空中交通管理报告_美国NextGen_王冬冬.ppt

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1、现代空中交通管理,题目：下一代空管系统技术介绍 美国nextgen,姓名：王冬冬 学号：SY1102118,美国nextgen目标,安全性需要增强,航空容量增加,总体规划,美国新一代航空运输系统打算将分成三个阶段：第一阶段是充实操作现成手艺改良航空系统，同时开展对新一代航空系统所需手艺的研究；第二阶段将致力于应用第一阶段的研究功效；第三阶段将扩大至全国规模运行。新一代航空运输系统估量到2025年完成，估量其基本行动措施培植将耗资150亿至220亿美元。,1,2,3,美国nextgen核心部分,ADS-B,DataComm,NNEW,SWIM,CATMT,NVS,1,2,5,6,4,3,0 总体

2、介绍,(1)自动相关监视广播（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B）是FAA的使用卫星来替代雷达为基础的接班人。ADS-B的GPS技术的使用，以确定和共享精确的飞机位置信息，并适当装备的飞机驾驶舱额外的航班信息流。(2)NextGen的网络天气服务（NextGen Network Enabled Weather,NNEW）是一个跨部门的努力，到国家空域系统的用户，提供快捷，方便和符合成本效益的访问及时，准确的气象信息的一部分。NextGen会通过常见的气象数据的共享，加强安全和支持协作决策。(3)系统范围内的信息管理（System W

3、ide Information Management,SWIM），将进行下一代数字信息的网络结构。SWIM将使成本效益，实时数据国家空域系统的用户之间的交流和共享。(4)国家空域系统语音系统（NVS）的国家的最先进的数字技术将取代美国联邦航空局的老化的模拟语音通信系统。NVS规范联邦航空局设施之间的语音通信基础设施，空中交通管制系统，并提供更大的灵活性。(5)数据通信(Data Comm)，使控制器发送数字指令和飞行员的确认信息。(6)协同空中交通管理技术（Collaborative Air Traffic Management Technologies,CATMT）是一个NextGen的变革

4、计划，提供了增强现有的交通流管理系统（TFMS）。,1.1 ADSB背景,美国联邦空管局的监视和广播服务系统部门在2005年建立。这个部门打算改变把美国原来的仅利用雷达技术来进行国家空中交通管理的系统变成利用来自全球卫星网络来提供准确定位信息的系统。能够实现这个变革的的技术成为ADS-B，它是NextGen的重要组成部分，这个部分在未来20年的实现将会把NextGen的视觉变成现实。经过多年的研究和发展，并且通过阿拉斯加州飞行员和航运公司的成功试验，在2005年FAA决定把这项技术在全国的空域系统实施。通过ADS-B子系统，飞行员和管制员可以看到类似雷达显示交通实时显示更新，并不会缺少距离或地

5、形。这个系统还能给飞行员提供气象服务和飞行情报服务。,1.2 ADSB 优势,1.提供空对空的监视2.提供监控远程或荒凉的地区，目前还没有与雷达覆盖。3.提供实时交通和航空信息在驾驶舱内。4.允许减少在出发和到达时间间隔和更好的可预见性。5.支持常见的间隔标准，横向和纵向的空域中的所有类，。6.提高了航空公司的能力来管理交通和机群。7.提高空中交通管制员的计划远远提前抵港及离港的能力。8.减少国家空域系统运作所需的基础设施的成本。,1.3.1 ADSB 系统总体图,1.3.2 ADSB 系统输出信号和功能模块,1.3.3 ADSB 系统输入信号和功能模块,2 NNEW,NextGen Netw

6、ork Enabled WeatherNextGen 网络气象信息支持,NNEW是一个跨部门的努力，以提供快速，简便，成本有效地获取气象信息的一部分。NNEW的定义，并提供FAA的已知的四维天气多维数据集（4-D WX数据立方体）间的基础设施的一部分。4-D WX数据立方体将提供常见的普及，航空气象数据。天气用户所有类别将有所改善获得及时和准确的天气信息支持改善决策，同时加强安全。4-D WX数据立方体组成：（1）在各种数据库内公布美国联邦航空局(FAA)的天气数据，国家海洋和大气管理局（NOAA），国防部（DOD），以及商业(CV)的气象资料供应商可能参与;（2）注册/公布的数据来查找和检索

