CN104881752A - 一种集成式塔台自动化系统及其建设方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成式塔台自动化系统及其建设方法，该集成式塔台自动化系统包括：信息数据引接/转发平台，信息与数据处理中心，信息与数据综合显示模块三大部分，其中，信息与数据处理中心建立了各种子系统，本发明集成式塔台自动化系统基于面向服务的架构，通过三部分的配合实现塔台信息的统一管理，改善了塔台的工作环境，提高管制效率。本发明的集成式塔台自动化系统的建设方法按系统功能的重要性对系统进行级别划分，再确定系统的主体，再按功能确定全系统的基础建设，本发明的集成式塔台自动化系统的建设方法分阶段、有重点、按步骤分期建设，实现了高效、清晰的建设方法，为以后的集成式塔台自动化系统的建设提供了帮助。

Description

一种集成式塔台自动化系统及其建设方法

技术领域

本发明涉及空中交通管理领域，特别是一种用于机场塔台管制的集成式塔台自动化系统及其建设方法。

背景技术

塔台在机场来说算是标志性建筑，每一架航班的起飞、降落以及地面滑行等过程都是由在塔台上工作的塔台管制员指挥完成。伴随计算机信息化技术以及民航新技术的日益发展，为了应对繁重的指挥任务，塔台上陆续安装了各种类型的计算机信息系统，如图1所示，为现有技术中的一种塔台业务系统100’组成示意图，包括自动气象观测系统(AWOS)1，可提供天气情况；雷达管制自动化系统(ATC)2，可提供当日的航班计划信息以及执行动态，同时可与进近管制实现管制移交；电子进程单系统(EFS)3，可代替纸质进程单，提高管制员工作效率；场面监视系统(SMR)4，可提高探测精度，促进场面精细化管理，使塔台管制工作更加智能、有序；自动终端情报服务系统(ATIS)5，主要实现通播频率、航行情报信息、气象信息、管制辅助信息的综合显示、编辑、发布；空管综合信息处理及显示系统6，方便管制员查询气象云图、气象概况、航行情报、综合资料等信息；协同决策系统(CDM)7，可查询放行时隙并合理有效分配放行时隙；还包括提供停机位置的停机位分配系统(图未示)；不同运行模式灯光状态显示、调节控制明暗程度的灯光监控系统(图未示)等等，以上每种系统都解决了塔台管制相关方面的需求，管制员的每一步工作都离不开这些业务系统的信息指导。

但是每种类型的系统都提供独立的信息显示终端，导致塔台环境拥挤，桌面鼠标、键盘混乱，会引发管制员工作失误；同时管制员所需信息散落在各种系统中，没有关联，相应地增加了管制负担；随着机场的运行规模扩展，吞吐量增大，塔台管制工作复杂度仍会提高，管制员需要看到更到的信息帮助决策，塔台上将需要安装更多的系统设备，这样塔台管制员的工作环境将更加拥挤、复杂。

因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。

发明内容

针对上述机场塔台管制业务所存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种集成式塔台自动化系统，实现塔台信息的统一管理，提供塔台席位功能的灵活配置，改善塔台工作环境，提高管制效率。

本发明还提出了一种集成式塔台自动化系统的建设方法，实现了高效、逻辑清晰的建设方法，为以后的集成式塔台自动化系统的建设提供了帮助。

为实现上述目的，本发明提出了一种集成式塔台自动化系统，该集成式塔台自动化系统包括：

信息数据引接/转发平台，用于实现塔台自动化系统与外部信息、数据的交互，为塔台自动化系统内部引接信息、为外部输出数据信息；

信息与数据处理中心，其包括：

场面监视数据融合子系统，用以将机场场面目标和空侧目前数据融合；

航班数据处理子系统，用以接收所述信息数据引接/转发平台输入的计划属性数据，并将匹配处理后形成的最新航班动态数据输出给后续的数据集成处理子系统；

数据集成处理子系统，用以将集成式塔台自动化系统的用户信息和数据进行关联封装；

所述信息与数据处理中心根据场面监视数据融合子系统、航班数据处理子系统及数据集成处理子系统间数据的交互实现信息流的传递，从所述信息数据引接/转发平台接收信息，并将信息处理后发送到后续的信息与数据综合显示模块；

信息与数据综合显示模块，用于从所述信息与数据处理中心获取集成式塔台自动化系统的信息并显示，并且配置相应类型的席位控制集成式塔台自动化系统的相应功能发送到所述信息与数据处理中心处理。

