JP7436695B2 - Multi-source detection system for operational elements on airport surfaces - Google Patents
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Description
本発明は民間航空の技術分野に関し、特に空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムに関する。 The present invention relates to the technical field of civil aviation, and in particular to multi-source sensing and detection systems for operational elements of airport surfaces.
航空輸送のチェーン全体の中で、空港は最も重要な一環の一つであり、航空機の空港面運用には地上の保障車両、保障スタッフが航空機の滑走誘導及び各種サービス保障業務を提供する必要がある。航空機自体の保障、例えば航空機の給油、清掃、点検など、旅客の搭乗、貨物の積み下ろし、積み替えなどの業務タイプに関わる。 Airports are one of the most important parts of the entire air transportation chain, and in order to operate aircraft at the airport, ground security vehicles and security staff are required to provide guidance and various service security services for aircraft. be. It concerns the security of the aircraft itself, such as refueling, cleaning, and inspection of the aircraft, as well as types of operations such as passenger boarding, cargo loading/unloading, and transshipment.
空港面の運用要素の感知と検知は、場面運用の安全を確保するインフラストラクチャ手段である。場面運用要素の感知及び検知分野では、現在中国国内の空港は主に場面監視レーダ、多点測位システム、ＡＤＳ－Ｂ地上受信局を用いて航空機に対する測位及び検知を実現し、車両測位装置を用いて場面運用の車両に対する測位及び検知を実現する。米国ではＸモード空港表面検知システムＡＳＤＥ－Ｘ(Airport Surface Detection Equipment-Model X)を採用し、３５カ所のハブ空港で既に実装応用されている。ＡＳＤＥ－Ｘシステムは場面監視レーダ、多点測位、多次元センサー、放送式自動相関監視、衛星航法測位技術を総合的に採用して場面移動目標の監視を実現し、空港活動エリアで応答機を装備していない車両や飛行機、及び応答機を装備している車両や飛行機を追跡でき、滑走路侵入事件の減少を助けることができる。上記の解決手段は、主に航空機と車両である滑走路/誘導路の移動目標に対して、基本的な測位と活動軌跡の追跡を実現し、ある程度滑走路侵入事件を減少させることができる。 Sensing and detection of airport surface operational elements is an infrastructure means to ensure the safety of scene operations. In the field of sensing and detecting scene operation elements, currently China's airports mainly use scene surveillance radar, multi-point positioning systems, and ADS-B ground receiving stations to realize aircraft positioning and detection, and use vehicle positioning equipment to realize aircraft positioning and detection. This system realizes positioning and detection for vehicles in various situations. In the United States, the X-mode airport surface detection system ASDE-X (Airport Surface Detection Equipment-Model X) has been adopted and has already been implemented and applied at 35 hub airports. The ASDE-X system comprehensively adopts scene surveillance radar, multi-point positioning, multi-dimensional sensors, broadcast automatic correlation monitoring, and satellite navigation positioning technology to realize scene moving target monitoring and deploy response aircraft in airport activity areas. It can track unequipped vehicles and planes as well as vehicles and planes equipped with response planes, helping to reduce runway intrusion incidents. The above solution can realize basic positioning and activity trajectory tracking for moving targets on the runway/taxiway, which are mainly aircraft and vehicles, and reduce runway intrusion incidents to some extent.
しかし航空機は地上での滑走、停泊、旅客の搭乗、貨物輸送の過程において、誘導車、牽引車、シャトルバス、荷物搬送車、食品車、給油車など各種の地上サービス車両による保障が必要となる。大型ハブ空港の滑走路、誘導路、駐機場のレイアウトが複雑であり、交通密度が大きい。空港地上サービス保障業務の流れが複雑で、関係する地上勤務員、特殊車両、設備が比較的多く、特にハブ空港の航空便が密集しているため空港地上サービス保障作業の時間が逼迫し、地上サービス人員の仕事の強度が大きくなり、安全リスクが増大している。近年、各種類の地上サービス保障車両は運転中に、航空機と道路を奪い合い、航空機に接触するなどの不安全な事件が頻発し、空港面運用の安全と効率に大きく影響する。 However, during the process of taxiing, berthing, boarding passengers, and transporting cargo, aircraft need to be protected by various ground service vehicles such as guide vehicles, towing vehicles, shuttle buses, luggage carriers, food trucks, and fuel trucks. . Large hub airports have complex layouts of runways, taxiways, and aprons, resulting in high traffic density. The flow of airport ground service guarantee work is complex, and there are relatively many ground staff, special vehicles, and equipment involved. In particular, because flights are concentrated at hub airports, the time for airport ground service guarantee work is tight, and ground service The intensity of work performed by personnel is increasing and safety risks are increasing. In recent years, various types of ground service vehicles have been competing with aircraft for road space, and unsafe incidents such as collisions with aircraft have been occurring frequently, greatly affecting the safety and efficiency of airport operations.
本発明の目的は空港面の運用要素のマルチソース感知及び検出システムを提供することであり、航空機、車両、人員などの場面運用要素を含むマルチソース感知及び正確な検知を実現し、空港面の安全運用、知能化運用に基礎の監視情報要素を提供し、空港面運用の安全及び効率を保障する。 The purpose of the present invention is to provide a multi-source sensing and detection system for operational elements of an airport surface, which realizes multi-source sensing and accurate detection of operational elements of an airport surface, including operational elements such as aircraft, vehicles, personnel, etc. It provides basic monitoring information elements for safe operation and intelligent operation, and ensures the safety and efficiency of airport operations.
本発明は空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムを提供し、それは以下を含む。
航空機感知及び検知システム、車両感知及び検知システム、作業者感知及び検知システム、作業リスク感知及び検知システム、及びデータ記憶システムである。
上記航空機感知及び検知システム、上記車両感知及び検知システム、上記作業者感知及び検知システム、及び上記作業リスク感知及び検知システムは上記データ記憶システムと電気信号によってそれぞれ接続されている。
The present invention provides a multi-source sensing and detection system for operational elements of an airport surface, which includes:
aircraft sensing and detection systems, vehicle sensing and detection systems, worker sensing and detection systems, work risk sensing and detection systems, and data storage systems.
