“智慧空管“三神器”有多厉害”

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图为华北空管局多部门与北京大学讨论可视化拆解系统建设，拆解航班运行情况。 本报记者崔国强摄

图为安装在首都机场西跑道上的激光雷达设备。 本报记者崔国强摄

在蔚蓝的天空中飞行的飞机像风景一样，经常停下来眺望。 事实上，就像车辆在地上行驶一样，飞机在空中也必须遵守《交通规则》，并接受专门机构的指挥和时间表。 这是空中的交通规则(简称:空管)。 空管领域是高度依赖技术进步的领域，随着我国民航事业的高速发展，年均飞行流量持续两位数的迅猛增长，空管安全保障能力逐年提高，与各种新技术和空管系统设施设备的高度融合比较

日前，中国民航空华北地区空中交通管理局(简称“华北空管局”)与美国波音企业合作，利用高校实验室等技术力量，利用激光雷达开展机场风切变观测研究 并利用精密仿真软件提高机场跑道运行效率，建立了空中交通管理性能的可视化分解系统，阐明了智慧空管“三神器”。 这是当年全国首次完成hud (平视显示器)能见度150米的试飞后，围绕智慧空管建设的又一重要措施。 这个“三种神器”到底是什么，有多厉害？ 经济日报记者将带您参观首都机场和华北空管局。

激光雷达

监测机场的风切变

低空风切变对飞机起飞和着陆的安全威胁最大，需要加强科技创新对机场风切变观测的投入和研究

安全是民航空管的命脉，提高安全保障能力是民航空管领域永恒的主题。 根据国际民航组织的统计数据，全年因湍流等大气变动引起的风切变事故共计51次，占事故总数的19%。

其中，低空的风切变对飞机起飞和着陆的安全威胁最大。 不仅会使飞机远离航迹，还可能会失去飞机的稳定。 如果飞行员在这个过程中处置失误，有可能导致严重的后果。 风切变的原因很多，一方面是受雷暴、大雨、冷锋、低空急流等常见天气过程的影响而形成的。 另一方面，也可能受到地理环境、地形条件、机场周边建筑物的遮蔽的影响，如海陆风等。

华北空管局气象中心设备室副主任张建军介绍，首都机场西跑道风速数值与其他两条跑道有一定差异，特别是在大风天气条件下，风速数值明显较小，发生风切变的可能性也很大。 特别是在刮风天数多的北京春秋季节，安全隐患明显。 华北空管局气象中心数据显示，仅去年11月、12月间，就收到11份温得和克报告。

为此，年1月，华北空管局在首都机场西跑道南北端安装了两套国产激光雷达设备，收集了西跑道风场相关数据。 “该设备能够在天气雷达晴朗空的条件下比较有效地弥补风场探测的不足。 ”张建军说。 根据工作原理，现有的气象雷达在晴空条件下低空风的监测能力不足，在晴空条件下进行风切变预报时，无法为预报员提供有力的数据支持。

再加强空风切变预警为管制员在航空空器着陆阶段提供更好的气象支持，华北空管局与中国海洋大学合作，进行激光雷达机场风切变观测研究。

“我们历时两年，通过大量数据观察，完成了西跑道上空的实时风场探测，发现了西跑道风切变的原因、发生高度和触发条件，切实形成了可用的客户产品，管制员提前在机组上 ’张建军对这项新技术很有信心。

据介绍，在北京新机场，华北空管局同样配置了激光雷达设备，与香港国际机场使用的设备一样，位于世界领先水平，能够监测多条跑道的风场情况。 目前，该设备即将进入验收阶段，华北空管理局已为新机场的运行做好准备，这将开创该设备在内地民航系统业务化运行的先河。

