飛行區(qū)內(nèi)作業(yè)車輛數(shù)量種類多，易發(fā)生碰撞，管理困難等問題顯著，有效定位監(jiān)控飛行區(qū)車輛十分必要。文章調(diào)研分析了國內(nèi)機場的飛行區(qū)車輛定位系統(tǒng)應(yīng)用狀況，系統(tǒng)闡述了飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)模塊、功能以及架構(gòu)，認為地基增加(差分)技術(shù)、無線數(shù)據(jù)鏈技術(shù)與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是實現(xiàn)該系統(tǒng)高效運行的關(guān)鍵技術(shù)。研究成果對飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展具有借鑒意義。

　　飛行區(qū);車輛;定位監(jiān)控系統(tǒng);架構(gòu)

　　0 引言

　　在我國航空運輸發(fā)展迅速的同時，相匹配的機場飛行區(qū)保障設(shè)備也快速增加。2014年，北京首都國際機場每天有1 600架次航班，場內(nèi)運行車輛達到3 700輛[1]。在機場業(yè)務(wù)量急劇增加的情況下，飛行區(qū)內(nèi)作業(yè)的車輛數(shù)量也越來越多，而提高飛行區(qū)車輛的安全管理十分迫切。目前，建立飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)是提高機場飛行區(qū)安全保障的有效措施，通過實時精確定位飛行區(qū)車輛的位置，主動提供預(yù)警和評估碰撞風(fēng)險，并匹配高清晰度的可視化平臺，將有效提高機場運營安全等級與管理效率，提升機場的現(xiàn)代化、信息化、智能化管理水平。

　　本文系統(tǒng)闡述了飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控技術(shù)，調(diào)研了國內(nèi)典型機場的定位監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用情況，并分析了系統(tǒng)模塊、功能以及架構(gòu)，明確地面增強(差分)技術(shù)、無線數(shù)據(jù)鏈技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)是車輛定位監(jiān)控的關(guān)鍵技術(shù)。本文研究對機場開發(fā)飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)具有一定的借鑒意義。

　　1 國內(nèi)機場應(yīng)用實例

　　飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)是綜合應(yīng)用全球北斗定位系統(tǒng)BDS和通訊、智能控制等技術(shù)開發(fā)的，服務(wù)于機場車輛的集定位、安全監(jiān)測、控制和管理于一體的綜合信息處理系統(tǒng)[2]。歐美國家將飛行區(qū)運行車輛當(dāng)作飛行區(qū)內(nèi)移動目標的一部分，對車輛的監(jiān)控主要采用場面監(jiān)視雷達、多點定位技術(shù)或者廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)等技術(shù)。我國民航機場主要是基于BDS高精度定位系統(tǒng)來實現(xiàn)對飛行區(qū)運行車輛的實時監(jiān)控。

　　1.1 首都機場

　　首都機場通過建設(shè)差分基準站等逐步建成了“機坪車輛高精度GPS跟蹤管理系統(tǒng)”。該系統(tǒng)通過抗干擾高靈敏度接收機、聯(lián)合慣性導(dǎo)航、后臺軟件算法優(yōu)化等多種手段解決衛(wèi)星信號不穩(wěn)、車輛定位位置漂移等問題，實現(xiàn)了對場內(nèi)機動車的高精度實時定位跟蹤、軌跡記錄、超速報警和越界報警等功能。

　　1.2 重慶江北機場

　　該機場最早由民航二所承建其車載調(diào)度系統(tǒng)，實時采集發(fā)布動態(tài)航班信息、車輛保障任務(wù)分派、工作完成情況反饋系統(tǒng)，從而實現(xiàn)車輛保障任務(wù)的實時監(jiān)控。但由于定制的車載終端功耗較大，該系統(tǒng)已停用，規(guī)劃建設(shè)的新系統(tǒng)將采用重慶機場TD-LTE無線專網(wǎng)作為無線數(shù)據(jù)鏈承載平臺。

