摘 要：針對新型智慧空中交通管理系統(tǒng)，在明確系統(tǒng)框架、關(guān)鍵技術(shù)和支撐平臺的基礎(chǔ)上，對其在不同方面的實際應(yīng)用進行分析，為系統(tǒng)優(yōu)化及發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：空中交通管理；系統(tǒng)框架；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用

智慧空中交通管理系統(tǒng)將現(xiàn)有管理系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，根據(jù)系統(tǒng)的未來發(fā)展走向，由空中運行管理工作涉及的不同環(huán)節(jié)入手，以可靠連接計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施與空中交通管理基礎(chǔ)設(shè)施為新系統(tǒng)的特色，同時注重人和系統(tǒng)之間產(chǎn)生的相互作用，從而使現(xiàn)代空中交通管理踏上新臺階。

1 智慧空中交通管理系統(tǒng)框架

（1）感知層。感知層相當于系統(tǒng)神經(jīng)末梢，同時也是確保系統(tǒng)得以正常運行的重要保障。感知層由三部分構(gòu)成，分別為機場場面、航路傳感器與管制中心。其中，航路傳感器主要包括一次雷達、二次雷達和自動監(jiān)視系統(tǒng)等。一次雷達的主要作用在于監(jiān)視機場附近及航路上的飛行情況；二次雷達的主要作用在于監(jiān)視高密度空域及終端區(qū)上的飛行情況；自動監(jiān)視系統(tǒng)主要作用在于監(jiān)視山區(qū)、叢林、沙漠及大洋空域上的飛行情況?？紤]到細微故障容易造成連鎖反應(yīng)，使管理服務(wù)受到影響而直接威脅到飛行安全，所以感知層還要包含可對系統(tǒng)導航監(jiān)視設(shè)備實施動態(tài)監(jiān)視的傳感器[1]。

（2）網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層是對復雜空管信息進行融合的重要基礎(chǔ)，通常采用空中交通管理局域網(wǎng)、Internet網(wǎng)與航空固定通信網(wǎng)等相關(guān)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。正是對此類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的充分應(yīng)用，可為全新的空中交通管理系統(tǒng)提供良好的互聯(lián)互通支撐。

（3）平臺層。平臺層還可稱作系統(tǒng)應(yīng)用平臺層，是指對監(jiān)視數(shù)據(jù)進行應(yīng)用，建立直接面向管理的應(yīng)用型平臺，根據(jù)不同的應(yīng)用服務(wù)類型，可分為交通服務(wù)、計劃管理、流量管理和空域管理等若干種。由于已經(jīng)有部分平臺可以在空中交通管理中應(yīng)用，所以智慧管理系統(tǒng)能在現(xiàn)有平臺上通過合理的改造直接實現(xiàn)，無需對平臺進行重新開發(fā)。

（4）專業(yè)應(yīng)用及決策支持層。該層的主要作用為向交通管理活動提供必要的決策支持，為流量管理、告警、設(shè)備監(jiān)視與空域管理等新服務(wù)的實現(xiàn)提供基礎(chǔ)條件，是使空中交通管理真正走上協(xié)同一體化道路的重要舉措，有利于提升空域資源實際利用率。

2 智慧空中交通管理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

（1）RFID技術(shù)。RFID即射頻識別，具有非接觸與自動識別等特點，利用射頻信號對目標對象進行自動識別，同時獲取信息和參數(shù)，整個識別過程可徹底擺脫人工干預。技術(shù)原理為：磁場中有標簽進入以后，對射頻信號進行接收，依靠感應(yīng)電流所獲能量對儲存于芯片當中的信息實施發(fā)送，由解讀器對信息進行讀取與解碼之后，傳輸至系統(tǒng)開始分析處理[2]。

（2）無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)是對嵌入式計算機、分布式信息處理、傳感器及無線通信等技術(shù)進行集成而得到的具有信息獲取能力與分析處理能力的新技術(shù)。在系統(tǒng)不同環(huán)節(jié)布置傳感器，實現(xiàn)對空域單元實際運行情況的動態(tài)監(jiān)測，明確設(shè)備所處狀態(tài)，并對獲得的信息實施處理之后采取無線方法予以傳輸，以此確保管理部門可以在第一時間獲取設(shè)備狀態(tài)及空情數(shù)據(jù)。

3 智慧空中交通管理系統(tǒng)的支撐平臺

（1）交通服務(wù)平臺。該平臺作用在于對航空器的起降與航行進行管理，以確保系統(tǒng)安全及飛行秩序為目標。其承擔以下任務(wù)：避免飛機相撞；避免飛機滑行和其他物體、飛機與車輛等相撞；提升空域資源實際利用率?；谥腔劭罩薪煌ü芾硐到y(tǒng)，該平臺致力于將以EUROCAT為基礎(chǔ)，深入探究基于物聯(lián)網(wǎng)的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)整合，旨在管制席位對交通態(tài)勢施以實時顯示，從而實現(xiàn)交通服務(wù)全覆蓋。

