CN111867202A - 防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法以及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统以及方法，该系统包括灯具监控单元、供电单元、定位单元、信息传输组件以及控制中心；定位单元用于采集航空器、车辆、人员及其它预设活动目标的运行轨迹信息，并根据运行轨迹信息生成跨越告警信息，运行轨迹信息包括位置信息、运动方向信息、以及目标角度信息；信息传输组件用于将控制中心的控制指令发送至灯具监控单元，并将灯具监控单元采集的包括禁止进入排灯的状态数据的现场灯光数据、以及跨越告警信息发送至控制中心；控制中心用于接收并根据现场灯光数据和/或跨越告警信息控制禁止进入排灯的状态。本发明能降低施工成本并提升通信可靠性。

Description

防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法以及系统

技术领域

本发明涉及机场助航灯光和防止跑道侵入技术领域，尤其涉及一种防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法以及系统。

背景技术

随着国内机场客流量持续增多、航班架次不断攀升、机场改建扩建、多跑道同时运行，跑道入侵事件也愈加频发，已严重威胁机场场面的运行安全。机场助航灯光系统作为保障飞机在夜间、低能见度或者其它复杂运行条件下，进行正常的起飞、着陆、滑行的必要目视助航系统，其运行状况直接关系到飞机起降安全，也是保障机场安全运行的重要基础设施之一。

国际民航组织从2013年起推荐机场使用禁止进入排灯来降低机场运行过程中跑道入侵的发生概率，近些年陆续有运行机场启动禁止进入排灯的部署。禁止进入排灯由空中交通服务部门进行人工控制，安装在位于出口专用滑行道末端的滑行道上横向设置一组禁止进入排灯，以防止交通无意中从错误的方向进入滑行道，在夜间和所有各种能见度条件下使用它们，可以构成防止跑道侵入有效措施的一部分。

具备单灯监控的机场助航灯光系统中一般包括供电电源(恒流调光器)，一、二次电缆，助航灯具，隔离变压器，每个助航灯对应的监控器，以及用于向监控器发送或接收通信信号的主监控器。监控器采用窄带电力载波方式，经过隔离变压器后信号质量严重衰减，导致通信可靠性不高。禁止进入排灯系统属于机场助航灯光系统的一部分，分布安装在机场飞行区特定的位置区域，且需要实时对灯具进行准确的状态监测和控制，系统直接关系到机场的安全运行，由塔台享有最高优先级进行亮、灭控制，具有和其它助航灯光回路同样的组成和功能。

目前运行机场部署禁止进入排灯均沿用现有机场助航灯光系统部署方式，面临着一次电缆供电回路敷设过程停航施工成本极高，以及现有助航灯光采用窄带电力载波方式通信的单灯监控系统可靠性低等实际困难。经查询，目前现有发明公布了一种机场LED单向停止排灯 (CN203273553U)，还没有针对基于禁止进入排灯控制系统的相关专利公布。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法以及系统，以降低施工成本并提升通信可靠性。

一方面，本发明提供一种防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，包括：灯具监控单元，所述灯具监控单元用于连接禁止进入排灯；其特征在于，所述禁止进入排灯控制系统还包括：供电单元、定位单元、信息传输组件以及控制中心；

所述供电单元用于为禁止进入排灯、灯具监控单元、定位单元、信息传输组件供电；

所述定位单元用于采集航空器、车辆、人员及其它预设活动目标的运行轨迹信息，并根据运行轨迹信息生成跨越告警信息，所述运行轨迹信息包括位置信息、运动方向信息、以及目标角度信息；

所述信息传输组件用于将所述控制中心的控制指令发送至所述灯具监控单元，并将所述灯具监控单元采集的包括禁止进入排灯的状态数据的现场灯光数据、以及所述跨越告警信息发送至所述控制中心；

