CN112270847B - 基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统及方法 - Google Patents
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Abstract
基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统及方法，能够为航空器机组终端系统实时提供经过多数据源融合处理的机场场面航空器位置监控数据，结合自身滑行路线、规划路线及速度，对以自身位置为中心保护半径内的飞行位置信息的冲突预测告警，使机组在场面滑行中更易了解周边运行环境，使其在低能见度及限制区变更的情况下，主观具备避免限制区入侵及场面冲突的提示能力。系统包括：滑行引导数据服务子系统、机组移动终端子系统、高通路数据链传输子系统、路由规划信息处理子系统。
Description
技术领域
本发明涉及民航空域数据处理的技术领域，尤其涉及基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，以及基于高通路数据链的机组航空器路由共享方法。
背景技术
机场场面滑行是飞行活动中最具挑战性的阶段之一，特别是在布局结构复杂、低能见度条件、机场道面标志被覆盖以及机组不熟悉的机场，地面滑行可能产生巨大的工作量并且增大出错的风险。但国内主要机场均不具备覆盖全部场面区域的智能灯光控制系统，而对国内主要机场场面区域进行智能灯光控制系统建设需要巨大的财力投入，现阶段不具备可行性；且由于引导控制灯质量问题，故障率较高，后期维护也需要极大的投入。
传统机组在场内滑行只能通过目视来观察附近航空器和车辆运行态势，如遇复杂环境机场或不熟悉的机场，则容易降低地面运行效率；且传统航空器滑行指令发布需通过语音发布，极易造成错听、漏听，导致不安全事件和事故。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，本发明要解决的技术问题是提供了一种基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其能够为航空器机组终端系统实时提供经过多数据源融合处理的机场场面航空器位置监控数据，结合自身滑行路线、规划路线及速度，对以自身位置为中心保护半径内的飞行位置信息的冲突预测告警，使机组在场面滑行中更易了解周边运行环境，使其在低能见度及限制区变更的情况下，主观具备避免限制区入侵及场面冲突的提示能力。
本发明的技术方案是：这种基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其包括：滑行引导数据服务子系统、机组移动终端子系统、高通路数据链传输子系统、路由规划信息处理子系统；
滑行引导数据服务子系统接收机场场面航空器动态报文信息，构建机场场面运动态势平面图，发送管制系统场面航空器路由规划信息；
机组移动终端子系统，接收管制单位推送的场面航班动态航迹、计划信息及航班路由规划信息，依规路由规划信息结合当前位置实现路线导航，并结合当前定位及速度实现周围航空器和车辆及附近重要标志物告警，达到辅助滑行目的；
高通路数据链数据处理子系统，传输管制系统场面航空器路由规划信息、航班动态报文信息、航空器路由规划信息；
路由规划信息处理子系统，辅助路由规划，结合场面跑道、滑行道、停机位信息实现滑行路由生成功能。
本发明的滑行引导数据服务子系统接收机场场面航空器动态报文信息，构建机场场面运动态势平面图，发送管制系统场面航空器路由规划信息，机组移动终端子系统接收管制单位推送的场面航班动态航迹、计划信息及航班路由规划信息，依规路由规划信息结合当前位置实现路线导航，并结合当前定位及速度实现周围航空器和车辆及附近重要标志物告警，高通路数据链数据处理子系统传输管制系统场面航空器路由规划信息、航班动态报文信息、航空器路由规划信息，路由规划信息处理子系统辅助路由规划，结合场面跑道、滑行道、停机位信息实现滑行路由生成功能，因此能够为航空器机组终端系统实时提供经过多数据源融合处理的机场场面航空器位置监控数据，结合自身滑行路线、规划路线及速度，对以自身位置为中心保护半径内的飞行位置信息的冲突预测告警，使机组在场面滑行中更易了解周边运行环境，使其在低能见度及限制区变更的情况下，主观具备避免限制区入侵及场面冲突的提示能力。
还提供了一种基于高通路数据链的机组航空器路由共享方法，路由规划信息处理包括以下步骤：
首先对所要经过的滑行道序列及起点和终点数据做处理，对所要经过的滑行道序列完成校验，根据起点位置判定离起始/终止点最近的滑行道记为首/尾段滑行路由；
