一种基于5GAeroMACS的机场场面协同运行系统的制作方法

一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统
技术领域
1.本发明涉及航空场面通信技术领域，具体涉及一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统。


背景技术：

2.目前，航班落地以后，飞行员主要依靠vhf电台这一唯一的链路与塔台保持通话，通过塔台调配地勤保障资源、接收起飞放行指令。可供vhf电台使用的频谱资源越来越少，存在等待呼叫、通信效率低等问题：
3.民航飞机落地之后，飞行员只能通过vhf电台与塔台管制员通话，无法直接与地勤车辆、地勤人员间直接通信，存在飞机跟丢滑行引导车、机组无法获知地勤保障进度等问题。随着航班量的激增，vhf的可用频谱资源越来越少。在航班高峰期，飞行员与塔台间的通话，存在等待的现象。飞机滑出机位的过程中，机务人员只能通过有线耳机与飞行员保持通话，机务处在飞行员视野盲区，存在被飞机碰压的风险。飞机滑入机位的过程中，机务人员主要靠手势信号把向前直行、向右转弯、向左转弯、紧急挺住等信息传递给飞行员。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是：航班落地以后，传统的场面协同系统存在等待呼叫和通信效率低等问题，导致地勤保障差错和进度迟缓、航空数据传输速率慢等问题，在航班较多时地勤保障的问题越加明显；本发明目的在于提供一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，在现有的场面协同系统的基础上进行改进，通过5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源，管理平台在线监控地勤车辆、地勤人员和保障进度，以减少地勤保障差错和进度迟缓问题，实现民航飞机在机场场面滑行期间，与机场地面勤务人员之间保持高效通信，提高保障效率、减少滑行等待时间。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.本方案提供一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，包括：管理平台、5gaeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站网络；所述5g aeromacs基站网络覆盖范围至少为整个机场；
7.所述5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和管理平台相互间通过5g aeromacs基站网络建立通信以实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源。
8.所述5g aeromacs表示航空5g机场场面宽带移动通信系统，是将具有低时延、高可靠、大带宽特性的第五代移动通信技术(5g)应用于aeromacs民航专用网络，在民用机场范围内，使用5091-5150mhz航空专用频率，符合国际民航组织航空安全通信等级要求的新一代航空宽带通信技术。aeromacs是目前唯一一种具备航电系统研制所需tso标准、mops标
准，可传输i类安全数据信息的地空无线宽带通信技术。
9.5g aeromacs基站网络覆盖范围至少为整个机场场面范围，在机场场面范围内部署5gaeromacs基站，保证机场场面较好的信号强度覆盖，5g aeromacs网络工作在航空专属5091～5150mhz频段，可传输飞机航迹、管制话音、acars报文等航空安全数据。
10.本方案工作原理：航班落地以后，传统的场面协同系统存在等待呼叫和通信效率低等问题，导致地勤保障差错和进度迟缓问题，在航班较多时地勤保障的问题越加明显；本发明目的在于提供一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，通过5g aeromacs机载端、5gaeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源，以减少地勤保障差错和进度迟缓问题。
11.航班飞机落地后，5g aeromacs机载端自动匹配机场管理人员分配的地勤保障车辆、地勤人员配备的车载终端、智能移动终端，建立话音、数据传输链路；塔台管制人员或机坪管制人员，在管理中心填入当天的地勤保障计划，系统根据航班实时动态信息，动态分配摆渡车、客梯车、引导车等地勤保障资源。
12.进一步优化方案为，所述5g aeromacs基站的布设方法包括：基站的工作频率带宽配置为5mhz，相邻基站避开同频干扰的问题；在塔台顶部、安检岗亭等布设大功率宏基站，在机场场面灯杆、廊桥顶部等位置部署小功率微基站；同一站点部署主备两套基站、备基站热备份，当主基站出现故障时无缝自动切换到备基站；同一区域同时有不同地理位置的两个站点的基站，重叠覆盖。
