RU2571716C2

RU2571716C2 - Remote detection station for monitoring and control of air traffic

Info

Publication number: RU2571716C2
Application number: RU2013152305/08A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Петрович Бендерский; Евгений Анатольевич Лаврентьев; Сергей Юрьевич Нестеров; Вячеслав Викторович Дуничев; Виктор Юрьевич Шишов; Андрей Александрович Суслов; Георгий Владимирович Наконечный
Priority date: 2014-01-29
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2015-12-20
Also published as: RU2013152305A

Abstract

FIELD: physics, control.

SUBSTANCE: invention relates to remote detection stations for monitoring and control of air traffic. This mobile station comprises truck chassis-mounted body and towed electric power station. Said body comprises hardware module, propulsion module and module of extra hardware. Hardware module houses at least one operator's computer-aided workstation, radar data processing cabinet, radio communication cabinet, computer-aided workstation of communication chief and heating air ducts. Propulsion module accommodates air conditioner connected via clean air duct with hardware module heating air ducts. Extra hardware module houses remote interfaces, cable and remote equipment for fast remote connection with radar data processing cabinet sources. Besides, the station is equipped with folding satellite antenna, first antenna for wireless communication with radar data processing cabinet sources and two masts with antennas for radio communication with aircraft and antenna for radio relay with radar data processing cabinet sources.

EFFECT: accelerated deployment of claimed remote detection station.

2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к средствам управления воздушным движением (УВД), конкретно к выносным индикаторным постам для мониторинга и управления воздушным движением.The invention relates to air traffic control (ATC), and specifically to remote indicator posts for monitoring and air traffic control.

Известен выносной индикаторный пост (ВИЛ) для мониторинга и управления воздушным движением (RU 36150), выполненный в виде выносного пульта управления модульной (RU 65710) конструкции, снабженного блоком кабелей для соединения с цифровыми и аналоговыми источниками радиолокационной информации (РЛИ).Known remote indicator post (VIL) for monitoring and air traffic control (RU 36150), made in the form of a remote control panel of a modular (RU 65710) design, equipped with a cable block for connection with digital and analog sources of radar information (RLI).

Недостатком известного выносного поста является длительное время развертывания, связанное с необходимостью предварительной подготовки в месте дислокации ВИЛ отапливаемого помещения и средств его энергообеспечения, с погрузкой ВИЛ на транспортное средство, с разгрузкой и установкой ВИЛ в подготовленное помещение, с подключением к нему энергопитания и средств связи. Кроме того, отсутствие в ВИЛ беспроводной связи с источниками РЛИ требует увеличенного количества кабелей и, как следствие, - увеличенного времени на развертывание и свертывание ВИЛ и его кабельного хозяйства.A disadvantage of the known remote post is the long deployment time associated with the need for preliminary preparation of a heated room and means of its energy supply at the location of the VILs, with loading the VILs on the vehicle, with unloading and installing the VILs in the prepared room, with power supply and communication equipment connected to it. In addition, the absence in the VIL of wireless communication with radar sources requires an increased number of cables and, as a consequence, an increased time for deployment and collapse of the VIL and its cable economy.

Необходимо на порядок сократить время развертывания ВИЛ.It is necessary to reduce the time required to deploy VILs by an order of magnitude.

Однако на основе конструкции известного ВИЛ это трудно реализуемо.However, on the basis of the design of the well-known VIL, this is difficult to implement.

Для сокращения времени развертывания ВИЛ желательно повысить его мобильность, исключить временные затраты на погрузку и разгрузку ВИЛ на транспортное средство, уменьшить время установки радиомачт и время развертывания кабельного хозяйства для оперативного соединения аппаратуры ВИЛ с источниками РЛИ и воздушными судами.To reduce the time of deployment of a VIL, it is desirable to increase its mobility, eliminate time spent on loading and unloading a VIL on a vehicle, reduce the installation time of radio masts and the deployment time of cable facilities for the operational connection of VIL equipment with radar sources and aircraft.