其次判断首/尾段路由与滑行道序列是否相符，如不相符则将其填充至滑行道序列中；
随后执行滑行道序列插入操作，遍历滑行道序列，取出当前滑行道和下一滑行道，判断当前滑行道是否为路由，如为路由则依路由相交序列数据模块对其执行修正并依补充滑行道序列，如非路由，则判断当前滑行道与下一滑行道是否有交点，如有交点则创建节点记录当前滑行道、下一滑行道及其交点，并继续执行下一步遍历操作，如无交点则依滑行道相交序列数据模块对其执行修正并补充滑行道序列，遍历至最后一条滑行道记为结束节点；
对上一步计算出的节点依滑行道序列数据子模块提取每条滑行道点序列集合，并执行排序操作，在相邻两条滑行道相交位置处，计算平滑拐点，最后提取计算出的每条滑行道点序列并添加平滑拐点进行合并绘制路由规划。
附图说明
图1是根据本发明的基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统的结构示意图。
图2是根据本发明的基于高通路数据链的机组航空器路由共享方法的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本发明的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的系统步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
如图1所示，这种基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其包括：滑行引导数据服务子系统、机组移动终端子系统、高通路数据链传输子系统、路由规划信息处理子系统；
滑行引导数据服务子系统接收机场场面航空器动态报文信息，构建机场场面运动态势平面图，发送管制系统场面航空器路由规划信息；
机组移动终端子系统，接收管制单位推送的场面航班动态航迹、计划信息及航班路由规划信息，依规路由规划信息结合当前位置实现路线导航，并结合当前定位及速度实现周围航空器和车辆及附近重要标志物告警，达到辅助滑行目的；
高通路数据链数据处理子系统，传输管制系统场面航空器路由规划信息、航班动态报文信息、航空器路由规划信息；
路由规划信息处理子系统，辅助路由规划，结合场面跑道、滑行道、停机位信息实现滑行路由生成功能。
本发明的滑行引导数据服务子系统接收机场场面航空器动态报文信息，构建机场场面运动态势平面图，发送管制系统场面航空器路由规划信息，机组移动终端子系统接收管制单位推送的场面航班动态航迹、计划信息及航班路由规划信息，依规路由规划信息结合当前位置实现路线导航，并结合当前定位及速度实现周围航空器和车辆及附近重要标志物告警，高通路数据链数据处理子系统传输管制系统场面航空器路由规划信息、航班动态报文信息、航空器路由规划信息，路由规划信息处理子系统辅助路由规划，结合场面跑道、滑行道、停机位信息实现滑行路由生成功能，因此能够为航空器机组终端系统实时提供经过多数据源融合处理的机场场面航空器位置监控数据，结合自身滑行路线、规划路线及速度，对以自身位置为中心保护半径内的飞行位置信息的冲突预测告警，使机组在场面滑行中更易了解周边运行环境，使其在低能见度及限制区变更的情况下，主观具备避免限制区入侵及场面冲突的提示能力。
优选地，所述滑行引导数据服务子系统设有：场面航空器动态数据接收模块，接收场面动态航空器数据并处理航空器运动方向及角度；场面限制区编辑模块，处理机场场面限制区信息；场面航班信息接收及编辑模块，接收航班信息，按起飞降落机场筛选与当前机场有关的航班，并提供航班信息编辑和修改功能；路由规划历史查询模块，查询机组曾经采用的路由规划历史；场面态势状态回放模块，回放过去24小时内任意时间段内场面态势信息；场面信息监视模块，监视场面航空器态势信息，限制区及禁区信息；路由规划模块，规划指定航班的路由信息。
优选地，所述机组移动终端子系统设有：机场场面数据信息接收模块，接收高通路数据链网络传输的场面航空器路由规划信息、场面态势信息、场面限制区信息；基于移动终端的地图显示模块，构建机场场面静态平面图，显示场面重要信息、场面航空器、路由规划信息；用户功能界面操作模块，执行基本人机交互；路由规划模块，规划指定航班的路由信息；滑行告警提示模块，根据航空器位置，计算航空器滑行冲突及附近告警信息；滑行引导导航模块，根据路由规划及航空器位置实时计算路线及导航提示，并通过语音和图像进行提示。
优选地，所述滑行告警提示模块，滑行引导导航模块通过机场场面数据信息接收模块获取路由规划信息或者由路由规划模块计算出路由规划信息，当航空器在机场场面滑行时，依据路由规划信息结合当前实际位置及相对速度进行告警提示。
