CN114373336A - 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法 - Google Patents

一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114373336A
CN114373336A CN202111584608.XA CN202111584608A CN114373336A CN 114373336 A CN114373336 A CN 114373336A CN 202111584608 A CN202111584608 A CN 202111584608A CN 114373336 A CN114373336 A CN 114373336A
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
flight
bird repelling
airport
equipment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111584608.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN114373336B (zh
Inventor
赵庆田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongyu Beijing New Technology Development Co ltd Of China Academy Of Civil Aviation Science And Technology
Original Assignee
Shandong Hangyun Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Hangyun Technology Co ltd filed Critical Shandong Hangyun Technology Co ltd
Priority to CN202111584608.XA priority Critical patent/CN114373336B/zh
Publication of CN114373336A publication Critical patent/CN114373336A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114373336B publication Critical patent/CN114373336B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0073—Surveillance aids
    • G08G5/0082—Surveillance aids for monitoring traffic from a ground station
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/06—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using visual means, e.g. scarecrows, moving elements, specific shapes, patterns or the like
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01M—CATCHING, TRAPPING OR SCARING OF ANIMALS; APPARATUS FOR THE DESTRUCTION OF NOXIOUS ANIMALS OR NOXIOUS PLANTS
    • A01M29/00—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus
    • A01M29/16—Scaring or repelling devices, e.g. bird-scaring apparatus using sound waves
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
    • G08G5/0095—Aspects of air-traffic control not provided for in the other subgroups of this main group

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Insects & Arthropods (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法，所述系统包括物理层、数据处理层以及应用层；物理层包括机场ADS‑B设备和雷达设备；机场ADS‑B设备和雷达设备用于获取航班数据；数据处理层用于读取航班数据，并对航班进行预测得到航班态势数据；应用层包括综合指挥控制系统和移动式驱鸟设备；移动式驱鸟设备设置于跑道的两侧，并与综合指挥控制系统通信连接；综合指挥控制系统能够根据数据处理层预测的航班态势数据，控制移动式驱鸟设备启动，从而进行驱鸟；本发明提供的方案，能够实现机场驱鸟自动化、智能化和高效化，根据机场航班态势数据与驱鸟设备的联动性，可对驱鸟设备实现自动化、远程化的驱鸟功能。

