CN110942676A - 一种基于数据库的交通告警系统及其设置方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数据库的交通告警系统及其设置方法，包括计算机处理器、作为机载数据库的存储模块、I/O网络接口和数据接收模块，数据接收模块与计算机处理器的信号接收端相连，以接收飞机的实时空间信息并转化为数据信息传递于计算机处理器，计算机处理器与存储模块通信连接，以调取系统内存储的飞机当前环境信息与数据接收模块输入的空间信息相对比，切换飞机处于途中灵敏度模式或终端灵敏度模式；采用本技术方案，利用系统判定飞行的告警灵敏度，可以过滤掉很多不必要的飞行干扰告警，利于飞行驾驶的安全性。

Description

一种基于数据库的交通告警系统及其设置方法

技术领域

本发明属于航空领域，更具体地说，本发明涉及一种基于数据库的交通告警系统及其设置方法。

背景技术

交通告警系统(如交通信息系统(TIS)、交通咨询系统(TAS)、交通碰撞回避系统(TCAS)和自动相关监视广播(ADS-B)系统)在飞机上监视近距离飞行器的位置、速度和航向，并向飞行员警告任何可能存在碰撞或其他危险的威胁。所有这些系统有一个类似的问题：在途中需要的灵敏度与在终端环境中需要的灵敏度是不同的；如图1所示的飞机和由交通告警系统覆盖的区域的大小(即灵敏度)；终端灵敏度区小于途中灵敏度区，在途中，由于更快的靠近速度，交通告警系统需要在较长的范围内检测和警报以免发生碰撞，在途中环境中有较低密度的交通入侵者，而在终端则是交通密度较高，移动相对缓慢的机场环境，如果在终端环境中使用途中环境的灵敏度，将增加错误警报的数量，有些不是威胁的交通入侵者会被警告，此外，如果在途中环境中使用适合终端环境的灵敏度，则针对入侵者的交通警报可能发布太晚，无法防止碰撞或可能需要极端的操纵。

现有技术中有四种方法用于调整交通告警系统的灵敏度；第一种方法是手动控制，飞行员手动设置灵敏度水平；第二种方法是基于气压高度，离场时，压力高度增加到一定值后，灵敏度从终端模式切换到途中模式；在进近时，飞行员必须手动设置目的地机场的高度，当飞机向机场高度下降时，灵敏度从途中模式切换到到终端模式。

上述中的第二种方法如果一架飞机在途中降落在非目的地机场附近，就不能很好地工作；第三种方法涉及与着陆有关的飞机系统，如襟翼或起落架，当着陆系统展开时，指示了飞行员的着陆意图，交通系统发生了；灵敏度变化。这种方法不适用于固定起落架的飞机或起落架的位置或襟翼不能由交通系统决定的飞机；第四种方法使用无线电高度来过滤地面交通，但是只有当飞机下降到一定高度以下(通常1000米)时有效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动设置告警灵敏度的、基于数据库的交通告警系统及其设置方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种基于数据库的交通告警系统，包括计算机处理器、作为机载数据库的存储模块、I/O网络接口和数据接收模块，计算机处理器与存储模块分别通过I/O网络接口连接于可访问的远程网络，数据接收模块与计算机处理器的信号接收端相连，以接收飞机的实时空间信息并转化为数据信息传递于计算机处理器，计算机处理器与存储模块通信连接，以调取系统内存储的飞机当前环境信息与数据接收模块输入的空间信息相对比，切换飞机处于途中灵敏度模式或终端灵敏度模式。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警系统，所述存储模块内包括周期性更新的空域高度数据、辅助设施位置数据和空域边界数据，计算机处理器通过接收的飞机位置信息和空域信息与其对比设置灵敏度模式。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警系统，所述数据接收模块设置有多个连接端且与相应得机载设备相连，其中分别包括GPS驱动连接端、FMS驱动连接端和多个不同位置传感器的连接端，数据接收模块通过多个连接端与外接设备驱动相连，以接收飞机的实时空间信息。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警设置方法，包括以下步骤：

S1、系统中的计算机处理器通过数据接收模块接收飞机的当前空间位置信息；

S2、计算机处理器调取存储模块中的机载数据库，将所述S1步骤中获取的飞机空间信息与数据库中的当前位置信息进行匹配，以确定该飞机是否处于数据库中空间的边界之内；若处于该空域的边界之内，交通告警系统将配置成终端灵敏度模式；