13.进一步优化方案为，所述5g aeromacs地勤移动端包括车载终端和手持终端，所述车载终端设置在摆渡车、客梯车和引导车上，所述手持终端用于给机务人员和飞行员建立通信链路。
14.地勤车辆装备有5g aeromacs车载终端，通过5g aeromacs网络接收航班放行、航班动态信息，并在车辆装备的ui界面实时动态显示场面交通态势信息，驾驶员可通过5g aeromacs车载终端与飞行员建立通话链路，通过5g aeromacs网络进行高质量话音通话。
15.5g aeromacs车载终端主要用于gps/bd定位数据采集，gps/bd差分数据接收、解算；定位数据周期性回传；机场场面车辆和航空器态势信息显示；车辆航迹信息显示；电子围栏；施工任务接收、施工节点上报回传；自动与所保障航班建立话音通信链路，可以自动接收并播放飞行员的呼叫信息、及时与飞行员进行双向通话。
16.进一步优化方案为，所述手持终端嵌入标准minipcie接口的5g aeromacs通信模组，构成5g aeromacs智能移动终端。航班保障进程监控席位把航班保障任务以及航班的实时位置通过5g aeromacs网络自动推送到5g aeromacs智能移动终端的app界面，app可以语音播报任务内容。在完成保障任务节点之后，手动确认完成，app可以通过5g aeromacs网络自动上传完成的时间点至航班保障进程监控席位软件。
17.进一步优化方案为，所述5g aeromacs机载端包括：音频处理板和5g aeromacs主处理板；5g aeromacs机载端的外部接口包括：音频接口、afdx接口、arinc429接口和离散io接口。
18.进一步优化方案为，所述音频处理板包括ad转换器、da转换器和fpga，所述音频处理板与acp音频控制面板之间的通过模拟话音接口连接；
19.所述音频处理板用于接收驾驶舱acp音频控制面板传输的来自飞行员耳机的模拟话音信号，并将模拟话音信号转换为数字话音信号，再将数字话音信号通过并行总线接口传输至5gaeromacs主处理板，数字话音通过5g aeromacs网络传输至地面终端；
20.所述音频处理板还用于接收5g aeromacs主处理板通过并行总线接口传输来的数字话音信号，并将数字话音信号转换为模拟话音信号，通过驾驶舱的acp音频控制面板传输至飞行员耳机。
21.进一步优化方案为，所述5g aeromacs主处理板用于传输acars报文，接收机载fms系统传输的航班号信息，并通过5g aeromacs基站网络传输至管理平台。
22.进一步优化方案为，所述5g aeromacs主处理板包括：核心处理器、minipcie接口、基于单板机和usrp通用软件架构平台的5g aeromacs模组a、以及基于5g soc终端芯片的5gaeromacs模组b；其中5g aeromacs模组a和5g aeromacs模组b一个作为主模组，另一个作为备份模组。
23.5g aeromacs处理板还用于接收并处理音频处理板发送的话音数字信号，通过地面5gaeromacs网络，传输至车载终端、智能移动终端，进而构建起飞行员到地勤人员、管制员通话的链路。接收并处理5g aeromacs车载终端、5g aeromacs智能移动终端，通过5g aeromacs网络传输的话音数据，通过数据总线发送至音频处理板，进而构建起地勤人员、管制员到飞行员间通话的链路。
24.进一步优化方案为，所述5g aeromacs机载端与飞机的机载gnss相连接，5g aeromacs机载端实时接收gnss信息，并通过5g aeromacs基站网络以1s为周期，将gnss信息(包括航班位置、航向、速度信息)实时传输至管理平台；
25.管理平台对通过5g aeromacs网络接收到的gnss信息进行差分和亚米级高精度定位获取飞机的航迹信息。
26.进一步优化方案为，所述管理平台中存储有当天的预设地勤保障计划，当管理平台获取飞机的航迹信息后，在预设地勤保障计划中进行匹配：若预设地勤保障计划中存在与当前飞机匹配的地勤保障，则对当前飞机的5g aeromacs机载端与匹配地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立通话链路；
27.若预设地勤保障计划中未匹配到与当前飞机匹配的地勤保障，则将对当前飞机的5gaeromacs机载端与无计划地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立通话链路。管理平台通过5g aeromacs基站网络自动识别和匹配航班，装备机载5g aeromacs的航班落地以后，系统通过5g aeromacs网络自动捕获、识别和匹配航班信息。