Description

一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法
技术领域
本发明属于机场智能驱鸟技术领域，具体涉及一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法。
背景技术
近年来，随着航空事业的迅速发展，世界各地鸟击事故发生的概率呈明显上升的趋势，重大鸟击事故时有发生，事故造成了严重的生命及财产损失。鸟击事故长期困扰着航空界并威胁着飞机的飞行安全，鸟击事故已经被国际航空联合会认定为“A”类航空灾难，然而如何彻底避免鸟击事故的发生是一个国际性难题。
20世纪70年代，欧洲的一些主要国家利用鸟类雷达探测技术开发了BIRDTAM 系统；20世纪80年代，美国空军使用鸟类预警模型(BAM)，可向机组提供鸟类预警信息；20世纪90年代，德国军方开发的鸟类探测系统，可给出实时的鸟撞警告；1998年，美国开发了鸟类危险咨询系统(AHAS)，可实时地将雷达数据转变为鸟情信息；美国联邦航空公司与Clemson大学联合开发的BIRDRAD系统能够探测生物目标，实时监视机场附近的鸟类活动。但是机场鸟类在经历一定适应期后会对机场内的驱鸟设备产生耐受刺激反应，从而使得传统的驱鸟设备的使用效果呈现逐年下降的趋势并给航空安全带来了一定的隐患。
随着科技的不断发展，机场驱鸟工作与科技手段相结合已成为新的研究趋势，传统的机场驱鸟系统存在设备单一、自动化程度低、随机性驱鸟等问题，不能满足现阶段机场驱鸟的要求，因此开发具有高可用性、自动控制的机场驱鸟系统已成为必然需求。
目前国内外采用的是一系列简单直接的驱鸟方法，目前比较流行的驱鸟方法有煤气炮、录音驱鸟、驱鸟车、超声波驱鸟器以及猎杀等。煤气炮使用起来不方便且不环保，如Claws驱鸟器主要由煤气炮和两个扩音喇叭组成，煤气炮通过点燃煤气瞬间发出爆鸣声；超声波驱鸟器由于覆盖范围的限制，起效慢，一般用在电力系统中，使用在机场效果不好；录音驱鸟，采用的方法是播放鸟类天敌的鸣叫声以及鸟类遇到伤害后的悲鸣声的录音，时间久了鸟类也会产生习惯化，对此置若罔闻。国内机场现有的装备中的轨道式无人驾驶遥控驱鸟车装备有驱鸟炮和大功率喇叭等驱鸟设备，通过无线遥控使驱鸟车在轨道上来回巡逻，但是驱鸟车体积大个头高，不能布置在跑道两侧较近区域，猎杀的方式虽然有效但是破坏了生态平衡；因此国内现有的驱鸟手段存在一定弊端，国外的声音驱鸟器成本过高、易损耗，而且往往存在着水土不服的缺点。
综上所述，目前相关机场驱鸟系统但尚存在问题：
第一、机场驱鸟系统的一体化、自动化程度仍需加强；
第二、机场内鸟类目标的确认工作通常交给机场工作人员，且不能实现鸟类目标的自动确认；
第三、机场内的二踢脚炮、煤气炮、钛雷炮等设备的部署合理性不足，容易导致驱鸟效果不理想。
基于上述机场驱鸟的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法，旨在解决现有机场驱鸟的问题。
本发明提供一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，所述系统包括物理层、数据处理层以及应用层；物理层包括机场ADS-B设备和雷达设备；机场ADS-B 设备和雷达设备用于获取航班数据；数据处理层用于读取航班数据，并对航班进行预测得到航班态势数据；应用层包括综合指挥控制系统和移动式驱鸟设备；移动式驱鸟设备设置于跑道的两侧，并与综合指挥控制系统通信连接；综合指挥控制系统能够根据数据处理层预测的航班态势数据，控制移动式驱鸟设备启动，从而进行驱鸟。
进一步地，雷达设备包括二次雷达设备和场面监视雷达设备，数据处理层包括监控平台；物理层中通过机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场航班数据，通过将多种航班数据推送至监控平台，结合监控平台中的航班预达时刻预测模型，实现机场空地一体的航班预达时刻预测，以及应用层的驱鸟设备联动。
进一步地，监控平台包括数据接收系统、数据存储系统、数据处理中心以及数据管理系统；数据接收系统用于接收航班数据，数据存储系统用于存储航班数据，数据处理中心用于对航班数据进行分析处理，从而获取航空器的预计着陆/ 起飞时间和着陆/起飞使用跑道；数据管理系统用于对航班数据进行管理；航班数据包括ADS-B数据和二次雷达及场面监视雷达数据，ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符，二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据等数据信息。
进一步地，多个移动式驱鸟设备分别间隔设置于跑道的两侧，每个移动式驱鸟设备能够沿跑道的长度方向进行往复移动；综合指挥控制系统根据确定的航班态势数据，控制移动式驱鸟设备往复移动，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道。
进一步地，移动式驱鸟设备包括电机、滑板、传动杆以及钢丝绳，滑板设置于传动杆上；传动杆的两端分别固定在钢丝绳上，电机通过齿轮带动钢丝绳往复移动，从而带动滑板在钢丝绳上往复移动；或者，传动杆的一端与其一侧的第一钢丝绳固定连接，传动杆的另一端与其另一侧的第二钢丝绳滑动连接，电机通过齿轮带动第一钢丝绳往复移动，从而带动滑板在第一钢丝绳和第二钢丝绳上往复移动；滑板上设有太阳能电池板、风力旋转驱鸟器、高音喇叭以及声波器。
相应地，本发明还提供一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，所述方法包括以下过程：
S1：首先通过机场ADS-B设备和雷达设备获取机场的航班数据，并传输至数据处理层；
S2：数据处理层接收航班数据，并且对航班预达时刻进行预测；
S3：数据处理层对预测得到的机场航班预达时刻进行分析，并得到航班态势数据；
S4：综合指挥控制系统根据航班态势数据联动机场跑道的移动式驱鸟设备，使移动式驱鸟设备启动；
S5：综合指挥控制系统根据航班态势实时数据分析结果，航空器落地后，将航班的实时数据传送至机场移动式驱鸟设备控制中心，移动式驱鸟设备自动关闭。
进一步地，S1步骤中，航班数据包括ADS-B数据和二次雷达及场面监视雷达数据，ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符，二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据等数据信息。