7、所需的资料库;（3）转化之间将采用不同的标准的能力，并提供用户所需的单位和坐标系统中的数据;（4）以支持检索请求数据量的能力（如沿飞行轨迹）。公布的4-D WX数据立方体的数据的一个子集，将指定单一的权威来源（SAS）。的SAS标识数据源的首选应该是用来支持协作的空中交通管理决策，并确保决定是一致的数据为基础。,2 NNEW,目的,下一代航空运输系统是一个由七名成员的联合规划和发展办公室（JPDO）联合倡议，现代化和革新的技术支持空中交通，以减少延误，提高安全性，缩短飞行时间，并软化航空业对环境的影响。由于FAA所描述的那样，“下一代是一个持续，广泛的美国国家空域系统的改造的总称。”NextG

8、en的核心是国家的天气，占70的航班延误。目前，天气观测和预报系统是支离破碎，众多的地面，空中，和空间天气传感器提供不同的数据，没有一个手段，通过聚合或筛选。NextGen的实施计划的一部分，所谓的4-D WX数据立方体的创建：基础设施，可以检索，编译，过滤器，和传播天气观测和预报信息，决策支持工具JPDO。这种能力将使NAS改善，实现与减少天气延误相关的潜在好处。,2 NNEW数据源,4D天气数据的来源,国家气象服务（NWS）国防部（DoD）美国联邦航空局（FAA）国家海洋和大气管理局（NOAA）商业数据(CV),2 NNEW实现,观察：全国各地的用户将需要一个单一的，一致的，全面的了解当前

9、的天气，从所有可用的数据源，并结合不同的数据类型组装。一个在西海岸的国家气象服务工作应作为防御署在东海岸的雇员能够查看相同的天气快照。此外，本快照应尽可能完整，结合降水资料，回声上衣（云的高度），风暴议案，雷电，卫星红外图像，锦上添花，更。预测：除了目前的天气到分钟快照，用户也需要全面的短期和长期的天气预报。传播：由于在4-D蜡质数据立方将被分发一个单一的，全面的图片，当前天气各种各样的用户-每一个可能被利用独特的或专有的软件来读取和解释多维数据集的数据-它必须是建立在面向服务的架构（SOA）：设计模式，允许用户插入立方体的数据流的软件客户端，无论他们使用的是什么操作系统或有什么用，就会把数据

10、。集成：为了缓解对最终用户的压力，而不是简单的汇总和传播气象数据，从数以千计的源传感器（尽管提炼和过滤），数据必须准备融入其他NextGen的相关系统，如入境/离境，空中交通管制员的管理工具。因此，数据必须在行业标准格式提供。4-D的天气数据立方体的发展已退居美国联邦航空局（FAA）和国家气象局（NWS）。输入是美国联邦航空局资助的程序，它的存在是建立FAA的立方体部分和履行需要以上所述的传播。此外，立方体将作为一个整合的推动者，通过提供改进的预测和意见。,2 NNEW实现图示,四个数据来源整合、分析、处理、公布,3 System Wide Information Management 系统级

11、信息管理(SWIM),背景,在过去，需要一个固定的网络连接和定制，点至点，应用程序级的数据接口，用于连接两个系统的艺术的状态。当前国家空域系统（NAS）的操作取决于这些遗留信息系统与一些完全无关的系统。FAA已经确定了需要减少系统之间的相互依存程度高，从独特，点至点的应用程序界面的扩散和移动。需要广泛的信息共享之间的合作决策者一直在行动NAS概念。在规划和空中交通管制的角色和责任的分配的灵活性是必不可少的，以实现动态协作决策。NAS的各种信息系统的集成，游泳随着从NAS用户和其他信息的生产者的信息，将有利于确保信息的无缝通信的互操作性的NAS。以下五个短缺捕捉目前FAA的方法的主要缺陷，共享和