The aircraft sensing and detection system, the vehicle sensing and detection system, the worker sensing and detection system, and the work risk sensing and detection system are each connected to the data storage system by electrical signals.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検出システムにおいて、上記航空機感知及び検知システムは以下を含む。
場面監視レーダ、多点測位システム、受信機装置、飛行計画データシステム、及び軌跡データ融合プロセッサである。上記軌跡データ融合プロセッサは上記場面監視レーダ、上記多点測位システム、上記受信機装置、上記飛行計画データシステムにそれぞれ接続されている。ここで、
上記場面監視レーダは管制塔に取り付けられ、近地範囲内の目標を監視するために用いられる。
上記多点測位システムは機上トランスポンダの信号を監視し、且つ機上トランスポンダの信号が異なる地上受信局に到達する時間差により被検知航空機の正確な位置を算出するために用いられる。
上記受信機装置は航空機の機上装置から外へ送信されたメッセージ情報を復号し、航空機の位置、速度、識別番号を含む情報を取得し、航空機の感知及び検知に用いられる。
上記軌跡データ融合プロセッサは上記飛行計画データシステムにおけるデータに基づき、上記場面監視レーダ、上記多点測位システム及び上記受信機装置により同一航空機のデータを取得して融合処理を行うために用いられる。
Further, in the airport surface operational element multi-source sensing and detection system, the aircraft sensing and detection system includes:
They are a scene surveillance radar, a multipoint positioning system, a receiver device, a flight planning data system, and a trajectory data fusion processor. The trajectory data fusion processor is connected to the scene monitoring radar, the multipoint positioning system, the receiver device, and the flight plan data system, respectively. here,
The scene monitoring radar is mounted on a control tower and used to monitor targets within close range.
The multi-point positioning system is used to monitor the signals of the onboard transponders and calculate the exact location of the detected aircraft based on the time difference in arrival of the onboard transponder signals to different ground receiving stations.
The receiver device decodes the message information sent out from the onboard equipment of the aircraft, obtains information including the position, speed, and identification number of the aircraft, and is used for sensing and detecting the aircraft.
The trajectory data fusion processor is used to acquire data of the same aircraft using the scene monitoring radar, the multipoint positioning system, and the receiver device and perform fusion processing based on data in the flight plan data system.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記受信機装置はＡＤＳ－Ｂ受信機である。 Furthermore, in the airport surface operational element multi-source sensing and detection system, the receiver device is an ADS-B receiver.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記車両感知及び検知システムは車両に対するリアルタイム検知及び測位を実現するために用いられ、以下を含む。
車載衛星測位装置、車載慣性航法装置、測位融合プロセッサ及び通信装置である。
上記車載衛星測位装置及び上記車載慣性航法装置は上記測位融合プロセッサの信号入力端にそれぞれ接続される。上記測位融合プロセッサの信号出力端は上記通信装置に接続される。上記通信装置と上記データ記憶システムは電気信号によって接続される。
Furthermore, in the multi-source sensing and detection system of the operational elements of the airport surface, the vehicle sensing and detection system is used to realize real-time sensing and positioning for vehicles, including:
These are a vehicle-mounted satellite positioning device, a vehicle-mounted inertial navigation device, a positioning fusion processor, and a communication device.
The vehicle-mounted satellite positioning device and the vehicle-mounted inertial navigation device are each connected to a signal input terminal of the positioning fusion processor. A signal output end of the positioning fusion processor is connected to the communication device. The communication device and the data storage system are connected by electrical signals.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記作業者感知及び検知システムは以下を含む。
基地局アレイ、人員端装置及びデータサーバである。
上記基地局アレイは複数の固定的に取り付けられた基地局を含み、全場エプロン作業領域の信号をカバーするために用いられる。
上記人員端装置はウェアラブル装置又は携帯型装置である。
上記データサーバは上記基地局アレイとデータ交換を実現し、且つ作業者の人員端装置での検知によって得たデータを記憶し、当該データを上記データ記憶システムに送信するために用いられる。
Further, in the multi-source sensing and detection system for airport surface operational elements, the operator sensing and detection system includes:
These are base station array, personnel end equipment and data server.
The base station array includes a plurality of permanently attached base stations and is used to provide signal coverage of the entire apron work area.
The personal device is a wearable device or a portable device.
The data server is used to realize data exchange with the base station array, store data obtained by detection by the operator's terminal device, and transmit the data to the data storage system.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記人員端装置にロケータービーコンが設けられている。 Further, in the multi-source sensing and detection system of the operational elements of the airport surface, the personnel end equipment is provided with a locator beacon.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記作業リスク感知及び検知システムは、走行衝突防止のリスク検知システム及び作業衝突防止のリスク検知システムを含む。
上記走行衝突防止のリスク検知システムは航空機の機上端装置と車両端装置を含む。
航空機の機上端装置は、航空機端の機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴおよび機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮを含む。ここで、上記航空機端の機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置は、自機の位置、高度、速度、針路、識別番号を含む情報を自動的に外部に放送するために用いられる。上記機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮは他の航空機及び車両から送信されたＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ情報を受信し、ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴの能力を備える他の航空機及び車両を検知するために用いられる。
上記作業衝突防止のリスク検知システムは超音波検知装置、映像収集装置、運転者行動監視装置及び通信装置を含む。
ここで、上記超音波検知装置は車両周辺の障害物情報を検知するために用いられ、且つ車両が航空機にドッキングする時に、車両と航空機とのドッキング距離を検知するために用いられる。
上記映像収集装置は車両周辺の画像情報を収集するために用いられる。
上記運転者行動監視装置は運転者行動習慣及び運転疲労状態を監視するために用いられる。
且つ、上記超音波検知装置、上記映像収集装置及び上記運転者行動監視装置はいずれも上記通信装置と電気信号によって接続され、上記超音波検知装置、上記映像収集装置、及び上記運転者行動監視装置により検知されたデータを上記データ記憶システムに伝送するために用いられる。
Furthermore, in the multi-source sensing and detection system for operational elements of the airport surface, the work risk sensing and detection system includes a risk detection system for traveling collision prevention and a risk detection system for work collision prevention.
