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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)采用GPS差分定位技術(shù)、GPRS無(wú)線通信技術(shù)、GIS電子地圖技術(shù)、優(yōu)化指揮調(diào)度技術(shù)和電子控制技術(shù)研制而成，用來(lái)保障除冰作業(yè)車(chē)輛和飛機(jī)的安全，實(shí)現(xiàn)除冰作業(yè)車(chē)輛的優(yōu)化指揮調(diào)度。該系統(tǒng)包括飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度中心和飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛車(chē)載設(shè)備終端兩部分，能夠根據(jù)需要除冰作業(yè)飛機(jī)的數(shù)量、類型和除冰作業(yè)車(chē)輛信息，優(yōu)化分配作業(yè)任務(wù)；實(shí)時(shí)采集飛機(jī)除冰作業(yè)車(chē)輛位置信息和狀態(tài)信息，對(duì)除冰作業(yè)車(chē)輛在線監(jiān)控；根據(jù)除冰作業(yè)車(chē)輛位置信息，實(shí)時(shí)計(jì)算飛機(jī)/車(chē)輛、車(chē)輛/車(chē)輛的空間距離，當(dāng)距離過(guò)近時(shí)，會(huì)進(jìn)行安全警告。
- 詳細(xì)介紹：
- 冬季寒冷天氣和降雪降霜時(shí)，地面停留的飛機(jī)會(huì)表面結(jié)冰，為了保證飛機(jī)起飛的升力，在起飛前需要對(duì)飛機(jī)進(jìn)行除冰作業(yè)。原有的基于停機(jī)坪的分散除冰方式存在除冰效率低、等待時(shí)間長(zhǎng)、易二次結(jié)冰、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題，為此多數(shù)大型機(jī)場(chǎng)開(kāi)始采用基于除冰坪的集中除冰方式?；诔旱募谐绞绞嵌嗉艹?chē)輛在專用除冰坪上對(duì)一個(gè)或幾個(gè)飛機(jī)除冰，飛機(jī)除完冰后立即駛出除冰坪進(jìn)入滑行道和跑道準(zhǔn)備起飛。多輛車(chē)輛同時(shí)作業(yè)，為了保障飛機(jī)和除冰作業(yè)車(chē)輛的安全，提高除冰作業(yè)效率，就存在安全保障和指揮調(diào)度問(wèn)題。 飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)利用GPS精確定位技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GIS電子地圖處理技術(shù)和最優(yōu)控制算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)集中除冰的除冰車(chē)輛進(jìn)行安全保障和指揮調(diào)度，保證作業(yè)的安全、高效運(yùn)行。該系統(tǒng)由設(shè)在監(jiān)控與指揮調(diào)度室的監(jiān)控指揮中心和安裝在作業(yè)車(chē)輛上的車(chē)載移動(dòng)終端組成。首先，車(chē)載移動(dòng)終端中的GPS定位信息接收單元和監(jiān)控指揮中心的GPS差分定位基準(zhǔn)站接收GPS衛(wèi)星的定位信息；然后，監(jiān)控指揮中心利用無(wú)線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)將差分廣播信息發(fā)送到車(chē)載移動(dòng)終端；之后，車(chē)輛信息處理單元對(duì)以上的兩種信息進(jìn)行差分處理，得到精確的車(chē)輛位置信息，同時(shí)對(duì)正在除冰的車(chē)輛信息進(jìn)行處理，然后和位置信息一起再利用無(wú)線數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)發(fā)送到監(jiān)控指揮中心；其后，監(jiān)控指揮中心在電子地圖上顯示車(chē)輛位置，并進(jìn)行安全保障和指揮調(diào)度運(yùn)算，再將相應(yīng)安全警告和指揮調(diào)度信息發(fā)送到車(chē)載移動(dòng)終端；最后，車(chē)載移動(dòng)終端對(duì)車(chē)輛進(jìn)行安全警告和指揮調(diào)度，實(shí)現(xiàn)除冰車(chē)輛的安全保障與指揮調(diào)度功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 隨著民航交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,機(jī)場(chǎng)航班起降架次迅速增加,這種狀態(tài)遇到降雪天氣勢(shì)必造成嚴(yán)重航班延誤。