12、管理信息。1 开发，测试，部署和支持新的接口和应用成本过高。2 NAS是不是一个敏捷的空中交通系统。3 在NAS的数据共享是劳动密集型的。4 及时获得通用的数据是缺乏在NAS。5 目前缺乏的基本工具，以支持成为以绩效为基础的组织。,3 SWIM如何提高信息共享,3 SWIM 提供了面向服务架构 SOA,SWIM提供了面向服务的架构（SOA）的原则为基础的系统之间的信息交流的基础。SOA是一种架构方法，对组织和利用服务，以支持互操作性。SOA的帮助，组织他们的软件应用与业务需求保持一致，并提供灵活性和敏捷性，以应对变化中的一个更好，更快，更便宜的方式。SOA的利用可重复使用的技术和信息，以简化操

13、作和提高业务灵活性。SOA的关键环节，包括信息技术（IT）能力，业务能力的发展（例如，空中交通管理）分离。目前正在实施SOA治理，以确保数据的行为，使服务提供商和消费者，作为一个社会，它们之间的信息共享。最终目标是提供服务的重用和跨越传统组织界限的消除重复的功能的好处，使企业更大的灵活性，以适应不断变化的业务需求。因此，确保互操作性和重用，是这种努力的主要目标。,3.SWIM 规范,3.SWIM 规范标准,3.SWIM的政策,3.SWIM 技术规划,4 国家空域语音系统NAS Voice System(NVS),未来空中交通设想的下一代（NextGen）的航空运输系统的操作，将需要具有灵活的组

14、网能力的一个新的灵活的可联网语音通信系统。NVS的关键是为NextGen系统的语音通信组件。NAS语音系统（NVS）的NextGen的程序是一个重要的有利。美国联邦航空局结束当前交换机的基地老若隐若现的保障性问题进行了研究语音交换。17个不同的开关是用来在国家空域系统，许多人已经遇到了严重的陈旧问题。技术刷新可以维持短期的途中VSCS，但一个新的交换机方案，即将开工。当前终端开关程序的结束和开始NVS之间应实行一个新的小“桥”开关TRACON和塔应用程序。NextGen的最低管制空域是一个战术情况和紧急情况的补充数据通信的语音功能。其中一个关键的转变是空中到地面的语音通信不再受地域设施边界的限

15、制。这将允许更大的灵活性，在所有空域开发和使用空域/交通分配。NextGen的语音通信路径将智能网络控制。当前语音交换机网络中启用，并不能安装在新的设施，从下一代的修改。NVS是目前在规划阶段，但预计将于2016年投入运营。,4 国家空域语音系统,（1）Nextgen的语音通信功能,美国联邦航空局总部位于美国联邦航空局语音交换及记录组，并一直负责监督的发展和部署超过527固态语音交换机可以追溯到20世纪80年代中期。一个语音交换机提供对讲，对讲机，通过数字化的语音和数据总线和无线电通信。语音交换机提供空中交通管制岗位和其他地方的空中交通管制岗位或远程职位（通过对讲功能）之间的语音通信，在邻近和

16、远程设备（通过电话职能），与飞机空中交通管制岗位（通过无线电功能）。无线电通信提供按键通话语音交换接口标准的无线电发射器/接收设备。生活线，中继线，并用对讲无线电，电话，无线电通信的语音交换机接口。用于空中交通管制塔，码头，TRACON和航路的环境，提供空中到地面和地面到地面通信的语音交换机的多样性。语音交换机，使空中交通管制员，无线电和电话资产来快速选择安全分离和与天气有关的飞行计划调整的飞行员的无线电指令，并在空中交通环境与飞行员和地面人员通过无线电和电话通信。,4 国家空域语音系统,（2）传统的语音交换机,在国家空域系统的语音通信是由两个空对地（A/G）和地面到地下（/G）通信。用于飞行

