CN113037809B - 一种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置 - Google Patents

Abstract

一种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其具有通信可靠性高，信息传输速度快、良好的抗干扰能力、极低的误码率、延迟性小的特点，解决了语音通信带来的诸多弊端，有效提升机组、管制员在飞行全阶段接收信息的可靠性、准确性、及时性。其包括：数字化信息采集系统、数字化信息处理中心、传输控制系统、数字化信息应答系统；数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统。

Description

一种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置

技术领域

本发明涉及民航空域数据处理的技术领域，尤其涉及一种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其基于数据链向指定机组按需推送飞行全阶段所需数字化信息。

背景技术

近年来，随着我国航空业飞速发展，客流量快速增长，空中交通管制的能力和效率将面临很大挑战，同时语音通道趋于饱和，运营安全也将面临很大的挑战。基于空地数据通信的数字化管制服务是ICAO航空系统组块升级计划和中国民航航行技术发展应用的重点之一，欧、美等国此前的一系列研究及中国民航数字化管制服务应用表明，地空数据链是飞机和地面系统间进行数据传输的技术，但是如何结合我国航空公司航空器机载航电设备现状和发展情况来实现地空数据链的数据传输是一个难点。

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用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其具有通信可靠性高，信息传输速度快、良好的抗干扰能力、极低的误码率、延迟性小的特点，解决了语音通信带来的诸多弊端，有效提升机组、管制员在飞行全阶段接收信息的可靠性、准确性、及时性。

本发明的技术方案是：这种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其包括：数字化信息采集系统、数字化信息处理中心、传输控制系统、数字化信息应答系统；

数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统。

本发明通过数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统，采用数据链传输具有通信可靠性高，信息传输速度快、良好的抗干扰能力、极低的误码率、延迟性小的特点，解决了语音通信带来的诸多弊端，有效提升机组、管制员在飞行全阶段接收信息的可靠性、准确性、及时性。管制与机组密切的合作，逐步提升空管的保障能力，对于提高管制服务安全、效率、改善管制频率拥塞状况等方面具有显著效果。

附图说明

图1为本发明的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置的结构示意图。

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装置步骤与其顺序。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，这种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其包括：数字化信息采集系统、数字化信息处理中心、传输控制系统、数字化信息应答系统；

数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统。

本发明通过数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统，采用数据链传输具有通信可靠性高，信息传输速度快、良好的抗干扰能力、极低的误码率、延迟性小的特点，解决了语音通信带来的诸多弊端，有效提升机组、管制员在飞行全阶段接收信息的可靠性、准确性、及时性。管制与机组密切的合作，逐步提升空管的保障能力，对于提高管制服务安全、效率、改善管制频率拥塞状况等方面具有显著效果。

优选地，所述数字化信息采集系统包括：数据引接模块、数据校验模块、数据转发模块；

数据引接模块，由指定管制系统引接本场相关航班起降机场、计划起飞时间、计划起飞/降落跑道、计划停机位等航班相关计划信息；实时引接管制系统发布的包括计算起飞时间、关键点预计到达时间/所需到达时间、预计落地时间、空域繁忙程度、预计使用管制频率和常规路由的管制信息；数据引接模块实现所需管制信息引接及拆解，并传输至数据校验模块完成后续校验逻辑；

数据校验模块，针对引接的多数据源系统实现数据格式校验、内容合法性校验；数据校验模块对由数据引接模块获取的各类管制信息进行数据格式校验以及内容合法性校验；

数据转发模块，由数据校验模块接收信息实现信息转发，此模块依据本地网络环境限制条件配置转发逻辑，分批次传输或完整传输，同时依据所配置网络带宽上限进行传输带宽控制；当配置为分批次传输时，转发模块端将启动定时器依据所配置的批次最大报文阈值对待转发

报文进行粘包处理，并依据所配置网络带宽上限实现传输带宽限制；

当配置为完整传输时，转发模块将实时传输报文至数字化信息处理中心，以保证传输实时性、完整性；经转发模块转发信息将传输至数字化信息处理中心的数据适配模块，完成后续数据适配逻辑。