精密模拟软件-

提高机场跑道的运行效率

提高并行跑道的运行效率是空管面临的挑战之一，智慧空管对此从未停止过探索

党的十九大报告指出，我国社会的首要矛盾已经转化为人民日益增长的美好生活需求和不平衡不充分的快速发展之间的矛盾。 落实到空管安全水平，是人民群众对安全、正时移动的诉求与空管保障能力不平衡不充分之间的矛盾。 中国民航空局局长冯正霖表示，要全面加大强安全、高效、强智慧、强协同的“四强空管”建设力度，实现空管质量的快速发展。 对此，华北空管局不断致力于建立良好的安全和快速发展、安全与利益、安全与正常、安全与服务的关系。

首都机场是世界上最繁忙的三个跑道机场，三个跑道是平行跑道。 其中36l与01跑道相距3.485公里，采用平行仪表进近模式时，雷达最小安全间隔标准为4公里(进近是指飞机下降时合跑道飞行的过程。 在接近阶段，高度调整飞机，配合跑道避开地面障碍物)。 如何在保证安全的基础上进一步挖掘首都机场的运行潜力，提高运行效率，以满足越来越多旅客的出行诉求，华北空管理局对此从未停止过探索。

华北空管局总工程师谢玉兰认为，提高平行跑道的运行效率是空管面临的挑战之一。 在这方面，华北空管局与中国民航大学合作，进行了精密的仿真软件仿真测试，结果表明，在首都机场，两条跑道的关联如果接近并维持3.485公里的雷达间隔，到达容量将增加16.7%，

为了验证该测试结果的安全可能性，项目组在前期进行了许多实验:首先建立了基于位置误差概率的碰撞风险模型，然后设计了管制员的特情反应时间测试方案，进行了10天的测试。 为了保证实验的比较有效性，项目组收集并解决了6个月的实际运行数据，获取了位置误差概率模型的相关参数，通过仿真计算得出了结论，最后将实验结果提交给了国际民航组织和美国联邦航空管理局的相关机构 结果表明，首都机场36l和01跑道相关和平行仪表接近所需的雷达间隔缩短为3.485公里后，没有显著提高运行风险，仍符合国际民航组织公布的安全目标水平。

可视化分解系统-

使用活的大数据

航空器的飞行过程本身就是步行的大数据库，挖掘数据背后的价值对运行监控非常有效

工作人员在华北空管局的管制画面上告诉记者，小亮点代表航空空器。 另一方面，航空器的整个飞行过程是步行的大数据库，如果能凝结这些运行新闻，挖掘数据背后的价值，总结规律，指导实际工作，对运行监测非常有效。

根据这一目标，华北空管局联合北京大学可视化和可视化拆解实验室空中的交通管理性能可视化拆解，通过数据解决加工“激活”数据，实现航班号、目的地机场、实时位置、实际起降 其中，每个数据代表一个元素，计算机通过算法、建模、表达等一系列解决方案生成数据图像。 通过在图形图像中反映数据及其内在关系，客户可以轻松直观地从中读取数据的含义。

华北空管局空管部马晓阳表示，如果想了解首都机场内某特定航班在雷雨和低能见度等天气条件下的出港运行情况，只需选择航班号，选择相应的时间段，该航班即可驾驶、地面滑行、在跑道外等待

“该系统的最大用途是准确、可视化地掌握各航班任意时刻的飞行动态，为高层决策提供了非常直观的辅助手段。 ”。 谢玉兰介绍了。

华北空管局下一步在开放实验室内建立系统，与北京大学共同开发数据采集、轨迹新闻分解、延迟新闻分解、地面滑行新闻分解等模块拷贝的表达，以及航班滑行的详细过程和互动。

“我们将继续加强科研核心能力建设，在建设‘坚强智慧’空管方面努力，加大对5个开放实验室的支持力度，/ [/k0/]激发管科技工作者的活力和创造力。 并推进产学研用深融合，加强科技成果应用示范和宣传，为推进中国民航空管优质快速发展提供智慧支撑。 ”。 谈到未来，华北空管局局长文学正表示。 崔国强

来源：人民视窗网