并能够通过数字化的语音、指令和矢量地图等多种方式与车辆驾驶员进行高效沟通，提高场面运行安全和效率。

民用航空机场场面监视系统综述摘要：随着国家的发展越来越好，带动交通运输行业的快速发展，民用航空航班数量在不断的增多，地面和空中交通拥堵现象在不断加剧。

在机场中飞机与飞机以及飞机与车辆出现冲突的现象概率大幅度增加，在一定程度上限制了民航运输业的发展。

尽可能降低地面交通拥堵程度是增大航班数量的最佳途径。

关键词：民用航空；机场场面；监视系统引言目前，机场的拥挤率极大增加，解决这一问题有两种方案：第一、适量增加机场跑道的数量，扩大规模。

第二、在进场安装监视系统，实时监控机场情况，提高机场的运行速率。

有效地解决机场交通拥堵的问题。

1对场面监视系统的具体设计内容1.1系统结构场面监视雷达设备根据其主要监视功能及部位可分为天空反馈系统、收发系统、雷达头信号接收系统、机场雷达信号监视系统、控制系统以及传输设备等。

其中天空反馈系统中包含的天线塔和天线ACU可实现对天空中的信号进行监视和接收，收发系统则是场面监视系统中最重要的接受、发送信号的关键部分，其主要部分为2个收发柜；雷达头信号接收系统中包含的4部收发机主要对信号进行接收和发送，并对接收到的视频信号等进行进一步处理，对信号中的无用部分和噪声进行删除后将该处理过的信号传输给其他系统中，保证监视系统的正常运行；机场雷达信号监视系统需要将接收到的视频信号在雷达头中显示，并通过系统对视频接受信号的程度以及各个模块的工作状态等进行分析，利用系统软件对雷达的运行参数进行适当调整与修改，保证信号接收的强度。

1.2针对系统功能的设计第一，定位功能，该系统应当及时对管制人员提供机场内部跑道、滑行道、停机桥、机坪以及其他部位等重点监视位置的信息，同时对现场内飞机、车辆、人员以及其他物体的位置、速度等进行定位捕捉，将信息进行传输，保证完成监视工作。

第二，告警功能。

一方面该系统应当能够对飞机跑道上的飞机的动作、速度等进行预判，对是否会发生碰撞进行分析，同时利用告警功能向管制人员发出信号，另一方面需要对滑行道上的飞机等进行预判，根据其移动速度、方向等对是否发生碰撞进行分析并向管制人员发出告警信号，降低危险的发生率。

机场特种车辆综合调度管理系统随着民航产业高速发展，机场内部特种车辆数量增多，急需一种安全高效的管理方式对特种车辆进行管理。

本文以特种车辆综合调度管理系统为中心，论述整体系统模型和调度算法数学模型，并提出整体调度方案。

标签：智能管理；特种车辆管理；遗传算法1 前言近年来，随着我国民用航空产业快速发展，机场内飞机和特种车辆的数量日益增多，导致了大量的机场满负荷运行，机场场面安全受到了严重的威胁。

对国内大多数机场来说，机场现场运行指挥基本是塔台监视，辅以一些语音设备来管理机场停机坪的各种地服特种车辆，这种传统的目视指挥管理手段导致了机场安全事故的发生和处理效率的低下。

为了保障机场场面的交通安全，提高机场吞吐率以及改善机场的服务质量，建设机场高精度GPS车辆跟踪管理系统作为辅助机场安全管理的重要组成部分，主要完成机场高精度GPS差分基准站的建立，差分信息的发送、机场作业车辆的精确定位和位置及速度信息的回传工作和车辆跟踪、轨迹回放、越界报警、超速报警、事故分析等各项车辆安全管理功能。

综合应用GPS/GIS/ZigBee、通讯、智能控制等技术服务于机场基于GIS的车辆实时监控管理系统，用于对机场内部车辆的集运营、控制、管理和安全监控于一体的综合信息调度系统。

2 系统组成机场特种车辆调度管理系统由安装在特种车辆上的GPS车载端与驾驶员的手机端组成，其构成框图如图1所示。

首先，车载端能通过GPS接收机，接收精确的GPS信息，使用ZigBee通過自组网传输。

同时，车载移动终端子系统通过互联网数据库将定位信息传入管理系统经过遗传算法的计算后得到目标数据列，目标数据列分别导入车载端和手机端，车载端将对目标点进行导航路径，手机端将显示具体信息。

3 主要功能模块设计3.1 车载移动终端子系统设计车载移动终端子系统包括接收机，车载端及上位机，进行车载端与上位机之间的互传。

首先是车载端传给上位机，接收机接收GPS信号，将其传给车载端，车载端通过ZigBee处理数据并传给上位机，其构成原理如图2。

MLAT系统在广州机场场面监视雷达系统中的应用摘要本文较详细说明广州白云国际机场场面监视雷达的组成及功能，指出了场面监视雷达对管制的局限性，说明了MLAT系统的重要性，同时指出了MLAT系统在广州白云国际机场场面监视雷达系统中应用实施的有利条件及存在的问题。

关键词场面监视雷达；MLAT（MULTILATERATION）；广州白云国际机场；传感器；TDOA（到达时间差）0 引言2004年以前，广州白云国际机场是单一航管楼单一跑道，在滑行道及跑道上的飞机及车辆靠管制员目视监视指挥，随着航班量的日益增大，管制员的目视监视难度越来越大，难以保障安全飞行，2004年以后，广州白云国际机场在花都建设了新机场，建设了东/西两条跑道，对监视设备也新增加了场面监视雷达系统，用于对机场范围的飞机及车辆进行有效的监视，但是随着今几年来的航班业务量的持续发展，客货运输量的日益壮大，场面监视雷达的局限性，使得管制员对机场范围的目标监视越来越困难，安全隐患越来越明显，需要有新的监视手段应用到机场范围内的监视，因此民航总局十一五计划中提出了多点相关定位（MLAT）系统在广州白云国际机场的应用。