进一步地，S2步骤中，物理层中通过机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场航班数据，通过将多种航班数据推送至监控平台，结合监控平台中的预达时刻分析算法模型和航班特殊动作告警模型，实现机场空地一体的航班预达时刻预测，以及应用层的驱鸟设备联动。
进一步地，S2步骤中，选取ADS-B系统、二次雷达以及场面监视雷达设备记录的大量航班历史飞行数据作为分析样本，根据对历史航班飞行数据进行统计得出航班预达时刻的预测模型，主要预测步骤如下：
S21：根据历史航班飞行数据，估算航线的平均速度；计算公式如下：
Figure BDA0003426197090000041
式中，
Figure BDA0003426197090000042
表示样本数据中的航线平均速度，
Figure BDA0003426197090000043
表示航空器的瞬时速度，
Figure BDA0003426197090000044
表示样本数据中航空器i的瞬时速度，N表示样本量；
S22：估算样本数据中航空器的平均飞行时间。若看两个机场之间航线的距离为L，则样本数据中单个航班平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000051
当航班数量为N时，则样本数据的航线平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000052
S23：根据ADS-B系统中历史航班数据统计得到的航班平均飞行时间，设航班起飞时间为Tdeparture，则可得到预测出航班的到达时间，即：
Figure BDA0003426197090000053
进一步地，多个移动式驱鸟设备分别间隔设置于机场跑道的两侧，每个移动式驱鸟设备能够沿跑道的长度方向进行往复移动；综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心根据确定的航班态势数据，控制各个移动式驱鸟设备往复移动，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐。
进一步地，S3步骤中，航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道；
当所预测的机场航班到达时间小于5min时，S3步骤中具体包括：
S31：将航班态势数据传输至综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心；
S32：驱鸟设备控制中心收到飞机的航班态势数据，确定飞机的预计着陆/ 起飞时间以及着陆/起飞使用的跑道，并通过机场内无线/有线网络，依次驱动着陆/起飞跑道方向两侧布置的移动驱鸟设备控制器；
S33：移动驱鸟设备控制器发出启动命令后，移动式驱鸟设备的电机开始工作，电机带动直连的钢丝绳，钢丝绳牵引移动式鸟设备进行往复运动，与此同时，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；
当所预测的机场航班到达时间大于5min时，S3步骤中具体包括：
S34：航班态势数据传输至驱鸟设备控制中心，驱鸟设备控制中心不启动移动式驱鸟设备。
本发明提供的技术方案，具有如下技术效果：
第一、效率高，基于大数据挖掘技术结合航班历史数据信息，对机场航班预达时刻进行预测，根据航班预达时刻联动机场移动式驱鸟设备，减少了人为判断航班到达时刻的误差，极大地提高了机场驱鸟的效率；
第二、自动性高，通过航班态势数据联动机场移动式驱鸟设备，可实现自动启动机场移动式驱鸟设备，降低人工劳动强度；
第三、安全性高，机场移动式驱鸟设备贴近地面，在不影响航班运行的前提下实现智能化驱鸟的功能，提高航空器的飞行安全；
第四、经济性好，该系统实现了机场航班动态与驱鸟设备的智能联动，有效的节约了机场驱鸟成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
以下将结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统示意图；
图2为本发明一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统联动示意图；
图3为本发明机场场区内移动式驱鸟设备安装位置示意图；
图4为本发明机场场区内移动式驱鸟设备示意图；
图5为本发明移动式驱鸟设备示意图；
图6为本发明一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法流程图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1至图6所示，本发明提供一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，所述系统包括物理层、数据处理层以及应用层；其中，物理层包括机场ADS-B 设备和雷达设备；机场ADS-B设备和雷达设备用于获取航班数据；数据处理层用于读取航班数据，并对航班进行预测得到航班态势数据；应用层包括综合指挥控制系统和移动式驱鸟设备；移动式驱鸟设备设置于跑道的两侧，并与综合指挥控制系统通信连接；综合指挥控制系统能够根据数据处理层预测的航班态势数据，控制移动式驱鸟设备启动，从而进行驱鸟；本发明提供的基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，能够实现机场驱鸟自动化、智能化和高效化，根据机场航班态势数据与驱鸟设备的联动性，可对驱鸟设备实现自动化、远程化的驱鸟功能，同时将自主研发驱鸟设备部署在机场跑道两侧升降带的草坪中，通过驱鸟设备的往复移动，实现对机场场区内鸟类的有效驱赶。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，雷达设备包括二次雷达设备和场面监视雷达设备，数据处理层包括监控平台；物理层中通过机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场航班数据，通过将多种航班数据推送至监控平台，结合监控平台中的航班预达时刻预测模型，实现机场空地一体的航班预达时刻的精确预测，以及应用层的驱鸟设备联动；采用上述方案，通过二次雷达设备和场面监视雷达设备，依据航班进出港的准确预计时间，自动驱动移动式驱鸟设备，高效完成机场及跑道两侧区域内的鸟类驱逐；本发明提供的机场智能驱鸟系统采用数据挖掘技术分析历史轨迹数据，分析航班位置、航向、速度、气象条件等因素对航班预达时刻精度的影响，根据大量历史航班飞行数据的统计分析结果，建立机场航班预达时刻预测模型，高效精确预测航班进入终端区内的预达时刻。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，上述方案中，航班预达时刻预测模型具体为：