ВИЛ с такими характеристиками для мониторинга и управления воздушным движением в известном уровне техники не обнаружено.A VIL with such characteristics for monitoring and controlling air traffic has not been found in the prior art.

Задачей изобретения является создание мобильного ВИЛ для мониторинга и управления воздушным движением. Техническим результатом - увеличение скорости развертывания ВИЛ.The objective of the invention is the creation of a mobile VIL for monitoring and air traffic control. The technical result is an increase in the speed of deployment of the VIL.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что выносной индикаторный пост для мониторинга и управления воздушным движением выполнен мобильным и содержит кузов - контейнер, установленный на шасси автомобиля, и прицепную электростанцию, внутри кузова расположен аппаратный отсек, агрегатный отсек и отсек дополнительного оборудования, в аппаратном отсеке кузова установлено не менее одного автоматизированного рабочего места оператора, оснащенного моноблочным промышленным компьютером с сенсорной панелью управления, шкаф обработки радиолокационной информации (РЛИ), шкаф с аппаратурой радиосвязи, автоматизированное рабочее место начальника связи и отопительные воздуховоды, установленные под потолком кузова с выходом кондиционированного воздуха над автоматизированными рабочими местами аппаратного отсека, в агрегатном отсеке кузова установлен кондиционер - обогреватель, соединенный по очищенному воздуху с отопительными воздуховодами аппаратного отсека, в отсеке дополнительного оборудования кузова расположены выносные средства сопряжения, кабельное и беспроводное оборудование для дистанционного соединения с источниками РЛИ, с передней стороны кузова установлена складная спутниковая антенна и первая антенна беспроводной связи с источниками РЛИ, на задней стороне кузова установлены вторая антенна беспроводной связи с источниками РЛИ, а также две мачты, на каждой из которых установлена антенна радиосвязи с бортом воздушных судов и антенна радиорелейной связи с потребителями РЛИ, на одной из мачт установлена антенна приема сигналов ГЛОНАСС/GPS, причем выходы антенн соединены с соответствующими входами шкафа связи и шкафа обработки РЛИ, аппаратура которых и кондиционер - обогреватель по электропитанию соединены силовым кабелем с выходом блока выработки питающих напряжений прицепной электростанции.The solution of this problem and the achievement of the claimed technical result is achieved by the fact that the remote indicator post for monitoring and air traffic control is made mobile and contains a body - a container mounted on the car chassis, and a trailed power station, inside the body is a hardware compartment, an aggregate compartment and an additional equipment compartment , in the hardware compartment of the body, at least one operator’s workstation equipped with a one-piece industrial computer is installed a touch control panel, a cabinet for processing radar information, a cabinet with radio communications equipment, an automated workstation for the communications chief and heating ducts installed under the ceiling of the body with air conditioning over the workstations of the hardware compartment, and an air conditioner-heater is installed in the aggregate compartment of the body, connected via purified air to the heating ducts of the hardware compartment, in the compartment of additional body equipment are located clear interfacing means, cable and wireless equipment for remote connection with radar sources, a folding satellite antenna and the first wireless antenna with radar sources are installed on the front side of the body, a second wireless antenna with radar sources and two masts are installed on the rear side of the body, on each of which there is a radio communication antenna with an aircraft board and an antenna of radio relay communication with radar consumers, on one of the masts a GLONASS / GPS signal receiving antenna is installed, at than the outputs of the antennas are connected to the corresponding inputs of the communication cabinet and the processing cabinet of the radar detector, the equipment of which and the air conditioner-heater for power supply are connected by a power cable to the output of the power supply generating unit of the trailed power station.

При этом прицепная электростанция содержит генератор электрического тока, ротор которой кинематически соединен через коробку переключения передач с валом дизельного двигателя, установленного на автомобильном прицепе, и дополнительно через кинематическую передачу - с валом отбора мощности автомобиля, причем статорные обмотки генератора электрически соединены с блоком выработки питающих напряжений для аппаратуры поста.In this case, the trailed power plant contains an electric current generator, the rotor of which is kinematically connected through a gearbox with a shaft of a diesel engine mounted on a car trailer, and additionally through a kinematic transmission - with a power take-off shaft of a car, and the stator windings of the generator are electrically connected to the power supply generation unit for post equipment.