所述控制中心用于接收并根据所述现场灯光数据和/或所述跨越告警信息控制所述禁止进入排灯的状态，所述状态包括点亮、熄灭以及光级调节。

进一步地，所述信息传输组件包括路由器、无线基站、以及汇聚中心；

所述无线基站通过所述汇聚中心与所述控制中心连接，通过所述路由器与所述灯具监控单元连接。

进一步地，所述控制中心包括灯光站灯光监控中心、塔台灯光监控中心和塔台A-SMGCS 系统；

所述塔台A-SMGCS系统与所述定位单元连接，用于接收所述跨越告警信息，并根据所述跨越告警信息产生开/关灯命令，以及与所述塔台灯光监控中心交互包括所述开/关灯命令的数据；所述灯光站灯光监控中心用于通过所述汇聚中心接收所述现场灯光数据，并与所述塔台灯光监控中心交互所述现场灯光数据；

所述塔台灯光监控中心用于根据所述开/关灯命令以及所述现场灯光数据，生成控制指令，以使得所述灯光监控单元根据所述控制指令控制所述禁止进入排灯点亮或者熄灭。

进一步地，所述禁止进入排灯包括第一灯组以及第二灯组，所述灯具监控单元包括第一灯具监控单元以及第二灯具监控单元，所述供电单元包括第一供电单元、第二供电单元以及电源选择单元，所述第一供电单元通过所述第一灯具监控单元给所述第一灯组供电，所述第二供电单元通过所述第二灯具监控单元给所述第二灯组供电；所述电源选择单元分别连接所述第一供电单元、第二供电单元，并用于给定位单元、无线基站以及路由器供电。

进一步地，所述塔台A-SMGCS系统通过以太网或者光纤与所述定位单元连接。

进一步地，所述塔台灯光监控中心通过有线网络与塔台A-SMGCS系统连接，所述灯光站灯光监控中心与塔台灯光监控中心通过有线网络连接。

进一步地，所述汇聚中心通过光纤与所述灯光站灯光监控中心连接，所述供电单元为多制式的设备供电装置。

另一方面，本发明还提供一种防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法，应用于如所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，所述防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法包括：

所述定位单元实时监测道口各预设活动的运行轨迹信息，并根据运行轨迹信息生成跨越告警信息；

所述定位单元将所述跨越告警信息传到塔台A-SMGCS系统；

所述塔台A-SMGCS系统根据场区运行情况进行响应决策并发送开/关灯命令到塔台灯光监控中心；

所述塔台灯光监控中心根据开/关灯命令控制灯具监控单元实现灯具状态控制。

进一步地，所述的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法还包括；

灯具监控单元从路由器接收来自控制中心的数据；

灯具监控单元从所述数据解析出灯具控制信号；

灯具监控单元根所述灯具控制信号控制禁止进入排灯的点亮、熄灭或光级调节。

进一步地，所述的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法还包括：

灯具监控单元采集禁止进入排灯的电流以及电压数据；

灯具监控单元将所述电流以及电压编码打包成灯具工作状态信号；

灯具监控单元将所述灯具工作状态信号发送到路由器。

本发明防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法及系统，在提高通信传输可靠性和航空器定位精度的同时，不需要部署额外的通信线路和供电线路，工程易实现性好，能够大幅减少禁止进入排灯控制系统的建设和改造成本，为机场安全运行提供重要保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为根据本发明示例性第一实施例的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统的结构图；

图2为根据本发明示例性第二实施例的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统中的供电单元安装示意图；

图3为根据本发明示例性第三实施例的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法的流程图；

图4为根据本发明示例性第四实施例的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法的流程图；

图5为根据本发明示例性第五实施例的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合；并且，基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

如图1所示，一种防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统包括：供电单元(图中未示出)、禁止进入排灯(一般为每个道口8个)、灯具监控单元、定位单元、无线基站、路由器(包括但不限于CPE无线路由器)、灯光站监控中心、塔台灯光监控中心及塔台A-SMGCS 系统等设备。各单元的详细解释如下：