The risk detection system for preventing collision while traveling includes an aircraft top end device and a vehicle end device.
The onboard equipment of the aircraft includes an onboard ADS-B OUT and an onboard ADS-B IN at the end of the aircraft. Here, the onboard ADS-B OUT device at the end of the aircraft is used to automatically broadcast information including the position, altitude, speed, course, and identification number of the own aircraft to the outside. The onboard ADS-B IN is used to receive ADS-B OUT information transmitted from other aircraft and vehicles and to detect other aircraft and vehicles with ADS-B OUT capability.
The risk detection system for preventing work collisions includes an ultrasonic detection device, a video collection device, a driver behavior monitoring device, and a communication device.
Here, the ultrasonic detection device is used to detect obstacle information around the vehicle, and also to detect the docking distance between the vehicle and the aircraft when the vehicle is docked to the aircraft.
The image collecting device is used to collect image information around the vehicle.
The driver behavior monitoring device is used to monitor driver behavior habits and driving fatigue.
The ultrasonic detection device, the image collection device, and the driver behavior monitoring device are all connected to the communication device by electrical signals, and the ultrasonic detection device, the video collection device, and the driver behavior monitoring device are connected to the communication device by electrical signals. is used to transmit the sensed data to the data storage system.
さらに、上記空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムにおいて、上記データ記憶システムは通信システムユニット、監視データサーバ及び作業パラメータサーバを含む。ここで、
上記通信システムユニットは上記航空機感知及び検知システム、上記車両感知及び検知システム、上記作業者感知及び検知システム、上記作業リスク感知及び検知システムと電気信号によって接続され、データ交換を行うために用いられる。
上記監視データサーバは上記通信システムユニットに電気的に接続され、上記航空機感知及び検知システムが提供する航空機リアルタイム軌跡データ、上記車両感知及び検知システムが提供する車両リアルタイム測位データ、及び、上記作業者感知及び検知システムが提供する作業者リアルタイム測位データを記憶するために用いられる。
Further, in the multi-source sensing and detection system of airport surface operational elements, the data storage system includes a communication system unit, a monitoring data server and a work parameter server. here,
The communication system unit is connected by electrical signals with the aircraft sensing and detection system, the vehicle sensing and detection system, the worker sensing and detection system, and the work risk sensing and detection system, and is used to exchange data.
The monitoring data server is electrically connected to the communication system unit, and receives aircraft real-time trajectory data provided by the aircraft sensing and detection system, vehicle real-time positioning data provided by the vehicle sensing and detection system, and operator sensing data. and is used to store worker real-time positioning data provided by the detection system.
上記作業パラメータサーバは上記通信システムユニットに電気的に接続され、上記作業リスク感知及び検知システムから提供される作業リスクのリアルタイム収集データを記憶するために用いられる。且つ、空港運用規則に基づき、作業リスクのリアルタイム収集データの記憶時に、監視データサーバから、現在の作業リスクに関連する航空機、車両および作業員の監視データが呼び出される。 The work parameter server is electrically connected to the communication system unit and is used to store real-time collection data of work risks provided by the work risk sensing and detection system. In addition, based on the airport operation regulations, when storing the real-time collection data of work risks, the monitoring data of aircraft, vehicles, and workers related to the current work risks are retrieved from the monitoring data server.
本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムは、場面運用要素（航空機、車両、人員）のマルチソース感知と正確な検知を実現し、空港面の安全運用、知能化運用のために基礎的なモニタリング情報要素を提供し、空港面運用の安全と効率を保障することができる。指摘しなければならないのは、マルチソース感知と検知は、各運用要素の基礎位置に対する感知と検知を含むだけでなく、場面運用規則に基づいて、プロセス作業下での相互感知と検知を保障する。 The multi-source sensing and detection system of airport surface operational elements of the present invention realizes multi-source sensing and accurate detection of scene operational elements (aircraft, vehicles, personnel), and supports the safe operation and intelligent operation of airport surfaces. It can provide basic monitoring information elements to ensure the safety and efficiency of airport operations. It must be pointed out that multi-source sensing and detection not only includes sensing and detection for the basic position of each operational element, but also ensures mutual sensing and detection under the process operation according to the scene operation rules. .
上記の一般的な説明および後述の詳細な説明は、例示的および説明的なものに過ぎず、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。 It is to be understood that the general description above and the detailed description below are exemplary and explanatory only and are not limiting.
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明に適合する実施形例を示し、本明細書と共に本発明の原理を説明するために使用される。 The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments consistent with the invention and serve, together with the specification, to explain the principles of the invention.
なお、ここで説明する具体的な実施例は本発明を説明するためだけであり、本発明を限定するものではない。 Note that the specific examples described here are only for explaining the present invention, and do not limit the present invention.
図１～図７を参照し、本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例についてさらに説明する。 With reference to FIGS. 1-7, embodiments of the airport surface operational element multi-source sensing and detection system of the present invention will be further described.
図１を参照し、本実施例の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムは、航空機感知及び検知システム１００、車両感知及び検知システム２００、作業者感知及び検知システム３００、作業リスク感知及び検知システム４００、及びデータ記憶システム５００を含む。航空機感知及び検知システム１００、車両感知及び検知システム２００、作業者感知及び検知システム３００、及び作業リスク感知及び検知システム４００は上記データ記憶システム５００と電気信号によってそれぞれ接続されている。 Referring to FIG. 1, the multi-source sensing and detection system of the airport surface operational elements of this embodiment includes an aircraft sensing and detection system 100, a vehicle sensing and detection system 200, a worker sensing and detection system 300, a work risk sensing and A sensing system 400 and a data storage system 500 are included. The aircraft sensing and detection system 100, the vehicle sensing and detection system 200, the worker sensing and detection system 300, and the work risk sensing and detection system 400 are each connected to the data storage system 500 by electrical signals.
