CN103093650A - 管制运行质量诊断系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管制运行质量诊断系统及方法，包括用于采集AFTN电报数据和综合航迹数据的数据采集服务器、用于采集内话语音信号的语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机，数据采集服务器、语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机之间均通过空管B网连接，其管制运行质量诊断方法通过所述管制运行质量诊断系统实现。本发明能够对流量控制效果、管制间隔安全余度、管制席位工作负荷等问题提供可量化的测量、评估工具，实现对流量控制效果和管制运行风险的有效测评。

Description

管制运行质量诊断系统及方法

技术领域

本发明涉及一种空中交通管制系统，尤其涉及一种管制运行质量诊断系统及方法。 

背景技术

空中交通管制工作是空中交通管理的核心工作之一，在保障民用航空运输安全中发挥着重要作用，在管制运行管理中，管理者对管制运行情况的了解、掌握是管理的前提和基础；现有技术中，对管制运行状况实施监控的主要工作方式为：现场巡视、召开会议、听取汇报，或是查阅周报、月报等周期性运行报告，随着空中交通流量的激增和管制运行系统规模的不断放大，这种依靠经验的粗放式管理逐渐暴露出很多问题，并将会被依靠数据、依靠工具的精细化管理所取代。随着空中交通流量的激增和管制中心运行系统规模的不断扩大，管制中心依靠传统的运行监控方式无法做到对流量控制效果和管制运行风险的有效测评。由于对流量控制效果、管制间隔安全余度、管制席位工作负荷等管制运行品质问题缺乏可量化的测量、评估工具，管制中心对于“目前管制中心的运行状况到底如何？如何制定改进措施？改进措施是否有效？”等一系列问题定性分析多，定量分析少，所下结论科学性有待提高，已无法适应形势发展的需要。 

现有技术中对流量管理和空域管理缺乏关于航班延误状况的关键性指标统计（目前有航班正点率的统计，但缺少航班延误时间分布的统计），导致对采取各种预战术、战术流量管理方式的效果难以评价。再者，缺乏运行中实际使用间隔状况的指标统计（如相对规定最小间隔的逼近程度指标），导致在安全余度、碰撞风险问题上数据分析不足，进而导致在是否缩小间隔以增加空域容量的问 题上缺乏决策支持依据。且由于上述有关管制运行效率和安全的指标统计分析不足，导致对管制运行状况的综合性评估难以开展，难以找到安全与效率的平衡点，进而难以科学评估空域运行容量。或者因运行过程中产生的海量运行信息未能有效利用，历史数据的积累不足，导致在空域建模中很难进行参数赋值等相关工作。 

而且现有技术中对管制运行管理缺少管制运行管理分析工具、定性分析多、定量分析少、精细化程度不高、运行状况不能实施有效监测，很难及时了解发现飞行态势和流量情况的变化以及潜在的风险；且缺乏必要的数据挖掘分析工具，导致运行后对经验不能及时的总结，对管制运行状况的定量评估分析很难开展。 

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种管制运行质量诊断系统及方法。 

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案： 

本发明管制运行质量诊断系统包括用于采集AFTN电报数据和综合航迹数据的数据采集服务器、用于采集内话语音信号的语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机，所述数据采集服务器、所述语音采集工控机、所述用户访问客户端、所述服务器和所述系统管理PC机之间均通过空管B网连接。管制运行质量诊断技术定位于信息管理系统，作为生产（辅助）系统（如空管自动化系统、管制信息综合显示平台等）的扩展和补充，为管制运行单位各级管理者提供服务。 

具体地，所述服务器由品质分析评估处理服务器、应用服务器和数据库服务器构成；所述系统管理PC机由总系统管理PC机、区域系统管理PC机、进 近系统管理PC机、塔台系统管理PC机、技术室PC机、运行监督管理PC机和参数设置与维护控制PC机构成。管制运行质量诊断技术依托空管局办公网网络平台，服务器集中安放在机房机柜内，数据库服务器共用空管局办公网网络服务器平台。空管局办公网内任意一台机器使用授权用户名都可以使用访问系统。通过两台接口服务器对综合航迹数据、电报数据、语音数据等实时运行数据的采集和分析，对管制运行的品质进行综合分析评估，为各级管理人员提供管制运行品质数据信息。 

本发明管制运行质量诊断方法为： 

（1）将数据采集服务器采集到的AFTN电报数据以及语音采集工控机采集到的内话语音信号除送至管理运行品质测评系统； 

（2）由所述管理运行品质测评系统分别进行广利运行品质实时检测、运行品质总结和讲评、运行品质统计和分析、运行品质优化策略、语音数据处理、系统管理、电报数据处理和综合航迹数据处理； 

