一种基于空管通信及监视技术的移动式管制塔台的制作方法

本发明涉及空管领域，尤其涉及一种基于空管通信及监视技术的移动式管制塔台。

背景技术：

当前国家低空空域管理改革持续推进，一系列支持民航、通航产业发展的政策陆续出台，我国民航空中交通管制系统的空域管理能力、运行效率得到了快速提升，通信导航监视能力持续增强，系统基础设施建设稳步推进，为航空业的安全运行提供了有力保障。空中交通管制是利用技术手段对飞行活动进行管理和控制，保证安全和有序飞行的过程，其中塔台管制室负责对塔台管制区内航空器的开车、滑行、起飞、着陆和与其有关的机动飞行的管制工作，为完成塔台管制工作需配置通信、导航、监视和气象设备、以及相应的信息化系统。

塔台是机场或航空港内指挥飞机滑行、起飞、着陆和实施空中交通管制的关键设施。随着民航及通航市场的迅速发展，现有固定式塔台建设周期长、成本高，不能完全满足民航市场日益增长的管制需求；在空管系统未覆盖的区域一旦发生紧急事件或重要保障任务(如国产航空器试飞)时，很难安全、有效的保障飞行任务；在现有已建设的固定式塔台发生严重故障或遭遇不可抗的自然灾害破坏时，无法进行飞行任务保障。

塔台管制采用的无线通信设备主要是基于甚高频(vhf)通信技术的超短波电台，能够提供航空器与地面台、航空器之间数据通信联络和双向语音，实现机场地空通信，同时用于机场地面调度及传送飞行数据；还有基于高频(hf)通信技术的短波电台，用于远距离广播和无线电通信；以及配套vhf通信、hf通信的地空选择呼叫器，避免航空器驾驶员长时间等候呼叫或是由于疏漏而不能接通联系。

塔台管制采用的管制空域监视数据主要来源于一次雷达、二次雷达(ssr)、ads-b(广播式自动相关监视)地面站，其中基于ssr监视技术的s模式二次雷达能够与飞机建立数据链，能够接收到更丰富的信息，如识别码、位置、航速、航向和飞行意图等，具有错误检测以及对接收数据错误进行修正的能力，突破了a/c模式的识别码限制，信号检测、识别的质量得到了提高，高度报告变得更加完整，支持高密度的空域环境；基于ads-b监视技术的地面台站采用1090扩展断续振荡(1090es)数据链接收航空器自动广播的4维位置信息(精度、纬度、高度、时间)，可能附加信息(冲突告警信息、飞行员输入信息、航迹角、航线拐点等)，飞机的识别信息和类别信息以及航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等其他信息。通过融合处理雷达监视数据和ads-b监视数据，能够便于塔台管制员监视空域中航空器的存在及活动情况，从而进行正确有效的引导。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于空管通信及监视技术的移动式管制塔台。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于空管通信及监视技术的移动式管制塔台，移动式管制塔台包括载车平台分系统、电子信息分系统及综合保障分系统；

载车平台系统包括牵引车、塔台方舱及塔台方舱举升装置；

电子信息分系统包括2信道甚高频地空通信系统、高频地通通信系统、超短波对讲机、地空选择呼叫器、工作席位、语音及监视数据记录仪、雷达及ads-b数据接入设备及席位内话系统；

综合保障分系统包括供电子系统、环境保障子系统、安全子系统和配套设施，

所述供电子系统包括市电、车载发电机、ups不间断电源、配电箱及供电设备；各输入电源相互间进行无间隙切换；

所述环境保障子系统包括值班方舱空调、值班方舱照明、塔台方舱空调和塔台方舱照明；

所述安全子系统和配套设施包括传感器、采集仪和防雷系统设备。

进一步地，载车平台系统还包括半挂车底盘、值班方舱、载车平台调平装置及爬梯。

进一步地，塔台方舱举升装置采用电机直接驱动柔性传动柱装置的方式，通过刚性链条的传动箱将链条柱节的水平运动转化为垂直运动；塔台方舱内部采用暗色系的饰面，无反光天花板；通过人机工程化完成塔台方舱内工作席位的设置；塔台方舱采用双层真空玻璃，塔台方舱观测窗的玻璃幕墙上边缘向外倾斜，玻璃幕墙安装电动窗帘；塔台方舱内设置独立的检修维护门，用于设备安装维护与走线；塔台方舱内的地板上铺设塑料地板革；塔台方舱通过隔振设计安装电子设备与空调；