选取ADS-B系统、二次雷达和场面监视雷达记录的大量航班历史飞行数据作为分析样本，根据对历史航班飞行数据进行统计得出航班预达时刻的预测模型，主要预测步骤如下：
S10：根据历史航班飞行数据，估算航线的平均速度；计算公式如下：
Figure BDA0003426197090000091
式中，
Figure BDA0003426197090000092
表示样本数据中的航线平均速度，
Figure BDA0003426197090000093
表示航空器的瞬时速度，
Figure BDA0003426197090000094
表示样本数据中航空器i的瞬时速度，N表示样本量；
S20：估算样本数据中航空器的平均飞行时间。若看两个机场之间航线的距离为L，则样本数据中单个航班平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000095
当航班数量为N时，则样本数据的航线平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000096
S30：根据ADS-B系统中历史航班数据统计得到的航班平均飞行时间，设航班起飞时间为Tdeparture，则可得到预测出航班的到达时间，即：
Figure BDA0003426197090000097
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，监控平台包括数据接收系统、数据存储系统、数据处理中心以及数据管理系统，从而对航班数据进行接收、存储、分析以及其他管理；具体地，数据接收系统用于接收航班数据，数据存储系统用于存储航班数据，数据处理中心用于对航班数据进行分析处理，从而获取航空器的预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道；数据管理系统用于对航班数据进行管理；进一步地，航班数据包括ADS-B数据和二次雷达及场面监视雷达数据，ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符，ACRAS数据包括航空器发出的无线报文；具体地，ADS-B采用卫星而不是雷达技术，可以更加准确地观察和跟踪空中交通，配备ADS-B输出发射机的航空器位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号以及IACO标识符等信息发送到地面站网络，由地面站网络将信息中继到空中交通管制显示器；进一步地，二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据等数据信息，可以提供给机场的业务信息系统使用。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，多个移动式驱鸟设备分别间隔设置于跑道的两侧，相邻两个移动式驱鸟设备间隔50m；每个移动式驱鸟设备能够沿跑道的长度方向进行往复移动；具体地，移动式驱鸟设备分布在机场跑道两侧45m至55m的升降带草丛内，优选为50m；每个移动式驱鸟设备可以在200 米的范围内往复运动，不同设备之间可以间隔50米，根据跑道长度，即可确定机场的移动驱鸟设备布放数量；综合指挥控制系统根据确定的航班态势数据，控制移动式驱鸟设备往复移动，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，本实施例中，自主研发的移动式驱鸟设备包括电机、滑板、传动杆以及钢丝绳，其中，滑板设置于传动杆上；传动杆的两端分别固定在钢丝绳上，电机通过齿轮带动钢丝绳往复移动，从而带动滑板在钢丝绳上往复移动；或者，传动杆的一端与其一侧的第一钢丝绳固定连接，传动杆的另一端与其另一侧的第二钢丝绳滑动连接，电机通过齿轮带动第一钢丝绳往复移动，从而带动滑板在第一钢丝绳和第二钢丝绳上往复移动；具体地，传动杆选为钢管；滑板上设有太阳能电池板、风力旋转驱鸟器、高音喇叭以及声波器；具体地，该移动式驱鸟设备通过电机的动力驱动使传动杆拉动钢丝绳做往复运动，与此同时，滑板上的多种驱鸟器依次开始协同工作，录有猛禽嘶吼声音的高音喇叭响起，定向/全向声波根据设定的响应间隔依次发出声波，风力旋转驱鸟器在平台移动和风力的作用下镜片旋转发出反射光，通过平台移动和听觉、视觉等刺激方式的叠加，实现机场场区鸟类的高效驱逐。
本发明提供的基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，将机场的ADS-B、场监雷达、二次雷达等多源异构数据在时空维度上进行无缝融合；同时利用数据挖掘模型提取航班运行特征，结合航班实时运行数据、气象、航路数据等，对航班预计到达时间进行精确预测，进一步地创建了航班态势数据；航班态势数据联动机场移动式驱鸟设备，可实现远程自动化的启动机场移动式驱鸟设备。
相应地，结合上述方案，如图1至图6所示，本发明还提供一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，该驱鸟方法能够结合上述驱鸟系统进行应用；所述方法包括以下过程：
S1：首先通过机场ADS-B设备和雷达设备获取机场的航班数据，并传输至数据处理层；
S2：数据处理层接收航班数据，并且对航班预达时刻进行预测；
S3：数据处理层对预测得到的机场航班预达时刻进行分析，并得到航班态势数据；
S4：综合指挥控制系统根据航班态势数据联动机场跑道的移动式驱鸟设备，使移动式驱鸟设备启动；
S5：综合指挥控制系统根据航班态势实时数据分析结果，航空器落地后，将航班的实时数据传送至机场移动式驱鸟设备控制中心，移动式驱鸟设备自动关闭。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，S1步骤中，航班数据包括ADS-B 数据和二次雷达及场面监视雷达数据，ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符；进一步地，二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据等数据信息。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，在S1、S2步骤中，物理层中通过机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场航班数据，通过将多种航班数据推送至监控平台，结合监控平台中的航班预达时刻预测模型，实现机场空地一体的航班预达时刻预测，以及应用层的驱鸟设备联动；采用上述方案通过对航班的ADS-B数据、二次雷达和场面监视雷达数据处理与分析，预测航班的预达时刻，通过网络传输实现对移动式驱鸟设备的联动，达到了驱鸟的自动化和智能化。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，S2步骤中，选取ADS-B系统、二次雷达和场面监视雷达记录的大量航班历史飞行数据作为分析样本，根据对历史航班飞行数据进行统计得出航班预达时刻的预测模型，主要预测步骤如下：