Выполнение ВИЛ мобильным позволяет быстро менять его месторасположение без временных затрат на установку и съем оборудования. В отличие от известного ВИЛ стационарная установка оборудования ВИЛ в кузове - контейнере на автомобильном шасси дополнительно позволяет уменьшить время включения и технического контроля его аппаратуры. Дополнительное оснащение ВИЛ беспроводным и мачтовым оборудованием связи позволяет уменьшить количество проводов, необходимых для соединения ВИЛ с источниками РЛИ. Следствием этого является уменьшение времени развертывания кабельного хозяйства ВИЛ.Implementation of VIL by mobile allows you to quickly change its location without time costs for installation and removal of equipment. In contrast to the well-known VIL, the stationary installation of VIL equipment in a body - a container on an automobile chassis additionally reduces the time of switching on and technical control of its equipment. Additional equipment of the VIL with a wireless and mast communication equipment allows you to reduce the number of wires required to connect the VIL to the radar sources. The consequence of this is a decrease in the deployment time of the cable economy of VIL.

В целом указанные технические преимущества позволяют увеличить скорость развертывания ВИЛ и оперативно управлять воздушным движением.In general, the indicated technical advantages make it possible to increase the speed of deployment of VILs and to efficiently control air traffic.

На фиг.1 представлен внешний вид мобильного ВИЛ, установленного на шасси автомобиля КАМАЗ и снабженного прицепной дизельной электростанцией, на фиг.2 - вид сверху на аппаратуру ВИЛ, размещенную внутри кузова - контейнера, на фиг.3 - фиг.4 - вид на кузов - контейнер и на антенны беспроводной связи с правой и левой его стороны по направлению движения автомобиля соответственно, на фиг.5 - фиг.6 - вид на кузов -контейнер и антенны беспроводной связи с задней и передней его стороны соответственно.Figure 1 shows the appearance of a mobile VIL installed on the chassis of a KAMAZ vehicle and equipped with a trailed diesel power station, figure 2 is a top view of the VIL equipment located inside the body of the container, figure 3 - figure 4 is a view of the body - the container and the wireless communication antennas on the right and left sides thereof in the direction of vehicle movement, respectively, Fig. 5 - Fig. 6 is a view of the container body and wireless communication antennas from the rear and front sides thereof, respectively.

