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專題 反恐應急與消防安全 新品新技術 機場安防 解決方案

論AeroMACS在新疆機場集團中的應用

摘要:AeroMACS航空機場場面寬帶移動通信系統是ICAO正式批準的機場場面寬帶無線通信標準,中國民航局將此無線電頻率資料分配給了民航空管局,民航空管局又授權民航數據通信有限公司,負責全國機場AeroMACS的建設。為各機場利用民航5G通信提供了有效支撐,他分析了新疆機場(集團)公司各機場在新型數字通信系統的組成及結構,對新疆全面信息化一體化建設做了簡要論述,在加快新疆各機場新技術應用和“智慧機場”提出他自己了設想。

關鍵詞:航空機場場面寬帶移動通信、系統架構、信息高速公路、智慧機場、遠程塔臺、集中預報、應急救援體系

01  前  言  

AeroMACS(AeronauticalMobile Airport CommunicationsSystem航空機場場面寬帶移動通信系統),是國際電聯核準全球無線電頻率5091-5150MHz用于民航無線通信(俗稱民航5G),是ICAO正式批準的機場場面寬帶無線通信標準,已于2016年11月ICAO附件10附錄3第7章中發布“AeroMACSSARPs”,是實現飛機—機場場面、機場場面—機場場面的高速無線數據傳輸系統。

2016年中國民航局正式批準(《民航局空管辦關于機場航空移動通信系統使用頻率的批復》民航空函〔2016〕15號)了國內110個機場的AeroMACS頻率資源分配給民航空管局。2017年1月空管局又將頻率資源授權民航數據通信公司,由民航數據通信公司負責統一建設、統一運行全國規模的AeroMACS網絡。國內110個機場其中新疆機場有烏魯木齊、喀什、庫爾勒、伊寧、和田機場在列之內。

02 AeroMACS的優缺點

首先,簡單談談AeroMACS系統的優點。AeroMACS技術支持空—地和地—地通信,在機場場面形成綜合性通信網絡,具有高安全性,支持AOC、A-CDM、ATC等領域應用,具有高帶寬特性,每5MHz帶寬下行傳輸速率達到5-9Mb/s。根據民航局批復的文件“一期”建設中烏魯木齊國際機場航空移動無線電頻率5117.5MHz—5147.5MHz共計30M帶寬,總帶寬下行傳輸速率達到30-100Mb/s,相比今年新疆機場集團獲批的1.8G(專用4G)10M帶寬高出6倍多,所以AeroMACS可以承載更多的業務和戶用。“三期”建設中喀什、庫爾勒、伊寧、和田機場航空移動無線電頻率5137.5—5147.5MHz共計10MHz帶寬。依據今年新疆機場集團獲批的1.8G(專用4G)在只有10M帶寬資源,規劃設計在10M帶寬中承載用戶達到1000個,遠期將達到3000個,從遠期發展來看,這4個機場未必能達到烏魯木齊國際機場現在規模,所以對這此機場10M帶寬足夠用了。

其次,談談AeroMACS網絡構架。按照民航局和民航通信數據公司對中國AeroMACS網絡架構的設計,分為:全國聯網系統建設方案、局部區域機場系統建設方案和單一機場應用方案,在北京建設網絡分布式監控平臺,實現對AeroMACS系統基站、終端、傳輸鏈路等相關服務監控,計劃2021年前完成110個機場的建設(基礎設施)。屆時喀什、庫爾勒、伊寧、和田與烏魯木齊國際機場建成基AeroMACS系統技術信息空中信息高速公路,實現機場內部多點移動設備定位、語音通訊尋呼、指令收發、數據傳輸和狀態跟蹤等多種通信手段。

AeroMACS系統缺點:建設成本高,生產基站設備廠家不多選擇余地不多,AeroMACS應用層成熟的系統不多,基于AeroMACS系統現有應用系統大都處于測試或試運行階段。民航專用5G網的智能終端還沒有成熟成品,智能終端還需要向生產廠家訂做,成本高且研發周期長等等。

03 4G與AeroMACS在各機場建設的對比

(一)4G缺點

1、各機場申請無線電1.8G頻率困難

2017年,新疆維吾爾自治區無線電管理局決定在烏魯木齊市采用競爭性方式開展對1.8G無線接入系統頻率使用許可試點工作,新疆機場集團組織各方專家精心準備參加技術競爭,經無線電專家評審,結果于2017年11月30日在官方網站給予公示,結果:烏魯木齊城市軌道集團有限公司第一名,新疆機場(集團)有限責任公司第二名。根據競爭性方式使用無線電頻率的規則,若第二名申請使用1.8G無線電頻率必須實地、實物進行系統干擾和共存測試工作,經多次干擾測試后形成書面報告,最終到自治區無線電管理局的批復。帶寬也只有10M。新疆各地州無線電1.8G頻率審批權在新疆維吾爾自治區無線電管理局,各地州無線電管理局無權審批,各機場需要1.8G時都必須向自治區無線電管理局申請,手續相對比較繁瑣。總之,各支線機場申請1.8G應當比烏魯木齊國際機場更困難。

2、占頻費

每各機場每年交納1.8G無線電占頻費。按照自治區無線電管理局占頻收費規定,1.8G設備占頻費300元/臺。中小機場按100用戶數計算,每年約交納3萬元左右的占頻費。