（2）流量管理平臺。該平臺作用在于當空中的實際交通流量和管制服務(wù)最大能力相接近時，對流量進行適當調(diào)整，確保以最佳的流量狀態(tài)順利通過空域，達到提升空域及機場等資源實際利用率的目的。該平臺構(gòu)建需要應(yīng)用協(xié)同決策機制，通過對物聯(lián)網(wǎng)的合理開發(fā)、運用，采取多源數(shù)據(jù)接入等方法有效提高數(shù)據(jù)交互水平，同時依靠相關(guān)決策模型，實現(xiàn)更高的自動管理水平，從而對空情進行智能化預測評估，良好適應(yīng)日益增長的交通需要[3]。

（3）空域管理平臺。該平臺綜合各用戶需求，對時間及空間進行合理化劃分，以此實現(xiàn)資源利用最大化目標。為了有效提高管理的水平和效能，保證資源利用具有更好的靈活性與安全性，同時增進用戶之間的合作與協(xié)同能力，系統(tǒng)深入探究了怎樣以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心實現(xiàn)廣泛感知，利用新興數(shù)據(jù)技術(shù)對空域?qū)嶋H使用狀況進行動態(tài)監(jiān)視，使各個部門都能認識到空域管理具有的重要作用；探究怎樣從戰(zhàn)術(shù)角度入手對不同用戶提出的空域需求進行管理，平衡不同區(qū)域、國家的空域需求。

4 智慧空中交通管理系統(tǒng)應(yīng)用

（1）場面運行管理。在航空運輸系統(tǒng)中，機場是十分重要的組成部分，其場面管理的效能會對整個系統(tǒng)管理水平帶來直接的影響。場面運行管理指的是借助現(xiàn)階段新型科技對各類資源實施協(xié)同決策及動態(tài)監(jiān)控，將確保運行效率與安全作為根本目標，同時盡可能降低人員工作強度。在智慧空中交通管理系統(tǒng)中，可將不同類型的傳感器應(yīng)用于系統(tǒng)的場面監(jiān)視，以此對目標的實際運行狀況進行監(jiān)視，再應(yīng)用配套平臺完成沖突控制及滑行調(diào)度，最終為場面活動的全體參與人員提供合理化的建議、指導。

（2）空域運行管理。如今，空域運行所具有的復雜性日益增加，為適應(yīng)這一需要，空中管理對于空域管理專業(yè)必須將動態(tài)化的運行管理作為主要研究方向。在智慧空中交通管理系統(tǒng)中，可對不同類型的監(jiān)視方式進行融合，以此完成協(xié)同和動態(tài)化的空域運行監(jiān)視，同時配以專業(yè)應(yīng)用平臺，根據(jù)環(huán)境及使用要求，為管制員提供相應(yīng)的管理決策。

（3）協(xié)同流量管理。協(xié)同流量管理指的是以各方協(xié)同的方式對流量實施管理的模式，即對由使用者與管理者提供的各類信息實施整合，再經(jīng)過協(xié)同處理提出有效管理措施。在智慧空中交通管理系統(tǒng)中，可將傳感單元設(shè)置于不同部分之間，借助物聯(lián)網(wǎng)提供的強大支持，共享空中交通態(tài)勢信息，同時配以專業(yè)應(yīng)用平臺，開展協(xié)同流量管理活動[4]。

（4）跑道運行安全管理。在飛行區(qū)的運行管理中，跑道是一項十分重要的資源，其運行安全涉及以下內(nèi)容：避免跑道遭受侵入、防止飛機沖出或偏離跑道、跑道上異物檢測。在智慧空中交通管理系統(tǒng)中，可充分利用傳感器技術(shù)動態(tài)監(jiān)視跑道實際使用狀況，確保管制部門可在第一時間獲取相關(guān)信息，提升機場跑道對于不安全因素的預控能力。

（5）設(shè)備狀態(tài)管理。我國的空中交通管理設(shè)備正不斷向網(wǎng)絡(luò)化、精密化與系統(tǒng)化的方向發(fā)展?？罩薪煌ü芾碓O(shè)備得以正常運行必須得到保障技術(shù)大力支持。如前所述，任何一個細微故障都有演變?yōu)檫B鎖反應(yīng)的可能，如果故障處理不及時，還會威脅到飛行安全。在智慧空中交通管理系統(tǒng)中，為了實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)管理，可將傳感器設(shè)置于各種空中管理設(shè)備中，同時借助物聯(lián)網(wǎng)傳輸信息，以便及時開展保養(yǎng)和維修。

5 結(jié)束語

智慧空中交通管理系統(tǒng)作為現(xiàn)階段空中交通管理發(fā)展的必然結(jié)果，它以RFID與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，以交通服務(wù)平臺、流量管理平臺和空域管理平臺為支撐平臺，可在場面運行管理、空域運行管理、協(xié)同流量管理等方面實現(xiàn)良好應(yīng)用。

參考文獻

[1]石文先，朱新平.智慧空中交通管理系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].南京航空航天大學學報（社會科學版），2013（03）：51-55.

[2]白季冬.智慧空中交通管理系統(tǒng)及其應(yīng)用[J].科技資訊，2014（20）：22-23.

[3]張嘉懿.空中交通管制安全管理體系及其信息系統(tǒng)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（09）：79-80.

[4]張進，胡明華，張晨.空中交通管理中的復雜性研究[J].航空學報，2014（11）：2132-2142.

作者簡介：王瑞，男，漢族，新疆阿勒泰市，本科，助理工程師，民航西南空中交通管理局，研究方向：空中交通管制。