专利名称：空管程序管制模拟训练系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种空管程序管制模拟训练系统，属于空管自动化系统程序管制模拟训练技术领域。
背景技术：
程序管制模拟训练系统根据程序管制特点，模拟机场、分区、区域管制中心程序管制值班工作环境，重点训练管制员熟悉航行电报编辑、训练飞行、飞行调配、航线飞行指挥和管制值班的相关技能，提高管制员的程序管制水平。将程序管制值班工作流程信息化，通过训练想定制作、训练想定分发、席位角色初始化(定为机场管制员、分区管制员或者是区域管制员)、训练控制、学员操作与结果提交、记录重演、训练评估等步骤，完成航行电报编辑、飞行调配、训练飞行、航线飞行指挥单项和管制值班综合训练。随着空中航空器数量的高速递增，天空变得非常拥挤，管制员所承担的责任也随之增加，因此提高管制员的自身素质也变得异常重要，培训是提高管制员管制技能的重要手段，且程序管制是管制的基础，因此，程序管制培训十分重要。目前，国内使用的程序管制培训手段有两种形式，即课堂演练和程序管制模拟机演练；第一种是教师在黑板上画出航路图，同时绐定飞机预计进入管制区的时间，由学生自己计算飞机的位置，寻找可能的交通冲突，并制定解决冲突的管制方案。这种训练存在的问题首先是训练中无法表现出空中交通状况的动态变化，不利于学生在头脑中建立空中交通状况的实际图画；其次，当学生制定管制方案后，不能全面、详尽地看出方案的实施效果，所以很难准确判断出方案的正确性、完备性和经济性。程序管制模拟机虽然提供了空中交通的动态显示，在一定程度上克服了上述困难，但是由于程序管制模拟机之间不能实现信息交互，只能各自独立地进行模拟练习，难以实现全部值班内容的培训，对程序管制中重要的管制协调与移交不能得到充分训练，使学生对程序管制过程缺乏全面了解，对管制程序不能全面掌握；其次，程序管制模拟机设备昂贵，操作复杂，很难给学生提供大量的锻炼机会。现行的程序管制培训手段远不能满足现阶段培训管制员的需要。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种程序管制模拟训练系统，该系统包括模拟仿真服务器、综合应用服务器、交换机、技术监控席、训练主控席、至少I个训练单元、内话和显示设备。其中，训练单元包括机长席和管制员席；机长席用于对飞机进行各种操作；管制员席按其管制范围的不同，分为机场管制员席、分区管制员席和区域管制员席。模拟仿真服务器用于提供模拟仿真服务，负责将想定中设定的各种参数经计算、处理生成模拟航迹数据并将飞行航迹发布给训练单元。综合应用服务器用于提供数据库服务、时钟同步服务，对模拟训练的过程进行管理。
技术监控席用于显示系统的运行状态和各种资源的使用情况。训练主控席用于管理教学所需的训练数据。显示设备包括显示器、打印机和投影系统，用于显示模拟训练。内话包括机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话，管制员席与管制员席之间、管制员席与机长席之间通过内话进行语音通信。交换机包括汇聚交换机和接入交换机；2台汇聚交换机分别负责传输业务数据和话音数据；6台接入交换机中，其中3台接入交换机负责传输业务数据，3台接入交换机负责传输话音数据。其中，综合应用服务器和模拟仿真服务器均与2台汇聚交换机相连；技术监控席、训练主控席、机长席、管制员席和显示设备与负责传输业务数据的3台接入交换机相连；机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连；3台负责传输业务数据的接入交换机与负责传输业务数据的汇聚交换机相连，3台负责传输话音数据的接入交换机与负责传输话音数据的汇聚交换机相连。本发明的空管程序管制模拟训练系统还可以包括备份服务器，用于备份模拟仿真服务器和综合应用服务器。备份服务器与2台汇聚交换机相连。本发明的空管程序管制模拟训练系统中的训练单元还可以进一步包括助理管制员席和助理管制员席内话，辅助管制员进行空管管制。助理管制员席与负责传输业务数据的3台接入交换机相连，助理管制员席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连。一种采用本发明的空管程序管制模拟训练系统的单项训练方法，包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作单项训练的计划数据，并将计划数据组合形成单项训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟管制员的学员通过训练单元中的管制员席启动训练想定，综合应用服务器根据学员选定的训练想定内容进行管制员席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员，将训练想定内容发布给管制员席；步骤三，学员通过管制员席依照训练想定内容进行操作，完成后将结果提交保存至综合应用服务器；综合应用服务器将该训练想定的标准答案发布到管制员席，供学员查看;步骤四，教员通过训练主控席将学员提交的结果从综合应用服务器中调出，对本次训练进行评估，给出学员本次成绩。