S21：根据历史航班飞行数据，估算航线的平均速度；计算公式如下：
Figure BDA0003426197090000121
式中，
Figure BDA0003426197090000122
表示样本数据中的航线平均速度，
Figure BDA0003426197090000123
表示航空器的瞬时速度，
Figure BDA0003426197090000124
表示样本数据中航空器i的瞬时速度，N表示样本量；
S22：估算样本数据中航空器的平均飞行时间。若看两个机场之间航线的距离为L，则样本数据中单个航班平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000125
当航班数量为N时，则样本数据的航线平均飞行时间为：
Figure BDA0003426197090000126
S23：根据ADS-B系统中历史航班数据统计得到的航班平均飞行时间，设航班起飞时间为Tdeparture，则可得到预测出航班的到达时间，即：
Figure BDA0003426197090000131
优选地，结合上述方案，如图1至图6 所示，多个移动式驱鸟设备分别间隔设置于机场跑道的两侧，相邻两个移动式驱鸟设备间隔50m；每个移动式驱鸟设备能够沿跑道的长度方向进行往复移动；具体地，移动式驱鸟设备分布在机场跑道两侧45m至55m的升降带草丛内，优选为 50m；每个移动式驱鸟设备可以在200米的范围内往复运动，不同设备之间可以间隔50米，根据跑道长度，即可确定机场的移动驱鸟设备布放数量；进一步地，综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心根据确定的航班态势数据，控制各个移动式驱鸟设备往复移动，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，S3步骤中，航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道；具体地，
当所预测的机场航班到达时间小于5min时，S3步骤中具体包括：
S31：将航班态势数据传输至综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心；
S32：驱鸟设备控制中心收到飞机的航班态势数据，确定飞机的预计着陆/ 起飞时间以及着陆/起飞使用的跑道，并通过机场内无线/有线网络，依次驱动着陆/起飞跑道方向两侧布置的移动驱鸟设备控制器；
S33：移动驱鸟设备控制器发出启动命令后，移动式驱鸟设备的电机开始工作，电机带动直连的钢丝绳，钢丝绳牵引移动式鸟设备进行往复运动，与此同时，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；
当所预测的机场航班到达时间大于5min时，S3步骤中具体包括：
S34：航班态势数据传输至驱鸟设备控制中心，驱鸟设备控制中心不启动移动式驱鸟设备。
优选地，结合上述方案，如图1至图6所示，S4步骤中，根据航班态势数据对航班预达时刻的预测结果，将航班预达的时刻数据通过4G/5G/WIFI或者通信光缆等方式发送至机场的驱鸟设备控制中心，驱鸟设备控制中心接收航班态势数据后，确定飞机的预计着陆/起飞时间以及着陆/起飞使用的跑道，依次驱动着陆/起飞跑道方向两侧布置的移动驱鸟设备控制器，控制器发出启动命令后，移动式驱鸟设备的电机开始工作，电机带动直连的钢丝绳，钢丝绳牵引移动式驱鸟设备进行往复运动，与此同时，移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭等驱鸟设施进行鸟类驱逐，驱鸟联动系统如图2所示；组建基于物联网的机场驱鸟联动系统网络的主要目的是为自主研发的机场移动式驱鸟设备提供数据，是搭建可远程控制的机场驱鸟联动系统平台的硬件基础。
本发明提供的技术方案，具有如下技术效果：
第一、效率高，基于大数据挖掘技术结合航班历史数据信息，对机场航班预达时刻进行预测，根据航班预达时刻联动机场移动式驱鸟设备，减少了人为判断航班到达时刻的误差，极大地提高了机场驱鸟的效率；
第二、自动性高，通过航班态势数据联动机场移动式驱鸟设备，可实现自动启动机场移动式驱鸟设备，降低人工劳动强度；
第三、安全性高，机场移动式驱鸟设备贴近地面，在不影响航班运行的前提下实现智能化驱鸟的功能，提高航空器的飞行安全；
第四、经济性好，该系统实现了机场航班动态与驱鸟设备的智能联动，有效的节约了机场驱鸟成本。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，其特征在于，所述系统包括物理层、数据处理层以及应用层；
所述物理层包括机场ADS-B设备和雷达设备；所述机场ADS-B设备和所述雷达设备用于获取航班数据；
所述数据处理层用于读取所述航班数据，并对航班进行预测得到航班态势数据；
所述应用层包括综合指挥控制系统和移动式驱鸟设备；所述移动式驱鸟设备设置于跑道的两侧，并与所述综合指挥控制系统通信连接；
所述综合指挥控制系统能够根据所述数据处理层预测的航班态势数据，控制所述移动式驱鸟设备启动，从而进行驱鸟。
2.根据权利要求1所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，其特征在于，所述雷达设备包括二次雷达设备和场面监视雷达设备，所述数据处理层包括监控平台；所述物理层中通过所述机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场的航班数据，通过将多种航班数据推送至所述监控平台，结合所述监控平台中的航班预达时刻预测模型，实现机场空地一体的航班预达时刻预测，以及应用层的驱鸟设备联动。