（3）步骤（2）中所述管理运行品质实时检测时分别再进行运行安全测评、运行效率测评、运行品质综合评估和管制席位工作负荷测评； 

（4）步骤（3）中所述运行效率测评时分别采集管制业务量数据、航班延误数据和空中交通拥挤评价指标信息； 

（5）步骤（2）中所述运行品质总结和讲评时分别再进行总结报表、航迹回放和语音回放； 

（6）步骤（2）中所述电报数据处理时分别再进行电报接收和电报解析； 

（7）步骤（2）中所述综合航迹数据处理时分别再进行航迹数据格式转换、航迹数据记录和航迹数据解析。 

本发明的有益效果在于： 

本发明能够对流量控制效果、管制间隔安全余度、管制席位工作负荷等管制运行品质问题提供可量化的测量、评估工具，实现对流量控制效果和管制运行风险的有效测评。针对目前流量管理和空域管理主要存在的问题，在深入分析管制运行品质各项指标的基础上，探究运行安全品质和运行效率品质的均衡问题，进而找到有效评估战术流量管理效果的工具，能够为今后的流量管理及空域管理的发展提供数据支持。且通过建立一套测评系统，利用可采集的实时运行数据，对管制运行品质各类统计指标进行测评，定量分析管制运行服务水准和质量的变化，把握从量变到质变的内在规律，以此客观反映管制运行品质的相对状况，实现管制运行管理的全面升级，提升管制运行管理水平。 

附图说明

图1是本发明所述管制运行质量诊断系统结构框图； 

图2是本发明所述管制运行质量诊断方法流程步骤框图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步具体描述： 

如图1所示：本发明管制运行质量诊断系统包括用于采集AFTN电报数据和综合航迹数据的数据采集服务器、用于采集内话语音信号的语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机，所述数据采集服务器、所述语音采集工控机、所述用户访问客户端、所述服务器和所述系统管理PC机之间均通过空管B网连接。管制运行质量诊断技术定位于信息管理系统，作为生产（辅助）系统（如空管自动化系统、管制信息综合显示平台等）的扩展和补充，为管制运行单位各级管理者提供服务。管制运行质量诊断技术依托空管局办公网网络平台，服务器集中安放在机房机柜内，数据库服务器共用空管局办公网网络服务器平台。空管局办公网内任意一台机器使用授权用户名都可以使用访 问系统。通过两台接口服务器对综合航迹数据、电报数据、语音数据等实时运行数据的采集和分析，对管制运行的品质进行综合分析评估，为各级管理人员提供管制运行品质数据信息。 

具体地，所述服务器由品质分析评估处理服务器、应用服务器和数据库服务器构成；所述系统管理PC机由总系统管理PC机、区域系统管理PC机、进近系统管理PC机、塔台系统管理PC机、技术室PC机、运行监督管理PC机和参数设置与维护控制PC机构成。通过系统的建设，能够实现对管制运行品质的综合评价，每天24小时、每年365天，持续实测、自动分析、自动评价来自空管自动化系统、转报系统和VHF通信系统的空中交通管制服务状态数据，实现对空中交通管制运行安全性、工作负荷、运行效率（包括管制业务量、航班延误、空中交通拥挤评价指标）的时间不间断、空间无缝隙、高度自动化和实时性的监测和评价。且能够实现管制运行管理的功能升级：管制运行质量诊断技术将改变传统的手工方式统计各种运行数据的模式，实现计算机自动统计，提高了统计数据的可靠性和准确性，进而促进管制运行管理水平的提高。还能够实现管制运行品质优化策略的辅助决策：通过对历史航迹的统计分析，可以获得较为频繁和相对固定的改航记录（包括航空器性能，改航时间，改航路线等），实现流量配置、管制调配方法的优化，为进一步的流量管理、空域航路航线优化提供直接的数据支持。 

如图2所示：本发明管制运行质量诊断方法为： 

（1）将数据采集服务器采集到的AFTN电报数据以及语音采集工控机采集到的内话语音信号除送至管理运行品质测评系统； 

（2）由所述管理运行品质测评系统分别进行广利运行品质实时检测、运行品质总结和讲评、运行品质统计和分析、运行品质优化策略、语音数据处理、 系统管理、电报数据处理和综合航迹数据处理； 

（3）步骤（2）中所述管理运行品质实时检测时分别再进行运行安全测评、运行效率测评、运行品质综合评估和管制席位工作负荷测评；系统从空管自动化系统、转报系统、内话系统中收集综合航迹、飞行计划、语音通信等实时运行数据，以国际民航组织（简称为“ICAO”，下同）、FAA相关文件为参考，建模实现管制运行安全性测评、管制席位工作负荷测评、运行效率测评（包括管制业务量、航班延误、空中交通拥挤评价指标），并基于安全绩效及运行效率输出管制运行品质综合评估结果。管制业务量指标主要反映各类管制单元单位时间内的流量统计及流量分配状况；管制运行安全性指标主要反映到达航班时间间隔安全余度状况，以及各类管制单元根据空管自动化系统下线参数设置产生的短期冲突告警、近地告警状况。对实时运行风险进行实时的分析，及时反映当前管制运行的风险变化情况，建立各种风险分析模型，提供飞行冲突风险、流量风险、综合运行风险等风险指数变化曲线；航班延误指标主要反映航班延误架次率及延误时间状况；管制席位工作负荷指标主要反映基于DORATASK方法测算的各类管制单元的工作负荷状况；空中交通拥挤评价指标主要反映到达航班排队长度，以及各类管制单元流量相对运行容量的饱和度状况。 

