探析空中交通管理系统其运用:智慧空中交通管理系统及应用

摘要：随着科技的不断创新发展，信息技术已经逐渐变成现实生活中不可或缺的一部分，鉴于互联网自身的信息优势，将其有效应用至民航空管行业中，可以有效推动其行业健康发展，符合国际民航新的技术潮流。基于此，文章主要对智慧空中交通管理系统及其应用进行分析，以期可以起到推动我国民航空管行业的健康发展。

关键词：智慧空中交通;管理系统;人工智能;策略

引言

智慧型空中管理系统，主要是指运用信息技术对空间领域中专业航空器进行实时监管的一个全新系统，内部传感器具备较强的感应功能，将其放置于空管系统内，再采用当先最为先进的IT技术将其衔接成为一个整体，对空管进行的监管。文中首先简要的讲述了智慧型空管系统的定义，其次对其系统框架构成进行分析，着重探究智慧空中交通管理系统及其应用。

一、智慧空中交通管理系统

智慧空中交通管理系统中提出的智慧，主要是指利用信息网络技术赋予管理机械的人工智能，使其可以在短时间内迅速进行判定，系统自身具备一定的智慧；空管的全名为空中交通管理（Air Traffic Management ,ATM），简单的说是对某一空域内出现的航空器进行系统管理，主要将其划分为空中交通管制（Air Traffic Control，ATC）、流量管理、空域管理等。空管作为一项比较复杂的工作，涉及到的范围十分宽泛，管理难度较大，是我国当前阶段重点关注的一个新兴项目。是否可以灵活高效的管理空中交通，作为保障我国空中交通安全性、也是民航空管工作质量与效率的根本因素。

二、智慧空中交通管理系统的应用

(一)对机场场面及飞行跑道进行科学管理。当前阶段，机场作为构建整个航天航空系统中关键的物质基础，所有的航空器的飞行出发点都是机场。由此我们可以看出，机场场面及飞行跑道科学管理的价值性，运用智慧空中交通管理系统，可以有效采用自动智能化管理模式、综合利用多元化传感器技术，对机场地面情况进行在线监控，从根本上保障机场地面及跑道的安全性，尽可能减少工作人员的工作压力。利用智慧空中交通管理系统的传感器可以有效对机场场面及跑道上的阻挡物进行检测，进而有效减少人员操作失误问题。（二）对智慧空中交通管理系统流量及其设备进行管理。将智慧空中交通管理系统引用至流量管理活动中，工作人员可以采用信息收集功能对空间区域内的流量进行科学管理与计算，切实完成好工作准备。还可以借助信息传播功能将上空感应到的信息在短时间内传递到智能服务台，便于管理人员可以迅速做出反应。因为现行的智慧空中交通管理系统是基于信息网络终端技术衍生出来的全新管理模式，便可以对管理设备进行信息收集、记录、整理与总结。采用信息网络技术及时将设备信息进行更新换代，并向工作人员传递设备正常运行所需的设备内容,结合多样化反馈信息，进而高效管理其设备。

三、结束语

综上所述,智慧型空管系统作为一种全新智能终端、高效率的管理系统,对我国发展空中管理事业具有较大帮助，智慧型空管系统也是科学技术发展的物质需求。随着国家经济的不断发展，信息网络的普及，越来越多行业开始尝试引用以互联网为基准的管理机制，相信在不久的将来，智慧空中交通管理系统会为我国发展民航空管事业做出更大的贡献。

作者:王钟慧 刘成杰 沈德仁 单位:南京莱斯信息技术股份有限公司

探析空中交通管理系统其运用:智慧空中交通管理系统及其运用

摘 要：针对新型智慧空中交通管理系统，在明确系统框架、关键技术和支撑平台的基础上，对其在不同方面的实际应用进行分析，为系统优化及发展奠定良好基础。

关键词：空中交通管理；系统框架；关键技术；应用

智慧空中交通管理系统将现有管理系统作为基础，根据系统的未来发展走向，由空中运行管理工作涉及的不同环节入手，以连接计算机网络基础设施与空中交通管理基础设施为新系统的特色，同时注重人和系统之间产生的相互作用，从而使现代空中交通管理踏上新台阶。