28.本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
29.本发明提供的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统；在现有的场面协同系统的基础上进行改进，通过5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源，管理平台在线监控地勤车辆、地勤人员和保障进度，飞行员和地勤驾驶员、地勤机务人员和管制员之间可通过5g aeromacs网络直接通话，以减少地勤保障差错和进度迟缓问题。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：
31.图1为基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统结构示意图；
32.图2为5g aeromacs机载端结构示意图。
具体实施方式
33.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
34.实施例1
35.本实施例提供一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，如图1所示，包括：管理平台、5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站网络；所述5gaeromacs基站网络覆盖范围至少为整个机场；
36.所述5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和管理平台相互间通过5g aeromacs网络建立通信以实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源。
37.所述5g aeromacs基站的布设方法包括：基站的工作频率带宽配置为5mhz，相邻基站避开同频干扰的问题；在塔台顶部、安检岗亭等布设大功率宏基站，在机场场面灯杆、廊桥顶部等位置部署小功率微基站；同一站点部署主备两套基站、备基站热备份，当主基站出现故障时无缝自动切换到备基站；同一区域同时有不同地理位置的两个站点的基站，重叠覆盖。
38.所述5g aeromacs地勤移动端包括车载终端和手持终端，所述车载终端设置在摆渡车、客梯车和引导车上，所述手持终端用于给机务人员和飞行员建立通信链路。
39.所述手持终端嵌入标准minipcie接口的5g aeromacs通信模组，构成5g aeromacs智能移动终端。
40.如图2所示，所述5g aeromacs机载端包括：音频处理板和5g aeromacs主处理板；5gaeromacs机载端的外部接口包括：音频接口、afdx接口、arinc429接口和离散io接口。
41.所述音频处理板包括ad转换器、da转换器和fpga，所述音频处理板与acp音频控制面板之间的通过模拟话音接口连接；
42.所述音频处理板用于接收acp音频控制面板传输的模拟话音信号，并将模拟话音信号转换为数字话音信号，再将数字话音信号通过并行总线接口传输至5g aeromacs主处理板；
43.所述音频处理板还用于接收5g aeromacs主处理板通过并行总线接口传输来的数字话音信号，并将数字话音信号转换为模拟话音信号，通过驾驶舱的acp音频控制面板传输至飞行员耳机。
44.所述5g aeromacs主处理板用于传输acars报文，接收机载fms系统传输的航班号
信息，并通过5g aeromacs网络传输至管理平台。
45.所述5g aeromacs主处理板包括：核心处理器、minipcie接口、基于单板机和usrp通用软件架构平台的5g aeromacs模组a、以及基于5g soc终端芯片的5g aeromacs模组b；其中5g aeromacs模组a和5g aeromacs模组b一个作为主模组，另一个作为备份模组。飞行员通过耳机连接acp音频控制面板，acp音频控制面板通过音频接口连接音频处理板。
46.所述5g aeromacs机载端与飞机的机载gnss相连接，5g aeromacs机载端实时接收gnss信息，并通过5g aeromacs基站网络以1s为周期，将gnss信息实时传输至管理平台；所述gnss信息主要包括航班位置、航向、速度信息；
47.管理平台对接收到的gnss信息进行差分和亚米级高精度定位获取飞机的航迹信息。
48.所述管理平台中存储有当天的预设地勤保障计划，当管理平台获取飞机的航迹信息后，在预设地勤保障计划中进行匹配：若预设地勤保障计划中存在与当前飞机匹配的地勤保障，则对当前飞机的5g aeromacs机载端与匹配地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立通话链路；