空港面の運用規則及び航空機の地上保障作業フローから見ると、マルチソース感知及び検知システムは二つの方面を含み、一つは航空機要素、車両要素、人員要素（主に空港面の作業人員を指す）の基礎の正確な測位及び運用状況追跡であり、一つは、航空機と車両との間の相互感知及び検知である。 From the perspective of airport operational regulations and aircraft ground security work flow, the multi-source sensing and detection system includes two aspects, one is aircraft elements, vehicle elements, and personnel elements (mainly refers to airport personnel); ) are fundamental to accurate positioning and operational status tracking, and one is mutual sensing and detection between aircraft and vehicles.
以下、具体的に説明する。
図２を参照する。図２は本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例において、航空機感知及び検知システムの構造ブロック図である。
This will be explained in detail below.
See FIG. 2. FIG. 2 is a structural block diagram of an aircraft sensing and detection system in an embodiment of the multi-source sensing and detection system for airport surface operational elements of the present invention.
本実施例において、航空機感知及び検知システムは、場面監視レーダ１０１、多点測位システム１０２、ＡＤＳ－Ｂ受信機１０３、飛行計画データシステム１０４、及び軌跡データ融合プロセッサ１０５を集積している。場面監視レーダ１０１は、比較的従来の航空機感知及び検知装置であり、一般的に空港管制塔に取り付けられ、近地範囲内の目標を監視する。場面監視レーダは天候に比較的敏感であり、マルチパス効果と地上物体反射による偽目標が比較的多く、同時に不感帯が存在する。多点測位システム１０２は、航空機感知及び検知装置であり、多点測位は機上トランスポンダ信号への監視に基づき、機上トランスポンダ信号が異なる地上受信局に到達する時間差により被検知航空機の正確な位置を算出し、その測位精度は場面監視レーダより優れる。ＡＤＳ－Ｂ受信機１０３は、航空機の機上設備から外へ送信されたＡＤＳ－Ｂメッセージ情報を直接復号し、航空機の位置、速度、識別番号などの情報を取得し、航空機に対する感知と検知を実現し、その測位精度は航空機自身の衛星航法測位システムの測位精度に依存する。同一場面、同一航空機にとって、場面監視レーダ１０１、多点測位システム１０２、ＡＤＳ－Ｂ受信機１０３では、重複目標が発生する可能性がある。軌跡データ融合プロセッサ１０５は飛行計画データシステム１０４と航空機軌跡情報に基づき、融合処理を行い、偽目標と重複目標をフィルタリングし、同時に単一検知システムの被覆不感帯を低減させ、場面航空機の感知及び検知効果を効果的に確保し、且つ検知結果をデータ記憶システムに伝送し、航空機の測位精度は７．５メートルに達することができる。 In this embodiment, the aircraft sensing and detection system integrates a scene surveillance radar 101, a multipoint positioning system 102, an ADS-B receiver 103, a flight plan data system 104, and a trajectory data fusion processor 105. Scene surveillance radar 101 is a relatively conventional aircraft sensing and detection device, typically mounted on an airport control tower, to monitor targets within near-field range. Scene monitoring radar is relatively sensitive to weather, there are relatively many false targets due to multipath effects and ground object reflections, and at the same time there is a dead zone. The multipoint positioning system 102 is an aircraft sensing and detection device in which multipoint positioning is based on monitoring onboard transponder signals and determines the exact location of the detected aircraft due to the time difference in the arrival of the onboard transponder signals to different ground receiving stations. The positioning accuracy is superior to that of scene monitoring radar. The ADS-B receiver 103 directly decodes the ADS-B message information transmitted from the aircraft's onboard equipment to the outside, acquires information such as the aircraft's position, speed, and identification number, and performs sensing and detection for the aircraft. The positioning accuracy depends on the positioning accuracy of the aircraft's own satellite navigation and positioning system. Overlapping targets may occur in the scene monitoring radar 101, multipoint positioning system 102, and ADS-B receiver 103 for the same scene and the same aircraft. The trajectory data fusion processor 105 performs a fusion process based on the flight plan data system 104 and the aircraft trajectory information to filter out false targets and duplicate targets, while simultaneously reducing the covered dead zone of a single detection system and improving scene aircraft sensing and detection. Effectively ensuring the effectiveness and transmitting the detection results to the data storage system, the aircraft positioning accuracy can reach 7.5 meters.
図３を参照する。図３は本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例において、車両感知及び検知システムの構造ブロック図である。 See FIG. 3. FIG. 3 is a structural block diagram of a vehicle sensing and detecting system in an embodiment of the multi-source sensing and detecting system for airport surface operation elements of the present invention.
車両感知及び検知システムは車載衛星測位装置２０１、車載慣性航法装置２０２、測位融合プロセッサ２０３、及び通信装置２０４で構成され、車両に対する高精度のリアルタイム検知を実現し、測位精度はサブメートルレベルに達することができる。車載衛星測位装置２０１は、一般的に北斗／ＧＰＳデュアルモード測位装置を選択する。衛星信号が良好である場合、測位融合プロセッサ２０３は衛星測位装置の出力結果を優先的に採用して車両の測位情報とする。衛星信号が失われる場合、測位融合プロセッサ２０３は車載慣性航法装置２０２から出力された車両測位情報を優先的に採用する。同時に、車載慣性航法測位原理によりその測位誤差が時間とともに増大し、長期的な精度が悪いため、測位融合プロセッサ２０３はさらに衛星測位装置の情報に基づき、適時に車載慣性航法装置２０２を校正する。通信装置は、車両測位結果をデータ記憶システムに送信する。
The vehicle sensing and detection system is composed of an on-vehicle satellite positioning device 201, an on-vehicle
図４を参照する。図４は本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例において、作業者感知及び検知システムの構造ブロック図である。 See FIG. 4. FIG. 4 is a structural block diagram of a worker sensing and detection system in an embodiment of the multi-source sensing and detection system for airport surface operation elements of the present invention.