优选地，为实现滑行告警提示模块，该系统还包括：跑道数据子模块、限制区数据子模块、禁区数据子模块、换频区数据子模块、航空器距离圈子模块；当航空器接近告警区域时，根据航空器距离圈子模块与跑道数据子模块、限制区数据子模块、禁区数据子模块、换频区数据子模块相交判定来发出对应信息告警提示。
优选地，所述高通路数据链数据处理子系统设有：数据接收模块，数据融合处理模块，数据发送模块；数据接收模块接收场面态势信息数据，路由规划信息，场面限制区和禁区信息，相关信息经数据融合处理模块解析、格式化后处理成系统需要的数据格式，处理完成的数据信息经数据发送模块对外发出；滑行引导数据服务子系统和机组移动终端子系统依赖并集成高通路数据链数据处理子系统并以此完成信息交换。
优选地，为了实现路由规划信息处理子系统，设置：滑行道序列数据模块，滑行道相交序列数据模块，跑道滑行道相交序列数据模块，路由相交序列数据模块，路由序列数据模块；在路由规划之前确定起点、终点及所要经过的滑行道序列，由起点、终点位置判定所要经过的第一条滑行道名称及最后一条滑行道名称，并据此依滑行道相交序列模块做广度优先查询，查询过程中依给定的滑行道序列做数据筛选，对滑行道序列中的路由数据，依路由相交序列数据模块和路由序列数据模块做替换处理。
优选地，为了实现路由规划信息处理子系统，还设置路由规划方法模块，其集成分层式位置寻找滑行道方法、分层式位置寻找停机位方法、以广度优先为基准的滑行道寻找关联滑行道方法，以广度优先为基准的跑道寻找滑行道方法；其中分层式位置寻找滑行道方法执行搜索当前位置或指定位置附近的滑行道，分层式位置寻找停机位方法执行搜索当前位置或指定位置附近的停机位，以广度优先为基准的滑行道寻找关联滑行道方法执行拼接完成的滑行路线序列，以广度优先为基准的跑道寻找滑行道方法执行搜索并匹配起飞连接跑道的滑行道路由或降落连接跑道的滑行道路由序列并筛选与滑行路线序列进行组合，形成完整的滑行路线序列。
如图2所示，还提供了一种基于高通路数据链的机组航空器路由共享方法，路由规划信息处理包括以下步骤：
首先对所要经过的滑行道序列及起点和终点数据做处理，对所要经过的滑行道序列完成校验，根据起点位置判定离起始/终止点最近的滑行道记为首/尾段滑行路由；
其次判断首/尾段路由与滑行道序列是否相符，如不相符则将其填充至滑行道序列中；
随后执行滑行道序列插入操作，遍历滑行道序列，取出当前滑行道和下一滑行道，判断当前滑行道是否为路由，如为路由则依路由相交序列数据模块对其执行修正并依补充滑行道序列，如非路由，则判断当前滑行道与下一滑行道是否有交点，如有交点则创建节点记录当前滑行道、下一滑行道及其交点，并继续执行下一步遍历操作，如无交点则依滑行道相交序列数据模块对其执行修正并补充滑行道序列，遍历至最后一条滑行道记为结束节点；
对上一步计算出的节点依滑行道序列数据子模块提取每条滑行道点序列集合，并执行排序操作，在相邻两条滑行道相交位置处，计算平滑拐点，最后提取计算出的每条滑行道点序列并添加平滑拐点进行合并绘制路由规划。
本发明可在不依赖机场智能灯光控制系统的前提下，实现以航空器自身位置为中心，保护半径内各类冲突的实时提示；实现以自身位置为起点，依照管制员批准的滑行路径，实现机载端实时引导，并结合机场限制区、滑行道交叉结点、跑道穿越停止线、障碍物等位置信息进行实时提示。可以提高机场场面利用率，减少飞行延迟，降低民用航空公司运营成本，实现机场、航空公司、空管单位的应用系统在机场场面的无线通信扩展，可在我国主要机场进行大范围推广建设，预计投资远远小于已有机场智能灯光控制系统改造费用，解决了民航先进管制系统受制于巨大经济投资长期无法推广应用的难题。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其特征在于：其包括：滑行引导数据服务子系统、机组移动终端子系统、高通路数据链传输子系统、路由规划信息处理子系统；
滑行引导数据服务子系统接收机场场面航空器动态报文信息，构建机场场面运动态势平面图，发送管制系统场面航空器路由规划信息；
机组移动终端子系统，接收管制单位推送的场面航班动态航迹、计划信息及航班路由规划信息，依规路由规划信息结合当前位置实现路线导航，并结合当前定位及速度实现周围航空器和车辆及附近重要标志物告警，达到辅助滑行目的；
高通路数据链数据处理子系统，传输管制系统场面航空器路由规划信息、航班动态报文信息、航空器路由规划信息；
路由规划信息处理子系统，辅助路由规划，结合场面跑道、滑行道、停机位信息实现滑行路由生成功能；
所述滑行引导数据服务子系统设有：场面航空器动态数据接收模块，接收场面动态航空器数据并处理航空器运动方向及角度；场面限制区编辑模块，处理机场场面限制区信息；场面航班信息接收及编辑模块，接收航班信息，按起飞降落机场筛选与当前机场有关的航班，并提供航班信息编辑和修改功能；路由规划历史查询模块，查询机组曾经采用的路由规划历史；场面态势状态回放模块，回放过去24小时内任意时间段内场面态势信息；场面信息监视模块，监视场面航空器态势信息，限制区及禁区信息；路由规划模块，规划指定航班的路由信息；