1 智慧空中交通管理系统框架

（1）感知层。感知层相当于系统神经末梢，同时也是确保系统得以正常运行的重要保障。感知层由三部分构成，分别为机场场面、航路传感器与管制中心。其中，航路传感器主要包括一次雷达、二次雷达和自动监视系统等。一次雷达的主要作用在于监视机场附近及航路上的飞行情况；二次雷达的主要作用在于监视高密度空域及终端区上的飞行情况；自动监视系统主要作用在于监视山区、丛林、沙漠及大洋空域上的飞行情况。考虑到细微故障容易造成连锁反应，使管理服务受到影响而直接威胁到飞行安全，所以感知层还要包含可对系统导航监视设备实施动态监视的传感器[1]。

（2）网络层。网络层是对复杂空管信息进行融合的重要基础，通常采用空中交通管理局域网、Internet网与航空固定通信网等相关网络技术。正是对此类网络技术的充分应用，可为全新的空中交通管理系统提供良好的互联互通支撑。

（3）平台层。平台层还可称作系统应用平台层，是指对监视数据进行应用，建立直接面向管理的应用型平台，根据不同的应用服务类型，可分为交通服务、计划管理、流量管理和空域管理等若干种。由于已经有部分平台可以在空中交通管理中应用，所以智慧管理系统能在现有平台上通过合理的改造直接实现，无需对平台进行重新开发。

（4）专业应用及决策支持层。该层的主要作用为向交通管理活动提供必要的决策支持，为流量管理、告警、设备监视与空域管理等新服务的实现提供基础条件，是使空中交通管理真正走上协同一体化道路的重要举措，有利于提升空域资源实际利用率。

2 智慧空中交通管理系统的关键技术

（1）RFID技术。RFID即射频识别，具有非接触与自动识别等特点，利用射频信号对目标对象进行自动识别，同时获取信息和参数，整个识别过程可彻底摆脱人工干预。技术原理为：磁场中有标签进入以后，对射频信号进行接收，依靠感应电流所获能量对储存于芯片当中的信息实施发送，由解读器对信息进行读取与解码之后，传输至系统开始分析处理[2]。

（2）无线传感器网络。该技术是对嵌入式计算机、分布式信息处理、传感器及无线通信等技术进行集成而得到的具有信息获取能力与分析处理能力的新技术。在系统不同环节布置传感器，实现对空域单元实际运行情况的动态监测，明确设备所处状态，并对获得的信息实施处理之后采取无线方法予以传输，以此确保管理部门可以在及时时间获取设备状态及空情数据。

3 智慧空中交通管理系统的支撑平台

（1）交通服务平台。该平台作用在于对航空器的起降与航行进行管理，以确保系统安全及飞行秩序为目标。其承担以下任务：避免飞机相撞；避免飞机滑行和其他物体、飞机与车辆等相撞；提升空域资源实际利用率。基于智慧空中交通管理系统，该平台致力于将以EUROCAT为基础，深入探究基于物联网的多源异构数据整合，旨在管制席位对交通态势施以实时显示，从而实现交通服务全覆盖。

（2）流量管理平台。该平台作用在于当空中的实际交通流量和管制服务较大能力相接近时，对流量进行适当调整，确保以的流量状态顺利通过空域，达到提升空域及机场等资源实际利用率的目的。该平台构建需要应用协同决策机制，通过对物联网的合理开发、运用，采取多源数据接入等方法有效提高数据交互水平，同时依靠相关决策模型，实现更高的自动管理水平，从而对空情进行智能化预测评估，良好适应日益增长的交通需要[3]。

（3）空域管理平台。该平台综合各用户需求，对时间及空间进行合理化划分，以此实现资源利用较大化目标。为了有效提高管理的水平和效能，保障资源利用具有更好的灵活性与安全性，同时增进用户之间的合作与协同能力，系统深入探究了怎样以物联网技术为核心实现广泛感知，利用新兴数据技术对空域实际使用状况进行动态监视，使各个部门都能认识到空域管理具有的重要作用；探究怎样从战术角度入手对不同用户提出的空域需求进行管理，平衡不同区域、国家的空域需求。

4 智慧空中交通管理系统应用

（1）场面运行管理。在航空运输系统中，机场是十分重要的组成部分，其场面管理的效能会对整个系统管理水平带来直接的影响。场面运行管理指的是借助现阶段新型科技对各类资源实施协同决策及动态监控，将确保运行效率与安全作为根本目标，同时尽可能降低人员工作强度。在智慧空中交通管理系统中，可将不同类型的传感器应用于系统的场面监视，以此对目标的实际运行状况进行监视，再应用配套平台完成冲突控制及滑行调度，最终为场面活动的全体参与人员提供合理化的建议、指导。