作業者感知及び検知システムは作業者の正確な感知と検出を実現し、基地局アレイ３０１、人員端装置３０２及びデータサーバ３０３の三層構造で構成される。基地局アレイ３０１は、固定的に取り付けられた一連の基地局を含み、全場エプロン作業領域に対する信号カバーを実現する。人員端装置３０２は、例えば腕時計、ヘルメット、作業服、作業カード等のウェアラブル端末を採用することができ、ウェアラブル端末に低消費電力のロケータービーコン装置が配置されている。人員端装置３０２はさらに携帯型装置を用いることができ、例えば専用携帯電話、手持ちインターホンであり、携帯型装置にロケータービーコンモジュールが内蔵されている。作業者はウェアラブル装置又は携帯式装置を携帯し、エプロン領域に居る時、ウェアラブル装置又は携帯式装置から送信された無線通信ロケータービーコン信号は基地局に受信され、作業者の感知と検知を実現し、測位精度はメートルレベルに達することができる。ウェアラブル装置上の低消費電力ロケータービーコンモジュールは良好な防水性能を備え、作業者が様々な天候条件でエプロン領域での作業を保障することに役立つ。データサーバは基地局アレイとデータ交換を実現し、作業者の検知データを記憶し、且つデータをデータ記憶システムの監視データサーバに送信する。 The worker sensing and detection system realizes accurate sensing and detection of workers, and is composed of a three-layer structure of a base station array 301, a personnel end device 302, and a data server 303. Base station array 301 includes a series of fixedly attached base stations to provide signal coverage for the entire field apron work area. The personnel terminal device 302 can be a wearable terminal such as a wristwatch, a helmet, work clothes, a work card, etc., and a low power consumption locator beacon device is disposed in the wearable terminal. The personnel end device 302 can also be a portable device, such as a dedicated cell phone, a hand-held intercom, and a locator beacon module built into the portable device. When the worker carries the wearable device or the portable device and is in the apron area, the wireless communication locator beacon signal sent from the wearable device or the portable device is received by the base station to realize the sensing and detection of the worker. , positioning accuracy can reach meter level. The low power locator beacon module on the wearable device has good waterproof performance, helping workers ensure work in the apron area in various weather conditions. The data server realizes data exchange with the base station array, stores the sensing data of the operator, and transmits the data to the monitoring data server of the data storage system.
特に、ウェアラブル装置の低消費電力ロケータービーコン装置は無動力施設に取り付けられ、例えばガスボンベトレーラー、バラ積みトレーラー等であり、さらに無動力施設に対する高精度測位を実現することができ、無動力施設の感知と検知を実現し、無動力施設の規則監視に基礎の感知データを提供する。 In particular, the wearable device's low power locator beacon device can be installed in non-powered facilities, such as gas cylinder trailers, bulk trailers, etc., and can also realize high-precision positioning for non-powered facilities, and can detect non-powered facilities. and detection, providing basic sensing data for regulation monitoring of non-powered facilities.
図５と図６を参照する。本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例において、作業リスク感知及び検知システムの構造ブロック図である。 Please refer to FIGS. 5 and 6. FIG. 3 is a structural block diagram of the operational risk sensing and detection system in an embodiment of the multi-source sensing and detection system for airport surface operational elements of the present invention;
本実施例において、作業リスク感知及び検知システムは場面移動目標の作業中の作業リスクの感知と検知を実現するために用いられ、具体的には、航空機と車両の場面運用中のリスク感知と検知について解決することである。空港運用規則から見ると、航空機と車両との間の作業リスクは二つの方面を含む。第一に、車両走行及び航空機滑走過程における危険接近又は衝突リスクである。第二に、航空機が静止している時、車両が航空機に接近して作業し、航空機にドッキングして作業する時の直接的な引っ掛かり又は衝突リスクである。作業リスク感知及び検知システムは二つのサブシステム、即ち走行衝突防止のリスク検知システム４０１及び作業衝突防止のリスク検知システム４０２を含む。 In this embodiment, the work risk sensing and detection system is used to realize the sense and detection of work risks during the work of scene moving targets, specifically the risk sensing and detection during the scene operation of aircraft and vehicles. The goal is to solve the following problems. From the perspective of airport operation regulations, the operational risks between aircraft and vehicles include two aspects. The first is the risk of dangerous approaches or collisions during vehicle driving and aircraft taxiing. Second, when the aircraft is stationary, there is a direct snagging or collision risk when the vehicle is working close to the aircraft and docking with the aircraft. The work risk sensing and detection system includes two subsystems, namely a travel collision prevention risk detection system 401 and a work collision prevention risk detection system 402.