Выносной индикаторный пост для мониторинга и управления воздушным движением выполнен мобильным и содержит кузов - контейнер 1, установленный на шасси автомобиля 2, и прицепную электростанцию 3. Внутри кузова 1 расположен аппаратный отсек 4, агрегатный отсек 5 и отсек 6 дополнительного оборудования. В аппаратном отсеке 4 кузова установлено не менее одного автоматизированного рабочего места (АРМ) 7 оператора, оснащенного моноблочным промышленным компьютером 8 с сенсорной панелью управления, шкаф 9 обработки радиолокационной информации (РЛИ), шкаф 10 с аппаратурой радиосвязи, АРМ 11 начальника связи и отопительные воздуховоды 12, установленные под потолком кузова 1 с выходом кондиционированного воздуха над автоматизированными рабочими местами 7 и 11 аппаратного отсека 4. В агрегатном отсеке 5 кузова установлен кондиционер - обогреватель (на фигурах не показано), соединенный по очищенному воздуху с отопительными воздуховодами 12 аппаратного отсека 4. В отсеке 6 дополнительного оборудования кузова расположены выносные средства сопряжения, кабельное и выносное беспроводное оборудование для быстрого дистанционного соединения с источниками РЛИ (на фигурах не показано). С передней стороны кузова 1 установлена складная спутниковая антенна 13 и первая 14 антенна беспроводной связи с источниками РЛИ. На задней стороне кузова 1 установлены вторая 15 антенна беспроводной связи с источниками РЛИ, а также две мачты 16, на каждой из которых установлена антенна 17 радиосвязи с бортом воздушных судов и антенна 18 радиорелейной связи с потребителями РЛИ. На одной из мачт 16 установлена антенна 19 приема сигналов ГЛОНАСС/GPS. Выходы антенн 14, 15, 17, 18, 19 соединены с соответствующими входами шкафа связи 10 и шкафа 9 обработки РЛИ. Аппаратура 7-11 и кондиционер - обогреватель (на фигурах не показано) по электропитанию соединены силовым кабелем с выходом блока выработки питающих напряжений прицепной электростанции 3. Прицепная электростанция 3 содержит генератор 20 электрического тока, ротор которой кинематически соединен через коробку переключения передач с валом дизельного двигателя 21, установленного на автомобильном прицепе 22, и дополнительно через кинематическую передачу 23 - с валом 24 отбора мощности двигателя автомобиля. Статорные обмотки генератора 20 электрически соединены с блоком выработки питающих напряжений (на фигурах не показано) для аппаратуры ВИЛ.The remote indicator post for monitoring and controlling air traffic is mobile and contains a body - a container 1 mounted on the chassis of a car 2 and a trailed power station 3. Inside the body 1 there is a hardware compartment 4, an aggregate compartment 5 and a compartment 6 of additional equipment. At least one automated workstation (AWS) of 7 operators, equipped with a monoblock industrial computer 8 with a touch control panel, a cabinet 9 for processing radar information, a cabinet 10 with radio communication equipment, an AWP 11 for the communications head and heating ducts is installed in the hardware compartment 4 of the body 12, mounted under the ceiling of the body 1 with the outlet of conditioned air above the workstations 7 and 11 of the hardware compartment 4. In the aggregate compartment 5 of the body is installed air conditioning - heater (on not shown) connected through purified air to the heating ducts 12 of the hardware compartment 4. In the compartment 6 of the additional body equipment are remote means of pairing, cable and remote wireless equipment for quick remote connection with radar sources (not shown in the figures). On the front side of the body 1 there is a folding satellite antenna 13 and a first 14 wireless communication antenna with radar sources. On the rear side of the body 1, a second 15 wireless communication antenna with radar sources is installed, as well as two masts 16, on each of which a radio communication antenna 17 with an aircraft board and an antenna 18 radio relay communication with radar consumers are installed. One of the masts 16 has an antenna 19 for receiving GLONASS / GPS signals. The outputs of the antennas 14, 15, 17, 18, 19 are connected to the corresponding inputs of the communication cabinet 10 and the radar processing cabinet 9. The equipment 7-11 and the air conditioner-heater (not shown in the figures) are connected by power supply with a power cable to the output of the power generating unit of the trailed power station 3. The trailed power station 3 contains an electric current generator 20, the rotor of which is kinematically connected through a gearbox with a diesel engine shaft 21 mounted on a car trailer 22, and additionally through a kinematic transmission 23 - with a shaft 24 of the engine power of the car. The stator windings of the generator 20 are electrically connected to the supply voltage generating unit (not shown in the figures) for the VIL equipment.

Выносной индикаторный пост (ВИЛ) для мониторинга и управления воздушным движением работает следующим образом.Remote indicator post (VIL) for monitoring and air traffic control works as follows.