3、4G建設成本

在不計算其他弱電工程造價,一套1.8G最小系統工程造價也要500萬元左右,根據機場地理特征和規模的不同,每增加一套地面基站工程造價相應增加50萬元。

4、4G系統設備維護成本

1.8G系統應當配備相應人員進行日常的維護和管理,又無形中又會增加了機場人力資源的成本。

(二)AeroMACS系統優勢

1、AeroMACS系統無線電頻率資源已經批復給民航空管局,各機場的民航5G無線電頻率都是無法申請到的,更不需要交納無線電占頻費。

2、AeroMACS系統硬件設備由民航數據通信公司負責統一建設,計劃2021年前后完成,所以各機場不用考慮民航5G建設可研、申報和審批等繁瑣的程序,集團公司不用投入高昂的建設費用,更不用承擔AeroMACS系統的建設。

3、AeroMACS系統日常維護和管理都是由民航數據通信公司統一負責。各機場不用考慮AeroMACS系統維護工作和維護費用,不能投入人員對系統日常維護和管理,節約了各機場人力資源成本。

4、AeroMACS系統就是在各機場由國家負責建設的空中“信息高速公路”,各機場在“信息高速公路”上可以迅速建由各類弱電系統、AOC、A-CDM、車輛定位、遠程塔臺、集中預報等信息中心、數據中心等系統,大大加快了各機場信息化建設,減少成本投入,極大縮短建設的周期。

04  加快推進新疆機場(集團)公司各機場

“智慧機場”的建設

我們從總體AeroMACS系統架構來看,民航數據通信公司最終將全國各機場AeroMACS系統連接在一張“大網”內。我認為,此時新疆機場集團公司在當前應當著手開展工作為,在這張“大網”下設想新疆機場集團下轄各機場“智慧機場”藍圖,做好新疆機場集團頂層設計,規劃新疆機場集團信息架構,設計出具有新疆特色的“智慧機場”特征,建立“智慧機場”領導機構,健全集團公司信息建設機制,逐步形成新疆機場集團核心競爭力。

單一機場(支線機場)最小AeroMACS系統組成,見下圖:

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若支線機場AeroMACS系統建成后,在此系統基礎上分階段分批次開發支線機場信息系統,開發智能終端,實現智能化電子工單;在飛行區內行駛車輛中加裝基于北斗精確定位裝置,實現車輛的監控與任務管理;還可以在此系統基礎上開發支線機場的、數字化遠程氣象預報、數字化遠程塔臺等系統和數字化滑行引導系統。航空器電子飛行包設備已經進入第二階段測試,不久的將來航空器逐步安裝此等設備,必須依賴AeroMACS系統實現電子艙單上傳。若支線機場AeroMACS系統建成后,在借鑒國內、外各類成熟的技術基礎上,各機場建設的重點要放在應用層、智能終端開發及AeroMACS系統的對接上,必然會縮短建設周期,加快支線機場的“智慧機場”的建設進度。

從新疆機場集團公司層面應當著重建設集團的AeroMACS系統,將各機場、各類數據進行匯聚和集成,最大程度將現有的或即將建成的各系統進行集成,建成數據庫集群,建設信息共享平臺,實現集團公司各種數據共享,形成一套大系統,為各機場提供正真意義上的“大數據”共享,不讓各機場、各系統成為信息的孤島,才能實現新疆機場(集團)公司“智慧機場”科學化、標準化建設。

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新疆機場集團公司AeroMACS系統網絡拓撲圖示意圖

05 展望AeroMACS系統在新疆機場的應用

(一)在新疆機場集團試點遠程塔臺應用

民航局正在新疆機場集團試點遠程塔臺,其最重要的核心在于遠程航空器精確定位和機場全景再現,AeroMACS系統是唯一可以接收、發送航空器飛行電子包的系統,航空器飛行電子包比ADS-B信息量更大,不但包括航空器位置和速度信息,還有航空器狀態(發動機、油量、艙門、人數、貨郵等)及放行單信息,在結合當地機場ADS-B信息等可以開發出準確航空器運行的軌跡,必然是遠程塔臺對航空器空中跟蹤、指揮提供另一條新技術支持。

(二)在新疆機場集團集中預報的應用

雖然2017年新疆機場集團成立了集中預報中心,人員和設備也陸續就位,但是,服務對象大都面向航空公司或機組,大量氣象預報產品還保存服務器或紙面上,有效利用AeroMACS系統即時把復雜天氣(雷雨、大風、低能見度等)氣象預警,推送到運行管理部門、產生崗位和領導手中,推送到智能終端上,提高復雜天氣下安全防范裕度,為新疆機場集團安全生產提供有效保障。

(三)基于AeroMACS系統其他應用

新疆機場集團應當基于AeroMACS系統在各機場可以建設基于北斗定位相結合場面車輛監視與導航系統,實現車輛精確定位。基于AeroMACS系統建立新疆機場集團建設一體化應急救援指揮系統。開展基于AeroMACS系統加快航空器衍生服務產品的研究。基于AeroMACS系統還可以開發出更多系統,在全國各機場試驗和測試的系統有很多,如:在正在首都機場試驗基于AeroMACS的不依賴場面燈光引導的航空器滑行引導在系統,在張家界荷花機場基于北斗定位和AeroMACS的場面車輛監視與導航系統,以及在西安咸陽機場試驗的空地數據通信的數字化機坪管制集成系統等,都具有一定代表性,新疆機場集團都可以借鑒。

06  結  語 

在民航局加快發展信息化建設大好形式下,新疆機場集團搭乘“信息高速公路的快車”,把建成數字化、信息化、現代化的“智慧機場”,逐步形成依托信息數字化逐步形式新疆機場集團新的管理模式,使新疆機場集團事業進入了一個新的發展階段。

參考文獻

1、《ICAO附件10》附錄3第7章,2016年11月版

2、《民航局空管辦關于機場航空移動通信系統使用頻率的批復》民航空函〔2016〕15號

論文作者

陳效果-新疆機場(集團)有限責任公司空管業務部

來源:四型機場

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