49.若预设地勤保障计划中未匹配到与当前飞机匹配的地勤保障，则将对当前飞机的5gaeromacs机载端与无计划地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立通话链路。
50.本实施例中5g aeromacs机载端具备与acp音频控制面板接口，可以转发飞行员话音数据；5g aeromacs机载内部包括基于5g soc终端芯片研制的5g aeromacs模组、基于“单板机+usrp”通用软件架构平台的5g aeromacs模组，两种模组作为主、备份模组。5g aeromacs车载终端可以自动与所保障航班建立话音通信链路，可以自动接收并播放飞行员的呼叫信息、及时与飞行员进行双向通话。机载5g aeromacs与机载gnss相连接，可以实时接收并处理gnss信息，并通过5g aeromacs网络以1s为周期，实时传输航班位置、航向、速度等信息至系统。系统对接收到的航班的gnss数据进行差分处理，进行亚米级高精度定位。塔台管制人员或机坪管制人员，在系统后台填入当天的地勤保障计划，系统根据航班实时动态信息，动态分配摆渡车、客梯车、引导车等地勤保障资源。航班保障服务清单通过5g aeromacs网络推送至地勤保障人员的5g aeromacs智能移动终端。
51.实施例2
52.本实施例在上一实施例的基础上还提供航班保障资源监控系统平台，主要包括航班保障资源及进程监控软件和机场场面态势监控软件。
53.航班保障资源及进程监控：航班保障进程监控主界面主要包括保障调度操控面板、保障进程整体监控面板、告警信息显示面板。点击监控主界面相应的机位区，可以查看该机位所停航班的保障进程明细。可查看每个保障环节的起止时间、状态，以及每个环节的责任人。
54.在航班保障的各个环节结束以后，能够打印出航班保障服务清单。清单中清晰列出各个环节产生的费用信息。通过5g aeromacs网络推送至地勤保障人员的5g aeromacs智能移动终端，地勤人员交所保障航班的机组进行签字确认。
55.以图形化的方式直观显示航班保障进程中各个环节的时间进度，对未按时到岗、未按时完成任务的环节给出提示，并将催促到岗、催促完成任务的信息通过5g aeromacs网络自动推送到5g aeromacs智能终端设备。
56.机场场面态势监控：机场场面态势监控软件供机场场面航空器、车辆态势信息显示功能。基于场监系统场面运行态势和航班计划、机位等信息实时显示场面航空器、车辆位置数据，提供目标引导航空器航班号、机型、跑道、停机位等数据显示，车辆驾驶员、驾驶员联系信息、车号、车型等内容显示功能。
57.以上具体实施例中提出的基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，可以提升机场站坪勤务设备、车辆、人员与飞机进离港协同运作的效率。地勤人员可通过手持5g aeromacs终端与飞行员进行直接通话，相比于有线耳机的方式，通话效率更高、安全系数更高、通信距离更远。飞行员可通过5g aeromacs网络与塔台管制员或机坪管制员、地勤人员进行话音通话，因为5g aeromacs网络是一种无线宽带通信网络，相比vhf电台采用的窄带甚高频网络，无需排队等待通话和acars报文传输所需的频谱资源，飞行员可以跟管制员、地勤人员之间进行高效通话。
58.地勤人员、地勤车辆驾驶员可以及时掌握目标保障航班的降落时间、停机位、预计起飞时间等动态信息，更快速、更有效的对航班实施保障。
59.在跟随引导车滑行过程中，飞行员可以通过5g aeromacs网络，直接喊话的方式，随时呼叫前方引导车驾驶员，避免出现跟丢引导车、跟错引导车、滑错停机位的问题。
60.通过5g aeromacs网络接收航班的gnss信息数据、对航班进行高精度定位监视，避免了通过管制自动化系统或场面监视系统接收航班gnss信息数据，系统架构更精简、更独立。
61.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，包括：管理平台、5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和5g aeromacs基站网络；所述5g aeromacs基站网络覆盖范围至少为整个机场；所述5g aeromacs机载端、5g aeromacs地勤移动端和管理平台相互间通过5g aeromacs网络建立通信以实现：当5g aeromacs机载端进入5g aeromacs基站网络的覆盖范围后，管理平台根据航班实时信息动态分配地勤资源。2.