В соответствии с заданным временным расписанием УВД или по распоряжению диспетчера центрального пункта УВД мобильный ВИЛ выезжает на место обслуживания, расположенное вблизи источников РЛИ, включающих РЛС с цифровыми и/или аналоговыми выходами. При прибытии на место обслуживания воздушного движения из отсека 6 вынимаются оконечные цифровые и аналоговые средства сопряжения и электрические кабели связи. Оконечные цифровые и аналоговые средства сопряжения ВИЛ устанавливают на соответствующие РЛС и соединяют их по сигнальной РЛИ и/или сигналам управления с соответствующими электрическими разъемами каждой РЛС. Одновременно устанавливают в рабочее положение спутниковую антенну 13 и поднимают на заданную высоту антенны 17 и антенны 18 путем раздвижки коаксиальных элементов несущих мачт 16. Далее устанавливают и проверяют наличие проводной и беспроводной связи между ВИЛ и подключенными к ней РЛС - источниками РЛИ. После готовности средств связи к работе начальник связи и операторы ВИЛ занимают соответствующие рабочие места АРМ 11 и АРМ 7. Далее с пульта АРМ 11 начальник связи включает электропитание аппаратуры ВИЛ. При этом по заданной программе теста, заложенной в память АРМ 11 и АРМ 7, проводится контроль функционирования аппаратуры ВИЛ и сопряженных с ней РЛС. При этом по сигналам единого времени и навигационным сигналам, принимаемыми антенной 19 ГЛОНАСС/GPS, автоматически производится ориентация диаграммы направленности антенны 13 на выделенный спутник связи и настройка синхронной и однозначной работы аппаратуры ВИЛ и РЛС по эхосигналам воздушной обстановки в зоне ответственности УВД. Операторы и начальник связи по информации, отображаемой на мониторах АРМ 7 и АРМ 11, контролируют процесс функционирования и в случае «зависания» соответствующих программ контроля вносят необходимые ручные поправки и настройки с помощью пульта управления соответствующего АРМ.In accordance with the specified timetable of the air traffic control unit or by order of the dispatcher of the central air traffic control unit, the mobile VIL leaves for the service site located near the radar sources, including radars with digital and / or analog outputs. Upon arrival at the air traffic services site, terminal digital and analog interface devices and electrical communication cables are removed from compartment 6. The terminal digital and analog means of pairing the VIL are installed on the corresponding radar and connect them by signal radar and / or control signals with the corresponding electrical connectors of each radar. At the same time, the satellite antenna 13 is placed in working position and the antennas 17 and antennas 18 are raised to a predetermined height by expanding the coaxial elements of the supporting masts 16. Next, the presence of wired and wireless communication between the VIL and the radar sources connected to it, radar sources, is established and checked. After the communications equipment is ready for work, the communications chief and the VIL operators occupy the corresponding workstations of AWP 11 and AWP 7. Then, from the AWP 11 console, the communications chief turns on the power to the VIL equipment. In this case, according to the specified test program, embedded in the memory of the AWP 11 and AWP 7, the functioning of the VIL equipment and the associated radars is monitored. In this case, according to the single-time signals and navigation signals received by the GLONASS / GPS antenna 19, the radiation pattern of the antenna 13 is automatically oriented to a dedicated communication satellite and the synchronous and unambiguous operation of the VIL and radar equipment is performed based on the airborne echo signals in the air traffic control zone. According to the information displayed on the monitors AWP 7 and AWP 11, the operators and the communication manager control the operation process and, in the event of a “freeze” of the corresponding control programs, make the necessary manual corrections and settings using the control panel of the corresponding AWP.