S3、所述S2步骤中，若判断所述飞机不处于数据库中空域的边界之内，则交通告警系统配置成途中灵敏度模式。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警设置方法，所述S3步骤中，判断所述飞机不处于所述空域边界之内，则所述计算机处理器通过所述数据接收模块检测飞机的当前空间位置，以判断飞机处于数据库空域之外。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警设置方法，所述计算机处理器通过访问远程网络获取将近飞行路线的其他飞机的航线信息，对比所述飞机的空域信息和当前航线切换警报的警示灵敏度，若其他飞机与所述飞机为平行航线，则处于抑制警报状态；反之则警报。

本发明公开的一种基于数据库的交通告警设置方法，所述计算机处理器通过调取存储模块中的数据库内空域信息，以通过空域信息内预测接近飞机的最接近路径，计算机处理器通过该路径与其飞行路径的空间接近度切换警报模式或抑制警报模式。

采用本技术方案，通过将数据库和监控系统联合起来为飞行员提供更好的服务，使用系统中存储的空域数据库配合飞机位置、高度自动设置交通告警系统的灵敏度，空域数据库包含空域的位置、高度等空间信息，由于此数据库可周期性更新，因此可以保障系统预判的准确性；系统还使用机载设备(例如GPS、GNS等)检测飞机的当前位置和高度；系统通过比较当前飞机的位置、高度和存储在空域数据库中的附近空域的位置、高度，以判断飞机在距离空域预设的距离和高度内飞行的状态且会自动更改灵敏度级别；利用系统判定飞行的告警灵敏度，可以过滤掉很多不必要的飞行干扰告警，利于飞行驾驶的安全性，避免干扰性警报对飞机产生的不利影响，保障航空安全性，提高飞行驾驶者的驾驶舒适度。

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1说明了现有技术的交通告警系统有两个敏感度等级；

图2说明了当飞机进入机场空域，交通告警系统自动改变灵敏度水平的一个实例；

图3是基于接近预定的机场空域边界时交通告警系统自动改变灵敏度的一个流程图；

图4说明了其他飞机在平行跑道着陆时，交通告警系统会抑制发出交通警报的一个实例；

图5说明了交通告警系统根据其他飞机类型以及飞行特性设置警报的一个实例；

图6说明了当有计划的航线将避免可能发生的碰撞时，交通告警系统将抑制发出警报的一个实例；

图7为体现本发明的交通告警系统框图。

图中标记为：图1：102：飞机；104：终端灵敏度；106：途中灵敏度。

图2：202：机场空域；204：空域边界；208：第二架飞机；

210：第三架飞机；212：地面。

图4：402a、402b：两条平行跑道；404：飞机；406：另一飞机；408：第三架飞机；410：第四架飞机；412：机场空域；416：第三架飞机路径。

图5：502：飞机；504：第二架飞机；508：第二架飞机飞行路径；510：第二架飞机极限；514：第二架飞机可能的飞行路径区域；516：低风险警报；518：高风险警报；520：第二架飞机当前飞行路径。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

图7为体现本发明的交通告警系统框图，如图所示一种基于数据库的交通告警系统，包括计算机处理器、作为机载数据库的存储模块、I/O网络接口和数据接收模块，计算机处理器与存储模块分别通过I/O网络接口连接于可访问的远程网络，数据接收模块与计算机处理器的信号接收端相连，以接收飞机的实时空间信息并转化为数据信息传递于计算机处理器，计算机处理器与存储模块通信连接，以调取系统内存储的飞机当前环境信息与数据接收模块输入的空间信息相对比，切换飞机处于途中灵敏度模式或终端灵敏度模式；存储模块内包括周期性更新的空域高度数据、辅助设施位置数据和空域边界数据，计算机处理器通过接收的飞机位置信息和空域信息与其对比设置灵敏度模式；数据接收模块设置有多个连接端且与相应得机载设备相连，其中分别包括GPS驱动连接端、FMS驱动连接端和多个不同位置传感器的连接端，数据接收模块通过多个连接端与外接设备驱动相连，以接收飞机的实时空间信息。

图3是基于接近预定的机场空域边界时交通告警系统自动改变灵敏度的一个流程图，根据上述实例，在第一步302中，飞机上的机载系统决定了它现在的三个位置(经度、纬度和高度)；在步骤304中，然后系统比较当前的位置和数据库中的空域位置以确定飞机是否在机场空域边界内；如果飞机不在机场空域边界内，则飞机的交通告警系统设置为途中灵敏度模式306；如果飞机在机场空域边界内，然后飞机交通告警系统设置为终端灵敏度模式308；如图3所示，步骤在确定后会重复执行。