（2）空域运行管理。如今，空域运行所具有的复杂性日益增加，为适应这一需要，空中管理对于空域管理专业必须将动态化的运行管理作为主要研究方向。在智慧空中交通管理系统中，可对不同类型的监视方式进行融合，以此完成协同和动态化的空域运行监视，同时配以专业应用平台，根据环境及使用要求，为管制员提供相应的管理决策。

（3）协同流量管理。协同流量管理指的是以各方协同的方式对流量实施管理的模式，即对由使用者与管理者提供的各类信息实施整合，再过协同处理提出有效管理措施。在智慧空中交通管理系统中，可将传感单元设置于不同部分之间，借助物联网提供的强大支持，共享空中交通态势信息，同时配以专业应用平台，开展协同流量管理活动[4]。

（4）跑道运行安全管理。在飞行区的运行管理中，跑道是一项十分重要的资源，其运行安全涉及以下内容：避免跑道遭受侵入、防止飞机冲出或偏离跑道、跑道上异物检测。在智慧空中交通管理系统中，可充分利用传感器技术动态监视跑道实际使用状况，确保管制部门可在及时时间获取相关信息，提升机场跑道对于不安全因素的预控能力。

（5）设备状态管理。我国的空中交通管理设备正不断向网络化、精密化与系统化的方向发展。空中交通管理设备得以正常运行必须得到保障技术大力支持。如前所述，任何一个细微故障都有演变为连锁反应的可能，如果故障处理不及时，还会威胁到飞行安全。在智慧空中交通管理系统中，为了实现设备状态管理，可将传感器设置于各种空中管理设备中，同时借助物联网传输信息，以便及时开展保养和维修。

5 结束语

智慧空中交通管理系统作为现阶段空中交通管理发展的必然结果，它以RFID与无线传感器网络为系统关键技术，以交通服务平台、流量管理平台和空域管理平台为支撑平台，可在场面运行管理、空域运行管理、协同流量管理等方面实现良好应用。

探析空中交通管理系统其运用:未来空域下的空中交通管理系统

【摘要】空中交通管理是保障整个航空运输系统安全高效和有序运行的中枢，也是一个集电子、计算机和信息化技术以及人员等因素为一体的复杂系统。鉴于未来空域容量的大幅增长以及复杂程度的不断提高，欧盟（EU）和北美政府机构为2025年的空域构想了一种新型空中交通管理（ATM）系统，它能自主保持与周围交通以及其他冲突区域内飞机的间距。本文将对未来环境以及飞机先进航电装备进行讨论，机载自主式间距保障支持系统要对误差进行处理，以及我们会采取哪些举措以化解潜在的安全威胁，从而确保在高密度交通需求下能进行安全的机载自主式间距保障操作。

【关键词】空中交通管理，空域安全，冲突规避

1 空中交通管理系统的发展趋势

欧盟和美国正致力研发先进的操作理念以支持未来高密度空域下安全的空中交通管理（ATM），这些发展需要通信、导航和监视（CNS）技术的进步作为支撑。为了建设更加安全高效的空管系统，美国国家空域系统（NAS）计划提出要加强地空数据通信、卫星导航和综合监视等新航行系统技术;联邦航空局（FAA）于2002年了国家空域系统运行发展计划（OEP），希望在确保飞行安全的同时还能增加空域容量，并提高空域的使用率，从而满足大幅增长的航空运输需求。FAA于2005年开始规划新一代航空运输系统，该系统希望在美国国内以及全球范围内实现更快捷、更有效的航空运输方式，并建立一个更加智能的空管系统，飞行员在该系统中能充分调用各种先进技术，极大地提高态势感知能力，从而为飞机选取的飞行路径。

单一欧洲天空空中交通管理研究项目（SESAR）和新一代航空运输系统（NextGen）打算在2020年具备基于航迹的ATM，并将间距管理任务由空中交通管制员转移给机组人员。基于航迹的操作会通过飞机当前和今后位置的四维信息（纬度、经度、高度和时间）对飞行进行管理。如今，管理预期交通容量增长的主要限制是由空中交通管制员引入到决策制定流程中的，为了克服该限制，早在十年前就提出了机载自主式间距保障的理念，取名为“自由飞行”（Free Flight），旨在将所有的间距管理任务都转交给飞行员。ATM研究领域一直分成乐观派和谨慎派两个派系，乐观派认为机载自主式间距保障即使在高负荷航线交通需求下也很安全，有人驾驶的实时仿真结果表明，飞行员能理解机载自主式间距保障的操作理念并且可在高负荷交通需求情况下良好的工作，这就是佐证;而谨慎派则认为尽管机载自主式间距保障在低负荷航线交通需求下是安全的，但在繁忙空域中的高负荷交通需求下并不安全。事实上，这两派的意见分歧其实就是机载自主式间距保障操作在何种交通需求水平下是安全的。

