基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统及监控方法与流程

1.本发明属于民航航空器监控技术领域，特别是涉及基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统及监控方法。


背景技术：

2.民用航空器在飞行过程中会遭遇尾流风险，前后航空器之间必须大于最小的尾流间隔，即航空器之间的距离要满足尾流间隔标准的距离，从而确保航空器飞行过程中避免尾流冲突的危险。随着民航业的快速发展，民航航班量增长迅速，国内一线城市的航班量已趋近于饱和状态，航班的密集运行导致航空器在飞行过程中出现尾流冲突的概率逐渐增加，尤其对于进近区域落地航班，当航班落地运行较为繁忙的阶段，落地航空器之间出现尾流冲突告警的几率成倍增加，因此尾流监控告警对进近管制来说具有重要安全意义。
3.当前进近管制使用的管制生产系统包括管制自动化系统等，该系统在大部分管制单位并不具备有尾流监控告警的功能，在该种情况下，尾流监控仅能依靠人工监控的方式，不仅容易出现错忘漏，而且增加了管制人员的工作负荷，对管制安全而言是个较大的风险源。
4.基于民航航空器落地间隔规范的尾流标准监控方法从进近管制特点出发，通过区分不同的航空器机型，对机型间的尾流标准进行设定，系统提前预判排序航空器是否符合尾流标准，对于尾流冲突的航空器，系统提供声光告警的方式，避免管制人员错忘漏告警信息，提高了管制的安全运行系数，降低了管制的工作负荷。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的不足，本发明建立一套基于管制自动化系统的外挂安全监控系统，主要是监控落地航班之间的尾流间隔，在航班繁忙阶段，防止落地航班前后间隔过小，导致出现安全问题。
6.基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，包括航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块，尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；所述航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块位于数据采集存储服务器内；所述尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块位于告警计算分发服务器内；所述数据采集存储服务器、告警计算分发服务器通过信号接入交换机与管制自动化系统、监控告警显示终端、监控基础参数设置终端相互传输数据；所述航班信息数据采集模块：采集管制自动化系统的飞行动态数据、综合航迹数据以及对两种数据进行融合处理，配合存储转发；所述监控基础参数设置模块：计算监控告警的基础参数，配置两个类型航班尾流间隔距离、提前预告警时长参数，参数存储在数据库中，分为前、后端，后端为参数配置存
储，前端为管制人员提供了配置交互页面，对于配置的参数采用即时生效的方式；所述尾流监控告警计算模块：设定监控的区域，对于区域中的航班之间进行尾流监控告警，判断航班之间是否符合落地尾流监控的条件，然后判断两个航班的机型，判断航班之间的趋势关系是否会小于尾流标准间隔从而引起监控告警；所述监控告警显示呈现模块：以网页的方式对尾流监控告警计算模块结果的呈现，管制人员通过浏览器查看航班信息和监控告警信息，提供空中航路地图显示、空中实时航班状态显示、监控告警信息显示及交互操作，分为前、后端，后端为数据交互推送，前端为数据接收呈现和操作接口。
7.进一步地，所述航班信息数据采集模块包括飞行动态数据采集子模块、综合航迹数据采集子模块、航班数据融合转发子模块、数据记录存储子模块；所述飞行动态数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的飞行动态数据，根据飞行动态数据标准解析协议4029.3协议格式进行解析缓存；所述综合航迹数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的综合航迹数据，系统根据标准协议cat062的格式进行解析缓存；所述航班数据融合转发子模块：从综合航迹数据缓存区和飞行动态数据缓存区中取出所有的航班数据，以综合航迹数据为基础进行遍历，对于每个航班查找在飞行动态缓存区中是否存在该航班的计划信息，如果存在则将计划数据和综合航迹数据同时存入新的融合数据结构，并进行转发，转发采用了内部redis中间件的方式为其他模块提供数据支持；所述数据记录存储子模块：对于原始的飞行动态数据、综合航迹数据进行记录存储，同时对计算的融合数据进行存储。