После успешного завершения контрольного функционирования ВИЛ автоматически переходит в рабочий режим. Аппаратура 9 отождествляет и перерабатывает сигнальную информации различных РЛС в траекторную информацию и передает ее на борт соответствующего воздушного судна для автоматического управления его полетом и посадкой на аэродром. Одновременно траекторная РЛИ через антенну 13 спутниковой системы связи и антенну 18 радиорелейной связи передается потребителям РЛИ и в центр УВД для магнитной записи и регистрации движения воздушных судов в выделенном для него пространстве движения. В случае отклонения воздушного судна от курса оператор, контролирующий движение воздушного судна по монитору АРМ 7, передает траекторные параметры воздушного судна на АРМ 11 начальника связи. Начальник связи через аппаратуру 10 связи и антенну 17 радиосвязи выходит на голосовую дуплексную связь с пилотом воздушного судна и в случае отказа навигационной бортовой аппаратуры воздушного судна пилот переходит на ручное управление воздушным судном по визуальному наблюдению из кабины пилота и по голосовой информации начальника связи о высоте и курсе движения воздушного судна.After successful completion of the control operation, the VIL automatically switches to the operating mode. The equipment 9 identifies and processes the signal information of various radars into trajectory information and transmits it to the board of the corresponding aircraft for automatic control of its flight and landing on the airfield. At the same time, the trajectory radar image is transmitted through the antenna 13 of the satellite communication system and the antenna 18 of the radio relay communication to the radar consumers and to the air traffic control center for magnetic recording and registration of aircraft movement in the space allocated to it. If the aircraft deviates from the course, the operator controlling the movement of the aircraft according to the AWP 7 monitor transmits the trajectory parameters of the aircraft to AWP 11 of the communications chief. The head of communication, through communication equipment 10 and radio communication antenna 17, makes voice duplex communication with the pilot of the aircraft and, in case of failure of the aircraft's navigation equipment, the pilot switches to manual control of the aircraft by visual observation from the cockpit and by voice information of the communications chief about altitude and the course of movement of the aircraft.

После завершения обслуживания воздушного движения в заданном районе производится свертывание аппаратуры ВИЛ в транспортное положение в порядке обратном порядку ее развертывания. Далее производится переезд ВИЛ к новому месту дислокации источников РЛИ, развертывание ВИЛ и сопряжение его с местными РЛС. Далее процесс функционирования и обслуживания воздушного движения повторяется.After completing air traffic services in a given area, the VIL equipment is rolled up to the transport position in the reverse order of its deployment. Next, the VIL is relocated to a new location of the radar sources, deploying the VIL and pairing it with local radars. Further, the process of functioning and maintenance of air traffic is repeated.

Предложенный мобильный ВИП разработан на уровне опытного образа. Опытная эксплуатация ВИП показала, что без учета времени переезда ВИП к новому месту дислокации время развертывания предложенного мобильного ВИП по сравнению с известным сократилось с единиц суток до долей часа.The proposed mobile VIP is developed at the level of an experienced image. The pilot operation of the VIP showed that without taking into account the time of moving the VIP to a new location, the deployment time of the proposed mobile VIP compared to the known one was reduced from units of a day to fractions of an hour.

Claims

1. A remote indicator post for monitoring and air traffic control, characterized in that it is mobile and contains a body - a container mounted on the chassis of the car, and a trailed power station, inside the body there is a hardware compartment, an aggregate compartment and an additional equipment compartment, in the hardware compartment at least one operator’s automated workstation equipped with a one-piece industrial computer with a touch control panel, a radar processing cabinet radios, radio communication cabinet, automated workstation for the communications manager and heating ducts installed under the ceiling of the body with air conditioning over the automated workstations of the hardware compartment, an air conditioner is installed in the aggregate compartment of the body, a heater connected via cleaned air to the heating ducts of the hardware compartment , in the auxiliary equipment compartment of the body there are remote interface devices, cable and wireless equipment for remote connection with the radar sources, a folding satellite antenna and the first wireless antenna with radar sources are installed on the front side of the body, a second wireless antenna with radar sources and two masts are installed on the rear side of the body, each of which has a radio antenna with a board aircraft and an antenna for radio relay communication with radar consumers, an antenna for receiving GLONASS / GPS signals is installed on one of the masts, the antenna outputs being connected to the corresponding inputs of the radio communication cabinet and radar detector operations, the equipment of which and the air conditioner - heater for power supply are connected by a power cable to the output of the power supply generating unit of the trailed power station.

2. The portable indicator post according to claim 1, characterized in that the trailed power station comprises an electric current generator, the rotor of which is kinematically connected via a gearbox with a shaft of a diesel engine mounted on a car trailer, and additionally through a kinematic transmission, with a vehicle power take-off shaft moreover, the stator windings of the generator are electrically connected to the power supply generation unit for the post equipment.