図５を参照する。図５は、航空機の機上端装置および車両端装置を含む、走行衝突防止のリスク検知システム４０１の構造ブロック図である。主にＡＤＳ－Ｂ技術を採用し、航空機と車両との相互感知を実現する。ＡＤＳ－Ｂは自動関連監視放送の略称であり、システムは手動操作又は問い合わせを必要とせず、自動的に関連機上装置からパラメータを取得して他の航空機又は地上局に航空機の位置、高度、速度、針路、識別番号等の情報を放送することができ、管制官が航空機の状態を監視するために用いられる。航空機端の機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置４０１１Ａは自機の位置、高度、速度、針路、識別番号等の情報を自動的に外部に放送することができ、機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置４０１１Ｂは他の航空機及び車両から送信されたＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ情報を受信することができ、ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ能力を備える航空機及び車両の検知を実現する。車両端のＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置４０１２Ａは自車の位置、速度、識別番号等の情報を自動的に外部に放送することができ、車載ＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置４０１２Ｂは他の航空機及び車両から送信されたＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ情報を受信することができ、ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ能力を備える航空機及び車両に対する検知を実現する。
See FIG. 5. FIG. 5 is a structural block diagram of a risk detection system 401 for preventing traveling collisions, including an aircraft top end device and a vehicle end device. It mainly uses ADS-B technology to realize mutual sensing between aircraft and vehicles. ADS-B is an abbreviation for Automatic Associated Surveillance Broadcast, and the system automatically acquires parameters from associated airborne equipment and transmits the aircraft's position, altitude, Information such as speed, course and identification number can be broadcast and is used by air traffic controllers to monitor the status of the aircraft. The onboard ADS-B OUT device 4011A at the end of the aircraft can automatically broadcast information such as the position, altitude, speed, course, and identification number of the own aircraft to the outside, and the onboard ADS-
本発明の具体的な実施応用において、装置の応用コスト及び空港の運用規則の角度から、全航空機は機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置及び機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置を装着することができるが、必ずしも全ての車両に車載ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置及び車載ＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置を装着する必要はない。空港の運用規則から見ると、ある車両は滑走路／誘導路への作業ができる権限を備えて航空機の滑走領域に入る可能性があり、例えば誘導車であり、車両は同時にＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置及びＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置を装着することができ、航空機と車両との間の相互検知に便利である。ある車両の通常作業領域は滑走路／誘導路から離れ、一般的には航空機の滑走領域に入らないが、滑走路を横断する可能性があり、例えばシャトルバスで、車載ＡＤＳ－Ｂ ＩＮ装置のみを装着することができ、走行中に、航空機から送信されたＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ情報をリアルタイムに受信することができ、航空機の位置、運行状況に対する感知と検知を実現し、衝突リスクを低減する。 In the specific implementation application of the present invention, from the perspective of device application cost and airport operating regulations, all aircraft can be equipped with onboard ADS-B OUT device and onboard ADS-B IN device, but not necessarily. It is not necessary for all vehicles to be equipped with an on-board ADS-B OUT device and an on-board ADS-B IN device. From the perspective of airport operating regulations, a vehicle may enter the aircraft runway area with runway/taxiway access privileges, such as a taxi vehicle, and the vehicle may simultaneously be equipped with an ADS-B OUT device. and ADS-B IN device can be installed, which is convenient for mutual detection between aircraft and vehicles. The normal working area of some vehicles is away from the runway/taxiway and generally does not enter the runway area of the aircraft, but may cross the runway, for example in a shuttle bus, where only the onboard ADS-B IN device can be installed on the vehicle and can receive ADS-B OUT information transmitted from the aircraft in real time while the aircraft is moving, realizing sensing and detection of the aircraft's position and operational status, reducing the risk of collision.
図６を参照する。図６は作業衝突防止のリスク検知システムの構成ブロック図である。主に、食料車、手荷物搬送車、プラットホーム車などのような、航空機に接近またはドッキングして作業する必要がある車両では、航空機との衝突または他の衝突の危険性を減らす必要がある。作業衝突防止のリスク検知システム４０２は超音波検知装置４０２１、映像収集装置４０２２、運転者行動監視装置４０２３及び通信装置４０２４を含む。超音波検知装置４０２１は車両周辺の障害物情報を検知することができ、且つ車両が航空機にドッキングする時に、車両と航空機とのドッキング距離を正確に検知し、衝突リスクを減らすこともできる。映像収集装置４０２２は車両周辺の画像情報を収集するために用いられ、運転者の視線の不感帯を低減し、衝突リスクを低減する。運転者行動監視装置４０２３は運転者の行動習慣、例えば喫煙、電話をかける非安全運転操作、居眠り、あくび等の運転疲労状態を監視するために用いられる。通信装置４０２４は、超音波検知装置、映像収集装置、運転者行動監視装置の検出データをデータ記憶システムに伝送する。
See FIG. 6. FIG. 6 is a block diagram of a risk detection system for preventing work collisions. There is a need to reduce the risk of collision or other collisions with aircraft, primarily in vehicles that need to work in close proximity to or dock with aircraft, such as food trucks, baggage carriers, platform cars, etc. The work collision prevention risk detection system 402 includes an ultrasonic detection device 4021, an image collection device 4022, a driver
作業衝突防止のリスク検知システム４０２は車両作業領域周辺の障害物及び環境情報、車両と航空機とのドッキング距離、運転者の行動習慣を正確に検知することができ、航空機との衝突又は他の衝突リスクを防止する。 The work collision prevention risk detection system 402 can accurately detect obstacles and environmental information around the vehicle work area, the docking distance between the vehicle and the aircraft, and the driver's behavioral habits, and prevent collisions with the aircraft or other collisions. Prevent risks.
図７を参照する。図７は本発明の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムの実施例において、データ記憶システムの構造ブロック図である。 See FIG. 7. FIG. 7 is a structural block diagram of a data storage system in an embodiment of the multi-source sensing and detection system for airport surface operational elements of the present invention.
図7から分かるように、データ記憶システムは通信システムユニット５０３、監視データサーバ５０１、作業パラメータサーバ５０２を含む。通信システムユニット５０３は、航空機感知及び検知システム、車両感知及び検知システム、作業者感知及び検知システム、作業リスク感知及び検知システムとのデータ交換を実現する。通信システムユニット５０３はさらに空港、航空交通管理局、航空会社等の関連単位の生産業務システムにデータ通信インタフェースを提供することができ、場面運用要素の検知情報の共有を実現する。 As can be seen in FIG. 7, the data storage system includes a communication system unit 503, a monitoring data server 501, and a work parameter server 502. The communication system unit 503 realizes data exchange with aircraft sensing and detection system, vehicle sensing and detection system, worker sensing and detection system, work risk sensing and detection system. The communication system unit 503 can further provide a data communication interface to the production business systems of related units such as airports, air traffic control authorities, airlines, etc., realizing the sharing of sensing information of scene operational elements.