8.进一步地，所述监控基础参数设置模块包括监控参数显示子模块、监控参数修改子模块、监控参数发布子模块；所述监控参数显示子模块：为管制人员提供监控参数显示功能，显示当前生效的监控参数数值；所述监控参数修改子模块：为管制人员提供监控参数修改的交互操作接口，可对参数数值进行修改保存；所述监控参数发布子模块：针对修改后的参数，统一进行发布，提供发布的操作接口。
9.进一步地，所述尾流监控告警计算模块包括参数数据载入子模块、航班数据过滤载入子模块、航班落地判断子模块、尾流趋势告警计算子模块、监控告警发送子模块；所述参数数据载入子模块：载入监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数；所述航班数据过滤载入子模块：从redis中载入当前空中航班，并根据落地条件、位置条件、跑道条件进行过滤，将所需要计算的航班列入计算队列中；所述航班落地判断子模块：计算对于开放的跑道，根据航班的位置、航向数据，计算航班是否符合该跑道落地条件，并对符合条件的航班进行落地排序；所述尾流趋势告警计算子模块：根据落地航班速度、航向、前后机距离计算航班之间趋势关系，判断在预告警的时间内是否会出现小于间隔的情况发生，如果发生则进行告
警处理；由于尾流间隔告警要求较高灵敏度，因此告警计算的周期以秒单位进行计算；所述监控告警发送子模块：对于计算的结果进行告警队列维护，维护的内容包括插入、删除和更新，对于首次发生的告警则插入到告警队列中，对于存在的告警则进行更新，对于结束的告警则在告警队列中删除。
10.进一步地，所述监控告警显示呈现模块包括航班融合数据显示子模块、地图航路显示及操作子模块、监控告警显示及操作子模块、历史记录查询子模块；所述航班融合数据显示子模块：接收航班信息数据采集模块发送的航班数据，并推送至前端显示，为管制显示空中航班数据；所述地图航路显示及操作子模块：显示静态的空中航路航线数据，地图数据信息，支持地图的缩放操作；所述监控告警显示及操作子模块：显示尾流监控告警计算模块发送的监控告警信息，呈现方式以声音告警和航班在空中高亮变色显示，管制人员可进行告警确认操作；所述历史记录查询子模块：可对历史告警的信息进行查询显示，提供告警过滤的查询方式。
11.基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控方法，包括以下步骤：s50:航班信息数据采集模块由飞行动态数据采集子模块和综合航迹数据采集子模块采集综合航迹数据和飞行动态数据，由航班数据融合转发子模块将综合航迹数据和飞行动态数据融合成一条信息，以4秒为周期进行更新，更新信息送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；首先将飞行动态数据按照航班号和二次代码为唯一标识缓存最新的航班飞行动态信息，缓存在redis中；接收综合航迹数据，每次收到一条信息时，根据信息中航班号和二次代码信息去飞行动态缓存区中查找是否存在飞行动态信息，如果不存在，则相应的飞行动态字段为空，如果存在，则将相应字段填充完毕后，将该条信息发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，原始的飞行动态数据、综合航迹数据以及融合数据存储在数据记录存储子模块；s51尾流监控告警计算模块由参数数据载入子模块载入监控基础参数设置模块信息，监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数，同时载入了航班实时的融合数据；首先将航班数据在航班数据过滤载入子模块进行过滤，主要是从所有的航班中选择落地的航班，然后由航班落地判断子模块判断航班是否满足落地位置、高度、方向的要求，在满足要求的航班中，由尾流趋势告警计算子模块判断趋势是否突破了监控尾流的间隔，当突破间隔大小时，监控告警信号由监控告警发送子模块对外发出。