进一步地，电子信息分系统还包括vhf天线、hf天线、对讲机天线，所述地空选择呼叫器包括vhf地空选择呼叫器、hf地空选择呼叫器；所述工作席位包括主飞行指挥席、备飞行指挥席、管制席位、气象席位。

进一步地，2信道甚高频地空通信系统通过vhf天线实现航空器与地面电台之间的数据通信联络和双向语音；高频地空通信系统通过hf天线实现远距离广播和无线电通信；超短波对讲机通对讲机天线实现塔台与地面工作人员的双向语音通信；

席位内话系统通过对2信道甚高频地空通信系统、高频地空通信系统和超短波对讲机进行语音综合调度；

语音及监视数据记录仪对电子信息分系统在进行管制任务过程中产生的语音数据，以及处理的ads-b数据和雷达数据进行完整的记录，并提供语音重放功能；

vhf地空选择呼叫器和hf地空选择呼叫器分别通过2信道甚高频地空通信系统和高频地空通信系统发出呼叫脉冲；工作席位通过雷达及ads-b数据接入设备获取系统内部产生的语音信息及外部空管设备提供的数据，并对这些数据进行处理、融合，并通过工作席位人机操作界面。

进一步地，所述2信道甚高频地空通信系统还通过vhf天线用于塔台向航空器传输飞行情报数据；

所述超短波对讲机通过对讲天线建立以塔台为中心的临时应急指挥专网；

发出呼叫脉冲后，航空器机载选择呼叫系统通知驾驶员进行通话。

进一步地，所述工作席位的主飞行指挥席、备飞行指挥席、管制席位和气象席位通过雷达及ads-b数据接入设备获取系统内部产生的语音信息、外部空管设备提供的雷达和ads-b监视数据，以及飞行通告、雷达数据信息、航行资料和气象数据，将获取的信息与数据进行处理、融合，通过工作席位人机操作界面完成管制指挥功能和飞行服务功能；管制指挥功能包括态势监视、预警与警告、飞行计划与航迹配对、航迹一致性监视及进港排序；所述飞行服务功能包括航行情报服务、气象情报服务、飞行情报服务。

进一步地，所述配电箱包括值班方舱配电箱和塔台方舱配电箱；所述供电设备包括塔台方舱ups供电设备和值班方舱ups供电设备；

塔台方舱ups供电设备和值班方舱ups供电设备采用ups不间断电源集中供电的方式进行管理；

配电箱对值班方舱空调、值班方舱插座、值班方舱照明、塔台方舱空调、塔台方舱插座和塔台方舱照明单独供电；

供电子系统使用避雷器、浪涌抑制器和总电源漏电流、缺相保护装置，并采用满足线路负载容量的空气开关对分支线路进行保护。

进一步地，所述值班方舱空调为风道式空调，塔台方舱空调为车载空调；值班方舱照明和塔台方舱照明设计了两种供电照明方式，一种是交流220v照明，另一种是直流24v应急照明，塔台方舱照明还在方舱顶部配备一套外场照明装置以解决移动式管制塔台系统的现场照明需求。

进一步地，所述传感器包括值班方舱传感器和塔台方舱传感器；所述采集仪包括值班方舱采集仪、塔台方舱采集仪；防雷系统设备包括接闪器、高效接地极、多芯镀锌接地线、天馈避雷器、电源防雷器和信号避雷器；安全子系统和配套设施采用分布式数据采集与控制架构，对移动式管制塔台系统的供配电情况、工作环境状况及设备工作状况进行监测与控制，并在符合设定的故障情况时进行声、光报警。