17、员和空中交通管制员之间的A/G的语音通信安全协调飞行操作，包括采取的起飞和降落，飞机在飞行的所有阶段，并在机场的飞机地面运动分离。地对地面（/G）内使用语音通信是一个空中交通管制设施及相邻设施和指挥中心，以确保安全和高效的运营。/G语音通信连接美国联邦航空局与其他联邦，军事，国家和地方机构负责，飞行和公共安全，国家安全和机场运营。支持他们的空管服务的空中交通管制员的主要工具之一，是语音交换系统。语音交换机是用于服务终端的每一个空中交通管制设施，航路/海洋和飞行服务空中交通领域。,4国家空域语音系统,（3）NVS的高一级的业务概念,在未来国家空域系统（NAS）环境，语音交换机的通信将支持数据通信

18、战术和战略行动的补充。语音交换机的能力将用于支持在基于性能的领空的行动，包括轨迹为基础的业务在新的设施，如NextGen的设施和值班虚拟塔（SVT）（TBO）。语音交换机的能力也将用于支持经典领空的行动不是基于性能。这OV-1提供了一个如何在今后的语音通信网络将用于支持其使命和目标，NAS语音系统（NVS）的会议未来的目标和目标体系结构的灵活性的操作说明。未来，或“将要”的语音通信网络，描述的目的，是由嵌入式控制射频通讯设备的功能（描述作为AVN的航空语音节点的缩写），远程无线节点NVS（RRN）网络寻址的无线接口设备（远程无线电通讯设备的替代品），全球的网络管理系统服务，以及适用于基于IP的

19、灵活的通信所需的电信服务。,4 国家空域语音系统,NAS 语音系统规划,一个SIR可以包括一个或多个下列项目：对提案的要求对信息的请求对合同的请求为引用的请求,5 数据通信(Data Comm),关于数据通信,数据通信（数据通信）将承担机组人员通信控制器的角色越来越重要，提高效率，能力和国家空域（NAS）的安全作出了显著贡献。先进的通讯能力的逐步实施，将根据数据通讯在经营环境的演变。数据通信表示，从目前的模拟语音系统国际民用航空组织（ICAO）标准的数字通信系统中，成为一个备用的通信，并最终占主导地位的模式过渡的第一阶段。下一代航空运输系统（NextGen）允许从工作量密集的战术控制的关键业务

20、自动化辅助战略交通管理的转变。完成到2025年，这在空中交通管制范式转变是必要的处理流量的预计增幅在未来二十年。为了实现这一目标的一个重要组成部分，NextGen的设想引进空中/地面轨迹自动化功能。这种能力，以及NextGen的其他组件，取决于飞机和空中交通管理之间的有效的数据通信。数据通信（数据通信）方案是在实施NextGen的关键要素。,5 数据通信(Data Comm),数据通信与固定设施的交互关系,6 协同空中交通管理技术(CATMT),协同空中交通管理技术（CATMT）是一个NextGen的变革计划，提供了增强现有的交通流管理系统（TFMS）。CATMT实施的第2部分包括：到达的不确

21、定性管理（AUM）-统一延时计划（UDP）的自动化抵达不定期需求预留插槽数量的历史数据的使用。天气集成-集成的综合走廊的天气系统（CIWS）产品上的TFMS显示的显示;TFMS显示上集成的路线可用性规划工具（全神贯注）。协同空域约束分辨率（CACR）-自动化决策支持工具，标识约束的领空，并协助交通规划与制定解决方案，同时考虑到空域用户的喜好。空降重新路由-提供的传输能力产生重新路由到空管自动化执行TFMS。CATMT实施的第3部分提供了一个重大的重新架构现有的交通流量管理系统远程站点和一个功能增强，包括：TFMS远程站点重新工程（TRS-R）-重新架构的决策支持工具套件用于交通管理的硬件和软件。有必要提供一个集成工具套件，和相匹配的现代化TFMS hub site的软件架构。协作信息交换（CIX）-增加的态势感知和改善约束预测数据纳入可通过系统范围内信息管理（SWIM）机制。例如特殊用途空域（SUA）的状态和表面事件的信,7 Nextgen 中期目标,7 Nextgen 前景规划,谢谢！,