3.根据权利要求2所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，其特征在于，所述监控平台包括数据接收系统、数据存储系统、数据处理中心以及数据管理系统；所述数据接收系统用于接收所述航班数据，所述数据存储系统用于存储所述航班数据，所述数据处理中心用于对所述航班数据进行分析处理，从而获取航空器的预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道；所述数据管理系统用于对所述航班数据进行管理；所述航班数据包括ADS-B数据和二次雷达及场面监视雷达数据，所述ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符，所述二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据。
4.根据权利要求1所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统，其特征在于，多个所述移动式驱鸟设备分别间隔设置于所述跑道的两侧，每个所述移动式驱鸟设备能够沿所述跑道的长度方向进行往复移动；所述综合指挥控制系统根据确定的航班态势数据，控制所述移动式驱鸟设备往复移动，所述移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；所述航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道。
5.一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，其特征在于，所述方法包括以下过程：
S1：首先通过机场ADS-B设备和雷达设备获取机场的航班数据，并传输至数据处理层；
S2：数据处理层接收所述航班数据，并且对航班预达时刻进行预测；
S3：数据处理层对预测得到的机场航班预达时刻进行分析，并得到航班态势数据；
S4：综合指挥控制系统根据所述航班态势数据联动机场跑道的移动式驱鸟设备，使所述移动式驱鸟设备启动；
S5：综合指挥控制系统根据航班态势实时数据分析结果，航空器落地后，将航班的实时数据传送至机场移动式驱鸟设备控制中心，所述移动式驱鸟设备自动关闭。
6.根据权利要求5所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，其特征在于，
所述S1步骤中，所述航班数据包括ADS-B数据和二次雷达及场面监视雷达数据，所述ADS-B数据包括航空器的位置、高度、航向、地速、垂直速度、呼号、气象条件以及IACO标识符，所述二次雷达及场面监视雷达数据包括航空器飞行状态、起飞和着陆时刻数据、机场场面内的滑行数据；和/或，
所述S2步骤中，所述物理层中通过机场ADS-B设备接收飞机广播的实时位置数据，并结合机场的二次雷达设备和场面监视雷达设备获取机场航班数据，通过将多种航班数据推送至监控平台，结合监控平台中的预达时刻分析算法模型和航班特殊动作告警模型，实现机场空地一体的航班预达时刻预测，以及应用层的驱鸟设备联动。
7.根据权利要求5所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，其特征在于，所述S2步骤中，选取ADS-B系统、二次雷达以及场面监视雷达设备记录的大量航班历史飞行数据作为分析样本，根据对历史航班飞行数据进行统计得出航班预达时刻的预测模型，主要预测步骤如下：
S21：根据历史航班飞行数据，估算航线的平均速度；计算公式如下：
Figure FDA0003426197080000031
式中，
Figure FDA0003426197080000032
表示样本数据中的航线平均速度，
Figure FDA0003426197080000033
表示航空器的瞬时速度，Vl i表示样本数据中航空器i的瞬时速度，N表示样本量；
S22：估算样本数据中航空器的平均飞行时间。若看两个机场之间航线的距离为L，则样本数据中单个航班平均飞行时间为：
Figure FDA0003426197080000034
当航班数量为N时，则样本数据的航线平均飞行时间为：
Figure FDA0003426197080000035
S23：根据ADS-B系统中历史航班数据统计得到的航班平均飞行时间，设航班起飞时间为Tdeparture，则可得到预测出航班的到达时间，即：
Figure FDA0003426197080000036
8.根据权利要求5所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，其特征在于，多个所述移动式驱鸟设备分别间隔设置于机场跑道的两侧，每个所述移动式驱鸟设备能够沿所述跑道的长度方向进行往复移动；所述综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心根据确定的航班态势数据，控制各个所述移动式驱鸟设备往复移动，所述移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐。
9.根据权利要求5所述的基于航班态势数据的机场智能驱鸟方法，其特征在于，所述S3步骤中，所述航班态势数据包括预计着陆/起飞时间和着陆/起飞使用跑道；当所预测的机场航班到达时间小于5min时，所述S3步骤中具体包括：
S31：将所述航班态势数据传输至综合指挥控制系统的驱鸟设备控制中心；
S32：驱鸟设备控制中心收到飞机的航班态势数据，确定飞机的预计着陆/起飞时间以及着陆/起飞使用的跑道，并通过机场内无线/有线网络，依次驱动着陆/起飞跑道方向两侧布置的移动驱鸟设备控制器；
S33：移动驱鸟设备控制器发出启动命令后，移动式驱鸟设备的电机开始工作，电机带动直连的钢丝绳，钢丝绳牵引移动式鸟设备进行往复运动，与此同时，所述移动式驱鸟设备通过风力旋转驱鸟器、高音喇叭或定向/全向声波进行鸟类驱逐；
当所预测的机场航班到达时间大于5min时，所述S3步骤中具体包括：
S34：所述航班态势数据传输至驱鸟设备控制中心，所述驱鸟设备控制中心不启动移动式驱鸟设备。
CN202111584608.XA 2021-12-22 2021-12-22 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法 Active CN114373336B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111584608.XA CN114373336B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111584608.XA CN114373336B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114373336A true CN114373336A (zh) 2022-04-19
CN114373336B CN114373336B (zh) 2023-01-13