与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：

(1)本发明的移动式管制塔台集成国内外成熟的、高性能的基于空管甚高频(vhf)、高频(hf)技术的地-空和地-地通信设备，能够为管制人员工作提供可靠的通信及飞行情报数据传输保障支持。

(2)本发明的移动式管制塔台具备ads-b信息、雷达数据、气象情报数据的处理能力，能够为管制人员工作提供可靠的空域空情监视能力。

(3)本发明的移动式管制塔台可扩展性强，具备多种扩展接口，易于拓展系统功能。

(4)采用人机工程设计，符合管制人员的工作模式及习惯。

附图说明

图1是移动式管制塔台的系统组成示意图；

图2是载车平台分系统的外观图；

图3是电子信息分系统的系统组成图；

图4是综合保障分系统的系统组成图；

附图标记：1-牵引车，2-半挂车底盘，3-值班方舱，4-塔台方舱，5-塔台方舱举升装置，6-载车平台调平装置，7-爬梯。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图对本发明做进一步描述。

针对固定式塔台存在的不足，移动式管制塔台可作为固定式塔台的备份系统，在其出现断电、通信故障或原有atc系统故障时，接替管制任务；可应用于临时飞机跑道，保障航空器的应急起降；可应用于发生自然灾害时的野外应急救援，保障通信，辅助指挥；可应用于未建设塔台的小型机场(通航机场、警用机场、体航机场)，作为管制中心，保障通航飞机、警用直升机、体育航空器的飞行任务；可作为塔台管制员的培训实操平台。

如图1所示移动式管制塔台系统划分为载车平台分系统、电子信息分系统和综合保障分系统。

在移动式管制塔台系统运行过程中，图2所示的载车平台分系统的牵引车1、半挂车底盘2、值班方舱3、塔台方舱4(包含设备机柜、席位操作台)、塔台方舱举升装置5、载车平台调平装置6、爬梯7等设备设施为移动式管制塔台系统提供机动运行的动力保障，为其它分系统提供稳定可靠的物理支撑，为电源设备、电子设备提供安装物理空间，为管制人员提供工作空间，为维保人员提供操作空间，且塔台方舱举升装置5采用电机直接驱动柔性传动柱装置的方式，通过刚性链条的传动箱将链条柱节的水平运动转化为垂直运动，将塔台方舱4举升至距离地面6m的高度，满足管制人员的视距要求。

在图2所示载车平台分系统的塔台方舱4是移动式管制塔台系统的中枢与核心，其作为管制人员的工作场所，通过在内装饰方面，采用暗色系的饰面，以及采用无反光的天花板等手段，达到减少室内光反射的目的；通过人机工程化设计，完成工作席位的设置；通过采用双层真空玻璃，防止天气变化时玻璃结露；通过将观测窗的玻璃幕墙上边缘向外倾斜，防止阳光照射和雨淋，优选地，玻璃幕墙上边缘向外倾斜角度为10°；通过为玻璃幕墙配置电动操作的高清晰度、高还原性、防眩光的遮阳窗帘，保障管制人员在日照强烈的环境下执行管制任务；通过设计独立的检修维护门，便于设备安装维护与走线；通过在舱内地板上铺设耐磨塑胶地板革，实现耐磨、防滑、防静电、吸震的功能；通过隔振设计安装的电子设备与空调，能够确保舱内噪音分贝控制在65db以内。塔台方舱4能够最大限度的帮助管制人员集中注意力，提升执行管制任务时的工作效率。