本案还公开了基于数据库的交通告警设置方法，包括以下步骤：

S1、系统中的计算机处理器通过数据接收模块接收飞机的当前空间位置信息；

S2、计算机处理器调取存储模块中的机载数据库，将所述S1步骤中获取的飞机空间信息与数据库中的当前位置信息进行匹配，以确定该飞机是否处于数据库中空间的边界之内；若处于该空域的边界之内，交通告警系统将配置成终端灵敏度模式；

S3、所述S2步骤中，若判断所述飞机不处于数据库中空域的边界之内，则交通告警系统配置成途中灵敏度模式。

实施例一

图2说明了当飞机进入机场空域，交通告警系统自动改变灵敏度水平的一个实例,将数据库和监控系统联合起来为飞行员提供更好的服务。此处描述的实例使用空域数据库和飞机位置、高度自动设置交通告警系统的灵敏度。空域数据库包含空域的位置、高度等信息，此数据库可周期性更新。系统还使用机载设备来提供飞机的位置和高度，如GPS。系统比较当前飞机的位置、高度和存储在空域数据库中的附近空域的位置、高度。当飞机在距离空域预设的距离和高度内飞行时，系统会自动更改灵敏度级别。这是自动发生的，不需要飞行员手动操作。

机场202位于地面212上。202号机场由机场空域边界204环绕。机场空域边界204有预定的范围和高度。第一架飞机206的高度低于机场空域边界预定高度，位置在机场空域边界范围之外。第一架206飞机带有一个机载系统，系统上有机场202的数据记录，包括机场位置，机场空域边界等信息。第一架飞机206检测它目前的位置，例如：使用GPS，并确定其在预定的机场空域204之外。因此，系统设置了自己的交通告警系统为途中灵敏度模式。

第二架飞机208位于机场空域边界204的预定高度以下，也位于机场空域边界的预定地面范围内。第二架飞机208也有一个系统，检测其位置，并确定其在机场空域边界204内。因此，系统将其交通告警系统设置为终端灵敏度模式。

第三架飞机210位于机场空域地面范围内，但高度高于机场空域边界的预定高度。第三架飞机210也有一个系统，检测其位置，并确定在机场空域边界204之外。因此，系统将其交通告警系统设置为途中灵敏度模式。

实施例二

图6说明了当有计划的航线将避免可能发生的碰撞时，交通告警系统将抑制发出警报的一个实例；图6显示如果目标飞机和第二架飞机保持目前的航线，然后他们会在可能的碰撞点碰撞。正常情况下，交通告警系统将提供警报以防止碰撞。然而，目标飞机遵循的飞行计划包括目标飞机当前所在的飞行航段和第二个飞行航段。目标飞机将在碰撞之前转到第二个飞行航段上，避免了与第二架飞机相撞。这个交通告警系统接收来自FMS或GNS的飞行计划信息后，会抑制该警报的发生，因为目标飞机，根据飞行计划，将远离可能发生的碰撞点。

实施例三

图4说明了其他飞机在平行跑道着陆时，交通告警系统会抑制发出交通警报的一个实例；如图4显示的在412号机场有两条平行跑道402a，402b。一架载有交通告警系统的404飞机正在对准402a跑道的414号进近路径飞行。第二架406飞机是在对准402b跑道的416号进近路径上飞行。404飞机的机载系统检测到飞机406，但是不发出交通警报，因为系统确定406飞机正在对准平行跑道402b着陆,不会造成碰撞风险。第三架飞机408位于跑道402a的进近路径416上。但是第三架飞机408没有跟随进近路径416。飞机404的机载交通告警系统检测到第三架飞机408，并发出交通警报，因为它不能确定第三架飞机408是否在平行跑道402b着陆，因此不能排除与第三架飞机408有碰撞的可能性。同样，第四架410飞机也在与目标飞机404平行的飞行，但第四架飞机不在任何跑道的进近路径上。再一次，飞机404的机载交通告警系统检测到第四架飞机410，并发出交通警报，因为它不能确定第四架飞机410是否平行着陆，因此不能排除与第四架飞机410有碰撞的可能性。

因此，本发明降低了交通告警系统的误报几率，同时由于更精确的灵敏度水平也增加了具有威胁的飞机的探测率。它还减少了必须手动更改灵敏度级别的飞行员的工作量。

实施例四

图5说明了交通告警系统根据其他飞机类型以及飞行特性设置警报的一个实例，如图所示的飞机502正在沿着飞行路线512飞行，第二架飞机504正在当前飞行路径520上飞行，两架飞机的飞行轨迹相交，飞机502接收由第二架飞机504广播的信息，该信号可用于确定第二架飞机504的类型；如果第二架飞机类型已知，然后第二架飞机的飞行特性信息可由本发明系统确定；例如，第二架飞机504的转弯能力等。