Family

ID=81140175

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111584608.XA Active CN114373336B (zh) 2021-12-22 2021-12-22 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114373336B (zh)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5450063A (en) * 1993-10-18 1995-09-12 Peregrine, Inc. Bird avert system
US6889612B1 (en) * 2003-12-29 2005-05-10 The 204Th Arsenal, Material Production Center Armement Bureau Long-distance blast banger
CN102332214A (zh) * 2011-08-04 2012-01-25 南京航空航天大学 一种增强型机场场面监视系统
CN104281115A (zh) * 2013-10-21 2015-01-14 山东师范大学 诱导式驱鸟机器人网络控制系统及方法
CN105739335A (zh) * 2015-12-29 2016-07-06 中国民航科学技术研究院 一种机场鸟类探测预警与驱赶联动系统
CN108985621A (zh) * 2018-07-13 2018-12-11 南京航空航天大学 基于风险管控的区域多机场不正常航班恢复方法
CN209121093U (zh) * 2018-07-20 2019-07-19 民航中南空管设备工程公司 机场鸟情探测处理系统
CN110679584A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 中国民航科学技术研究院 自动驱鸟装置及方法
CN111528216A (zh) * 2020-06-22 2020-08-14 鄂尔多斯应用技术学院 一种飞机场滑移式综合驱鸟装置
CN111670895A (zh) * 2020-07-01 2020-09-18 北京无线电测量研究所 机场鸟情防范装置和机场鸟情防范设备
WO2020235834A1 (ko) * 2019-05-21 2020-11-26 Choi Byeong Gwan 로봇 드론을 이용한 비행장 조류 스트라이크 시스템
CN112314589A (zh) * 2020-11-04 2021-02-05 张家界航空工业职业技术学院 一种飞机跑道用防鸟装置
CN112446569A (zh) * 2019-08-27 2021-03-05 福建师范大学地理研究所 一种机场鸟击风险评估及可视化系统
CN112493229A (zh) * 2020-12-08 2021-03-16 西安孔德信息科技有限公司 一种用于机场的阵列式驱鸟方法及系统
CN112530207A (zh) * 2020-11-27 2021-03-19 湖南傲英创视信息科技有限公司 机场鸟情监控方法及系统
CN213281269U (zh) * 2020-06-22 2021-05-28 鄂尔多斯应用技术学院 一种飞机场滑移式综合驱鸟装置
CN113383763A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 孙磊 一种全天候全区域智能驱鸟系统和装置