供电单元(图中未示出)：为安装在现场的禁止进入排灯、灯光监控单元、定位单元、无线基站、路由器等设备提供必要的工作电源，同时还需将多余的能量进行储存，待夜间或光照条件差的时候为系统关键设备提供电能。

灯具(即禁止进入排灯)：具体可以但不限于在每个道口设置8个嵌入式的禁止进入排灯，8个嵌入式的禁止进入排灯分成两组、横向安装在滑行道出口的末端，由塔台监控中心控制其最终亮、灭状态，为飞行员、车辆驾驶员或人提供满足相关标准规范光强的目视指示信号。

灯具监控单元：安装在现场供电回路中，实时监测灯具的工作状态，监控中心通过无线或有线的传输方式与灯具监控单元进行数据交互，实现灯具的亮灭控制、灯具故障监测等。

定位单元：提供航空器、车辆、人员及其它活动目标位置、运动方向、目标角度等信息，为高级场面活动引导与控制决策系统提供入侵判断依据。

无线基站：通过光纤与汇聚中心连接，通过无线CPE路由与灯具监控单元建立连接，实现监控中心与助航灯具之间的数据交互，实现控制指令和状态数据的发送与中转，接收监控节点的数据，最终将整合的数据发送至灯光监控中心。

汇聚中心：通过光纤与控制中心的灯光站灯光监控中心连接，实现监控中心与助航灯具之间的数据交互，实现以及入网权限管理。

控制中心：包括灯光站灯光监控中心、塔台灯光监控中心和塔台A-SMGCS系统。塔台灯光监控中心通过有线网络与塔台A-SMGCS系统监控计算机连接，实现灯光监控单元与高级场面活动引导与控制决策系统之间的数据，最终实现现场灯光的亮、灭控制。灯光站灯光监控中心与塔台灯光监控中心桶盖有线网络连接，实现现场灯光数据与控制中心的交互。

可以理解的是，上述无线基站、汇聚中心及路由器均用于信息传输，可以统称为信息传输组件，信息传输组件的具体形式不限于上述无线基站、汇聚中心及路由器，也就是说，灯具监控单元、定位单元以及控制中心之间的信息传输方式不应做限定性理解。图1所示方式仅为举例性说明。

本防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统的工作原理可以解释如下：供电单元为安装在现场的禁止进入排灯、灯具监控单元、定位单元、无线基站、CPE路由器等设备提供必要的工作电源。当定位单元检测到航空器、车辆等进入或离开本滑行道口时，会通过光纤或无线数据网络将航空器位置信息发送到塔台A-SMGCS系统进行控制决策判断，产生开关灯命令，通过塔台灯光监控中心与灯光站灯光监控中心进行数据交互，控制调光器的输出，从而实现灯具的开关灯控制，同时定位单元产生声光报警信息提示飞行员、车辆驾驶员及人非法进入跑道，最终达到预防跑道入侵的目的。

本实施例可显著降低系统部署过程的工程建设成本和系统硬件设施的投入，解决现有电力载波通信技术的助航灯具检测和控制通信不可靠、现有航空器、车辆及行人定位不准等问题。

具体操作时，供电单元可以为双路配置模式，为安装在现场每个道口的禁止进入排灯、灯具监控单元、定位单元、无线基站等设备提供必要的工作电源，同时还需将多余的能量进行储存，待夜间或光照条件差的时候为系统提供电能，其安装示意图如图2所示，供电单元由包括第一供电单元、第二供电单元和电源选择单元，第一供电单元为第一灯具监控单元供电，第二供电单元为第二灯具监控单元供电，第一供电单元输出和第二供电单元输出经过电源选择单元后给CPE路由器、基站和定位单元供电，电源选择单元自动检测第一供电单元和第二供电单元的输出电压值，判断每一个供电单元的工作状态，选择最稳定的一路输出给CPE 路由器、基站和定位单元供电，保证通信链路供电可靠性。

