低空经济空管系统是低空基础设施建设的关键环节,作为民航空中交通管理系统的核心,能有效保障低空飞行的安全、高效和有序进行。低空经济空管系统是一个综合性的体系,包括通信、导航、监视(CNS)和空中交通管理(ATM)四个主要部分。这一系统不仅涵盖了通信、导航、监视等关键功能,还通过空中交通管理系统实现了对空中交通信息的有效处理。空管系统是民航三大核心系统之一,是指导空中交通安全平稳运行的重要系统。随着低空经济的发展,空管系统需要解决高密度和大流量的管制难题,提升智能化程度。
一、 低空经济空管系统的具体组成和功能
低空经济空管系统的具体组成和功能可以从多个方面进行详细描述。
1. 组成部分
(1). 通信、导航和监视(CNS)系统:
- 通信系统:负责空中交通管理中的信息传递,包括语音通信和数据通信。
- 导航系统:提供飞机在空中的定位和导航服务,确保飞行路径的准确性和安全性。
- 监视系统:包括空管雷达,分为一次雷达和二次雷达。一次雷达用于探测空中物体,二次雷达则包括雷达信标及数据处理系统,正式名称为空中管制雷达信标系统(ATCRBS)。
(2). 空中交通管理系统(ATM):
- 空管自动化系统:覆盖飞机航班起飞前的放行管理、场面的滑行管理、空中的飞行管理等整个运行流程,实现空地一体化的空中交通管理运行模式。
- 空管场面管理系统:管理机场地面的飞行器活动,确保地面滑行的安全和效率。
- 机场机坪塔台管制自动化系统:负责机场机坪的飞行器管理和指挥。
(3). 物理基础设施:
- 包括机场、起降点、飞行器集散中心等地面设施。
2. 功能
(1). 空中交通管理:
实现对低空飞行器的实时监控和管理,确保飞行安全和空中交通的有序运行。
提供飞行计划的审批、飞行路线的规划和调整、飞行状态的监控等功能。
(2). 通信和导航支持:
通过通信系统传递飞行指令和信息,确保飞行器与地面控制中心之间的实时通信。
通过导航系统提供精确的定位和导航服务,帮助飞行器准确到达目的地。
(3). 监视和安全保障:
利用空管雷达系统对空中物体进行探测和跟踪,及时发现潜在的安全隐患。
通过监视系统对飞行器的运行状态进行实时监控,确保飞行安全。
(4). 地面设施管理:
管理机场和起降点的地面活动,确保地面滑行的安全和效率。
提供机场机坪的飞行器管理和指挥,确保机坪活动的有序进行。
二、 如何解决低空经济空管系统中的高密度和大流量管制难题?
解决低空经济空管系统中的高密度和大流量管制难题,可以从以下几个方面入手:
- 建设国家级流量管理系统和协同决策系统:通过建设国家级流量管理系统和协同决策系统,可以有效提升运行效率,完善大面积延误应急响应机制MDRS,从而应对低空经济中高密度和大流量的挑战。
- 应用国际民航组织新型尾流间隔标准(RECAT) :全面应用国际民航组织新型尾流间隔标准(RECAT),可以优化飞行间隔,提高空中交通管理的效率和安全性。
- 扩大运行数据共享范围:通过扩大运行数据共享范围,汇集所有运输航空公司、运输机场和空管相关数据资源,可以实现更高效的协同运行水平,提升整体运行效率。
- 空管自动化系统:空管自动化系统通过雷达报告飞机的飞行信息,为航空管制员提供航班实时准确的飞行动态,能够预测潜在冲突危险,保障航班安全。
- 信息化平台建设:信息化平台是低空经济发展的关键基础,通过信息化平台的建设,可以实现对低空飞行活动的高效管理和监控。
- 技术研究和应用开发:持续加大低空经济相关产业的技术研究和应用开发,可以推动空管系统的技术进步和创新,提升其应对高密度和大流量的能力。
三、 低空经济空管系统在提升智能化程度方面采取了哪些措施?