12.进一步地，s50包括以下步骤： s10：监听综合航迹端口，当出现综合航迹数据后，对收到的综合航迹数据进行解析，根据解析出的航班号和二次代码在飞星动态的redis缓存区中查找是否存在该航班的飞行动态数据，如果存在则转向s11，不存在则转向s12；s11：将综合航迹中的高度、速度、航向等数据与飞行动态中的指令高度、起降机场及航路信息数据组合成为新的融合数据，将融合数据按照预定的数据结构发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；s12：仅将综合航迹中的高度、速度、航向字段数据填充至融合数据数据结构中，对应的飞星动态字段数据为空，将融合后的数据发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；
s13：继续监听综合航迹数据端口，等待新的数据。
13.进一步地，s51包括以下步骤：航班数据过滤载入子模块流程：s20：从redis中载入当前空中航班，过滤掉无计划、非落地机场的航班，如果仍然存在航班则转向s21，否则跳出当前计算流程；s21：计算航班的跑道是否符合当前落地跑道条件，如果仍然存在航班则转向s22，否则跳出当前计算流程；s22：位置是否在计算范围内，主要是根据经纬度、高度进行判断过滤，如果仍然存在航班则存入航班待计算队列中，否则跳出当前计算流程；航班落地判断子模块流程：s30：从航班待计算队列中载入航班，如果没有航班信息则计算终止，否则转向s31;s31：根据航向计算航班是否满足对准跑道条件，如果满足则转向s32，否则则删除该航班；s32：判断航班是否在历史过程中处于持续下降的状态，如果满足则将航班加入判断队列中；尾流趋势告警计算子模块流程：s40：查看判断队列中是否存在大于等于两个架次的航班，如果存在则转向s41，如果不存在则计算终止；s41：按照落地先后顺序，遍历航班，如果存在航班则计算继续，否则转向s40；判断后续航班与前序航班之间追赶关系，如果航班之间存在追赶关系则转向s42，否则跳出转向计算下个航班；s42：判断航班在预设的预警时间范围内，航班追赶后的距离是否满足安全间隔，如果不满足则转向s43，否则转向s41的下个航班继续计算；s43：告警条件满足，将告警数据由监控告警发送子模块发送至监控告警显示呈现模块，计算转向s41。
14.本发明基于民用航空器落地间隔规范的尾流标准，以该标准为基础制定了尾流监控系统及监控方法，引入民用航空器的航空动态数据，根据不同航空器类型进行监控，预判航空器尾流间隔小于标准间隔时，为管制人员及时提供落地航空器尾流间隔小于规范的提醒告警，告警提供的方式为声光告警，不仅提供告警航空器的图形化显示，同时提供声音提醒方式，双重提醒方式避免管制错忘漏告警信息，为管制安全运行提供充分保护。
15.本发明能够识别落地航空器的尾流间隔是否符合标准，防止管制危险事件的发生；尾流间隔提供了充足的调配时空裕度，能够识别不同情况下的所有冲突信息；虚警率低，通过多种参数设置，系统和现场匹配度高，降低对管制人员的干扰；适应多种不同的跑道运行模式，推广性高；计算高效，数据精准，延时低，各种情况下的管制条件均适用，尤其适用于对管制指挥不利的条件，为管制安全提供了重要保障。
16.本发明是基于管制自动化的数据，外挂于管制自动化系统，监控系统接收管制自动化系统外送的管制航班数据，结合尾流标准监控方法，对空中航班之间的尾流关系进行计算，预判是否出现告警，对于出现的告警而言，监控系统通过告警显示设备和声音提醒设
备对使用管制人员提供声光图像方式的告警，并进行确认机制。
17.本发明是基于管制自动化的数据进行监控计算，自动化系统数据为外部数据输入源，是管制实时指挥航空产生的航班数据，数据主要包括航班的计划数据（起飞时间、航路信息等）、扇区、位置坐标、航向、飞行速度及高度等数据，系统将进近管制空域中所有落地航空器作为计算航空器，识别航空器之间的尾流间隔冲突的发生，通过冲突计算起到预判的功能，及时提醒管制员尾流冲突，对空中交通安全起到了监督的作用。
附图说明
18.图1为本发明基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统结构框图；图2为本发明图1中的航班信息数据采集模块结构框图；图3为本发明图1中的监控基础参数设置模块结构框图；图4为本发明图1中的尾流监控告警计算模块结构框图；图5为本发明图1中的监控告警显示呈现模块结构框图。
具体实施方式
19.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
20.民用航空器：主要用于民航运输行业的航空器，指在民航主管部门依法注册登记的航空器。
21.间隔规范：航空器在落地时前后航空器之间的落地间隔，间隔按照距离进行计算。