一种采用本发明空管程序管制模拟训练系统的管制值班训练方法，包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作管制值班训练的计划数据，并将计划数据进行组合形成管制值班模式训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟机长的学员A通过训练单元中的机长席启动训练想定；综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员；步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给机长席和管制员席；步骤四，管制员席根据训练想定的时间顺序显示训练内容，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到管制员席，模拟管制员的学员B通过管制员席进行训练内容的报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行管制指挥；步骤五，学员A通过机长席内话收到学员B通过管制员席内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤六，根据飞行具体情况，重复步骤四和步骤五，直到本次管制值班想定训练结束；步骤七，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看学员B通过管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。一种采用本发明空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法，包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作联合管制值班训练的计划数据，将计划数据进行组合形成本次联合管制值班模式训练的训练想定，指定主训练单元，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟机长的学员A通过主训练单元中的机长席启动训练想定，综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对各训练单元中的管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员；步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给各训练单元的机长席和管制员席；步骤四，模拟机场管制员的学员B通过机场管制员席向分区管制员席上报本机场飞行计划，模拟分区管制员的学员C通过分区管制员席接收到各机场上报的飞行计划后进行飞行计划的调配训练，制定调配预案，并将调配预案提交至综合应用服务器和模拟仿真服务器；模拟仿真服务器模拟调配预案的全过程，并将模拟结果反馈到分区管制员席显示；步骤五，机场管制员席根据调配预案的时间顺序显示航空器机场飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到机场管制员席，学员B通过机场管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥；步骤六，学员A通过机长席内话收到学员B通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和机场管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤七，根据飞行具体情况，重复步骤五和步骤六，直到航空器准备飞出机场管制区，当航空器准备飞出机场管制区时，学员B通过机场管制员席向分区管制员席发起移交申请；步骤八，移交申请被模拟分区管制员的学员C接收后，学员C通过分区管制员席对分区管制范围内的航空器进近飞行任务进行调配；步骤九，分区管制员席根据调配预案的时间顺序显示航空器分区飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到分区管制员席，学员C通过分区管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥；步骤十，学员A通过机长席内话收到学员C通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和分区管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤十一，根据飞行具体情况，重复步骤九和步骤十，直到航空器准备飞出分区管制区，当航空器准备飞出分区管制区时，学员C通过分区管制员席向区域管制员席发起移交申请；步骤十二，移交申请被模拟区域管制员的学员D接收后，学员D通过区域管制员席对区域管制范围内的航空器区域飞行任务进行调配；步骤十三，区域管制员席根据训练想定和分区管制员席提交的移交申请的时间顺序显示航空器区域飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到区域管制员席，学员D通过区域管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器区域飞行任务管制指挥；步骤十四，学员A通过机长席内话收到学员D通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和区域管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤十五，移交申请的提出为双向的，即区域管制员与分区管制员席之间，分区管制员席与机场管制员席之间相互提交移交申请；重复步骤五至步骤十四，直到本次联合管制值班训练结束；步骤十六，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看各学员通过相应管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。在空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法中，还可以进一步动态加载特殊情况，学员C根据特殊情况实时调整调配预案。在空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法中，空管程序管制模拟训练系统可以根据各管制员在指挥中改变航空器航向、高度、速度的次数，占用无线频率的时间和航空器实际飞行航迹进行评定，并按评分规则自动给管制员的管制指挥过程打分。有益效果(I)程序管制模拟训练系统提供一种完全自动化的培训系统，在培养管制员熟悉基本工作流程、建立空间方位感、增强对管制间隔理解、提高管制意识以及提高管制应变能力方面起到了巨大的促进作用。(2)程序管制模拟训练系统提供逼真的管制值班环境，直观地模拟航空器在机场活动区的推出、进跑道、滑行、起飞、着陆、起落航线和航路航线飞行，使程序管制服务连贯地再现，培养管制员熟悉基本工作流程、建立空间方位感、了解管制服务的全貌。(3)程序管制模拟训练系统实现了区域、分区、机场的联合模拟练习，重点训练程序管制工作中重要的管制协调与移交，充分培训程序管制各环节的工作流程，使管制员全面了解管制过程，全面掌握管制程序。(4)程序管制模拟训练系统大大简化了培训步骤，解放了教员，教员可以专心制定高仿真训练、针对性特殊情况训练，增强管制员对管制间隔理解、提高管制意识以及提高管制应变能力。(5)程序管制模拟训练系统可进行航行电报编辑、飞行调配、训练飞行、转场联系放飞、航线飞行指挥单项训练、单级别管制值班和多级别联合管制值班综合训练。(6)程序管制模拟训练系统使学员在仿真的环境下完成飞行调配预案，并能自动模拟飞行调配预案的全过程，实现飞行调配预案的验证。在预案验证过程中，管制员可以动态加载特殊情况，并根据特殊情况调整预案，实现验证过程与管制员的交互。(7)程序管制模拟训练系统的评估功能对管制员在指挥中改变航空器航向、高度、速度的次数、占用无线频率的时间和航空器实际飞行航迹等评估的必要项进行评定，并按评分规则自动给管制员的管制指挥过程打分。(8)程序管制模拟训练系统的记录重演功能可以记录每一训练单元的训练过程，教员可以在训练主控席重演指定管制员席、指定时间段的指挥过程，必要时可以暂停或按照时间轴进行分段反复重演，对管制员管制指挥的薄弱环节进行针对性指导，实现管制员教学的精细化管理。(9)程序管制模拟训练系统网络采用分层设计，分为接入和汇聚两层，简化了网络设计、实现以及故障的检测和排除，在此基础上还可以进行容量扩展，以满足未来培训量的扩展。(10)采用话音网和数据网双网设计，训练指令传输可靠，同时大幅减少数据网的数据流量；独立的话音网解决了话音传输的低延时少抖动。( 11)程序管制模拟训练系统使得程序管制培训由静态向动态、由粗放向精细化跟踪管理转变。填补了国内自动化程序管制训练手段的空白，为管制员的培养提供新途径。
图1为程序管制模拟训练系统示意图。图2为训练想定制作数据流。图3为单项训练时的数据流。图4为管制值班训练数据流。图5为联合训练模拟内容流程图。