优选地，所需数据格式校验包括：机场四字码、航班号、机尾号、跑道、停机位及各类时间相关数据项格式是否正确，待上传数据项是否满足地空数据链传输格式要求；内容合法性校验包括：航班计划起降场与本场四字码是否相符、是否缺失航班号或机尾号、航班关键点预计到达时间/所需到达时间是否早于预计降落时间；本模块支持自定义添加与配置校验规则，依据所配置规则检索多数据源融合管制信息，剔除无法匹配或不合法信息，保障信息采集的准确性和完整性。

优选地，所述数字化信息处理中心包括：数据适配模块、报文模板拼接模块、飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块；

数据适配模块，实现由数字化信息采集系统获取的多源数字化管制信息适配，自定义适配模板，依据各数据项优先级进行适配，对适配数据重复项、冲突项、错误项、内容不完整项进行统一处理，其原则为对于同类型数据，接收管制信息优先级大于飞行计划优先级；有适配模块适配通过后的管制信息将转发至报文拼接模块进行报文拼接处理；

报文模板拼接模块，将通过适配器适配后的各类管制信息基于飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块处理结果进行报文模板进行拼接；

参考相关标准及规范定义各数据项报文模板，报文模板拼接模块基于飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块处理结果依据飞行计划结合航班动态进行进离场及飞行阶段识别，针对不同报文项分别匹配对应模板并完成报文模板拼接；

飞行计划校验模块，用于辅助报文拼接模块完成报文模板拼接；

综合航迹辅助校验模块，结合航班动态航迹，结合机组请求的管制信息，结合飞行计划预判当前所在位置，实现依据飞行阶段推送指定信息，保证管制信息发送的准确性、时效性，校验通过后将转发至传输控制模块进行权限校验。

优选地，所述飞行计划校验模块将管制信息报文与航空器的飞行计划数据包含航班号、机尾号、起飞机场、降落机场、计划航路、计划/预计起飞时间、计划/预计到达时间、计划进离场程序、计划跑道、计划飞行高度进行适配、校验，根据航班号、机尾号、起降机场、计划起飞时间进行唯一性校验，依据计划起降机场判断起、降类型，依据预计起降时间及计算起飞时间或计划航路判断结合航班动态判断所处飞行阶段，辅助实现依据飞行阶段向指定机组推送航班运行相关信息，保证报文推送有效性。

优选地，所述传输控制系统包括：信息接收模块、信息发送模块、权限校验模块；

信息接收模块接收数字化信息采集系统数据转发模块转发的机组请求信息，经由数字化处理中心信息校验通过后，将指定管制信息传输至发送模块等待发送；

信息发送模块将通过校验、适配通过后的各类管制信息，发送至传输控制系统权限校验模块进行权限校验；

权限校验模块对机组发送的请求信息，进行航班号、机尾号及24位地址码校验，判断是否符合发送条件，若不符合则过滤此请求信息；

若符合则经数字化信息应答系统推送相关消息至指定航空器。

优选地，所述数字化信息应答系统包括：报文收发模块、报文有效性校验模块、报文时效性校验模块、合同式应答模块；

报文收发模块分为报文的接收和发送，接收报文包括：机组请求报、航电设备接收反馈报及机组确认反馈报，对返回的反馈信息报下行报；

发送报文包括：含航班相关管制信息的数字化管制上行报；报文收发模块接收报文后，依据规则对报文头、报文正文进行拆分，经由数字化信息处理中心进行数据校验，校验通过后，并对机组反馈信息报文进行发送；

报文有效性校验模块，对报文收发模块接收的报文进行分析，校验报文格式是否正确、关键字是否缺失，逻辑判断是否错误，并将返回信息报文正文与发送的管制信息报文正文进行比对，判定不一致时，返回错误信息，判定报文一致时，保存至数字化信息应答系统中，并对机组的反馈信息及时做出应答，发送反馈确认通信状态给机组，保证报文接收的准确性、一致性、有效性；

