华北空管局全力提升空管安全保障能力——智慧空管“三神器”有多厉害

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图为华北空管理局正与北京大学讨论建设可视化分析系统，对航班运行情况进行分析。记者崔国强照片

图为安装在首都机场西跑道上的激光雷达设备。记者崔国强照片

在蓝天上翱翔的飞机就像一道风景，常常让人驻足观看。事实上，就像在地面上行驶的车辆一样，飞机也需要遵守空的“交通规则”,并由一个专门机构——即空(简称“/きだ”)的交通管制部门——指挥和调度。空的管道工业高度依赖于技术进步。随着中国民航事业的快速发展，年平均航班流量继续以两位数的速度快速增长。要逐年提高管道安全保障能力，必须依靠and/きだ的各种新技术

近日，中国民用航空空华北空中国通信管理局(简称“华北空管理局”)与美国波音公司联手，借助大学实验室等技术力量，利用精密仿真软件提高机场跑道运行效率，构建空交通管理绩效可视化分析系统，展示智慧空.的“三大神器”这是2017年中国首次完成150米平视显示器(hud)能见度测试飞行后，围绕智能空管建设的另一项重要举措。这个“三件文物”是什么？它有多强大？《经济日报》记者带你去首都机场和华北空管理局。

激光雷达—

监测机场风切变

低空风切变是飞机起降安全的最大威胁，因此有必要不断加强对机场风切变观测的科技创新投入和研究

安全是民航空管道的命脉，提高安全保障能力是民航空管道行业永恒的主题。根据国际民航组织的统计，从2014年到2016年，由湍流和其他大气波动引起的风切变事故有51起，占事故总数的19%。

其中，低空风切变是对飞机起降安全的最大威胁。它不仅会使飞机偏离轨道，还会使飞机不稳定。如果飞行员处理不当，可能会造成严重后果。风切变有很多原因。一方面，它受到雷暴、暴雨、冷锋和低空急流等常见天气过程的影响；另一方面，它也可能受到地理环境、地形条件和机场周围建筑物的影响，如海风和陆风。

华北空管理局气象中心设备室副主任张建军表示，首都机场西跑道的风速值与其他两条跑道的风速值存在一定差异，特别是在大风天气，风速值明显较小，风切变的可能性较大。特别是北京的春秋两季，风多，安全隐患明显。根据华北空局气象中心的数据，仅在2017年11月和12月，就收到了11份风切变报告。

因此，2018年1月，华北空管理局在首都机场西跑道南北两端安装了两套国产激光雷达设备，收集西跑道风场的相关数据。“这种设备可以有效地弥补晴天空.天气雷达风场探测的不足”张建军说。由于工作原理不同，现有天气雷达对空晴天条件下的低空风监测能力不足，无法为预报员预报空.晴天条件下的风切变提供有力的数据

为了进一步加强地面空风切变预警，并在空飞机着陆阶段为控制人员提供更好的气象支持，华北空管理局与中国海洋大学合作，正在开展

“我们计划在两年内通过大量的数据分析，完成空西跑道的实时风场探测，查明西跑道风切变的成因、发生高度和触发条件，形成实用的用户产品，帮助管制人员提前通知机组风切变，并在关口前移时加强预警，最大限度地减少飞行中的不安全因素。”张建军对这项新技术充满信心。

据介绍，在北京新机场，华北空管理局还配备了一套激光雷达设备，与香港国际机场使用的设备相同，处于世界领先水平，可以同时监测多条跑道的风场情况。目前，该设备即将进入验收阶段，华北空管理局已为其在新机场的运营做好准备，这将为该设备在内地民航系统的运营开创先例。

精密模拟软件-

提高机场跑道运行效率

提高平行跑道的运行效率是空管道面临的挑战之一，而智慧空管道从未停止探索这一点

中国共产党第十九次全国代表大会的报告指出，中国的主要社会矛盾已经转变为人民日益增长的改善生活的需要和不平衡发展之间的矛盾。实施空安全管理是人们对安全准时出行的需求与空管理支持能力不足失衡之间的矛盾。中国民用航空空局局长冯林正表示，要全面加强安全、高效、智慧、协调的"四强空管道"建设，realize/きだ在这方面，华北空管理局不断努力构建安全与发展、安全与效率、安全与常态、安全与服务的良好关系。

首都机场是世界上最繁忙的三跑道机场，三条跑道是平行跑道。其中，36l跑道与01跑道之间的距离为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瞄准跑道的过程。在进近阶段，飞机应该调整高度并对准跑道，以避开地面上的障碍物。华北空管理局从未停止探索如何在确保安全的前提下，进一步挖掘首都机场的运营潜力，提高运营效率，满足更多旅客的出行需求。

华北空管理局总工程师谢玉兰认为，提高平行跑道的运行效率是空管理局面临的挑战之一。在这方面，华北空管理局与中国民航大学合作，得出的结论是，在首都机场，如果两条跑道相关进近之间的雷达间隔保持在3.485公里，到达能力可提高16.7%，一小时内可增加多达9架飞机。

为了验证这一测试结果的安全性和可行性，项目组在前期做了大量的实验:首先建立了基于位置误差概率的碰撞风险模型，然后设计了控制器特殊反应时间的测试方案，并进行了为期10天的测试。为了保证实验的有效性，项目组还收集和处理了6个月的实际运行数据，得到了位置误差概率模型的相关参数，并通过仿真计算得出了结论。最后，将实验结果与ICAO和FAA 空管理局的相关研究进行了比较。结果表明，首都机场36l跑道和01跑道平行仪表进近所需的雷达间隔已缩短至3.485公里，运行风险没有明显增加，仍满足国际民航组织公布的安全目标水平。

视觉分析系统-

使用实时大数据

空飞机的飞行过程本身就是一个大型的行走数据库，发现数据背后的价值将对运行监控产生良好的效果

工作人员告诉记者，在华北空管理局的控制屏幕上，一个小亮点代表一架空飞机。空飞机的整个飞行过程本身就是一个大型的行走数据库。如果能够提取运行信息，挖掘数据背后的价值，总结规律，进而指导实际工作，将会对运行监控产生良好的效果。

基于这一目标，华北空管理局和北京大学可视化与可视化分析实验室联合开展了空交通管理绩效的可视化分析，并通过数据处理使数据“活”起来:航班号、目的地机场、实时位置、实际起降时间等不同属性，其中每个数据代表一个单一的图元，计算机通过算法、建模、表达等一系列处理方法生成数据图像；然后，通过将数据及其内部关系反映到图形图像中，用户可以容易且直观地理解数据所代表的含义。

华北空管理局空管理处马晓阳说，如果你想了解首都机场特定航班在雷雨或低能见度等天气条件下的起飞运行情况，只需选择航班号和相应的时间段。你可以很快得到航班的启动，地面滑行，和

该系统的最大目的是随时准确直观地掌握每次飞行的飞行动态，为上层决策提供非常直观的辅助手段谢玉兰说道。

据悉，华北空管理局下一步将在开放实验室建立一个系统，与北京大学共同研究开发数据采集、轨迹信息分析、延误信息分析、地面滑行信息分析等模块的内容展示，并通过再现详细的飞行滑行过程和互动筛选进行机场滑行拥堵分析。

“我们将继续加强科研核心能力建设，努力打造‘强智慧'空管’,加大对五个开放实验室的支持力度，激发空管科学家和研究人员的活力和创造力；推进产学研深度融合，加强科技成果应用示范和推广，为推动中国民航空管优质发展提供智慧支撑。”谈到未来，华北空管理局局长郑文说。(记者崔国强)

[我要纠正错误]主编:韩