為此,有必要采用基于除冰坪的飛機(jī)集中除冰方式進(jìn)行飛機(jī)除冰。 飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)利用GPS精確定位技術(shù)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GIS電子地圖技術(shù)、優(yōu)化控制技術(shù)和電子應(yīng)用技術(shù)構(gòu)成,由飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度中心和飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛車(chē)載設(shè)備終端組成。本系統(tǒng)是利用飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛車(chē)載設(shè)備終端動(dòng)態(tài)在線采集飛機(jī)集中除冰車(chē)輛的位置和狀態(tài)信息,并通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳送給飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度中心。該中心通過(guò)對(duì)飛機(jī)集中除冰作業(yè)任務(wù)信息和飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛的位置、狀態(tài)信息進(jìn)行處理以后,對(duì)飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)指揮調(diào)度,并對(duì)即將發(fā)生飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛與飛機(jī)和集中除冰作業(yè)車(chē)輛之間發(fā)生的碰撞發(fā)出警告聲音,提醒飛機(jī)集中除冰作業(yè)車(chē)輛駕駛?cè)藛T注意駕駛和作業(yè)安全,保障飛機(jī)和除冰車(chē)輛的安全。 創(chuàng)新點(diǎn)與技術(shù)關(guān)鍵： 1、根據(jù)除冰作業(yè)車(chē)輛能力,優(yōu)化分配除冰作業(yè)任務(wù),提高除冰工作效率; 2、根據(jù)車(chē)輛實(shí)時(shí)位置信息,預(yù)測(cè)車(chē)輛與飛機(jī)、車(chē)輛與車(chē)輛之間的碰撞可能,警告車(chē)輛駕駛?cè)藛T,保證飛機(jī)和車(chē)輛安全； 3、通過(guò)對(duì)除冰車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控,避免除冰車(chē)輛進(jìn)入管制區(qū)域,防止跑道入侵; 主要技術(shù)指標(biāo)： 1、測(cè)量精度:≤1米 2、中心命令響應(yīng)時(shí)間:<20秒（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式）3、再次定位時(shí)間:<1秒4、報(bào)警響應(yīng)時(shí)間:<10秒（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式）5、工作溫度:-40℃-55℃
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1、該系統(tǒng)密切跟蹤了國(guó)外研究熱點(diǎn)，參照GlobeGround公司的集中除冰設(shè)備系統(tǒng)（Central Dicing Facility，CDF）設(shè)計(jì)，可切實(shí)解決民航實(shí)際問(wèn)題； 2、該系統(tǒng)采用GPS/GPRS/GIS等先進(jìn)技術(shù)研制，能夠?qū)嵤┍O(jiān)控車(chē)輛位置信息和狀態(tài)信息，實(shí)現(xiàn)除冰作業(yè)車(chē)輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控； 3、該系統(tǒng)采用GIS電子地圖技術(shù)，能夠在監(jiān)控中心平臺(tái)上預(yù)測(cè)車(chē)輛與飛機(jī)、車(chē)輛與車(chē)輛的碰撞可能，保障車(chē)輛和飛機(jī)的安全； 4、該系統(tǒng)還具有除冰作業(yè)的信息化管理和與機(jī)場(chǎng)管理信息系統(tǒng)連接的功能。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 在學(xué)校第三屆“創(chuàng)新杯”活動(dòng)中，該作品獲得了科技發(fā)明制作A類一等獎(jiǎng)。 獲得第十屆“挑戰(zhàn)杯”天津市大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)服務(wù)和技術(shù)合作