2 防止低间距标准的损失

自主式间距保障的飞机通过自动飞行规则（AFR）负责从其他的飞机中隔离出来，期望它能反映当前国际民航组织（ICAO）附件2的仪表飞行规则，并考虑将间距保障任务从地基ATC转移到机载方面。设计未来ATM的关键因素就是要具有防止飞机间出现低间距标准损失的理念。在传统雷达控制的航路空域中，空中交管员首先要确保所有航班都符合安全间距的国际标准。如今的ICAO条例规定在现代雷达控制的航路空域中，两架飞机必须保持水平间距为5海里或是垂直间距为1000英尺。近期，欧洲委员会的RESET项目希望在未来繁忙的航路空域中将水平间隔从5海里缩减至3海里，这些缩减的间隔低标准是否适用于机载自分离操作仍需在iFly项目中进行评估。

低间距标准可根据不可入侵的受保护空域或警戒区（AZ）进行测算，当（即将）入侵时就会触发飞行员的干预。随着飞机导航和监视能力的提升，PAZ和警戒区的大小也会随之改变，而且依靠ATC进行间距管理的任务也会委托给机上的自动化系统。

3 机载自主式间距保障决策辅助

先进机载自主式间距保障的理念与增强型机载自动化和决策辅助紧密相关，可以提高飞行员的态势感知能力以及飞机规避冲突的能力。进行自主飞行操作的AFR将有若干辅助系统可使其维持低间距标准，并且安全化解危机。所设计的决策辅助系统要在飞机可能会破坏间距标准时提供有效的支持，这就是通常所说的安全网（Safety Nets）。

当飞机可能会进入限制空域（RAA）、气象危险区（WHA）、地形/障碍限制区或是其他飞机PAZ时，机上设备必须评估、探测并解决潜在的冲突，该功能将由空中间距保障系统（ASAS）提供。供飞行员使用的机载自主式间距保障决策辅助系统考虑了所有可用的周边交通和环境信息资源，并且顾及多种飞行中时间相对冲突/危险的范围。由于飞机会在这些时间范围内对潜在冲突进行计算，因此可以使用一个或多个冲突探测和解决（CD&R）应用程序以确保安全的飞行航迹。

三个独立的CD&R应用程序会处理三种级别的交通/危险信息，这种分级式方法旨在确保在更短的时间与冲突范围内通过互补CD&R方法进行处理。长期航迹管理和中期以及短期CD&R输出信息会在一个综合模块中进行收集和处理，从而为飞行员选择并优化合适的备选方案。飞机位置误差会影响CD&R算法的有效性，它取决于对该飞机之后10至20分钟内飞过飞机位置的预测精准度。间距和航迹管理工具的性能直接取决于预测航迹的度，误差会影响用于探测和规避冲突的警戒区大小，并会降低预测信息的可用性。

ERASMUS项目展开的研究指出，误差或对风向的错误预测以及温度数据是影响空中航迹预测的主要因素。机上CD&R算法将会利用自身预测的航迹以及周围飞机广播的航迹标识出可能会侵入飞机警戒区或是保护区的区域，并且计算出飞机规避冲突区的方案，从而选择路径离开冲突区。飞机投射路径周围大气数据的误差可能会在变换飞行高度层时对航迹沿线产生影响，因此需要CD&R算法能处理由风向引起的偏差。除了机载自主式间距保障CD&R系统以外，还有一个以机载防撞系统（ACAS）形式存在的安全网，当前的强制系统或是能从一个独立的监视源接收周围飞机位置信息的未来先进型，这就确保了ACAS是用于防撞的单独安全网。