根据权利要求1所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs基站的布设方法包括：在机场的塔台顶部和安检岗亭作为站点部署宏基站，在机场场面灯杆和廊桥顶部作为站点部署微基站；同一站点部署主备两套基站、备基站热备份，当主基站出现故障时无缝自动切换到备基站；同一区域同时有不同地理位置的两个站点的基站重叠覆盖。3.根据权利要求1所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs地勤移动端包括车载终端和手持终端，所述车载终端设置在摆渡车、客梯车和引导车上用于车辆监控、保障任务下发、飞行员与地勤车辆驾驶员建立直接通信链路，所述手持终端用于给机务人员和飞行员建立直接通信链路。4.根据权利要求3所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述手持终端嵌入标准minipcie接口的5g aeromacs通信模组，构成5g aeromacs智能移动终端。5.根据权利要求1所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs机载端包括：acp音频控制面板、音频处理板和5g aeromacs主处理板；5g aeromacs机载端的外部接口包括：音频接口、afdx接口、arinc429接口、rf射频接口和离散io接口。6.根据权利要求5所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述音频处理板包括ad转换器、da转换器和fpga，所述音频处理板与acp音频控制面板之间的通过模拟话音接口连接；所述音频处理板用于接收acp音频控制面板传输的模拟话音信号，并将模拟话音信号转换为数字话音信号，再将数字话音信号通过并行总线接口传输至5g aeromacs主处理板；所述音频处理板还用于接收5g aeromacs主处理板通过并行总线接口传输来的数字话音信号，并将数字话音信号转换为模拟话音信号。7.根据权利要求5所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs主处理板用于传输acars报文，接收机载fms系统传输的航班号信息，并通过5g aeromacs基站网络传输至管理平台。8.根据权利要求7所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs主处理板包括：核心处理器、minipcie接口、基于单板机和usrp通用软件架构平台的5g aeromacs模组a、以及基于5g soc终端芯片的5g aeromacs模组b；其中5g aeromacs模组a和5g aeromacs模组b一个作为主模组，另一个作为备份模组。9.根据权利要求1所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述5g aeromacs机载端与飞机的机载gnss相连接，5g aeromacs机载端实时接收gnss信息，并通过5g aeromacs基站网络以1s为周期将gnss信息实时传输至管理平台；
管理平台对接收到的gnss信息进行差分和亚米级高精度定位获取飞机的航迹信息。10.根据权利要求1所述的一种基于5g aeromacs的机场场面协同运行系统，其特征在于，所述管理平台中存储有当天的预设地勤保障计划，当管理平台获取飞机的航迹信息后，在预设地勤保障计划中进行匹配：若预设地勤保障计划中存在与当前飞机匹配的地勤保障，则对当前飞机的5g aeromacs机载端与匹配地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立直接通话链路；若预设地勤保障计划中未匹配到与当前飞机匹配的地勤保障，则将对当前飞机的5g aeromacs机载端与无计划地勤保障的5g aeromacs地勤移动端建立直接通话链路。

技术总结
本发明公开一种基于5G AeroMACS的机场场面协同运行系统，涉及航空场面通信技术领域，5G AeroMACS机载端、5G AeroMACS地勤移动端和管理平台相互间通过5G AeroMACS基站网络建立通信以实现：当5G AeroMACS机载端进入5G AeroMACS基站网络的覆盖范围后，管理平台对航班进行高精度定位监控、监控保障进度、根据航班实时信息动态分配地勤资源；飞行员与管制员、机务人员、地勤车辆之间通过5G AeroMACS机场场面宽带无线网络建立直接通话链路，以减少地勤保障差错和进度迟缓问题。地勤保障差错和进度迟缓问题。地勤保障差错和进度迟缓问题。


技术研发人员：谢克斌 王杰 谢莉 赵也
受保护的技术使用者：四川九洲空管科技有限责任公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/6/27