一旦第二架飞机504的转弯能力已知，第二架飞机可预期的区域可以由飞机502上的系统来确定，例如，第二架飞机504很可能在飞行路径508上，接近其当前飞行路径520，但是，如果第二架飞机504接近极限510，则第二架飞机504可能在更宽的飞行路径514上，交通告警系统可以提供两种类型警报——低风险警报516(如果目标飞机502处于第二架飞机504可能的飞行路径区域514)和高风险警报518(如果目标飞机502处于第二架飞机504的最可能的飞行路径508区域)。

采用本技术方案，通过将数据库和监控系统联合起来为飞行员提供更好的服务，使用系统中存储的空域数据库配合飞机位置、高度自动设置交通告警系统的灵敏度，空域数据库包含空域的位置、高度等空间信息，由于此数据库可周期性更新，因此可以保障系统预判的准确性；系统还使用机载设备(例如GPS、GNS等)检测飞机的当前位置和高度；系统通过比较当前飞机的位置、高度和存储在空域数据库中的附近空域的位置、高度，以判断飞机在距离空域预设的距离和高度内飞行的状态且会自动更改灵敏度级别；利用系统判定飞行的告警灵敏度，可以过滤掉很多不必要的飞行干扰告警，利于飞行驾驶的安全性，避免干扰性警报对飞机产生的不利影响，保障航空安全性，提高飞行驾驶者的驾驶舒适度。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于数据库的交通告警系统，其特征在于：包括计算机处理器、作为机载数据库的存储模块、I/O网络接口和数据接收模块，计算机处理器与存储模块分别通过I/O网络接口连接于可访问的远程网络，数据接收模块与计算机处理器的信号接收端相连，以接收飞机的实时空间信息并转化为数据信息传递于计算机处理器，计算机处理器与存储模块通信连接，以调取系统内存储的飞机当前环境信息与数据接收模块输入的空间信息相对比，切换飞机处于途中灵敏度模式或终端灵敏度模式。

2.按照权利要求1所述的一种基于数据库的交通告警系统，其特征在于，所述存储模块内包括周期性更新的空域高度数据、辅助设施位置数据和空域边界数据，计算机处理器通过接收的飞机位置信息和空域信息与其对比设置灵敏度模式。

3.按照权利要求1所述的一种基于数据库的交通告警系统，其特征在于，所述数据接收模块设置有多个连接端且与相应得机载设备相连，其中分别包括GPS驱动连接端、FMS驱动连接端和多个不同位置传感器的连接端，数据接收模块通过多个连接端与外接设备驱动相连，以接收飞机的实时空间信息。

4.一种基于数据库的交通告警系统设置方法，包括权利要求1至3任一所述的一种基于数据库的交通告警系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1、系统中的计算机处理器通过数据接收模块接收飞机的当前空间位置信息；

S2、计算机处理器调取存储模块中的机载数据库，将所述S1步骤中获取的飞机空间信息与数据库中的当前位置信息进行匹配，以确定该飞机是否处于数据库中空间的边界之内；若处于该空域的边界之内，交通告警系统将配置成终端灵敏度模式；

S3、所述S2步骤中，若判断所述飞机不处于数据库中空域的边界之内，则交通告警系统配置成途中灵敏度模式。

5.按照权利要求4所述的一种基于数据库的交通告警系统设置方法，其特征在于，所述S3步骤中，判断所述飞机不处于所述空域边界之内，则所述计算机处理器通过所述数据接收模块检测飞机的当前空间位置，以判断飞机处于数据库空域之外。

6.按照权利要求4所述的一种基于数据库的交通告警系统设置方法，其特征在于，所述计算机处理器通过访问远程网络获取将近飞行路线的其他飞机的航线信息，对比所述飞机的空域信息和当前航线切换警报的警示灵敏度，若其他飞机与所述飞机为平行航线，则处于抑制警报状态；反之则警报。

7.按照权利要求6所述的一种基于数据库的交通告警系统设置方法，其特征在于，所述计算机处理器通过调取存储模块中的数据库内空域信息，以通过空域信息内预测接近飞机的最接近路径，计算机处理器通过该路径与其飞行路径的空间接近度切换警报模式或抑制警报模式。

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