4 确保机载自主式间距保障操作的技术系统

这种先进机载自主式间距保障操作理念的关键因素就是一个的通信网络和信息分享系统（广域系统信息管理――SWIM）。在NEXTGEN中，飞机需要频繁与地面管制中心交换数据，而且地面的各种设备/系统之间也会频繁交换数据，因此，所有设备都要遵循统一的数据交换标准，即SWIM。AFR飞机需要接收所有周围交通和障碍物的相关信息，为了实现这一目的，飞机就需要具有ADS-B OUT技术，能够周期性地向周围交通对其位置、速度和意图信息进行广播。SWIM提供近期的“承索”（自动的）监视信息，如周围交通、当前气象情况等。在ATM系统中，有效地规划和决策需要实现信息共享和协作，SWIM实现了各用户之间的协同工作能力，也为空管信息的共享提供了一个开放、灵活和安全的信息管理体系，并且增强了公共态势感知功能，提高了空管系统的灵活性，保障了信息能及时地传送到用户。SWIM是一个应用集成策略而非框架，它为应用组件之间的通信和信息共享提供了必需的功能。尽管SWIM的目标是信息管理，但是其核心却是一个确保授权的应用和服务之间进行安全的数据共享框架。

对先进机载自主式间距保障而言，还需要飞机具备额外的ADS-B IN能力，能持续性接收在ADS-B范围内附近飞机的位置、速度和意图信息。有关飞机航迹信息的空-空交换，以及当地提供气象信息和尾迹涡流都能增强飞机间距的精度并且提高航班的安全性。

机载设备会向机组人员提供后续操作的建议，飞行员指挥会决定并切实执行这些操作策略（通过手动、自动驾驶仪或是FMS来实现）。要想让这种新型的机组任务切实可行，就需要一个非常有效并且易于理解的人机界面（HMI）。尽管通过在VHF无线电上通过监视驾驶员-ATC通信，飞行员在头脑中对周围环境有了整体印象，但机组人员仍需驾驶舱交通信息显示在AFR操作期间对交通情况进行监控。为了向飞行员提供指引，CDTI需要显示有关交通、气象、简化航迹等信息。归根结底，CDTI就是要告知机组人员有关飞机周围的情况，并协助他们处理可能会出现的冲突。今后，多用途驾驶舱交通信息显示（MPCDTI）可用于NextGen环境，它将诸多核心功能以多种方式结合起来，执行ADS-B应用。

5 将安全性融合到先进机载自主式间距保障设计中

先进机载自主式间距保障设计本身就有其新颖性，对安全威胁的分析和缓解构成了iFly项目的关键因素。需要正确处理的安全威胁诸如机载自动化设备、飞机位置误差、退化的机载系统性能及性、飞行员对交通情况态势感知的缺失、难以处理的交通复杂度以及通信、导航和监视的故障和/或退化。为了能控制多方面潜在的安全威胁，iFly项目基于设计方法给出了三种互补的安全性：

（1）利用TOPAZ方法进行整体的危险分析和事故风险评估;

（2）根据ED78A方法的系统安全性工程;

（3）利用混合自动化临界可观察性分析的形式验证。

这些事故风险评估、系统安全性工程和验证方法就是为了明确先进机载自主式间距保障操作理念所需的技术系统能力和交通需求。

6 基于TOPAZ的事故风险评估

已经明确TOPAZ事故风险评估方法是iFly项目的合理化选择，该方法是要对先进型ATM设计的事故风险进行建模，从而为设计者提供有效的反馈信息。TOPAZ的目标有：

（1）明确与先进机载自主式间距保障设计随之而来或是由其产生的各种潜在安全危险;

（2）对整体事故风险进行评估;

（3）将所评估的整体风险水平与未来空中交通所能接受的较大风险水平进行比较，从而明确先进机载自主式间距保障的理念在哪种交通需求水平下是安全的;

（4）判别哪些危险或是危险组合构成了较大的安全威胁，它们是开发化解安全风险方法的关键因素。

在随机混合模型开发的后续步骤中，还需要解决所有组织、环境、人为相关以及其他危险的安全问题。先进空中交通管理公认是最复杂的分布式安全关键系统，尽管ACAS/TCAS（机载防撞系统）通常不包含在冲突风险研究内，iFly安全性评估会明确融合ACAS/TCAS，从而获取ACAS/TCAS与ASAS交互的宝贵看法。

7结论

为了让机载自主式间距保障成为繁忙空域的可行方案，对先进空中交通管理等复杂分布式安全关键系统的安全性分析必不可少。基于蒙特卡罗的安全性分析可为复杂ATM系统自主飞机操作有关安全的行为提供有参考。通过互为补充的系统安全性工程化方法，可采取恰当的化解方法将主要的安全危险标识出来。我们关注非正规事件、人为因素以及对机载自主式间距保障飞行操作安全性技术系统能力的影响，我们希望能证明在所需的技术系统和偶然性程序前提下，哪种级别的航路交通需求才是安全可接受的。