本发明的集成式塔台自动化系统与现有技术相比：该系统包括三大部分：信息数据引接/转发平台，用于实现塔台自动化系统与外部信息、数据的交互，实现对内输入、对外输出数据的统一规划；信息与数据处理中心，建立了各种子系统，每个子系统完成相应的功能，且通过各种子系统间数据交互的方式实现信息流的传递、处理与配合，实现面向用户的信息服务封装，形成开放性的功能体系处理中心；信息与数据综合显示模块，将信息显示直接面向用户，体现和反映用户需求，灵活配置相应类型的席位来控制塔台系统的相应功能。本发明集成式塔台自动化系统基于面向服务的架构，通过三部分的配合形成一体化的工作平台，实现塔台信息的统一管理，改善了塔台的工作环境，提高管制效率，可更好的适应未来机场流量的增长。

针对本发明的另一方面，本发明还提出了一种集成式塔台自动化系统的建设方法，该建设方法包括：

按集成式塔台自动化系统的重要性对系统进行级别划分，确定系统的主体包括信息与数据处理中心、信息与数据综合显示模块两个部分；

从塔台业务系统的重要性角度对主体部分的功能进行划分，确定电子进程单系统功能和场面监视系统功能是塔台工作首要的功能，将航班数据处理子系统和场面监视数据融合子系统作为全系统建设的基础；

在此基础上进行信息主次集成，先满足重要功能的运行，其次可根据各地具体情况、具备的条件逐步完成其它信息的集成，实现满足人机界面用户要求的综合显示。

本发明的集成式塔台自动化系统的建设方法与现有技术相比：按塔台集成系统功能的重要性对系统进行级别划分，按级别分期建设，确定系统的主体，再从塔台业务工作的重要性角度对主体部分的功能进行划分，确定塔台工作首要的功能，进而确定哪个业务系统为全系统建设的基础，在此基础上进行信息的分主次集成，其次可根据各地具体情况、具备的条件逐步完成其它信息的集成，最后实现满足人机界面用户要求的综合显示。本发明的集成式塔台自动化系统的建设方法分阶段、有重点、按步骤分期建设，实现了高效、快速、逻辑清晰的建设方法，为以后的集成式塔台自动化系统的建设提供了帮助。

附图说明

图1为现有技术中的一种塔台业务系统组成示意图。

图2为本发明集成式塔台自动化系统组成框图。

图3为本发明信息与数据处理中心功能划分示意图。

图4为本发明信息数据引接/转发平台结构设计图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图2所示，该集成式塔台自动化系统100，包括三大部分：信息数据引接/转发平台10，信息与数据处理中心20与信息与数据综合显示模块30，其中信息数据引接/转发平台10，用于实现塔台自动化系统100与外部信息、数据的交互，为塔台自动化系统100内部引接信息、为外部输出数据信息。

请参阅图3所示，信息与数据处理中心20包括三个子系统：场面监视数据融合子系统21，数据集成处理子系统23，航班数据处理子系统22。场面监视数据融合子系统21，用以将机场场面目标和空侧目前数据融合，形成唯一目标的融合航迹数据，传递给数据集成处理子系统23；数据集成处理子系统23，用以接收场面监视数据融合子系统21的航迹数据，并将集成式塔台自动化系统100的用户信息和数据进行关联封装，将需要时刻交互且与用户操作相关的功能全部设计在该数据集成处理子系统23中实现，并将处理后的数据信息发送给航班数据处理子系统22；航班数据处理子系统22，用以接收信息数据引接/转发平台10输入的计划属性数据，并将匹配处理后形成的最新航班动态数据输出给数据集成处理子系统23，所述信息与数据处理中心20根据三个子系统间数据的交互实现信息流的传递，从信息数据引接/转发平台10接收信息，并将信息处理后发送到信息与数据综合显示模块30显示。

信息与数据综合显示模块30，用于从信息与数据处理中心20中获取塔台自动化系统100的信息并显示，并且配置相应类型的席位控制塔台自动化系统100的相应功能发送到信息与数据处理中心20处理。

优选地，一体化的信息数据引接/转发平台10作为塔台自动化系统100与外部信息、数据的交互中心，实现对内输入、对外输出数据的统一规划。汇总塔台信息集成系统所引接信息包括：计划数据、电报数据、监视数据、气象数据、航行情报、停机位数据、航班起飞放行信息(CDM交互)、航班降落序列信息(AMAN交互)、与终端管制系统或其他管制系统的移交信息、数据链应用信息等；同时考虑未来业务发展，该平台100将预留输入接口，便于系统后续扩充；另外，塔台内部的环境数据或航班数据变更，可能会引起外部系统的处理，比如跑道运行模式更改，对进港管理系统(AMAN)、流量管理系统、管制自动化系统等都有影响，因此该平台100将预留输出接口及对外输出数据整合。请参阅图4所示，本发明的信息数据引接/转发平台10的设计方式为：首先将信息数据引接/转发平台10的接口输入信息分为串口和网口两种，串口信息分为同步串口和异步串口两类，场监雷达、MLAT、ADS-B等监视源接入同步串口协议转换器11；GPS时钟信息若源头是串口则接入异步串口协议转换器12，若是网络信号则直接接信息引接交换机13；AFTN报文，含航行通告和气象报文接入异步串口协议转换器12；计划信息、停机位信息、与外系统交互信息等通过网络传输直接接信息引接交换机13，最终所有信息进入数据通信处理机14处理。通过这种设计，不管是现有输入信息还是后续增加输入信息，都可以按类型接入，对于输出信息，按照外系统要求定制格式输出，防止发生信息引接及输出的混乱、重复等问题，确保集成式塔台自动化100的输入输出数据清晰、有序、合理。