具体实施例方式下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。本发明提供了一种程序管制模拟训练系统，包括模拟仿真服务器、综合应用服务器、交换机、技术监控席、训练主控席、至少I个训练单元、内话，以及显示设备。其中，训练单元包括机长席和管制员席。机长席用于对飞机进行各种操作；管制员席按其管制范围的不同，分为机场管制员席、分区管制员席和区域管制员席。模拟仿真服务器用于提供模拟仿真服务，负责使用想定中设定的各种参数经过计算、处理生成模拟航迹数据并将飞行航迹通过不同的线程发布给相应的训练单元。综合应用服务器用于提供数据库服务、时钟同步服务，对模拟训练的过程进行管理，例如提供技术监控服务(对各个席位、交换机及服务器的软件、硬件进行监控，如监控软件进程是否正常启动和运行，硬件CPU负载、硬盘负载、话音网和数据网连接是否正常，软硬件的所有异常情况都会告警显示，并给出解决方案，便于系统故障定位、故障恢复)、内话服务(确认管制员角色是否初始化，是否在线，各席位内话通过综合应用服务器进行话音通信转接)、飞行冲突探测服务等。技术监控席用于显示系统的运行状态和各种资源的使用情况，对席位负载、网络连接、席位软件未正常启动、服务器未正常启动等异常情况进行告警，为保障整个系统正常运行提供支持服务。训练主控席用于管理教学所需全部训练数据，包括训练数据编辑、想定制作预演、训练监视、训练评估等。内话包括机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话，是管制员席与管制员席之间、管制员席与机长席之间，技术监控席或训练主控席与机长席或管制员席之间的通信枢纽。管制员席之间通过模拟地地通话进行管制协调与移交；管制员与机长之间通过模拟地空通话对航空器下达管制指令进行航线飞行指挥。显示设备包括显示器、打印机和投影系统，用于显示模拟训练。其中，40英寸显示器主要用于学员输入的调配方案后生成的调配图显示。打印机主要用于训练准备时预打印飞行进程单以及日常教学打印资料，如学员成绩单等。投影系统用于投影显示训练主控席上的信息，方便教员做针对性教学。2台汇集交换机分别负责传输业务数据和话音数据，实现分布式链路间的冗余备份，划分VLAN隔离各业务数据与话音数据，抑制广播数据流，提供良好的安全性和扩充性。6台接入交换机将内话交换机接口和席位交换机接口分开，分别应用3台接入交换机，即3台接入交换机负责传输业务数据，3台接入交换机负责传输话音数据，业务数据与话音数据互不干扰，同时保证了可靠性要求。其中，综合应用服务器和模拟仿真服务器均与2台汇聚交换机相连；技术监控席、训练主控席、机长席和管制员席与负责传输业务数据的3台接入交换机相连；机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连；3台负责传输业务数据的接入交换机与负责传输业务数据的汇聚交换机相连，3台负责传输话音数据的接入交换机与负责传输话音数据的汇聚交换机相连。这样，通过汇集交换机的VLAN逻辑隔离，以及接入交换机的物理隔离，就形成了业务数据网和话音网。综合应用服务器、模拟仿真服务器、技术监控席、训练主控席、教员席和学员席产生的业务数据在业务数据网里传输；教员席内话、学员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话产生的话音数据在话音网里传输。采用话音网和数据网双网设计，业务数据传输可靠，同时大幅减少业务数据网的数据流量；独立的话音网解决了话音传输的低延时少抖动。此外，为了进一步提高系统的可用性，还可以设置备份服务器，备份服务器与2台汇聚交换机相连，可以提供模拟仿真服务器、综合应用服务器中的全部服务。当模拟仿真服务器或综合应用服务器出现问题，不能正常工作时，可以启动备份服务器上相应的服务，保证训练教学活动的正常进行。训练单元还可以增设助理管制员席和助理管制员席内话，辅助管制员进行空管管制。助理管制员席与负责传输业务数据的3台接入交换机相连，助理管制员席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连。整个训练过程按训练内容分为单项训练模式、管制值班模式，以及联合管制值班模式。I)单项训练模式步骤一，教员通过训练主控席制作单项训练的计划数据，计划数据包括航行电报编辑、飞行调配、训练飞行、航线飞行指挥计划，将计划数据进行组合形成单项训练科目，形成本次训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器。步骤二，模拟管制员的学员通过训练单元中的管制员席启动训练想定。综合应用服务器根据学员选定的训练想定内容进行管制员席席位角色初始化，确认其为机场管制员或者是分区管制员或者是区域管制员，将训练想定内容发布给管制员席。步骤三，学员通过管制员席依照训练想定内容进行相应的操作，完成后将结果提交保存至综合应用服务器。综合应用服务器将该训练想定的标准答案发布到管制员席，供学员查看。步骤四，教员通过训练主控席将学员提交的结果从综合应用服务器中调出，并进行批注等操作，对本次训练进行评估，给出学员本次成绩。技术监控席可实时显示当前各机长席、管制员席、训练主控席、模拟仿真服务器、综合应用服务器和交换机的工作状态。