22.尾流间隔：为保障安全，航空器在飞行过程中前后之间要保持的安全距离间隔。
23.如图1所示：基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，软件部分包括航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块，尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；硬件部分包括：数据采集存储服务器，告警计算分发服务器，信号接入交换机，监控告警显示终端，监控基础参数设置终端以及常用网络组网用设备；所述航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块位于数据采集存储服务器内；所述尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块位于告警计算分发服务器内；所述数据采集存储服务器、告警计算分发服务器通过信号接入交换机与管制自动化系统、监控告警显示终端、监控基础参数设置终端相互传输数据；所述航班信息数据采集模块：采集管制自动化系统的飞行动态数据、综合航迹数据以及对两种数据进行融合处理，配合存储转发；管制自动化系统送出的数据包括两种数据、即飞行动态数据和综合航迹数据，分别是表示航班的静态计划数据和动态的空中飞行数据，监控方法计算需要用到上述两种数据，航班信息数据采集模块将两种数据采集到后，根据航班号信息等共同信息，将两种信息融合为一种内部可供告警计算的数据，例如对于空中航班而言，从飞行动态数据中提取飞行的计划信息（航路信息、起降机场等），从综合航
迹数据中提取航班实时的位置、高度、航向等数据，将两种数据获取完毕后，根据两种数据共同的字段（航班号）进行数据融合，融合为新的内部告警计算所需数据，即融合数据。
24.所述监控基础参数设置模块：计算监控告警的基础参数，配置两个类型航班尾流间隔距离、提前预告警时长参数，参数存储在数据库中，分为前、后端，后端为参数配置存储，前端为管制人员提供了配置交互页面，对于配置的参数采用即时生效的方式；所述尾流监控告警计算模块：设定监控的区域，对于区域中的航班之间进行尾流监控告警，判断航班之间是否符合落地尾流监控的条件，然后判断两个航班的机型，判断航班之间的趋势关系是否会小于尾流标准间隔从而引起监控告警；所述监控告警显示呈现模块：以网页的方式对尾流监控告警计算模块结果的呈现，管制人员通过浏览器查看航班信息和监控告警信息，提供空中航路地图显示、空中实时航班状态显示、监控告警信息显示及交互操作，分为前、后端，后端为数据交互推送，前端为数据接收呈现和操作接口。
25.进一步地，如图2所示：所述航班信息数据采集模块包括飞行动态数据采集子模块、综合航迹数据采集子模块、航班数据融合转发子模块、数据记录存储子模块；所述飞行动态数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的飞行动态数据，根据飞行动态数据标准解析协议4029.3协议格式进行解析缓存；所述综合航迹数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的综合航迹数据，综合航迹的数据量较大，系统采用接收处理双线程方式，防止出现处理不及时导致接收阻塞的问题，系统根据标准协议cat062的格式进行解析缓存；所述航班数据融合转发子模块：从综合航迹数据缓存区和飞行动态数据缓存区中取出所有的航班数据，以综合航迹数据为基础进行遍历，对于每个航班查找在飞行动态缓存区中是否存在该航班的计划信息，如果存在则将计划数据和综合航迹数据同时存入新的融合数据结构，并进行转发，转发采用了内部redis中间件的方式为其他模块提供数据支持；所述数据记录存储子模块：对于原始的飞行动态数据、综合航迹数据进行记录存储，同时对计算的融合数据进行存储。
26.进一步地，如图3所示：所述监控基础参数设置模块包括监控参数显示子模块、监控参数修改子模块、监控参数发布子模块；所述监控参数显示子模块：为管制人员提供监控参数显示功能，显示当前生效的监控参数数值；所述监控参数修改子模块：为管制人员提供监控参数修改的交互操作接口，可对参数数值进行修改保存；所述监控参数发布子模块：针对修改后的参数，统一进行发布，提供发布的操作接口。
27.进一步地，如图4所示：所述尾流监控告警计算模块包括参数数据载入子模块、航班数据过滤载入子模块、航班落地判断子模块、尾流趋势告警计算子模块、监控告警发送子模块；