继续参照图2，系统中每个道口的灯具数量为8个，隔灯分成两组横向安装在滑行道出口的末端，由供电单元双路输出分别供电，避免因供电单元自身故障引起整个道口灯具不工作的风险。灯具由塔台监控中心控制其最终亮、灭状态，为飞行员、车辆驾驶员或人提供满足相关标准规范光强的目视指示信号。第一灯具监控单元为序号为1、3、5、7的灯具提供工作电源，以及检测控制灯具的工作状态，亮、控制；第二灯具监控单元为序号为2、4、6、8 的灯具提供工作电源，以及检测控制灯具的工作状态，亮、控制。

安装在现场供电回路中的灯具监控单元，实时监测灯具的工作状态，监控中心通过有线的传输方式与单灯控制单元进行数据交互，实现灯具的亮灭控制、光级切换控制及灯具故障监测等功能。所述灯具监控单元可通过集总控电的方式控制改回路中所有灯具的亮、灭控制，亦通过如HART、MODBUS、PROFIBUS等串行总线，采用命令方式与回路灯具通信，实现所有灯具的亮、灭控制。

定位单元通过工作时的不间断检测，提供航空器、车辆、人员及其它活动目标位置、运动方向、目标角度等信息，为高级场面活动引导与控制决策系统提供入侵判断依据。所述定位单元为微波相控阵雷达、增强型全景视频及声光报警结合方式，可提供活动目标位置、运动方向、目标角度及声光报警等信息。

灯光站监控中心通过有线网络与高级场面活动引导与控制决策系统监控计算机连接，实现灯光监控单元与高级场面活动引导与控制决策系统之间的数据，最终实现现场灯光的亮、灭控制；通过光纤与汇聚中心连接，通过无线CPE路由与灯具监控单元建立连接，实现监控中心与助航灯具之间的数据交互，实现控制指令和状态数据的发送与中转，接收监控节点的数据，最终将整合的数据发送至灯光监控中心。

防止跑道侵入的禁止进入排灯系统对禁止进入排灯的控制逻辑主要是通过灯具监控单元软件实现，灯具监控单元软件接收监控中心的开关灯命令或者光级切换命令，通过解码后控制灯具驱动的输出，从而达到对灯具的开关灯和光级切换。具体程序流程框图如图4所示。

防止跑道侵入的禁止进入排灯系统对禁止进入排灯的状态查询逻辑主要是通过灯具监控单元软件实现，灯具监控单元软件主动轮询灯具的电流、电压等状态信息，通过编码后以太网协议，通过无线CPE路由器，传输到控制中心。具体程序流程框图如图5所示。

定位单元检测到航空器、车辆等进入或离开本滑行道口时，通过光纤或无线数据网络将航空器位置信息发送到塔台A-SMGCS系统进行控制决策判断，产生开关灯命令，通过塔台灯光监控中心与灯光站灯光监控中心进行数据交互，控制调光器的输出，从而实现灯具的开关灯控制，最终达到预防跑道入侵的目的。监控中心系统处理流程如图3所示。

本发明的防止跑道侵入的禁止进入排灯方法，创新的利用了多制式的设备供电装置作为系统关键设备的供电单元，采用微波相控阵雷达、增强型全景视频及声光报警结合方式，可提供航空器、车辆及人等活动目标位置、运动方向、目标角度信息，为飞行员、车辆驾驶员及行人非法进入跑道提供声光报警信息，并采用无线传输技术进行数据的可靠传输。该系统在提高通信传输可靠性和航空器定位精度的同时，不需要部署额外的通信线路和供电线路，工程易实现性好，能够大幅减少禁止进入排灯控制系统的建设和改造成本，为机场安全运行提供重要保障。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，包括：灯具监控单元，所述灯具监控单元用于连接禁止进入排灯；其特征在于，所述禁止进入排灯控制系统还包括：供电单元、定位单元、信息传输组件以及控制中心；