2)管制值班模式步骤一，教员通过训练主控席制作管制值班训练的计划数据，计划数据包括航行电报编辑、飞行调配、训练飞行和航线飞行指挥的组合，将计划数据进行组合形成本次管制值班模式训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器。步骤二，模拟机长的学员A通过训练单元中的机长席启动训练想定。综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或者是分区管制员或者是区域管制员。步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给机长席和管制员席。步骤四，管制员席根据训练想定的时间顺序显示训练内容，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到管制员席位，模拟管制员的学员B通过管制员席进行训练内容的报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行管制指挥操作。步骤五，学员A通过机长席内话收到学员B通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数。飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和管制员席，并提交保存至综合应用服务器。步骤六，根据飞行具体情况，重复步骤四和步骤五，直到本次管制值班想定训练结束。步骤七，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看学员B通过管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。技术监控席可实时显示当前各机长席、管制员席、训练主控席、模拟仿真服务器、综合应用服务器和交换机的工作状态。
3)联合管制值班模式步骤一，教员通过训练主控席制作联合管制值班训练的计划数据，计划数据包括指定不同的训练单元模拟不同角色，如出发机场的机场管制员、出发分区的分区管制员、区域管制员，到达机场的机场管制员和到达分区的分区管制员，模拟机场、分区、区域联合管制内容，并指定某个训练单元为主训练单元，将计划数据进行组合形成本次联合管制值班模式训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器。步骤二，模拟机长的学员A通过主训练单元中的机长席A启动训练想定。综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对各训练单元中的管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或者是分区管制员或者是区域管制员。步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给各训练单元的机长席和管制员席。步骤四，模拟出发机场的机场管制员的学员B通过机场管制员席B向出发分区的分区管制员席C上报本机场飞行计划，模拟出发分区的分区管制员的学员C通过分区管制员席C接收到各机场上报的飞行计划后进行飞行计划的调配训练，通过分区管制员席C制定调配预案，并将调配预案提交至综合应用服务器和模拟仿真服务器，模拟仿真服务器可以模拟预案的全过程，并将模拟结果反馈到分区管制员席C显示。步骤五，机场管制员席B根据调配预案的时间顺序显示航空器机场飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到机场管制员席B，学员B通过机场管制员席B进行报表编辑，通过管制员席内话B对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥。航空器从申请开车、滑行、接收空中交通管制放行许可、进入跑道并起飞，及航空器在起落航线上飞行的调配都在机场管制服务范围内实施。步骤六，学员A通过机长席内话A收到学员B通过管制员内话B下达的指令后，对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席A和机场管制员席B，并提交保存至综合应用服务器；步骤七，根据飞行具体情况，重复步骤五和步骤六，直到航空器准备飞出出发机场管制区，当航空器准备飞出出发机场管制区时，学员B通过机场管制员席B向分区管制员席C发起移交申请。发起移交申请的航空器在分区管制员席C会有移交提示信息，学员C可通过分区管制员席C接收移交或拒绝移交。步骤八，移交申请被模拟出发分区的分区管制员的学员C接收后，学员C通过分区管制员席C对分区管制范围内的航空器进近飞行任务进行调配。对于移交给分区管制的航空器，机场管制员席B只能显示，没有管制权，该航空器在分区管制范围内完成仪表进近间隔、穿云等进近程序管制模拟训练。