　　1.3 天津機場、呼和浩特機場

　　這兩個機場均采用北京智能航空系統(tǒng)公司的車載定位監(jiān)控解決方案，其最大特點是提供一個無線專網(wǎng)作為數(shù)據(jù)鏈承載平臺，并有0.1 m、1.5 m和5 m三個不同等級的車載定位終端可選。

　　1.4 昆明機場

　　昆明機場在地面運行管理系統(tǒng)中集成了車輛定位監(jiān)控功能，使用BDS技術(shù)跟蹤車輛速度和位置，設(shè)置電子圍欄，實時通過車輛終端進行語音通知和使用危險區(qū)域提示功能。該系統(tǒng)使用運營商4G網(wǎng)絡(luò)作為無線數(shù)據(jù)鏈承載平臺。

　　2 系統(tǒng)介紹

　　2.1 系統(tǒng)模塊

　　基于BDS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)主要由三個模塊組成：第一模塊是安裝在車輛上的車載終端設(shè)備，用于及時發(fā)送和接收衛(wèi)星傳播數(shù)據(jù);第二模塊是差分基準站，用于對衛(wèi)星信號的補償和測算，可以提高GPS 終端設(shè)備的定位精度;第三模塊是后臺監(jiān)控系統(tǒng)，通過系統(tǒng)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對車輛的監(jiān)控、預(yù)警和調(diào)度等。

　　2.2 系統(tǒng)功能

　　分析國內(nèi)機場開發(fā)的飛行區(qū)運行車輛監(jiān)控系統(tǒng)，其大致的功能分為實時報警、實時顯示、后臺自動記錄、多功能查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與狀態(tài)記憶等功能。

　　(1)實時報警：超速、超通行范圍、危險區(qū)域處靜止?fàn)顟B(tài)等預(yù)設(shè)定管控項目的違規(guī)自動報警和語音提示功能。

　　(2)實時顯示：實時顯示所需監(jiān)控對象運行狀況。包括車輛所屬單位、車輛類型、車號、實時位置、動靜態(tài)情況和自動報警信息。

　　(3)后臺自動記錄：所有車輛不間斷記錄運行動態(tài)軌跡和靜態(tài)信息。記錄數(shù)據(jù)保存不少于一年。

　　(4)多功能查詢：可以按單位、車型、車類、車號等查詢即時狀況和一定時間范圍內(nèi)的歷史軌跡。中文查詢界面，操作簡易、便捷。

　　(5)數(shù)據(jù)統(tǒng)計、輸出、打印：各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計表及數(shù)據(jù)輸出(Excel)和相關(guān)打印。

　　(6)不間斷電源或狀態(tài)記憶：綜合考慮車載終端不間斷電源或后臺狀態(tài)記憶等方式，保證系統(tǒng)能始終準確掌握車輛的位置信息。

　　(7)圖像縮放：后臺監(jiān)控圖像根據(jù)需要進行縮放查看和截圖。

　　2.3 系統(tǒng)架構(gòu)

　　飛行區(qū)車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)在各部分協(xié)調(diào)工作的基礎(chǔ)上，對信息進行采集、傳輸、儲存、分析反饋和可視化處理等。

　　2.3.1 信息的采集

　　主要通過BDS的車載終端設(shè)備采集飛行區(qū)內(nèi)運行車輛的速度、位置等信息，用于及時發(fā)送和接受衛(wèi)星傳播數(shù)據(jù)。車載定位盒如圖1所示。

　　2.3.2 信息的傳輸

　　要想獲取高精度的位置信息，需要依靠差分基準站對衛(wèi)星信號的補償和測算，提高BDS終端設(shè)備的定位精度。目前，主要有運營商4G網(wǎng)絡(luò)及無線專網(wǎng)作為數(shù)據(jù)鏈承載的通訊平臺。

　　2.3.3 信息的儲存

　　采集的數(shù)據(jù)需要實時傳輸?shù)奖O(jiān)視平臺。由于飛行區(qū)車輛眾多，數(shù)據(jù)量較大，一般常采用大型Oricle數(shù)據(jù)庫或者云數(shù)據(jù)庫進行儲存。

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