基本信息
- 项目名称：
- 飞机集中除冰安全保障与指挥调度系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 飞机集中除冰安全保障与指挥调度系统采用GPS差分定位技术、GPRS无线通信技术、GIS电子地图技术、优化指挥调度技术和电子控制技术研制而成，用来保障除冰作业车辆和飞机的安全，实现除冰作业车辆的优化指挥调度。该系统包括飞机集中除冰安全保障与指挥调度中心和飞机集中除冰作业车辆车载设备终端两部分，能够根据需要除冰作业飞机的数量、类型和除冰作业车辆信息，优化分配作业任务；实时采集飞机除冰作业车辆位置信息和状态信息，对除冰作业车辆在线监控；根据除冰作业车辆位置信息，实时计算飞机/车辆、车辆/车辆的空间距离，当距离过近时，会进行安全警告。
- 详细介绍：
- 冬季寒冷天气和降雪降霜时，地面停留的飞机会表面结冰，为了保证飞机起飞的升力，在起飞前需要对飞机进行除冰作业。原有的基于停机坪的分散除冰方式存在除冰效率低、等待时间长、易二次结冰、环境污染严重等问题，为此多数大型机场开始采用基于除冰坪的集中除冰方式。基于除冰坪的集中除冰方式是多架除冰车辆在专用除冰坪上对一个或几个飞机除冰，飞机除完冰后立即驶出除冰坪进入滑行道和跑道准备起飞。多辆车辆同时作业，为了保障飞机和除冰作业车辆的安全，提高除冰作业效率，就存在安全保障和指挥调度问题。 飞机集中除冰安全保障与指挥调度系统利用GPS精确定位技术、无线数据通信技术、GIS电子地图处理技术和最优控制算法，实现对飞机集中除冰的除冰车辆进行安全保障和指挥调度，保证作业的安全、高效运行。该系统由设在监控与指挥调度室的监控指挥中心和安装在作业车辆上的车载移动终端组成。首先，车载移动终端中的GPS定位信息接收单元和监控指挥中心的GPS差分定位基准站接收GPS卫星的定位信息；然后，监控指挥中心利用无线数据通讯系统将差分广播信息发送到车载移动终端；之后，车辆信息处理单元对以上的两种信息进行差分处理，得到精确的车辆位置信息，同时对正在除冰的车辆信息进行处理，然后和位置信息一起再利用无线数据通讯系统发送到监控指挥中心；其后，监控指挥中心在电子地图上显示车辆位置，并进行安全保障和指挥调度运算，再将相应安全警告和指挥调度信息发送到车载移动终端；最后，车载移动终端对车辆进行安全警告和指挥调度，实现除冰车辆的安全保障与指挥调度功能。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 随着民航交通运输的发展,机场航班起降架次迅速增加,这种状态遇到降雪天气势必造成严重航班延误。为此,有必要采用基于除冰坪的飞机集中除冰方式进行飞机除冰。 飞机集中除冰安全保障与指挥调度系统利用GPS精确定位技术、无线数据通信技术、GIS电子地图技术、优化控制技术和电子应用技术构成,由飞机集中除冰安全保障与指挥调度中心和飞机集中除冰作业车辆车载设备终端组成。本系统是利用飞机集中除冰作业车辆车载设备终端动态在线采集飞机集中除冰车辆的位置和状态信息,并通过无线数据传输系统传送给飞机集中除冰安全保障与指挥调度中心。该中心通过对飞机集中除冰作业任务信息和飞机集中除冰作业车辆的位置、状态信息进行处理以后,对飞机集中除冰作业车辆进行动态指挥调度,并对即将发生飞机集中除冰作业车辆与飞机和集中除冰作业车辆之间发生的碰撞发出警告声音,提醒飞机集中除冰作业车辆驾驶人员注意驾驶和作业安全,保障飞机和除冰车辆的安全。 创新点与技术关键： 1、根据除冰作业车辆能力,优化分配除冰作业任务,提高除冰工作效率; 2、根据车辆实时位置信息,预测车辆与飞机、车辆与车辆之间的碰撞可能,警告车辆驾驶人员,保证飞机和车辆安全； 3、通过对除冰车辆进行动态监控,避免除冰车辆进入管制区域,防止跑道入侵; 主要技术指标： 1、测量精度:≤1米 2、中心命令响应时间:<20秒（点对点方式）3、再次定位时间:<1秒4、报警响应时间:<10秒（点对点方式）5、工作温度:-40℃-55℃