所述参数数据载入子模块：载入监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数；所述航班数据过滤载入子模块：从redis中载入当前空中航班，并根据落地条件、位置条件、跑道条件进行过滤，将所需要计算的航班列入计算队列中；所述航班落地判断子模块：计算对于开放的跑道，根据航班的位置、航向数据，计算航班是否符合该跑道落地条件，并对符合条件的航班进行落地排序；所述尾流趋势告警计算子模块：根据落地航班速度、航向、前后机距离计算航班之间趋势关系，判断在预告警的时间内是否会出现小于间隔的情况发生，如果发生则进行告警处理；由于尾流间隔告警要求较高灵敏度，因此告警计算的周期以秒单位进行计算；所述监控告警发送子模块：对于计算的结果进行告警队列维护，维护的内容包括插入、删除和更新，对于首次发生的告警则插入到告警队列中，对于存在的告警则进行更新，对于结束的告警则在告警队列中删除。
28.进一步地，如图5所示：所述监控告警显示呈现模块包括航班融合数据显示子模块、地图航路显示及操作子模块、监控告警显示及操作子模块、历史记录查询子模块；所述航班融合数据显示子模块：接收航班信息数据采集模块发送的航班数据，并推送至前端显示，为管制显示空中航班数据；所述地图航路显示及操作子模块：显示静态的空中航路航线数据，地图数据信息，支持地图的缩放操作；所述监控告警显示及操作子模块：显示尾流监控告警计算模块发送的监控告警信息，呈现方式以声音告警和航班在空中高亮变色显示，管制人员可进行告警确认操作；所述历史记录查询子模块：可对历史告警的信息进行查询显示，提供告警过滤的查询方式。
29.航班信息数据采集模块处理流程主要是将对外采集的管制自动化系统的两种数据进行处理，针对每种数据进行数据校验确保数据完整性、数据清洗确保数据准备、数据解析确保数据能够准备分析，每种数据包含的数据内容如下所示：飞行动态数据：对于每个航班而言，每条飞行动态信息包含航班号、二次代码、计划起飞时间、起降机场、备降机场、指令高度、航路及报告点信息等内容，是一种管制员指挥航班的外送信息。
30.综合航迹数据：该部分信息是对航班在空中状态的量化数据，对于每个空中航班，该数据按照4秒为周期进行更新，即每个航班4秒更新一次数据，更新的每条数据格式是固定的格式，根据格式可解析的字段内容包括：航班号，二次代码、航迹号、高度、速度、航行方向、机组拨码高度等航班动态信息。
31.基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控方法，包括以下步骤：s50：航班信息数据采集模块由飞行动态数据采集子模块和综合航迹数据采集子模块采集综合航迹数据和飞行动态数据，由航班数据融合转发子模块将综合航迹数据和飞行动态数据融合成一条信息，以4秒为周期进行更新，更新信息送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；首先将飞行动态数据按照航班号和二次代码为唯一标识缓存最新的航班飞行动态信息，缓存在redis中；接收综合航迹数据，每次收到一条信息时，根据
信息中航班号和二次代码信息去飞行动态缓存区中查找是否存在飞行动态信息，如果不存在，则相应的飞行动态字段为空，如果存在，则将相应字段填充完毕后，将该条信息发送至尾流监控告警计算模块、监控告警显示呈现模块，原始的飞行动态数据、综合航迹数据以及融合数据存储在数据记录存储子模块；s50具体处理流程如下所示：s10：监听综合航迹端口，当出现综合航迹数据后，对收到的综合航迹数据进行解析，根据解析出的航班号和二次代码在飞星动态的redis缓存区中查找是否存在该航班的飞行动态数据，如果存在则转向s11，不存在则转向s12；s11：将综合航迹中的高度、速度、航向等数据与飞行动态中的指令高度、起降机场及航路信息数据组合成为新的融合数据，将融合数据按照预定的数据结构发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；s12：仅将综合航迹中的高度、速度、航向字段数据填充至融合数据数据结构中，对应的飞星动态字段数据为空，将融合后的数据发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；s13：继续监听综合航迹数据端口，等待新的数据；融合数据是当前空域中的航空器集合，数据包括了航空器的位置、速度、高度、航向、起降机场、航路航线、高度指令等数据；融合数据数据以网络信号的形式在全系统组播发送，组播的地址由系统进行配置，组播内的设备可对相关数据进行接收处理。