步骤九，分区管制员席C根据调配预案的时间顺序显示航空器分区飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到分区管制员席C，学员C通过分区管制员席C进行报表编辑，通过管制员席内话C对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥；步骤十，学员A通过机长席内话A收到学员C通过管制员内话C下达的指令后，对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席A和分区管制员席C，并提交保存至综合应用服务器；步骤十一，根据飞行具体情况，重复步骤九和步骤十，直到航空器准备飞出分区管制区，当航空器准备飞出分区管制区时，学员C通过分区管制员席C向区域管制员席D发起移交申请。移交申请的航空器在区域管制员席D上显示移交提示信息，学员D可以通过区域管制员席D接收移交或拒绝移交。步骤十二，移交申请被模拟区域管制员的学员D接收后，学员D通过区域管制员席D对区域管制范围内的航空器区域飞行任务进行调配。对于移交给区域管制的航空器，分区管制员席C只能显示，没有管制权，该航空器在区域管制范围内完成高度层配备、横向纵向间隔等区域程序管制模拟训练。步骤十三，区域管制员席D根据训练想定和分区管制员席C提交的移交申请的时间顺序显示航空器区域飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到区域管制员席D，学员D通过区域管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话D对学员A进行航空器区域飞行任务管制指挥；步骤十四，学员A通过机长席内话A收到学员D通过管制员内话D下达的指令后，对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席A和区域管制员席D，并提交保存至综合应用服务器；步骤十五，根据飞行具体情况，重复步骤十三和步骤十四，直到航空器准备飞出区域管制区，当航空器准备飞出区域管制区时，学员D通过区域管制员席D向到达分区的分区管制员席E发起移交申请；步骤十六，移交申请被模拟到达分区的分区管制员的学员E接收后，学员E通过分区管制员席E对分区管制范围内的航空器进近飞行任务进行调配，通过管制员席内话E对学员A进行航空器区域飞行任务管制指挥，当航空器准备飞出分区管制区时，学员E通过分区管制员席E向到达机场的机场管制员席F发起移交申请；步骤十七，移交申请被模拟到达机场的机场管制员的学员F接收后，学员F通过机场管制员席F对机场管制范围内的航空器进近飞行任务进行调配，通过管制员席内话F对学员A进行航空器区域飞行任务管制指挥，直到航空器停车，本次联合管制值班训练结束；步骤十八，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看学员B、C、D、E、F通过相应管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。技术监控席可实时显示当前各机长席、管制员席、训练主控席、模拟仿真服务器、综合应用服务器和交换机的工作状态。在系统管制训练过程中，还可以动态加载特殊情况，让管制员根据特殊情况实时调整调配预案。本系统还可以对管制员在指挥中改变航空器航向、高度、速度的次数、占用无线频率的时间和航空器实际飞行航迹等进行评定，并按评分规则自动给管制员的管制指挥过程打分。本系统可以记录每一训练单元的训练过程，教员可以通过训练主控席将数据从综合服务器中调出，重演指定管制员席、指定时间段的指挥过程，必要时可以暂停或按照时间轴进行分段反复重演，对管制员管制指挥的薄弱环节进行针对性指导。
在整个的飞行过程中，程序管制三个级别管制环节紧紧相连，飞行计划一致。这样的程序管制联合模拟练习能使管制专业一个班或更多班的学生在统一完成理论课部分的学习后，同时进行全部的模拟练习，每周或更长一段时间更换一个管制席位，这样使每一个学生都能体会到不同级别管制区的工作，并深刻地了解管制协调和移交的内容，对空中交通管制工作有个系统的认识。联合管制值班训练是程序管制模拟训练的关键。