报文时效性校验模块，根据航迹获取航班动态位置，对报文收发模块接收的管制报文进行分析，将管制报文对应状态与航班动态、飞行计划进行比对，过滤已过期报文或与飞机当前状态不符报文；当报文收发模块接收到航电设备接收反馈报及机组确认反馈报时，将其与数字化管制信息上行报发送时间向比对，如超过约定阈值时间，则判断超时，并将相关消息接收反馈状态推送至指定管制系统，管制员可依据机组接收、处理反馈消息实时获取机组接收状态，实现消息闭环；

合同式应答模块，当机组请求飞行相关管制信息时，地面数字化信息应答系统将接收机载设备下发的请求报文，经数字化信息处理中心适配、校验及拼接后，经由数据链网络传输控制系统进行数据信息权限校验并推送，将管制信息推送至指定航空器，航空器端机载设备接收后将主动下发反馈下行报文，相关反馈信息将推送至管制员端相应管制系统端；当机组请求信息有更新时，合同式应答模块将主动向指定航空器推送更新消息，并完成合同式应答全流程。

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 (6)

1.一种用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：其包括：数字化信息采集系统、数字化信息处理中心、传输控制系统、数字化信息应答系统；

数字化信息采集系统将采集的数据转发到数字化信息处理中心，通过数据适配、报文拼接、校验后发送给数字化信息应答系统，进行合同式应答、报文收发、校验后进入传输控制系统；

所述数字化信息采集系统包括：数据引接模块、数据校验模块、数据转发模块；

数据引接模块，由指定管制系统引接本场相关航班起降机场、计划起飞时间、计划起飞/降落跑道、计划停机位等航班相关计划信息；实时引接管制系统发布的包括计算起飞时间、关键点预计到达时间/所需到达时间、预计落地时间、空域繁忙程度、预计使用管制频率和常规路由的管制信息；数据引接模块实现所需管制信息引接及拆解，并传输至数据校验模块完成后续校验逻辑；

数据校验模块，针对引接的多数据源系统实现数据格式校验、内容合法性校验；数据校验模块对由数据引接模块获取的各类管制信息进行数据格式校验以及内容合法性校验；

数据转发模块，由数据校验模块接收信息实现信息转发，此模块依据本地网络环境限制条件配置转发逻辑，分批次传输或完整传输，同时依据所配置网络带宽上限进行传输带宽控制；当配置为分批次传输时，转发模块端将启动定时器依据所配置的批次最大报文阈值对待转发报文进行粘包处理，并依据所配置网络带宽上限实现传输带宽限制；当配置为完整传输时，转发模块将实时传输报文至数字化信息处理中心，以保证传输实时性、完整性；经转发模块转发信息将传输至数字化信息处理中心的数据适配模块，完成后续数据适配逻辑。

2.根据权利要求1所述的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：所需数据格式校验包括：机场四字码、航班号、机尾号、跑道、停机位及各类时间相关数据项格式是否正确，待上传数据项是否满足地空数据链传输格式要求；内容合法性校验包括：航班计划起降场与本场四字码是否相符、是否缺失航班号或机尾号、航班关键点预计到达时间/所需到达时间是否早于预计降落时间；本模块支持自定义添加与配置校验规则，依据所配置规则检索多数据源融合管制信息，剔除无法匹配或不合法信息，保障信息采集的准确性和完整性。

3.根据权利要求2所述的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：所述数字化信息处理中心包括：数据适配模块、报文模板拼接模块、飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块；

数据适配模块，实现由数字化信息采集系统获取的多源数字化管制信息适配，自定义适配模板，依据各数据项优先级进行适配，对适配数据重复项、冲突项、错误项、内容不完整项进行统一处理，其原则为对于同类型数据，接收管制信息优先级大于飞行计划优先级；有适配模块适配通过后的管制信息将转发至报文拼接模块进行报文拼接处理；