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 飛機(jī)集中除冰安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)采用GPS差分定位技術(shù)、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GIS電子地圖處理技術(shù)和最優(yōu)控制算法，實(shí)現(xiàn)為飛機(jī)服務(wù)的除冰車(chē)輛進(jìn)行安全保障和指揮調(diào)度，保證作業(yè)的安全、高效運(yùn)行。該系統(tǒng)能夠從技術(shù)角度保障作業(yè)車(chē)輛的安全運(yùn)營(yíng)和指揮調(diào)度，減少安全事故和提高作業(yè)效率。 由于該系統(tǒng)涉及到我國(guó)民航機(jī)場(chǎng)安全方面的內(nèi)容，不可能從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)成型的設(shè)備產(chǎn)品，只能進(jìn)行自主研發(fā)，因此具有較好的推廣應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 在機(jī)場(chǎng)特種車(chē)輛安全保障與指揮調(diào)度領(lǐng)域中，典型的有法國(guó)巴黎SALADIN機(jī)場(chǎng)的地面運(yùn)動(dòng)導(dǎo)引控制系統(tǒng)。其整體結(jié)構(gòu)采用移動(dòng)單元+控制中心+位置傳感器+通信中心。目標(biāo)位置傳感器是：二次雷達(dá)/GPS/SYLETRACK，以SYLETRACK和二次雷達(dá)為主，GPS是為適應(yīng)衛(wèi)星定位技術(shù)的普及而附加的。二次雷達(dá)的定位精度為5～10米，并能獲得在低空飛行和地面滑行飛機(jī)的位置，但在地面受建筑物的遮擋易產(chǎn)生盲區(qū)。SYLETRACK采用蜂窩網(wǎng)絡(luò)，工作于VHF/UHF頻段，除可以定位外，自身提供了通信鏈路，同時(shí)也是系統(tǒng)的通信設(shè)備。與二次雷達(dá)相比，SYLETRACK功率小、成本低，不存在遮擋的問(wèn)題，但只能獲得加裝通信/定位單元的移動(dòng)目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)。SYLETRACK采用時(shí)分復(fù)用（TDMA），系統(tǒng)容量受通信帶寬及移動(dòng)目標(biāo)位置刷新率的限制：在刷新率為1Hz時(shí)，可顯示75個(gè)移動(dòng)目標(biāo)。GPS用作輔助定位手段。這種方案較好地解決了遮擋的問(wèn)題。也使得受監(jiān)視的目標(biāo)范圍擴(kuò)大，不再局限于安裝車(chē)載設(shè)備的車(chē)輛。由于二次雷達(dá)成本高，SYLETRACK已在歐洲多個(gè)機(jī)場(chǎng)采用。但隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的日益成熟、成本持續(xù)降低以及市場(chǎng)逐漸普及，國(guó)外機(jī)場(chǎng)紛紛研究用GPS作為位置傳感器來(lái)提高對(duì)車(chē)輛監(jiān)控的能力，GPS是定位技術(shù)的發(fā)展方向。 由于國(guó)內(nèi)的民航發(fā)展水平滯后于國(guó)際民航，尚沒(méi)有采用飛機(jī)集中除冰方式的機(jī)場(chǎng)。但由于旅客運(yùn)輸量的迅速增長(zhǎng)，部分機(jī)場(chǎng)已經(jīng)具有采用飛機(jī)集中除冰方式的迫切需求。目前，首都機(jī)場(chǎng)正在進(jìn)行飛機(jī)集中除冰系統(tǒng)的建設(shè)工作，但已考慮安全保障與指揮調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)。 本系統(tǒng)采用GPS差分定位技術(shù)、GPRS無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)、GIS電子地圖處理技術(shù)和數(shù)學(xué)規(guī)劃法，實(shí)現(xiàn)為飛機(jī)服務(wù)的特種車(chē)輛進(jìn)行安全保障和指揮調(diào)度，保證作業(yè)的安全、高效運(yùn)行。該系統(tǒng)能夠從技術(shù)角度保障作業(yè)車(chē)輛的安全運(yùn)營(yíng)和指揮調(diào)度，減少安全事故和提高作業(yè)效。