科学性、先进性
- 1、该系统密切跟踪了国外研究热点，参照GlobeGround公司的集中除冰设备系统（Central Dicing Facility，CDF）设计，可切实解决民航实际问题； 2、该系统采用GPS/GPRS/GIS等先进技术研制，能够实施监控车辆位置信息和状态信息，实现除冰作业车辆的实时监控； 3、该系统采用GIS电子地图技术，能够在监控中心平台上预测车辆与飞机、车辆与车辆的碰撞可能，保障车辆和飞机的安全； 4、该系统还具有除冰作业的信息化管理和与机场管理信息系统连接的功能。
获奖情况及鉴定结果
- 在学校第三届“创新杯”活动中，该作品获得了科技发明制作A类一等奖。 获得第十届“挑战杯”天津市大学生课外学术科技作品竞赛特等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 技术服务和技术合作
作品可展示的形式
- 实物、产品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 飞机集中除冰安全保障与指挥调度系统采用GPS差分定位技术、GPRS无线数据通信技术、GIS电子地图处理技术和最优控制算法，实现为飞机服务的除冰车辆进行安全保障和指挥调度，保证作业的安全、高效运行。该系统能够从技术角度保障作业车辆的安全运营和指挥调度，减少安全事故和提高作业效率。 由于该系统涉及到我国民航机场安全方面的内容，不可能从国外购买成型的设备产品，只能进行自主研发，因此具有较好的推广应用前景。
同类课题研究水平概述
- 在机场特种车辆安全保障与指挥调度领域中，典型的有法国巴黎SALADIN机场的地面运动导引控制系统。其整体结构采用移动单元+控制中心+位置传感器+通信中心。目标位置传感器是：二次雷达/GPS/SYLETRACK，以SYLETRACK和二次雷达为主，GPS是为适应卫星定位技术的普及而附加的。二次雷达的定位精度为5～10米，并能获得在低空飞行和地面滑行飞机的位置，但在地面受建筑物的遮挡易产生盲区。SYLETRACK采用蜂窝网络，工作于VHF/UHF频段，除可以定位外，自身提供了通信链路，同时也是系统的通信设备。与二次雷达相比，SYLETRACK功率小、成本低，不存在遮挡的问题，但只能获得加装通信/定位单元的移动目标的位置数据。SYLETRACK采用时分复用（TDMA），系统容量受通信带宽及移动目标位置刷新率的限制：在刷新率为1Hz时，可显示75个移动目标。GPS用作辅助定位手段。这种方案较好地解决了遮挡的问题。也使得受监视的目标范围扩大，不再局限于安装车载设备的车辆。由于二次雷达成本高，SYLETRACK已在欧洲多个机场采用。但随着卫星定位技术的日益成熟、成本持续降低以及市场逐渐普及，国外机场纷纷研究用GPS作为位置传感器来提高对车辆监控的能力，GPS是定位技术的发展方向。 由于国内的民航发展水平滞后于国际民航，尚没有采用飞机集中除冰方式的机场。但由于旅客运输量的迅速增长，部分机场已经具有采用飞机集中除冰方式的迫切需求。目前，首都机场正在进行飞机集中除冰系统的建设工作，但已考虑安全保障与指挥调度系统的建设。 本系统采用GPS差分定位技术、GPRS无线数据通信技术、GIS电子地图处理技术和数学规划法，实现为飞机服务的特种车辆进行安全保障和指挥调度，保证作业的安全、高效运行。该系统能够从技术角度保障作业车辆的安全运营和指挥调度，减少安全事故和提高作业效。