报文模板拼接模块，将通过适配器适配后的各类管制信息基于飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块处理结果进行报文模板进行拼接；参考相关标准及规范定义各数据项报文模板，报文模板拼接模块基于飞行计划校验模块、综合航迹辅助校验模块处理结果依据飞行计划结合航班动态进行进离场及飞行阶段识别，针对不同报文项分别匹配对应模板并完成报文模板拼接；

飞行计划校验模块，用于辅助报文拼接模块完成报文模板拼接；

综合航迹辅助校验模块，结合航班动态航迹，结合机组请求的管制信息，结合飞行计划预判当前所在位置，实现依据飞行阶段推送指定信息，保证管制信息发送的准确性、时效性，校验通过后将转发至传输控制模块进行权限校验。

4.根据权利要求3所述的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：所述飞行计划校验模块将管制信息报文与航空器的飞行计划数据包含航班号、机尾号、起飞机场、降落机场、计划航路、计划/预计起飞时间、计划/预计到达时间、计划进离场程序、计划跑道、计划飞行高度进行适配、校验，根据航班号、机尾号、起降机场、计划起飞时间进行唯一性校验，依据计划起降机场判断起、降类型，依据预计起降时间及计算起飞时间或计划航路判断结合航班动态判断所处飞行阶段，辅助实现依据飞行阶段向指定机组推送航班运行相关信息，保证报文推送有效性。

5.根据权利要求4所述的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：所述传输控制系统包括：信息接收模块、信息发送模块、权限校验模块；

信息接收模块接收数字化信息采集系统数据转发模块转发的机组请求信息，经由数字化处理中心信息校验通过后，将指定管制信息传输至发送模块等待发送；

信息发送模块将通过校验、适配通过后的各类管制信息，发送至传输控制系统权限校验模块进行权限校验；

权限校验模块对机组发送的请求信息，进行航班号、机尾号及24位地址码校验，判断是否符合发送条件，若不符合则过滤此请求信息；若符合则经数字化信息应答系统推送相关消息至指定航空器。

6.根据权利要求5所述的用于飞行全阶段数字化信息推送的装置，其特征在于：所述数字化信息应答系统包括：报文收发模块、报文有效性校验模块、报文时效性校验模块、合同式应答模块；

报文收发模块分为报文的接收和发送，接收报文包括：机组请求报、航电设备接收反馈报及机组确认反馈报，对返回的反馈信息报下行报；

发送报文包括：含航班相关管制信息的数字化管制上行报；报文收发模块接收报文后，依据规则对报文头、报文正文进行拆分，经由数字化信息处理中心进行数据校验，校验通过后，并对机组反馈信息报文进行发送；

报文有效性校验模块，对报文收发模块接收的报文进行分析，校验报文格式是否正确、关键字是否缺失，逻辑判断是否错误，并将返回信息报文正文与发送的管制信息报文正文进行比对，判定不一致时，返回错误信息，判定报文一致时，保存至数字化信息应答系统中，并对机组的反馈信息及时做出应答，发送反馈确认通信状态给机组，保证报文接收的准确性、一致性、有效性；

报文时效性校验模块，根据航迹获取航班动态位置，对报文收发模块接收的管制报文进行分析，将管制报文对应状态与航班动态、飞行计划进行比对，过滤已过期报文或与飞机当前状态不符报文；当报文收发模块接收到航电设备接收反馈报及机组确认反馈报时，将其与数字化管制信息上行报发送时间向比对，如超过约定阈值时间，则判断超时，并将相关消息接收反馈状态推送至指定管制系统，管制员可依据机组接收、处理反馈消息实时获取机组接收状态，实现消息闭环；

合同式应答模块，当机组请求飞行相关管制信息时，地面数字化信息应答系统将接收机载设备下发的请求报文，经数字化信息处理中心适配、校验及拼接后，经由数据链网络传输控制系统进行数据信息权限校验并推送，将管制信息推送至指定航空器，航空器端机载设备接收后将主动下发反馈下行报文，相关反馈信息将推送至管制员端相应管制系统端；当机组请求信息有更新时，合同式应答模块将主动向指定航空器推送更新消息，并完成合同式应答全流程。

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