所述供电单元用于为禁止进入排灯、灯具监控单元、定位单元、信息传输组件供电；

所述定位单元用于采集航空器、车辆、人员及其它预设活动目标的运行轨迹信息，并根据运行轨迹信息生成跨越告警信息，所述运行轨迹信息包括位置信息、运动方向信息、以及目标角度信息；

所述信息传输组件用于将所述控制中心的控制指令发送至所述灯具监控单元，并将所述灯具监控单元采集的包括禁止进入排灯的状态数据的现场灯光数据、以及所述跨越告警信息发送至所述控制中心；

所述控制中心用于接收并根据所述现场灯光数据和/或所述跨越告警信息控制所述禁止进入排灯的状态，所述状态包括点亮、熄灭以及光级调节。

2.根据权利要求1所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述信息传输组件包括路由器、无线基站、以及汇聚中心；

所述无线基站通过所述汇聚中心与所述控制中心连接，通过所述路由器与所述灯具监控单元连接。

3.根据权利要求2所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述控制中心包括灯光站灯光监控中心、塔台灯光监控中心和塔台A-SMGCS系统；

所述塔台A-SMGCS系统与所述定位单元连接，用于接收所述跨越告警信息，并根据所述跨越告警信息产生开/关灯命令，以及与所述塔台灯光监控中心交互包括所述开/关灯命令的数据；所述灯光站灯光监控中心用于通过所述汇聚中心接收所述现场灯光数据，并与所述塔台灯光监控中心交互所述现场灯光数据；

所述塔台灯光监控中心用于根据所述开/关灯命令以及所述现场灯光数据，生成控制指令，以使得所述灯光监控单元根据所述控制指令控制所述禁止进入排灯点亮或者熄灭。

4.根据权利要求3所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述禁止进入排灯包括第一灯组以及第二灯组，所述灯具监控单元包括第一灯具监控单元以及第二灯具监控单元，所述供电单元包括第一供电单元、第二供电单元以及电源选择单元，所述第一供电单元通过所述第一灯具监控单元给所述第一灯组供电，所述第二供电单元通过所述第二灯具监控单元给所述第二灯组供电；所述电源选择单元分别连接所述第一供电单元、第二供电单元，并用于给定位单元、无线基站以及路由器供电。

5.根据权利要求4所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述塔台A-SMGCS系统通过以太网或者光纤与所述定位单元连接。

6.根据权利要求5所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述塔台灯光监控中心通过有线网络与塔台A-SMGCS系统连接，所述灯光站灯光监控中心与塔台灯光监控中心通过有线网络连接。

7.根据权利要求6所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，其特征在于，所述汇聚中心通过光纤与所述灯光站灯光监控中心连接；所述供电单元为多制式的设备供电装置。

8.一种防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法，其特征在于，应用于如权利要求3-7中任一项所述的防止机场跑道侵入的禁止进入排灯控制系统，所述防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法包括：

所述定位单元实时监测道口各预设活动的运行轨迹信息，并根据运行轨迹信息生成跨越告警信息；

所述定位单元将所述跨越告警信息传到塔台A-SMGCS系统；

所述塔台A-SMGCS系统根据场区运行情况进行响应决策并发送开/关灯命令到塔台灯光监控中心；

所述塔台灯光监控中心根据开/关灯命令控制灯具监控单元实现灯具状态控制。

9.根据权利要求8所述的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法，其特征在于，还包括；

灯具监控单元从路由器接收来自控制中心的数据；

灯具监控单元从所述数据解析出灯具控制信号；

灯具监控单元根所述灯具控制信号控制禁止进入排灯的点亮、熄灭或光级调节。

10.根据权利要求9所述的防止跑道侵入的禁止进入排灯控制方法，其特征在于，还包括：

灯具监控单元采集禁止进入排灯的电流以及电压数据；

灯具监控单元将所述电流以及电压编码打包成灯具工作状态信号；

灯具监控单元将所述灯具工作状态信号发送到路由器。

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