航空機感知及び検知システムが提供する航空機リアルタイム軌跡データ、車両感知及び検知システムが提供する車両リアルタイム測位データ、及び作業者感知及び検知システムが提供する作業者リアルタイム測位データは監視データサーバ５０１に一括して記憶され、場面運用要素（航空機、車両、作業者）に対する正確な測位データ及び運行状況データの記憶を実現する。 Aircraft real-time trajectory data provided by the aircraft sensing and detection system, vehicle real-time positioning data provided by the vehicle sensing and detection system, and worker real-time positioning data provided by the worker sensing and detection system are collectively stored in the monitoring data server 501. The system is stored and realizes accurate positioning data and storage of operational situation data for scene operational elements (aircraft, vehicles, workers).
作業パラメータサーバ５０２は作業リスク感知及び検知システムから提供された作業リスクリアルタイム収集データを記憶し、障害物検知情報、映像収集情報、運転者行動監視情報などを含む。同時に、空港運用規則によれば、作業パラメータサーバは作業リスクのリアルタイム収集データを記憶する時、さらに監視データサーバから現在の作業リスクに関連する航空機、車両、作業者の監視データを呼び出す。 The work parameter server 502 stores work risk real-time collection data provided by the work risk sensing and detection system, including obstacle detection information, video collection information, driver behavior monitoring information, etc. At the same time, according to the airport operating regulations, when the work parameter server stores the real-time collection data of work risks, it also calls up the monitoring data of aircraft, vehicles, and workers related to the current work risks from the monitoring data server.
本実施例の空港面の運用要素のマルチソース感知及び検知システムは、場面運用要素（航空機、車両、人員）のマルチソース感知及び正確な検知を実現することができ、空港面の安全運用、知能化運用に基礎の監視情報要素を提供し、空港面運用の安全及び効率を保障する。指摘しなければならないのは、マルチソース感知及び検知は、各運用要素の基礎の位置に対する感知と検知を含むだけでなく、場面運用規則に基づいて、プロセス作業下での相互感知と検知を保障することを含む。 The multi-source sensing and detection system of airport surface operational elements of this embodiment can realize multi-source sensing and accurate detection of scene operational elements (aircraft, vehicles, personnel), improve airport surface safety operation, intelligent It provides basic monitoring information elements for airport operations and ensures the safety and efficiency of airport operations. It must be pointed out that multi-source sensing and detection not only includes sensing and detection for the base position of each operational element, but also guarantees mutual sensing and detection under process work based on scene operation rules. including doing.
以上、本発明の実施例が示され、説明されたが、上記の実施例は例示的なものであり、本発明を限定するものとは理解されず、当業者であれば、本発明の範囲内で上記の実施例を変更、修正、置換、および変形することができることが理解されるであろう。
Although the embodiments of the present invention have been shown and explained above, the above embodiments are merely illustrative and should not be understood as limiting the present invention. It will be understood that changes, modifications, substitutions and variations may be made to the embodiments described above.
Claims (8)
航空機検知システム、車両検知システム、作業者検知システム、作業リスク検知システム及びデータ記憶システムを含み、
前記航空機検知システム、前記車両検知システム、前記作業者検知システム及び前記作業リスク検知システムは、前記データ記憶システムと電気信号によってそれぞれ接続されており、
前記データ記憶システムは、通信システムユニット、監視データサーバ及び作業パラメータサーバを含み、
前記監視データサーバは、前記航空機検知システムが提供する航空機リアルタイム軌跡データ、前記車両検知システムが提供する車両リアルタイム測位データ、及び、前記作業者検知システムが提供する作業者リアルタイム測位データを記憶し、且つ、当該記憶されたデータを前記通信システムユニットに送信するために用いられ、
前記作業パラメータサーバは、前記作業リスク検知システムから提供される作業リスクのリアルタイム収集データを記憶し、且つ、当該記憶されたデータを前記通信システムユニットに送信するために用いられること、を特徴とする空港面の運用要素のマルチソース検知システム。 A multi- source detection system for operational elements of an airport surface, the system comprising:
including aircraft detection systems, vehicle detection systems, worker detection systems, work risk detection systems and data storage systems;
The aircraft detection system, the vehicle detection system, the worker detection system and the work risk detection system are each connected to the data storage system by an electrical signal ,
The data storage system includes a communication system unit, a monitoring data server and a work parameter server;
The monitoring data server stores aircraft real-time trajectory data provided by the aircraft detection system, vehicle real-time positioning data provided by the vehicle detection system, and worker real-time positioning data provided by the worker detection system, and , used for transmitting the stored data to the communication system unit;
The work parameter server is characterized in that it is used to store real-time collection data of work risks provided by the work risk detection system, and to transmit the stored data to the communication system unit. Multi- source detection system for operational elements of airport surfaces.