所述机组移动终端子系统设有：机场场面数据信息接收模块，接收高通路数据链网络传输的场面航空器路由规划信息、场面态势信息、场面限制区信息；基于移动终端的地图显示模块，构建机场场面静态平面图，显示场面重要信息、场面航空器、路由规划信息；用户功能界面操作模块，执行基本人机交互；路由规划模块，规划指定航班的路由信息；滑行告警提示模块，根据航空器位置，计算航空器滑行冲突及附近告警信息；滑行引导导航模块，根据路由规划及航空器位置实时计算路线及导航提示，并通过语音和图像进行提示；
所述高通路数据链数据处理子系统设有：数据接收模块，数据融合处理模块，数据发送模块；数据接收模块接收场面态势信息数据，路由规划信息，场面限制区和禁区信息，相关信息经数据融合处理模块解析、格式化后处理成系统需要的数据格式，处理完成的数据信息经数据发送模块对外发出；滑行引导数据服务子系统和机组移动终端子系统依赖并集成高通路数据链数据处理子系统并以此完成信息交换；
对于路由规划信息处理子系统，设置：滑行道序列数据模块，滑行道相交序列数据模块，跑道滑行道相交序列数据模块，路由相交序列数据模块，路由序列数据模块；在路由规划之前确定起点、终点及所要经过的滑行道序列，由起点、终点位置判定所要经过的第一条滑行道名称及最后一条滑行道名称，并据此依滑行道相交序列模块做广度优先查询，查询过程中依给定的滑行道序列做数据筛选，对滑行道序列中的路由数据，依路由相交序列数据模块和路由序列数据模块做替换处理。
2.根据权利要求1所述的基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其特征在于：所述滑行告警提示模块，滑行引导导航模块通过机场场面数据信息接收模块获取路由规划信息或者由路由规划模块计算出路由规划信息，当航空器在机场场面滑行时，依据路由规划信息结合当前实际位置及相对速度进行告警提示。
3.根据权利要求2所述的基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其特征在于：该系统还包括：跑道数据子模块、限制区数据子模块、禁区数据子模块、换频区数据子模块、航空器距离圈子模块；当航空器接近告警区域时，根据航空器距离圈子模块与跑道数据子模块、限制区数据子模块、禁区数据子模块、换频区数据子模块相交判定来发出对应信息告警提示。
4.根据权利要求3所述的基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统，其特征在于：对于路由规划信息处理子系统，还设置路由规划方法模块，其集成分层式位置寻找滑行道方法、分层式位置寻找停机位方法、以广度优先为基准的滑行道寻找关联滑行道方法，以广度优先为基准的跑道寻找滑行道方法；其中分层式位置寻找滑行道方法执行搜索当前位置或指定位置附近的滑行道，分层式位置寻找停机位方法执行搜索当前位置或指定位置附近的停机位，以广度优先为基准的滑行道寻找关联滑行道方法执行拼接完成的滑行路线序列，以广度优先为基准的跑道寻找滑行道方法执行搜索并匹配起飞连接跑道的滑行道路由或降落连接跑道的滑行道路由序列并筛选与滑行路线序列进行组合，形成完整的滑行路线序列。
5.根据权利要求1所述的基于高通路数据链的机组航空器路由共享系统的方法，其特征在于：路由规划信息处理包括以下步骤：
首先对所要经过的滑行道序列及起点和终点数据做处理，对所要经过的滑行道序列完成校验，根据起点位置判定离起始/终止点最近的滑行道记为首/尾段滑行路由；
其次判断首/尾段路由与滑行道序列是否相符，如不相符则将其填充至滑行道序列中；
随后执行滑行道序列插入操作，遍历滑行道序列，取出当前滑行道和下一滑行道，判断当前滑行道是否为路由，如为路由则依路由相交序列数据模块对其执行修正并依补充滑行道序列，如非路由，则判断当前滑行道与下一滑行道是否有交点，如有交点则创建节点记录当前滑行道、下一滑行道及其交点，并继续执行下一步遍历操作，如无交点则依滑行道相交序列数据模块对其执行修正并补充滑行道序列，遍历至最后一条滑行道记为结束节点；
对上一步计算出的节点依滑行道序列数据子模块提取每条滑行道点序列集合，并执行排序操作，在相邻两条滑行道相交位置处，计算平滑拐点，最后提取计算出的每条滑行道点序列并添加平滑拐点进行合并绘制路由规划。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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