从环保角度看，SESAR可将每架班次的温室气体排放量减少4%至10%（因不同机型而有所差异），此外，SESAR还可以将航空管制的基础设施能力整体提高三倍，将航空管制的安全性能提高十倍，并将各个航空公司所负担的航空交通管制费用降低一半。SESAR是欧盟和欧洲空中航行安全组织之间合作的一个具体展示，目标就是要在欧洲装备效率较高、最和具竞争力的航空管制基础设施。SESAR给同样面临持续增长的空中交通流量和当前ATM系统已经无法满足这种持续增长需求的中国民航以良好的借鉴，具体有以下几方面：

（1）以性能为核心目标，对于ATM系统定义一个完整的性能框架，以基于性能的方式进行系统得需求分析、概念定义、规划和方案设计;

（2）集合最广泛的相关参与者，充分考虑所有相关者的业务逻辑和利益;

（3）将信息共享和分层协同决策机制贯穿包括空空、空地在内的所有处理流程、计划制定和应用程序中;

（4）充分考虑系统演化中的人为因素，提前对人员需求和变化予以评估，制定良好的培训计划;

（5）具有一个总体的技术发展和应用基线，指导具体相关技术的研究和实施。

探析空中交通管理系统其运用:基于数据仓库技术的空中交通管理系统

摘 要：为了有效的提高我国航空事业的服务质量与安全性，必须对空中交通管理系统进行科学的设计与规划，并利用先进的科学技术实现对空中交通管理系统的优化升级，在提高航空职业运输安全性的同时提高对资源能源的利用率，从而促进航空事业经济效益的增长。为了实现这一目标，本文对数据仓库技术及其在空中交通管理系统中的有效应用进行了分析与研究。

关键词：数据仓库技术；空中交通管理；数据仓库挖掘

航空事业的快速发展，使得航空运输的客货流量骤增，而这一情况的出现使得我国空中交通管理系统中的数据信息与类型变得更为庞大和复杂，极大的增加了我国空中交通管理的难度。而数据仓库技术不仅具有良好的对数据的收集分析和处理功能，还能够对收集来的数据信息自动进行分类与运算，为空中交通管理正确决策的下达提供有效的参考、优化空中交通管理系统，提高航空事业的经济效益与社会效益。而本文将在对数据仓库技术进行分析与介绍的基础上对其在空中交通管理系统中发挥出的重要作用进行分析与研究。

一、空中交通管理概述

空中交通管理是民航安全管理的一项重要工作，其任务是有效地维护和促进空中交通安全，维护空中交通秩序，保障空中交通畅通。空中交通管理由以下三部分组成：空中交通服务、空中交通流量管理和空域管理[1]。

二、数据仓库技术应用于空中交通管理理念的提出及这一技术的基本特征

随着航空事业的不断发展，我国航空产业的竞争也越来越激烈，而企业要想于激烈的市场竞争中获得生存与发展的空间，就需要不断的提升企业自身的服务质量与安全性。而这一目标的达成需要航空企业更好的对空中交通管理中的各种复杂数据信息进行收集、分析、运算与处理，而将数据仓库技术应用于这一系统中能够起到十分有效的作用。

（一）数据仓库技术应用于空中交通管理理念的提出

数据仓库技术作为一种较为实用的数据信息管理技术，人们通常将其作为事物处理的手段。然而随着数据仓库技术的不断发展，越来越多的功能被研发出来，使其拥有了更强大的数据分析、运算与处理能力。而优化后的数据仓库技术对于数据信息超强的分析与处理能力使其能够有效的解决空中交通管理系统中的各项问题，因此数据仓库技术开始被广泛的应用到空中交通管理系统当中，并发挥了十分积极的作用[2]。

（二）数据仓库技术应用于空中交通管理系统的基本特征

（1）面向主题

与传统数据库面向应用进行数据组织的特点相对应，数据仓库的数据是面向主题进行组织的。主题是数据归类的标准，是一个抽象的概念，它基本对应于一个宏观的分析领域。

（2）集成性特征

空中交通管理数据仓库系统具有超强的数据分析、加工和处理能力，它能够实现对各种复杂数据信息的加工和处理，使其变成能够被空中交通管理系统应用的数据信息。而由于原始数据都是经过加工和处理后的，具有一定的统一性特征。因此我们说空中交通管理数据仓库系统具有集成性特征。