信息与数据处理中心20建立了各种子系统，请再参阅图3所示，信息与数据处理中心20包括三个功能子系统，每个子系统完成相应的功能，子系统间安装定义的标准接口进行信息交互。场面监视数据融合子系统21主要实现机场场面目标和空侧目标的数据融合，类似于目前机场独立建设的场面监视系统，但仅包含各种数据源的监视数据的融合，形成场面上唯一目标的融合航迹数据。该子系统21独立设计是因为数据融合处理独立性强，输出的融合航迹数据接口一旦定义好，后续不管监视源变更、融合方法改进，对其它子系统影响甚少；同时，其它子系统涉及的管制业务流程变更，也不会对该场面监视数据融合子系统21产生影响。

数据集成处理子系统23，为集成式塔台自动化系统100的核心部件，直接根据用户界面需求进行数据的关联封装。该子系统中需要进行以下业务处理：航班数据与监视数据的相关处理、路由规划处理、控制告警功能处理、运行环境信息封装处理、航班数据与运行环境数据的关联处理等，这些处理与环境因素、人工干预等动态数据紧密相关，因此将这些需要时刻交互且与用户操作相关的功能全部设计在该子系统中实现。

航班数据处理子系统22，该子系统22的设计参考塔台电子进程单系统(EFS)的处理流程，主要实现对航班从降落、地面滑行、入位停车、或推出滑行、起飞等整个运行过程进行管理，同时将航班具备的所有属性数据收集且实时更新。该数据集合中包含了航班相关的所有数据，即航班唯一标识号、航班号、起降机场、计划起降时间、机型/尾流、停机位、起飞序列信息、降落序列信息、移交信息、对应的报文信息等，也就是从信息数据引接/转发平台10输入的信息中只要跟计划有关的属性数据直接进入该子系统22，进行匹配处理等简单集成后形成最新航班动态数据输给数据集成处理子系统23。这种设计方法保证数据流向简单，处理过程清晰，与其它子系统的交互数据易于实施。优选地，信息与数据处理中心20还可以包括运行支持处理子系统(图未示)，该运行支持处理子系统包括数据管理维护、系统对时、系统监控维护、数据分析、记录重演等系统功能，对完整的自动化系统来说，可确保系统正常、稳定的运行。

信息与数据综合显示模块30是直接面向用户的，最能体现和反映用户需求。按照塔台实际业务流程，配置相应类型的席位，即放行席位、地面管制席位、塔台管制席位和主任管理席位，并且可根据各种席位特点进行功能的灵活配置，同时根据机场运行规模，对席位进行自由分合。在席位功能布局方面，由于每种席位关注的信息、显示信息窗口繁多，一个显示终端不能满足用户使用需要，可采用一机多屏模式，根据机场规模、功能显示需求、使用便捷等因素实现了人性化的工作平台。一般情况下，放行席位需要配置航行情报、气象、电子进程、放行功能；地面管制席位配置场面监视、电子进程单、综合信息查询功能；塔台管制席位配置场面监视、电子进程单、雷达管制、起飞/到港管理以及综合信息查询功能。主任管理席位配置所有功能，且能灵活为其它席位分配功能，以便对塔台业务整体监管，确保塔台运行无缝衔接。

由于采用以上技术方案，集成式塔台自动化系统100的有益效果为：

集成式塔台自动化系统100从塔台业务工作流程入手，基于塔台用户需求，为塔台用户提供管制运行服务保障的整体解决方案；全面的系统架构设计，涵盖了输入、处理、显示、输出，逻辑层次清晰，结构合理。建立一体化的信息数据引接/转发平台10，避免信息重复引接，预留接口，便于后续扩展；按照塔台业务流程，将信息与数据处理中心20设计成包含多个子系统的架构，实现数据的高度关联封装，且子系统间数据交互的方式实现信息流的传递，即保证单个子系统内部处理变动不会引起其它子系统运行，同时也便利了升级、维护；，集成式的信息与数据综合显示技术，灵活的席位功能配置，一体化的席位布局设计，信息直观、操作便利。