場面監視レーダ、多点測位システム、受信機装置、飛行計画データシステム、及び軌跡データ融合プロセッサを含み、前記軌跡データ融合プロセッサは前記場面監視レーダ、前記多点測位システム、前記受信機装置、前記飛行計画データシステムにそれぞれ接続されており、ここで、
前記場面監視レーダは管制塔に取り付けられ、近地範囲内の目標を監視するために用いられ、
前記多点測位システムは機上トランスポンダの信号を監視し、且つ機上トランスポンダの信号が異なる地上受信局に到達する時間差により被検知航空機の正確な位置を算出するために用いられ、
前記受信機装置は航空機の機上装置から外へ送信されたメッセージ情報を復号し、航空機の位置、速度、識別番号を含む情報を取得し、航空機の検知に用いられ、
前記軌跡データ融合プロセッサは前記飛行計画データシステムにおけるデータに基づき、前記場面監視レーダ、前記多点測位システム及び前記受信機装置により同一航空機のデータを取得して融合処理を行うために用いられること、を特徴とする請求項１に記載の空港面の運用要素のマルチソース検知システム。 The aircraft detection system includes:
The trajectory data fusion processor includes a scene monitoring radar, a multipoint positioning system, a receiver device, a flight plan data system, and a trajectory data fusion processor, and the trajectory data fusion processor includes a scene monitoring radar, a multipoint positioning system, a receiver device, and a trajectory data fusion processor. each connected to a planning data system, where:
The scene surveillance radar is mounted on a control tower and is used to monitor targets within a nearby range;
The multi-point positioning system is used to monitor the signals of the onboard transponders and calculate the exact position of the detected aircraft based on the time difference in which the signals of the onboard transponders reach different ground receiving stations;
The receiver device decodes message information transmitted from the aircraft's onboard equipment to the outside, obtains information including the aircraft's position, speed, and identification number, and is used for aircraft detection ,
The trajectory data fusion processor is used to acquire data of the same aircraft by the scene monitoring radar, the multipoint positioning system, and the receiver device and perform a fusion process based on data in the flight plan data system; 2. The multi- source detection system of an operational element of an airport surface as claimed in claim 1.
車載衛星測位装置、車載慣性航法装置、測位融合プロセッサ及び通信装置を含み、
前記車載衛星測位装置及び前記車載慣性航法装置は前記測位融合プロセッサの信号入力端にそれぞれ接続され、前記測位融合プロセッサの信号出力端は前記通信装置に接続され、前記通信装置と前記データ記憶システムは電気信号によって接続されていること、を特徴とする請求項３に記載の空港面の運用要素のマルチソース検知システム。 The vehicle detection system is used to realize real-time detection and positioning of vehicles,
Including on-board satellite positioning equipment, on-board inertial navigation equipment, positioning fusion processors and communication equipment,
The vehicle-mounted satellite positioning device and the vehicle-mounted inertial navigation device are each connected to a signal input terminal of the positioning fusion processor, a signal output terminal of the positioning fusion processor is connected to the communication device, and the communication device and the data storage system are connected to each other. 4. The multi- source detection system of airport surface operational elements according to claim 3, characterized in that they are connected by electrical signals.
基地局アレイ、人員端装置及びデータサーバを含み、
前記基地局アレイは複数の固定的に取り付けられた基地局を含み、全場エプロン作業領域の信号をカバーするために用いられ、
前記人員端装置はウェアラブル装置又は携帯型装置であり、
前記データサーバは前記基地局アレイとデータ交換を実現し、且つ作業者の人員端装置での検知によって得たデータを記憶し、当該データを前記データ記憶システムに送信するために用いられること、を特徴とする請求項４に記載の空港面の運用要素のマルチソース検知システム。 The worker detection system includes:
including base station arrays, personnel end equipment and data servers;
the base station array includes a plurality of fixedly attached base stations and is used to provide signal coverage of the entire field apron work area;
The personnel end device is a wearable device or a portable device,
The data server is used to realize data exchange with the base station array, and to store data obtained by detection by a worker end device and transmit the data to the data storage system. 5. A multi- source sensing system for operational elements of an airport surface as claimed in claim 4.
前記走行衝突防止のリスク検知システムは航空機の機上端装置と車両端装置を含み、
前記航空機の機上端装置は、航空機端の機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴおよび機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮを含み、ここで、前記航空機端の機上ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ装置は、自機の位置、高度、速度、針路、識別番号を含む情報を自動的に外部に放送するために用いられ、前記機上ＡＤＳ－Ｂ ＩＮは他の航空機及び車両から送信されたＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴ情報を受信し、ＡＤＳ－Ｂ ＯＵＴの能力を備える他の航空機及び車両を検知するために用いられ、
前記作業衝突防止のリスク検知システムは超音波検知装置、映像収集装置、運転者行動監視装置及び通信装置を含み、
ここで、前記超音波検知装置は車両周辺の障害物情報を検知するために用いられ、且つ車両が航空機にドッキングする時に、車両と航空機とのドッキング距離を検知するために用いられ、
前記映像収集装置は車両周辺の画像情報を収集するために用いられ、
前記運転者行動監視装置は運転者行動習慣及び運転疲労状態を監視するために用いられ、
且つ、前記超音波検知装置、前記映像収集装置及び前記運転者行動監視装置はいずれも前記通信装置と電気信号によって接続され、前記超音波検知装置、前記映像収集装置、前記運転者行動監視装置により検知されたデータを前記データ記憶システムに伝送するために用いられること、を特徴とする請求項６に記載の空港面の運用要素のマルチソース検知システム。 The work risk detection system includes a risk detection system for driving collision prevention and a risk detection system for work collision prevention,
The risk detection system for preventing traveling collisions includes an aircraft top end device and a vehicle end device,
The on-board ADS-B OUT device of the aircraft includes an on-board ADS-B OUT and an on-board ADS-B IN, and the on-board ADS-B OUT device at the end of the aircraft includes information on the position, altitude, and location of the aircraft. Used to automatically broadcast information including speed, course, and identification number to the outside world, the onboard ADS-B IN receives ADS-B OUT information sent from other aircraft and vehicles, and Used to detect other aircraft and vehicles with B OUT capability;
The work collision prevention risk detection system includes an ultrasonic detection device, a video collection device, a driver behavior monitoring device, and a communication device,
Here, the ultrasonic detection device is used to detect obstacle information around the vehicle, and when the vehicle is docked to the aircraft, is used to detect the docking distance between the vehicle and the aircraft,
The image collecting device is used to collect image information around the vehicle,
The driver behavior monitoring device is used to monitor driver behavior habits and driving fatigue,
The ultrasonic detection device, the video collection device, and the driver behavior monitoring device are all connected to the communication device by electrical signals, and the ultrasonic detection device, the video collection device, and the driver behavior monitoring device 7. A multi- source sensing system for airport surface operational elements as claimed in claim 6, characterized in that it is used to transmit sensed data to the data storage system.
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