（3）不可更新性特征

空中交通管理数据仓库技术的不可更新性特征主要指的是，数据仓库中所收集来的信息的数量是十分庞大的，并包含着许多的历史数据，并且这些数据都是经过相关处理之后的，主要为空中交通管理系统提供查询服务，而不为其提供更新数据的服务，而这一特性也正是由数据仓库技术的应用功能所决定的。

（4）动态性特征

由于航空任务是每天都会进行的，因此会产生大量的新的与空中交通管理有关的数据信息，为了为空中交通管理系统提供更加丰富的资料信息，空中交通管理数据仓库会时刻对各种新出现的数据信息进行输入和更新，同时也会相应的将没用的历史数据信息进行删除处理。现阶段我国航空交通管理系统的数据仓库能够保存5到10年的相关航空数据信息资料。

三、数据仓库技术在空中交通管理系统中的应用

（一）空中交通管理系统给数据的管理

空中交通管理系统能够对航空过程中生成的各种动态的数据信息进行收集、分析与处理，形成一个综合性的空中交通管理的信息数据库。而这些已经经过分析和处理的信息能够为空中交通管理系统正确指挥与决策的制定提供丰富的有效信息参考，同时还能够为飞机及管理系统的维护提供有用的资料。

（二）利用数据仓库技术对空中交通管理的数据进行挖掘

（1）挖掘的方式与途径

对有用的数据信息进行挖掘，能够为决策的制定提供有效的支持。数据挖掘技术主要是通过科学有效的对数字信息技术、人工智能技术以及统计学等技术进行利用来实现对数据的分析、归纳推理的，而这一目的的实现则能够对于空中交通管理潜在模式的挖掘与客户行为的预测起到重要的作用。现阶段，人们主要通过神经网络、决策树与遗传算法等手段对空中交通管理的数据进行挖掘[3]。

（2）挖掘的过程

结束语：

近年来，我国的航空事业取得了十分显著的发展成就，不仅航空飞机的数量显著增多，而且航空路线及航空架次也明显的提升。然而，航空运输流量的增加在很大程度上也增加了空中交通运输管理的难度，而数据仓库技术在空中交通管理系统中的应用则有效的解决了这个难题。笔者希望通过本文对数据仓库技术在空中交通管理系统中应用的介绍，促进我国空中交通管理体统功能的发展。

探析空中交通管理系统其运用:智慧空中交通管理系统及其应用

摘 要：随着科学技术的发展，互联网技术已经渗透到各个科学领域。由于互联网独特的快速性、性以及便捷性使得其能够被运用于航空航天业的发展之中。智慧型空中管理系统就是应用互联网技术对空域中飞行器进行管理的系统。其具体是指将具有强大感应功能的传感器放置于空管各设备系统中，再运用先进的IT技术将其相互连接形成一个空管整体，对空管进行多方位的监视与处理。本文先是阐述智慧型空管系统的概念，再简单介绍系统的大体构成部分，接着分析智慧型空管系统的建立基础，为空管提供事实依据，再探讨智慧型空管系统在生活中的应用。

关键词：智慧型空管系统 应用 互联网技术

1 智慧型空管系统的基本概念

智慧型空管系统中，智慧是指利用互联网技术赋予管理设备一定的人工智能，使其可以快速的做出自身判断，具有一定的机械性智慧；空管全称为空中管理，是对某段空域中出现的飞行器进行管理，主要可分为对空中交通的服务管理、对空中交通的流量管理以及对空域的管理。空管是一项复杂的工程，其涉及范围广，管制困难，是目前我国所重点开发的项目之一。能否科学妥善的对空中交通进行管理成为保障空中安全、提高航空效率的主要因素。智慧型空管系统是运用互联网技术对系统的各个运行环节进行监督管理的系统。其通过传感器技术将所监测到的信息传递给计算机，再由计算机作出处理，传送至输出平台，从而起到辅助管理人员对空中交通进行管制、规划的目的。

2 智慧型空管系统的大体框架

2.1 感知层

感知层在整个管理系统中处于基础地位，支持所有环节运行的信息都是通过感知层进行搜集的。感知层在整体系统中起到一个检测作用，保障了空中交通能够有秩序的运行。该层主要通过传感器技术对管理中心、机场地面及航行路线等多处重要地点进行感应以达到快速发现可能性故障的目的。一般使用的传感器类型多为雷达、监控系统、监控摄像头、射频标签等等。在感知过程中，一旦出现故障就会引起一连串的系统反应现象，任何一处细小的故障都可能会导致空管处理系统的中断，危及航空器的安全。故在感知层应安装有监视自身运行状态的传感器。