在图3所示的电子信息分系统中，2信道甚高频地空通信系统4通过vhf天线1实现航空器与地面电台之间的数据通信联络和双向语音，满足塔台与航空器之间的地空通信以及机场场面调度的话音通信需求，也可用于塔台向航空器传输飞行情报数据；高频地空通信系统通过hf天线实现远距离广播和无线电通信，满足塔台与航空器之间远距离报话通信；超短波对讲机通对讲机天线3实现塔台与地面工作人员的双向语音通信，可建立以塔台为中心的临时应急指挥专网，实现对负责地面保障任务队伍的指挥，以及队伍之间的指挥协同；席位内话系统通过对2信道甚高频地空通信系统、高频地空通信系统和超短波对讲机进行语音综合调度，实现空中交通管制、航务管理和对空广播；语音及监视数据记录仪对电子信息分系统在进行管制任务过程中产生的语音数据，以及处理的ads-b数据和雷达数据进行完整的记录，并提供语音重放功能；vhf地空选择呼叫器和hf地空选择呼叫器分别通过2信道甚高频地空通信系统和高频地空通信系统发出呼叫脉冲，航空器机载选择呼叫系统将及时通知驾驶员进行通话，实现塔台对航空器选择呼叫；主飞行指挥席、备飞行指挥席、管制席位和气象席位通过雷达及ads-b数据接入设备获取系统内部产生的语音信息，外部空管设备提供的各项雷达和ads-b监视数据，以及飞行通告、雷达数据信息、航行资料和气象数据等服务信息，并对这些数据进行处理、融合，并通过工作席位人机操作界面，完成态势监视、预警和告警(紧急告警、冲突告警、下滑道监视告警、重复代码告警等等)、飞行计划与航迹配对、航迹一致性监视、进港排序等管制指挥功能和航行情报服务、气象情报服务、飞行情报服务等飞行服务功能；雷达及ads-b数据接入设备为电子信息分系统各个电子设备提供内部网络支撑，实现数据交互功能。

在图4所示的综合保障分系统中，供电子系统由市电、车载发电机和ups不间断电源、值班方舱配电箱和塔台方舱配电箱构成，各输入电源相互间能够无间隙切换，塔台方舱ups供电设备(电子信息分系统中重要的电子设备)和值班方舱ups供电设备(值班方舱的会议设备)采用ups不间断电源集中供电的方式进行管理，且这两种设备的供电电源相互转换时不会造成数据信息的丢失，对于在日常使用中应用范围和时间较少且大功率的设备如值班方舱空调、值班方舱插座、值班方舱照明、塔台方舱空调、塔台方舱插座和塔台方舱照明等采用配电箱单独供电的方式，供电子系统使用避雷器、浪涌抑制器和总电源漏电流、缺相保护装置，并采用满足线路负载容量的空气开关对分支线路进行保护。

在图4所示的综合保障分系统中，环境保障子系统由值班方舱空调、值班方舱照明、塔台方舱空调和塔台方舱照明组成，根据移动式管制塔台系统内部面积、载员人数和系统设备热功耗等诸因素，结合车体综合布局设计的具体要求，并充分考虑整车室内空间制热、制冷和通风的需求，系统选用了制冷制暖力强的值班方舱空调和塔台方舱空调，确保环境适宜，有效提升工作人员的工作效率，延长电子设备使用寿命，值班方舱空调为风道式空调，塔台方舱空调为车载空调；为便于工作人员开展工作，满足人机工程设计要求，值班方舱和塔台方舱内值班区、操作区、设备检修区、发电机舱必须有足够的照度值，值班方舱照明和塔台方舱照明设计了两种供电照明方式，一种是交流220v照明，另一种是直流24v应急照明，其中塔台方舱照明还在方舱顶部配备一套外场照明装置以解决移动式管制塔台系统的现场照明需求。

在图4所示的综合保障分系统中，安全子系统和配套设施包括值班方舱传感器、值班方舱采集仪、塔台方舱传感器、塔台方舱采集仪和防雷系统设备((接闪器、高效接地极、多芯镀锌接地线、天馈避雷器、电源防雷器和信号避雷器等)，采用分布式数据采集与控制架构，对移动式管制塔台系统的供配电情况、工作环境状况及主要设备工作状况进行监测与控制，能够在出现符合设定的故障情况时能够进行声、光报警，确保移动式管制塔台系统的稳定正常运行、保障车内人员的生命安全。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。如果本领域技术人员，在不脱离本发明的精神所做的非实质性改变或改进，都应该属于本发明权利要求保护的范围。