低空经济空管系统在提升智能化程度方面采取了多项措施,具体如下:
- 构建智能化管理服务体系:建立一个集监控、通信、导航、管理和防御于一体的智能化低空管理服务体系,这是低空空域管理的关键,也是低空经济持续健康发展的重要保障。
- 数据和信息共享:基于数据和信息共享,新一代空管系统的智能化、精细化、网络化协同决策成为可能。通过一体化协同决策,可以准确掌握各相关方的运行状态、资源配置情况和面临的问题,及时制定方案措施,以充分利用空域资源,保障运行安全,减少航班延误。
- 核心操作运行平台:对空管系统业务进行梳理,以需求和决策为导向构建核心操作运行平台,平台可以做到透彻的感知、互联互通、智能化决策。利用顶层设计将管制运行功能作为牵引,以实际运行痛点为驱动,撬动管制运行各个业务链条,形成打造平台合力。
- 系统架构设计:未来智慧空管的整个系统将由感知层、基础设施物联网、应用服务平台、决策处理平台等部分组成。在系统中,感知层作为智慧空管的基础。
- 跨界信息技术融合:通过跨界信息技术融合互联,创新运行模式,强化自组织、自决策运行能力,实现自适应成长的空管系统。通过构建实时的动态全面感知获取数据化运行态势,利用大数据、互联网、物联网、云计算、人工智能等技术与空管现有技术深度融合,构建飞联网平台。
- 数智化运维管理系统:建设基于大数据的数智化运维管理系统,充分利用空管一体化优势,成立一体化数智运维管理系统建设工作组,在空管局领导指挥下进行。
四、 民航空中交通管理系统的最新技术进展
民航空中交通管理系统的最新技术进展主要集中在以下几个方面:
- 智能化和集成化:空管系统正在提升智能化和集成化水平,以应对日益增长的空中交通需求。例如,A-CDM(机场协同决策管理系统)的应用实践,以及当地空管站的真实痛点及解决案例的分享,都是智能化和集成化管理的重要体现。
- 协同化和绿色化:空管系统也在向协同化和绿色化方向发展。例如,TBO(基于任务的运营)等运行新概念的提出,旨在提高空中交通管理的效率和环保水平。
- 自主间隔管控技术:空中交通自主间隔管控技术是国际民航下一代空中交通管理系统发展的前沿技术方向。该技术通过将地面管制系统的间隔管制任务部分或全部转移到航空器端,实现空地分布式的间隔保持与安全管控,从而改善空中航行的灵活性与效率。
- 数字化转型:新一代AR(增强现实)和AI(人工智能)技术正在赋能智慧机场的数字化转型。例如,电科莱斯在2024年民航空中交通管理科学技术交流会上介绍了新一代AR+AI技术在智慧机场中的应用。
- 城市低空服务管理:空管系统在城市低空服务管理方面也取得了显著进展。例如,城市低空运行实验研究的最新进展,以及城市空中交通及无人机应用的探讨,都是城市低空服务管理的重要内容。
- 云技术和跨境流量管理:云技术在空管系统中的应用,以及跨境流量管理的新进展,都是当前空管系统技术发展的重要方向。
- 新型网络技术:面向空天网络的新型网络技术研究与探索,也是当前空管系统技术发展的重要方向之一。
五、 低空经济空管系统对民航安全和效率的影响
低空经济空管系统对民航安全和效率的影响评估报告可以从多个角度进行分析,包括政策支持、技术发展、市场前景以及面临的挑战等方面。
1. 政策支持与市场前景
低空经济的发展得到了国家政策的大力支持。例如,民航局成立了空管系统促进低空经济发展工作领导小组,以加强对空管系统相关工作的组织领导,促进低空经济高质量发展。此外,低空经济市场前景广阔,低空空管系统主要针对超低空运行、中低空混合运行、高空融合运行和隔离运行等场景中的各类无人机,与传统民航空管系统相比,无人驾驶航空器的管理成为一大特色。
2. 技术发展与应用
空管自动化系统是保障民航飞行安全的重要指挥控制信息系统。随着低空空域限制的逐步放开和低空飞行器的日益密集,原本相对简单的空域交通管理任务变得日益复杂。基于5.5G基站的通感一体技术有望解决低空飞行中监视、管控方面的不足,成为ADS-B和雷达的有效补充。
3. 民航安全与效率
空管系统是飞行安全与秩序的根本,空中交通管制(ATC)是其核心。空管自动化系统不仅保障了民航飞行的安全,还提高了飞行效率。然而,低空复杂的感知环境,例如气象、楼宇、通信等,对空管系统提出了更高的要求。此外,低空经济的发展还面临一些制约因素,如低空空管的规划和管控问题,以及低空航道监测技术的不足。
4. 面临的挑战
尽管低空经济的发展前景广阔,但其面临的挑战也不容忽视。例如,低空空域的复杂感知环境、飞行物的鱼龙混杂以及航道监测技术的不足等问题都需要解决。此外,低空经济的发展还需要软基建的支持,例如信息基础设施的建设。
5. 结论
总体来看,低空经济空管系统对民航安全和效率的影响是积极的。政策支持和技术发展为低空经济的发展提供了坚实的基础,但同时也需要面对复杂的环境和挑战。