32.s51:尾流监控告警计算模块由参数数据载入子模块载入监控基础参数设置模块信息，监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数，同时载入了航班实时的融合数据；首先将航班数据在航班数据过滤载入子模块进行过滤，主要是从所有的航班中选择落地的航班，然后由航班落地判断子模块判断航班是否满足落地位置、高度、方向的要求，在满足要求的航班中，由尾流趋势告警计算子模块判断趋势是否突破了监控尾流的间隔，当突破间隔大小时，监控告警信号由监控告警发送子模块对外发出。s51具体处理流程如下所示：航班数据过滤载入子模块流程：s20：从redis中载入当前空中航班，过滤掉无计划、非落地机场的航班，如果仍然存在航班则转向s21，否则跳出当前计算流程；s21：计算航班的跑道是否符合当前落地跑道条件，如果仍然存在航班则转向s22，否则跳出当前计算流程；s22：位置是否在计算范围内，主要是根据经纬度、高度进行判断过滤，如果仍然存在航班则存入航班待计算队列中，否则跳出当前计算流程；航班落地判断子模块流程：s30：从航班待计算队列中载入航班，如果没有航班信息则计算终止，否则转向s31;s31：根据航向计算航班是否满足对准跑道条件，如果满足则转向s32，否则则删除该航班；s32：判断航班是否在历史过程中处于持续下降的状态，如果满足则将航班加入判断队列中；尾流趋势告警计算子模块流程：
s40：查看判断队列中是否存在大于等于两个架次的航班，如果存在则转向s41，如果不存在则计算终止；s41：按照落地先后顺序，遍历航班，如果存在航班则计算继续，否则转向s40；判断后续航班与前序航班之间追赶关系，如果航班之间存在追赶关系则转向s42，否则跳出转向计算下个航班；s42：判断航班在预设的预警时间范围内，航班追赶后的距离是否满足安全间隔，如果不满足则转向s43，否则转向s41的下个航班继续计算；s43：告警条件满足，将告警数据由监控告警发送子模块发送至监控告警显示呈现模块，计算转向s41。
33.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述实施方式的限制。本领域技术人员可在不偏离本发明技术构思的前提下，对本发明作出各种修改或变型，这些修改或变型当然也落入本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，其特征在于：包括航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块，尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；所述航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块位于数据采集存储服务器内；所述尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块位于告警计算分发服务器内；所述数据采集存储服务器、告警计算分发服务器通过信号接入交换机与管制自动化系统、监控告警显示终端、监控基础参数设置终端连通相互传输数据；所述航班信息数据采集模块：采集管制自动化系统的飞行动态数据、综合航迹数据以及对两种数据进行融合处理，配合存储转发；所述监控基础参数设置模块：计算监控告警的基础参数，配置两个类型航班尾流间隔距离、提前预告警时长参数，参数存储在数据库中，分为前、后端，后端为参数配置存储，前端为管制人员提供了配置交互页面，对于配置的参数采用即时生效的方式；所述尾流监控告警计算模块：设定监控的区域，对于区域中的航班之间进行尾流监控告警，判断航班之间是否符合落地尾流监控的条件，然后判断两个航班的机型，判断航班之间的趋势关系是否会小于尾流标准间隔从而引起监控告警；所述监控告警显示呈现模块：以网页的方式对尾流监控告警计算模块结果的呈现，管制人员通过浏览器查看航班信息和监控告警信息，提供空中航路地图显示、空中实时航班状态显示、监控告警信息显示及交互操作，分为前、后端，后端为数据交互推送，前端为数据接收呈现和操作接口。2.