1 广州机场场面监视雷达系统的组成广州白云国际机场在用的场面雷达监视系统是NOV A9000场面雷达监视系统，其组成有以下部分：场面活动探测子系统（SMR_场面监视雷达）；SMR数据处理单元（RANC）；监控数据处理服务器（SDS）；管制席（CWP）；跑道入侵警戒系统（RIMCAS）（运行在SDS上的进程）；系统维护席（TECAMS）；记录/回放子系统（RPS）；局域网接入设备；数据接口。

2 场面监视雷达系统的基本功能NOV A9000场面雷达监视系统用于交通管制部门在机场活动范围内，对航空器及车辆等目标的交通状况提供清晰和精确的视图监控能力，无论在白天或者晚上，以及雪、雾、大雨等天气环境下，在监视范围内的所有航空器和地面车辆在场面上的交通情况，都可以通过系统的管制席位（CWP）进行监控。

自从机场产生以来,机场场面监视就得到了重视和发展。

对机场地面飞机和车辆的监视和管理,是维护机场地面秩序,保证地面安全的重要手段。

20世纪50年代起,美国大中型机场开始配备场监雷达用来监视交通,然而1977年发生在特内里费和1991年发生在洛杉矶国际机场的飞机相撞事件引起了人们对现有监视系统的深刻反思[1-3]。

由于传统的场监雷达已经无法满足机场交通安全的需要,因此先进的场面监视系统陆续产生,其中以多点定位(MLAT)系统为代表的新一代场面监视系统在国外大中型机场被广泛地使用。

1传统的场面监视系统目前我国机场场面监视使用的是传统的场面监视系统,即场监雷达[4]。

场监雷达主要用于监视机场地面飞机与车辆的一次雷达系统,它由高速旋转的天线、发射机、接收机、信号处理器、数据处理器和显示系统组成。

通过天线发射无线电波,电波被飞机反射,雷达通过对反射信号处理,从而获得目标的距离、方位,然后数据处理器通过与FDP (飞行数据处理器)、二次雷达相关,从而得到飞机识别信息。

但是传统的场面监视系统有其缺陷,第一,它的雷达信号可能会被大雨、雪或者雾扭曲,从而产生错误信号。

第二,由于障碍物的遮挡存在一定的盲区。

第三,场监雷达对车辆也无法识别。

2多点定位(MLAT )系统由于传统的场面监视系统存在着缺陷,因此一种全新的基于应答机的监视系统诞生了———多点定位(MLAT)系统[5-6]。

MLAT 系统不是使用无线电波的反射来定位,而是使用多个接收机接收飞机的机载A/C,S,ADS-B 模式的应答,利用应答信号到达接收机的时间差(即TDOA 定位技术)来实现精准定位,并且根据应答码中的地址码对目标进行识别。

系统由多个安装于机场场区的地面站组成,在同一时刻内,至少3个地面站接收到同一目标的应答信号进行解码,并将数据送达目标处理器,目标处理器根据各个接收机的数据计算出目标位置,并且通过高刷新率来确定其运行轨迹,根据各目标的位置和运行轨迹,进行冲突预警及告警。

基于DGPSGIS的机场场面车辆管理和防撞系统研究发布时间：2021-04-16T13:51:16.883Z 来源：《基层建设》2020年第29期作者：王吉峰[导读] 摘要:在飞机起飞降落数量不断增加的情况下,机场现场管理显得尤为重要。

新疆机场（集团）有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000摘要:在飞机起飞降落数量不断增加的情况下,机场现场管理显得尤为重要。

正确规划和使用地面车辆,有效地提高了机场的运营效率,为维护机场地面安全提供了有力的保障。

目前普遍采用的是视觉和语音方案,有时还支持地面监视雷达监测。

在路程较远、车辆堵塞、视野不良的情况下,这种方式更难管理和运输。

另外,单 VHF语音调度也容易产生疏漏和误解。

海面雷达的分辨率也有一定的局限性。

相反,作为司机,在野外驾驶时,他不能主动捕捉到周围环境和车辆的行驶动态,只能通过视觉观察、语音通知或监控来避免碰撞,也就是避免其他车辆和飞机。

关键词:机场;车辆管理;防撞系统提出了一种基于 DGPS/GIS的机场与地面车辆碰撞管理和避让系统。

本系统为 VHF语音/数据通信网络,每台车与控制中心采用星形拓扑结构。

借助于 DGPS精确定位技术和 GIS技术,可在现场形成极其可靠、及时、准确、灵活的车辆管理及防撞系统。

由于 GPS技术的不断发展和广泛应用,以及民航运输业务的日益繁忙,这一系统正逐步得到评估和推广。

1.GPS介绍全球定位系统可以进行非常精确的大地测量(定位)、时间测量和导航。

这个制度是在1978年由美国政府设计和发展的。

一九九三年六月,共有24颗卫星,组成21+3卫星的空间布局。

该卫星在轨道上的半长轴是26,609 km,偏心率是0.01,轨道倾斜55°,卫星高度是20,200 km,运行时间大约是12小时。

本系统采用WGS-84坐标系。

将 GPS卫星信号分为 P码和 C/A码两类。

码 P为军方代码,只提供给美军和某些特权用户。

代码是民用代码,目前对全球用户免费开放。