2.2 应用层

应用层包括网络基础层和服务层。网络基础层主要包含互联网、AFTN网、空中管理的局域网以及新一代的移动通信网络等等。这些基础网络均是为了实现空管系统的稳定运行而假设的网络通信基础设施。服务层则是通过联合监视数据，向空管人员直接反映空域情况的应用平台。其中包括交通服务、空中管理、流量监控等等。

2.3 决策层

决策层主要是为了辅助管理人员对系统所提供的信息进行逻辑判断并作出决策的环节。该层通过系统的智能判断软件对所得数据作出分析，判断其是否对空中安全具有威胁性，然后将判断结果传递给输出端，帮助管理人员决策。

3 智慧型空中管理的系统基础

3.1 关键的技术

智慧型空管系统中的关键技术主要包括射频识别的技术和无线传感器的技术。射频识别是一种高自动化的、能够进行自动识别的技术。其主要通过物体发出的射频信号的对目标物进行自主识别，并能够从目标物中获得相关的数据资料。无线传感器技术是一种将传感器技术、无线通讯技术、信息分析与处理技术等综合运用所形成的信息管理系统。其工作方式是在个重要的控管单元处安装相应的传感器，对机场或空管部门的运作状态进行实时监测，并将所得信息加工处理，以无线通信方式传送到空管部门，是一种快速的数据处理系统。

3.2 支撑的平台

智慧型空管系统得以建立的基础主要有服务平台和管理平台两种。服务平台主要是指对空中交通的服务；管理平台主要是对空中的飞行流量和整体空域安全进行管理的平台。详情如下。

3.2.1 空中交通的服务平台

该平台的主要任务是对飞行器的起飞、降落飞行的过程进行管理，防止飞行器在航空管制范围内出现严重故障，造成安全问题。具体是防止对航空过程中出现飞行器相互碰撞或飞行器与障碍物碰撞的问题，提高航空领域的安全性能，使得航空过程更加，扩大航空覆盖范围。

3.2.2 飞行流量及整体空域的管理平台

对飞行流量的管理一直是空管中的重要内容之一，其所对应的管理平台主要目的是防止某段航空领域范围内出现交通拥挤，影响飞行器正常飞行的现象。其主要任务是在空中飞行流量达到一定高度之后既是对流量进行调整，引导飞行器进入空闲空域，在一定程度上改善空中飞行的质量与速度，尽量提高航空领域的利用率。对整体空域的管理是一种根据空域的不同性质对航空资源进行合理划分的管理方式。其所对应的管理平台的目的是提高航空领域的安全性能，加强各机构之间的合作。

4 智慧型空管系统的应用

4.1 对场面及跑道的管理

机场是组成整个航空系统的重要基础，所有航空器的飞行出发点都是机场。因此，对机场场面及跑道的管理对空管来说至关重要。运用智慧型空管系统，可以采用高自动化的管理技术、综合运用多种传感器技术对地面情况作出实时监控，保障机场地面及跑道的安全，减少工作人员工作量。利用传感器的感应系统还可以对场面及跑道上的障碍物进行检测，减少人员操作失误等等。

4.2 对流量及设备的管理

将智慧型空管系统运用到流量管理中，可以通过信息采集功能对空中流量进行规划和预算，提前做好工作准备。还可以通过信息传递功能将感应到的信息传递到相关机构，便于管理人员及时作出判断。由于智慧型空管系统是基于互联网基础上的管理模式，故可以对管理设备进行记录、统计与整理。利用互联网那个可以及时更新设备内容，同时可以向管理人员传递设备运行的各种信息，便于对设备的管理。

综上所述，智慧型空管系统是一种高智能、高效率的管理系统，其对空中管理有着相当重要的作用。智慧型空管系统也是科技发展的必然产物。随着社会的进步，互联网的普及，越来越多的行业开始使用以互联网为基础的管理系统。其优势在于更新速度快，能够紧跟时代步伐；运行速度快，能够及时处理故障等。本文旨在说明智慧型空管系统的大致运行原理及运行方式，希望能够将其推广到各航空领域，为我国航天事业的发展打好基础。