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种空管程序管制模拟训练系统，其特征在于包括模拟仿真服务器、综合应用服务器、交换机、技术监控席、训练主控席、至少I个训练单元、内话和显示设备；其中，训练单元包括机长席和管制员席；机长席用于对飞机进行各种操作；管制员席按其管制范围的不同，分为机场管制员席、分区管制员席和区域管制员席；模拟仿真服务器用于提供模拟仿真服务，负责将想定中设定的各种参数经计算、处理生成模拟航迹数据并将飞行航迹发布给训练单元；综合应用服务器用于提供数据库服务、时钟同步服务，对模拟训练的过程进行管理； 技术监控席用于显示系统的运行状态和各种资源的使用情况；训练主控席用于管理教学所需的训练数据；显示设备包括显示器、打印机和投影系统，用于显示模拟训练；内话包括机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话，管制员席与管制员席之间、管制员席与机长席之间通过内话进行语音通信；交换机包括汇聚交换机和接入交换机；2台汇聚交换机分别负责传输业务数据和话音数据；6台接入交换机中，其中3台接入交换机负责传输业务数据，3台接入交换机负责传输话音数据；其中，综合应用服务器和模拟仿真服务器均与2台汇聚交换机相连；技术监控席、训练主控席、机长席、管制员席和显示设备与负责传输业务数据的3台接入交换机相连；机长席内话、管制员席内话、技术监控席内话和训练主控席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连；3台负责传输业务数据的接入交换机与负责传输业务数据的汇聚交换机相连，3台负责传输话音数据的接入交换机与负责传输话音数据的汇聚交换机相连。
2.如权利要求1所述空管程序管制模拟训练系统，其特征在于所述系统还包括备份服务器，用于备份模拟仿真服务器和综合应用服务器，备份服务器与2台汇聚交换机相连。
3.如权利要求1所述空管程序管制模拟训练系统，其特征在于，所述训练单元进一步包括助理管制员席和助理管制员席内话，辅助管制员进行空管管制；助理管制员席与负责传输业务数据的3台接入交换机相连，助理管制员席内话与负责传输话音数据的3台接入交换机相连。
4.一种采用权利要求1所述空管程序管制模拟训练系统的单项训练方法，其特征在于包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作单项训练的计划数据，并将计划数据组合形成单项训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟管制员的学员通过训练单元中的管制员席启动训练想定，综合应用服务器根据学员选定的训练想定内容进行管制员席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员，将训练想定内容发布给管制员席；步骤三，学员通过管制员席依照训练想定内容进行操作，完成后将结果提交保存至综合应用服务器；综合应用服务器将该训练想定的标准答案发布到管制员席，供学员查看； 步骤四，教员通过训练主控席将学员提交的结果从综合应用服务器中调出，对本次训练进行评估，给出学员本次成绩。
5.一种采用权利要求1所述空管程序管制模拟训练系统的管制值班训练方法，其特征在于包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作管制值班训练的计划数据，并将计划数据进行组合形成管制值班模式训练的训练想定，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟机长的学员A通过训练单元中的机长席启动训练想定；综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员；步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给机长席和管制员席；步骤四，管制员席根据训练想定的时间顺序显示训练内容，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到管制员席，模拟管制员的学员B通过管制员席进行训练内容的报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行管制指挥；步骤五，学员A通过机长席内话收到学员B通过管制员席内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤六，根据飞行具体情况，重复步骤四和步骤五，直到本次管制值班想定训练结束； 步骤七，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看学员B通过管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。