本发明还提出了一种集成式塔台自动化系统的建设方法，该建设方法包括：

按集成式塔台自动化系统的重要性对系统进行级别划分，确定系统的主体包括信息与数据处理中心、信息与数据综合显示模块两个部分；

从塔台业务系统的重要性角度对主体部分的功能进行划分，确定电子进程单系统功能和场面监视系统功能是塔台工作首要的功能，将航班数据处理子系统和场面监视数据融合子系统作为全系统建设的基础；

在此基础上进行信息分主次集成，先满足重要功能的运行，其次可根据各地具体情况、具备的条件逐步完成其它信息的集成，实现满足人机界面用户要求的综合显示。其中，重要信息集成：进程单信息、监视信息、停机位、气象、情报；次要信息集成：航班起飞放行信息、到港信息、自动终端情报服务信息；其它信息集成：灯光控制、航班计划信息以及执行动态、数据链应用。

本发明的集成式塔台自动化系统中信息数据引接/转发平台的建设方法包括：

分析塔台在用的各类业务系统，梳理系统的输入信息、席位显示的各种数据、以及管制员的各种操作交互；

对各系统的输入信息整合分类，去除之前重复引接的信息类，分析各种外部数据的接口格式，配置串口、网口等不同的引接方式，并将源头分类成需要加工处理和直接封装使用的数据项两类，分别进入到信息数据引接/转发平台的各自对应模块。

本发明的集成式塔台自动化系统的建设方法分阶段、有重点、按步骤分期建设，实现了高效、快速、逻辑清晰的建设方法，为以后的集成式塔台自动化系统的建设提供了帮助。

Claims (10)

1.一种集成式塔台自动化系统，其特征在于，包括：

信息数据引接/转发平台，用于实现塔台自动化系统与外部信息、数据的交互，为塔台自动化系统内部引接信息、为外部输出数据信息；

信息与数据处理中心，其包括：

场面监视数据融合子系统，用以将机场场面目标和空侧目前数据融合；

航班数据处理子系统，用以接收所述信息数据引接/转发平台输入的计划属性数据，并将匹配处理后形成的最新航班动态数据输出给后续的数据集成处理子系统；

数据集成处理子系统，用以将集成式塔台自动化系统的用户信息和数据进行关联封装；

所述信息与数据处理中心根据场面监视数据融合子系统、航班数据处理子系统及数据集成处理子系统间数据的交互实现信息流的传递，从所述信息数据引接/转发平台接收信息，并将信息处理后发送到后续的信息与数据综合显示模块；

信息与数据综合显示模块，用于从所述信息与数据处理中心获取集成式塔台自动化系统的信息并显示，并且配置相应类型的席位控制集成式塔台自动化系统的相应功能发送到所述信息与数据处理中心处理。

2.根据权利要求1所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息数据引接/转发平台预留输入接口和输出接口。

3.根据权利要求1所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息数据引接/转发平台的接口分为串口和网口，所述串口分为同步串口和异步串口。

4.根据权利要求3所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息数据引接/转发平台的输入信息按照类型接入到所述同步串口、异步串口和网口中。

5.根据权利要求1所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息数据引接/转发平台的输出信息按照外系统要求定制格式输出。

6.根据权利要求1所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息与数据处理中心还包括运行支持处理子系统。

7.根据权利要求1所述的集成式塔台自动化系统，其特征在于：所述信息与数据综合显示模块配置席位包括放行席位、地面管制席位、塔台管制席位及主任管理席位。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的集成式塔台自动化系统的建设方法，其特征在于：其建设方法包括：

按集成式塔台自动化系统的重要性对系统进行级别划分，确定系统的主体包括信息与数据处理中心、信息与数据综合显示模块两个部分；

从塔台业务系统的重要性角度对主体部分的功能进行划分，确定电子进程单系统功能和场面监视系统功能是塔台工作首要的功能，将航班数据处理子系统和场面监视数据融合子系统作为全系统建设的基础；

在此基础上进行信息主次集成，先满足重要功能的运行，其次可根据各地具体情况、具备的条件逐步完成其它信息的集成，实现满足人机界面用户要求的综合显示。

9.根据权利要求8所述的集成式塔台自动化系统的建设方法，所述信息主次分类为：

重要信息集成：进程单信息、监视信息、停机位、气象、情报；

次要信息集成：航班起飞放行信息、到港信息、自动终端情报服务信息；

其它信息集成：灯光控制、航班计划信息以及执行动态、数据链应用。

10.根据权利要求8所述的集成式塔台自动化系统的建设方法，其特征在于：信息数据引接/转发平台的建设方法包括：

分析塔台在用的各类业务系统，梳理系统的输入信息、席位显示的各种数据、以及管制员的各种操作交互；

对各系统的输入信息整合分类，去除之前重复引接的信息类，分析各种外部数据的接口格式，配置串口、网口等不同的引接方式，并将源头分类成需要加工处理和直接封装使用的数据项两类，分别进入到信息数据引接/转发平台的各自对应模块。