根据权利要求1所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，其特征在于：所述航班信息数据采集模块包括飞行动态数据采集子模块、综合航迹数据采集子模块、航班数据融合转发子模块、数据记录存储子模块；所述飞行动态数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的飞行动态数据，根据飞行动态数据标准解析协议4029.3协议格式进行解析缓存；所述综合航迹数据采集子模块：以网口单播的方式采集管制自动化系统的综合航迹数据，系统根据标准协议cat062的格式进行解析缓存；所述航班数据融合转发子模块：从综合航迹数据缓存区和飞行动态数据缓存区中取出所有的航班数据，以综合航迹数据为基础进行遍历，对于每个航班查找在飞行动态缓存区中是否存在该航班的计划信息，如果存在则将计划数据和综合航迹数据同时存入新的融合数据结构，并进行转发，转发采用了内部redis中间件的方式为其他模块提供数据支持；所述数据记录存储子模块：对于原始的飞行动态数据、综合航迹数据进行记录存储，同时对计算的融合数据进行存储。3.根据权利要求2所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，其特征在于：所述监控基础参数设置模块包括监控参数显示子模块、监控参数修改子模块、监控参数发布子模块；所述监控参数显示子模块：为管制人员提供监控参数显示功能，显示当前生效的监控参数数值；所述监控参数修改子模块：为管制人员提供监控参数修改的交互操作接口，可对参数数值进行修改保存；
所述监控参数发布子模块：针对修改后的参数，统一进行发布，提供发布的操作接口。4.根据权利要求3所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，其特征在于：所述尾流监控告警计算模块包括参数数据载入子模块、航班数据过滤载入子模块、航班落地判断子模块、尾流趋势告警计算子模块、监控告警发送子模块；所述参数数据载入子模块：载入监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数；所述航班数据过滤载入子模块：从redis中载入当前空中航班，并根据落地条件、位置条件、跑道条件进行过滤，将所需要计算的航班列入计算队列中；所述航班落地判断子模块：计算对于开放的跑道，根据航班的位置、航向数据，计算航班是否符合该跑道落地条件，并对符合条件的航班进行落地排序；所述尾流趋势告警计算子模块：根据落地航班速度、航向、前后机距离计算航班之间趋势关系，判断在预告警的时间内是否会出现小于间隔的情况发生，如果发生则进行告警处理；由于尾流间隔告警要求较高灵敏度，因此告警计算的周期以秒单位进行计算；所述监控告警发送子模块：对于计算的结果进行告警队列维护，维护的内容包括插入、删除和更新，对于首次发生的告警则插入到告警队列中，对于存在的告警则进行更新，对于结束的告警则在告警队列中删除。5.根据权利要求4所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统，其特征在于：所述监控告警显示呈现模块包括航班融合数据显示子模块、地图航路显示及操作子模块、监控告警显示及操作子模块、历史记录查询子模块；所述航班融合数据显示子模块：接收航班信息数据采集模块发送的航班数据，并推送至前端显示，为管制显示空中航班数据；所述地图航路显示及操作子模块：显示静态的空中航路航线数据，地图数据信息，支持地图的缩放操作；所述监控告警显示及操作子模块：显示尾流监控告警计算模块发送的监控告警信息，呈现方式以声音告警和航班在空中高亮变色显示，管制人员可进行告警确认操作；所述历史记录查询子模块：可对历史告警的信息进行查询显示，提供告警过滤的查询方式。6.基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控方法，其特征在于：包括以下步骤：s50：航班信息数据采集模块由飞行动态数据采集子模块和综合航迹数据采集子模块采集综合航迹数据和飞行动态数据，由航班数据融合转发子模块将综合航迹数据和飞行动态数据融合成一条信息，以4秒为周期进行更新，更新信息送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块；首先将飞行动态数据按照航班号和二次代码为唯一标识缓存最新的航班飞行动态信息，缓存在redis中；接收综合航迹数据，每次收到一条信息时，根据信息中航班号和二次代码信息去飞行动态缓存区中查找是否存在飞行动态信息，如果不存在，则相应的飞行动态字段为空，如果存在，则将相应字段填充完毕后，将该条信息发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，原始的飞行动态数据、综合航迹数据以及融合数据存储在数据记录存储子模块；s51：尾流监控告警计算模块由参数数据载入子模块载入监控基础参数设置模块信息，监控所需的间隔参数、预告警时间参数、机型参数、跑道位置条件基础参数，同时载入了航