6.一种采用权利要求1所述空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法，其特征在于包括以下步骤步骤一，教员通过训练主控席制作联合管制值班训练的计划数据，将计划数据进行组合形成本次联合管制值班模式训练的训练想定，指定主训练单元，并将训练想定数据打包上传至综合应用服务器；步骤二，模拟机长的学员A通过主训练单元中的机长席启动训练想定，综合应用服务器根据选定的训练想定内容，对各训练单元中的管制员席进行席位角色初始化，确认其为机场管制员或分区管制员或区域管制员；步骤三，训练想定启动后，模拟仿真服务器依照综合应用服务器中训练想定设定的数据进行航迹数据模拟、时间数据模拟，并发布给各训练单元的机长席和管制员席；步骤四，模拟机场管制员的学员B通过机场管制员席向分区管制员席上报本机场飞行计划，模拟分区管制员的学员C通过分区管制员席接收到各机场上报的飞行计划后进行飞行计划的调配训练，制定调配预案，并将调配预案提交至综合应用服务器和模拟仿真服务器；模拟仿真服务器模拟调配预案的全过程，并将模拟结果反馈到分区管制员席显示； 步骤五，机场管制员席根据调配预案的时间顺序显示航空器机场飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到机场管制员席，学员B通过机场管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥；步骤六，学员A通过机长席内话收到学员B通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和机场管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤七，根据飞行具体情况，重复步骤五和步骤六，直到航空器准备飞出机场管制区，当航空器准备飞出机场管制区时，学员B通过机场管制员席向分区管制员席发起移交申请；步骤八，移交申请被模拟分区管制员的学员C接收后，学员C通过分区管制员席对分区管制范围内的航空器进近飞行任务进行调配；步骤九，分区管制员席根据调配预案的时间顺序显示航空器分区飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到分区管制员席，学员C通过分区管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器机场飞行任务管制指挥；步骤十，学员A通过机长席内话收到学员C通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和分区管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤十一，根据飞行具体情况，重复步骤九和步骤十，直到航空器准备飞出分区管制区，当航空器准备飞出分区管制区时，学员C通过分区管制员席向区域管制员席发起移交申请；步骤十二，移交申请被模拟区域管制员的学员D接收后，学员D通过区域管制员席对区域管制范围内的航空器区域飞行任务进行调配；步骤十三，区域管制员席根据训练想定和分区管制员席提交的移交申请的时间顺序显示航空器区域飞行任务，模拟仿真服务器将模拟的综合空中情况信息分发到区域管制员席，学员D通过区域管制员席进行报表编辑，通过管制员席内话对学员A进行航空器区域飞行任务管制指挥；步骤十四，学员A通过机长席内话收到学员D通过管制员内话下达的指令后，通过机长席对飞机的飞行进行控制，修改飞机飞行参数；飞行参数改变后，模拟仿真服务器根据新的飞行参数重新计算飞行轨迹，并将新的飞行轨迹发布给机长席和区域管制员席，并提交保存至综合应用服务器；步骤十五，移交申请的提出为双向的，即区域管制员与分区管制员席之间，分区管制员席与机场管制员席之间相互提交移交申请；重复步骤五至步骤十四，直到本次联合管制值班训练结束；步骤十六，训练结束后，教员通过训练主控席调取综合应用服务器数据，查看各学员通过相应管制员席提交的结果，对本次训练进行评估，给出本次成绩。
7.如权利要求6所述的空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法，其特征在于，进一步动态加载特殊情况，学员C根据特殊情况实时调整调配预案。
8.如权利要求6所述的空管程序管制模拟训练系统的联合管制值班训练方法，其特征在于，所述系统根据各管制员在指挥中改变航空器航向、高度、速度的次数，占用无线频率的时间和航空器实际飞行航迹进行评定，并按评分规则自动给管制员的管制指挥过程打分。
全文摘要
本发明公开了一种空管程序管制模拟训练系统。该系统包括模拟仿真服务器、综合应用服务器、交换机、技术监控席、训练主控席、至少1个训练单元、内话和显示设备。使用本发明能够逼真地模拟管制值班环境，实现区域、分区、机场的联合模拟练习，充分培训程序管制各环节的工作流程，使管制员全面了解管制过程，全面掌握管制程序。本发明的网络采用分层设计，简化了网络设计、实现以及故障的检测和排除；采用话音网和数据网双网设计，训练指令传输可靠，同时大幅减少数据网的数据流量，独立的话音网解决了话音传输的低延时少抖动。本发明还给出了空管程序管制模拟训练系统单项训练模式、管制值班模式和联合管制值班模式的训练方法。
文档编号G09B9/08GK103050030SQ201210570710
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者王家隆, 辛晓娜, 陈川波 申请人:中国电子科技集团公司第十五研究所