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5450063A (en) * 1993-10-18 1995-09-12 Peregrine, Inc. Bird avert system
US6889612B1 (en) * 2003-12-29 2005-05-10 The 204Th Arsenal, Material Production Center Armement Bureau Long-distance blast banger
CN102332214A (zh) * 2011-08-04 2012-01-25 南京航空航天大学 一种增强型机场场面监视系统
CN104281115A (zh) * 2013-10-21 2015-01-14 山东师范大学 诱导式驱鸟机器人网络控制系统及方法
CN105739335A (zh) * 2015-12-29 2016-07-06 中国民航科学技术研究院 一种机场鸟类探测预警与驱赶联动系统
CN108985621A (zh) * 2018-07-13 2018-12-11 南京航空航天大学 基于风险管控的区域多机场不正常航班恢复方法
CN209121093U (zh) * 2018-07-20 2019-07-19 民航中南空管设备工程公司 机场鸟情探测处理系统
WO2020235834A1 (ko) * 2019-05-21 2020-11-26 Choi Byeong Gwan 로봇 드론을 이용한 비행장 조류 스트라이크 시스템
CN112446569A (zh) * 2019-08-27 2021-03-05 福建师范大学地理研究所 一种机场鸟击风险评估及可视化系统
CN110679584A (zh) * 2019-10-31 2020-01-14 中国民航科学技术研究院 自动驱鸟装置及方法
CN111528216A (zh) * 2020-06-22 2020-08-14 鄂尔多斯应用技术学院 一种飞机场滑移式综合驱鸟装置
CN213281269U (zh) * 2020-06-22 2021-05-28 鄂尔多斯应用技术学院 一种飞机场滑移式综合驱鸟装置
CN111670895A (zh) * 2020-07-01 2020-09-18 北京无线电测量研究所 机场鸟情防范装置和机场鸟情防范设备
CN112314589A (zh) * 2020-11-04 2021-02-05 张家界航空工业职业技术学院 一种飞机跑道用防鸟装置
CN112530207A (zh) * 2020-11-27 2021-03-19 湖南傲英创视信息科技有限公司 机场鸟情监控方法及系统
CN112493229A (zh) * 2020-12-08 2021-03-16 西安孔德信息科技有限公司 一种用于机场的阵列式驱鸟方法及系统
CN113383763A (zh) * 2021-06-11 2021-09-14 孙磊 一种全天候全区域智能驱鸟系统和装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN114373336B (zh) 2023-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103646569B (zh) 一种通用航空低空监视与服务系统
US7385527B1 (en) Smart airport automation system
CN111325943B (zh) 基于无人机进行大范围森林防火巡护预警方法及其系统
CN110109480A (zh) 一种基于多传感器融合的无人机巡查搜救系统及搜救方法
CN112763976B (zh) 一种黑飞无人机飞手定位系统及方法
WO2018036323A1 (zh) 一种低空无人机防御系统及方法
KR20190112326A (ko) 이동 대상을 검출하고/하거나 모니터링하기 위해 네트워크화된 페이즈드 어레이 안테나 응용을 사용하는 방법 및 시스템
CN111934813A (zh) 一种无人机侦测反制装备综合系统
CN108447482B (zh) 一种无人机语音通信控制系统
CN107231185B (zh) 一种基于ads-b信号的机地无线通信装置与方法
CN103413461A (zh) 一种用于飞机安全的综合监视系统及其监视方法
CN109417712A (zh) 基于载人航空数据管理无人自主飞行器的参数
CN109090093A (zh) 一种军用机场鸟害预警防治一体化平台
CN104320208A (zh) 一种空中无线电监测方法
CN110806230A (zh) 基于无人机的生态环境监测方法
CN104316900A (zh) 空中无线电监测智能机器人
CN104316901A (zh) 用于无线电监测的空中智能机器人
CN112937858A (zh) 一种新型垂直起降固定翼无人机的巡检方法
CN109080839A (zh) 一种机场巡航驱鸟装置
CN112305964A (zh) 一种自动驾驶智能洒水车控制系统
CN112493229B (zh) 一种用于机场的阵列式驱鸟方法及系统
CN204203456U (zh) 用于无线电监测的空中智能机器人
CN114373336B (zh) 一种基于航班态势数据的机场智能驱鸟系统及方法
CN204422744U (zh) 一种空中无线电监测智能机器人
CN115134037B (zh) 一种4g或5g无人机的侦测与防御方法及系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20221019

Address after: 1103, Floor 11, Building A7-5, Hanyu Jingu District, Jinan Pilot Free Trade Zone, Licheng District, Jinan City, Shandong Province

Applicant after: Shandong Branch of AVIC Zhongyu (Beijing) New Technology Development Co.,Ltd.

Address before: 250100 1103, floor 11, building a7-5, Hanyu Golden Valley, No. 7000, jingshidong Road, Ganggou street, Licheng District, Jinan City, Shandong Province

Applicant before: Shandong Hangyun Technology Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231106

Address after: 101204 7-8 / F, TONGHANG building, Mafang Industrial Park, Pinggu District, Beijing

Patentee after: ZHONGYU (BEIJING) NEW TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. OF CHINA ACADEMY OF CIVIL AVIATION SCIENCE AND TECHNOLOGY

Address before: 1103, Floor 11, Building A7-5, Hanyu Jingu District, Jinan Pilot Free Trade Zone, Licheng District, Jinan City, Shandong Province

Patentee before: Shandong Branch of AVIC Zhongyu (Beijing) New Technology Development Co.,Ltd.