班实时的融合数据；首先将航班数据在航班数据过滤载入子模块进行过滤，主要是从所有的航班中选择落地的航班，然后由航班落地判断子模块判断航班是否满足落地位置、高度、方向的要求，在满足要求的航班中，由尾流趋势告警计算子模块判断趋势是否突破了监控尾流的间隔，当突破间隔大小时，监控告警信号由监控告警发送子模块对外发出。7.根据权利要求6所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控方法，其特征在于：s50包括以下步骤：s10：监听综合航迹端口，当出现综合航迹数据后，对收到的综合航迹数据进行解析，根据解析出的航班号和二次代码在飞星动态的redis缓存区中查找是否存在该航班的飞行动态数据，如果存在则转向s11，不存在则转向s12；s11：将综合航迹中的高度、速度、航向等数据与飞行动态中的指令高度、起降机场及航路信息数据组合成为新的融合数据，将融合数据按照预定的数据结构发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；s12：仅将综合航迹中的高度、速度、航向字段数据填充至融合数据数据结构中，对应的飞星动态字段数据为空，将融合后的数据发送至尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块，转向s13；s13：继续监听综合航迹数据端口，等待新的数据。8.根据权利要求7所述的基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控方法，其特征在于：s51包括以下步骤：航班数据过滤载入子模块流程：s20：从redis中载入当前空中航班，过滤掉无计划、非落地机场的航班，如果仍然存在航班则转向s21，否则跳出当前计算流程；s21：计算航班的跑道是否符合当前落地跑道条件，如果仍然存在航班则转向s22，否则跳出当前计算流程；s22：位置是否在计算范围内，主要是根据经纬度、高度进行判断过滤，如果仍然存在航班则存入航班待计算队列中，否则跳出当前计算流程；航班落地判断子模块流程：s30：从航班待计算队列中载入航班，如果没有航班信息则计算终止，否则转向s31;s31：根据航向计算航班是否满足对准跑道条件，如果满足则转向s32，否则则删除该航班；s32：判断航班是否在历史过程中处于持续下降的状态，如果满足则将航班加入判断队列中；尾流趋势告警计算子模块流程：s40：查看判断队列中是否存在大于等于两个架次的航班，如果存在则转向s41，如果不存在则计算终止；s41：按照落地先后顺序，遍历航班，如果存在航班则计算继续，否则转向s40；判断后续航班与前序航班之间追赶关系，如果航班之间存在追赶关系则转向s42，否则跳出转向计算下个航班；s42：判断航班在预设的预警时间范围内，航班追赶后的距离是否满足安全间隔，如果不满足则转向s43，否则转向s41的下个航班继续计算；
s43：告警条件满足，将告警数据由监控告警发送子模块发送至监控告警显示呈现模块，计算转向s41。

技术总结
本发明属于民航航空器监控技术领域，特别是涉及基于民用航空器落地间隔规范的尾流监控系统及监控方法。主要是监控落地航班之间的尾流间隔，在航班繁忙阶段，防止落地航班前后间隔过小，导致出现安全问题。所述航班信息数据采集模块，监控基础参数设置模块位于数据采集存储服务器内；所述尾流监控告警计算模块，监控告警显示呈现模块位于告警计算分发服务器内；所述数据采集存储服务器、告警计算分发服务器通过信号接入交换机与管制自动化系统、监控告警显示终端、监控基础参数设置终端连通相互传输数据；提供告警航空器的图形化显示，同时提供声音提醒方式，双重提醒方式避免管制错忘漏告警信息，为管制安全运行提供充分保护。护。护。


技术研发人员：孙利强 杨锡贤 王策 刘亮 孙志刚 朱泰 张训汉
受保护的技术使用者：青岛民航空管实业发展有限公司
技术研发日：2023.01.05
技术公布日：2023/5/30