（4）步骤（3）中所述运行效率测评时分别采集管制业务量数据、航班延误数据和空中交通拥挤评价指标信息。 

（5）步骤（2）中所述运行品质总结和讲评时分别再进行总结报表、航迹回放和语音回放；在管制运行事后，通过回放雷达数据，实现针对值班期间某一段时间的飞行情况的情景再现和班后讲评。实现综合航迹数据和席位语音数据的远程同步回放功能。且能够提供管制运行总结报表的输出。 

（6）步骤（2）中所述电报数据处理时分别再进行电报接收和电报解析； 电报处理主要是对系统接收到的各种电报进行分解处理的过程。将电报分解的各种信息填写到相应的数据记录中。在这处理当中主要是使用数据库的存储过程，函数，触发器等。完成对AFTN电报数据的实时接收和处理，更新相关航班的信息。并保存至数据库中。 

（7）步骤（2）中所述综合航迹数据处理时分别再进行航迹数据格式转换、航迹数据记录和航迹数据解析。该系统能够接入管制中心ATC系统输出的系统航迹，综合航迹数据接口子系统提供处理类格式雷达数据，也预留处理其他格式雷达数据的接口。综合航迹数据接口将接收到的雷达数据解析后纪录到文件中保存，同时也将最新一个周期的系统航迹信息写入数据库中，供航迹显示模块读取。 

如图2所示：所述运行品质统计和分析能够实现对收集的雷达数据、飞行计划、管制席位工作负荷情况等数据的统计功能。提供对管制运行品质指标数据按小时、日、月、季度、年等时长的累计统计、均值统计、标准差统计，以及指标的变化率环比、同比统计，峰值时段统计等；显示方式可以为柱形或者扇形、曲线图形。 

如图2所示：所述运行品质优化策略是对历史航迹进行汇总显示，直观评价各航路航线繁忙状况，了解航班改航线路情况。对流量配置、管制调配方法进行优化，以达到运行品质的最优化。为管制运行管理人员提供决策支持功能。 

如图2所示：所述语音数据处理是为了避免因陆空通信负荷直接反映了管制工作的繁忙程度，波道占用率越高，说明管制工作越繁忙，管制员出错的可能行更高，相对运行风险就会更高。陆空通信负荷分析就是通过对VHF陆空通信的信道开放数据、信道负荷数据、信道切换时间数据进行实测及记录，并将VHF陆空通话信息进行解码，分析声音波形，实现对管制员工作负荷的实时采 集和历史分析。同时记录管制员通话录音，供以后进一步分析评估使用。 

如图2所示：所述系统管理能够实现： 

①管理使用用户权限，为每位用户分配用户名和权限，保证数据的安全性，防止数据外泄。 

②每位用户对应0到多个角色，每个角色可以由管理人员灵活分配访问和操作的权限。 

③设置系统运行必须的参数，包括地图参数、电报处理与雷达数据处理参数、长期班期时刻表、系统显示参数设置、其他需要设置的参数。 

④提供日志管理功能，负责纪录系统的操作，保留重要数据的操作信息。包括：日志纪录模块、日志查询模块、日志备份与清除模块。 

⑤提供参数配置功能，为系统维护人员提供参数配置的工具。 

⑥提供数据导入导出功能。 

Claims (4)

1.一种管制运行质量诊断系统，其特征在于：包括用于采集AFTN电报数据和综合航迹数据的数据采集服务器、用于采集内话语音信号的语音采集工控机、用户访问客户端、服务器和系统管理PC机，所述数据采集服务器、所述语音采集工控机、所述用户访问客户端、所述服务器和所述系统管理PC机之间均通过空管B网连接。

2.根据权利要求1所述的管制运行质量诊断系统，其特征在于：所述服务器由品质分析评估处理服务器、应用服务器和数据库服务器构成。

3.根据权利要求1所述的管制运行质量诊断系统，其特征在于：所述系统管理PC机由总系统管理PC机、区域系统管理PC机、进近系统管理PC机、塔台系统管理PC机、技术室PC机、运行监督管理PC机和参数设置与维护控制PC机构成。

4.一种管制运行质量诊断方法，其特征在于：

（1）将数据采集服务器采集到的AFTN电报数据以及语音采集工控机采集到的内话语音信号除送至管理运行品质测评系统；

（2）由所述管理运行品质测评系统分别进行广利运行品质实时检测、运行品质总结和讲评、运行品质统计和分析、运行品质优化策略、语音数据处理、系统管理、电报数据处理和综合航迹数据处理；

（3）步骤（2）中所述管理运行品质实时检测时分别再进行运行安全测评、运行效率测评、运行品质综合评估和管制席位工作负荷测评；

（4）步骤（3）中所述运行效率测评时分别采集管制业务量数据、航班延误数据和空中交通拥挤评价指标信息；

（5）步骤（2）中所述运行品质总结和讲评时分别再进行总结报表、航迹回放和语音回放；

（6）步骤（2）中所述电报数据处理时分别再进行电报接收和电报解析；

（7）步骤（2）中所述综合航迹数据处理时分别再进行航迹数据格式转换、航迹数据记录和航迹数据解析。

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