張穩(wěn) 郭政

摘要：遠程塔臺系統(tǒng)是解決中小機場管制員難留住、難培養(yǎng)、成本高的一個解決方案，本文對遠程塔臺的技術體系進行了整體的研究和探討，提出了一套完整的遠程塔臺管制指揮的解決方案。同時進行了遠程塔臺與傳統(tǒng)塔臺相比的利弊分析。

關鍵詞：遠程塔臺;地面;管制;監(jiān)控

1、前言

遠程塔臺系統(tǒng)主要面向無人值守狀態(tài)下的機場和臨時起降點的監(jiān)測和管制任務。它基于網絡化圖像、語音以及數(shù)據傳輸，完成遠程的場面監(jiān)視、飛行語音指揮、起降點設備使用控制。遠程塔臺技術為偏遠地區(qū)、客貨吞吐量較少的小型機場提供遠程管制服務。通過將現(xiàn)場的實時視頻信號傳輸?shù)竭h方管制室來實現(xiàn)對飛機的遠程指揮。在管制員實施管制服務的整個過程中，管制員可以像在傳統(tǒng)塔臺指揮飛機一樣來實施管制服務。遠程塔臺的優(yōu)勢在于高效和成本低廉，提供與傳統(tǒng)塔臺一樣的服務，但是不需要安排大量的管制員在現(xiàn)場，在機場不需要建設新的塔臺。遠程塔臺技術目前在瑞典、德國、澳洲、美國、英國等國家開展使用。

2、系統(tǒng)設計

遠程塔臺技術可以將多個塔臺所承擔的塔臺管制任務集中在一個遠程塔臺中心內運行，采用遠程高清數(shù)字攝像機、氣象傳感器、音視頻接入和其他相關設備實時采集機場和交通運行信息，能夠將所管制機場場面、氣象、交通等實時（信息傳遞時間的延誤是毫秒來計算的）情況投影在遠程塔臺中心的環(huán)繞液晶屏幕上，從而使得一個塔臺管制中心即可監(jiān)控并引導指揮一個乃至多個機場，進而可以為機場提供包括進近引導、場面監(jiān)視、簽派許可等全面的機場空中交通管制服務。遠程塔臺中心可以容納一個或多個遠程塔臺席位，可以為一個或多個機場提供遠程空中交通服務：在單模式運行的場景下，一個遠程塔臺席位中的管制員在同一時間只管理一個機場;在多模式的場景下，一個遠程塔臺中的管制員可以管理兩個或以上機場（遠端機場航班起降不在同一時間段）。為繁忙機場塔臺應急管制與支線機場無人值守塔臺管制提供綜合解決方案。

遠程塔臺技術包括視覺顯示和拼接、智能視頻應用、與空管和機場等系統(tǒng)的整合集成、人工智能等要素，是建立在高分辨率攝像機的基礎上，通過數(shù)據網絡傳回到大型機場的塔臺中心，管制員通過觀看視頻中機場實時的動態(tài)畫面，間接掌控機場的運行狀況。根據機場的實時情況，他們操縱遠程機場的傳感器、燈光、告警和其他塔臺設備，從而實現(xiàn)了在不需要建設塔臺，不必安排工作人員情況下，就可以為偏遠機場提供全面的空中交通管制服務。遠程塔臺技術基于一個統(tǒng)一的異地遠程塔臺管制中心，將多個遠程塔臺所承擔的塔臺管制任務集中在一個遠程塔體中心內運行，它采用高清數(shù)字攝像機、氣象傳感器、音視頻接入和其他相關設備實時采集遠程塔臺信息，將所管制機場場面、氣象等實時情況投影在遠程塔臺中心的環(huán)繞液晶屏幕上，從而使得一個塔臺管制中心即可監(jiān)控并引導指揮多個遠程塔臺，進而可以為機場提供包括進近引導、場面監(jiān)視、簽派許可等全面的機場空中交通管制服務，由于不需要新建或少建塔臺等機場空管工程，因此具有明顯得低成本和便捷性，不必安排工作人員，遠程塔臺適合那些無人值守時間有限和流量較小的機場，也可作為樞紐機場的應急備份設備。

遠程塔臺管制員無法直接目視觀察他們的責任區(qū)域，因此將機場信息合理的提取出來作為遠程塔臺空中交通服務的要素，保證遠程塔臺和機場塔臺具有相同的安全水平，提供同等于機場塔臺的管制服務。

同時遠程塔臺的視頻監(jiān)視系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的塔臺管制方式具有很大的優(yōu)越性。該系統(tǒng)能夠為管制員提供連續(xù)、直觀的實時影像;有效避免工作人員的視覺盲區(qū);能夠對傳輸回來的視頻信息進行保存和回放;能夠在低能見度條件下，通過影像增強技術增強相關影像的清晰度。管制員通過傳輸回來的視頻信息來對偏遠地區(qū)的機場場面進行遙控指揮。

遠程塔臺系統(tǒng)可用的解決方案并不是基于一個單獨的系統(tǒng)，而是由許多基礎的功能模塊組成，這些模塊可以通過添加額外的功能來增強，目的是提高管制員的情景感知和沖突檢測能力。

遠程塔臺中心的設施包括：管制席位、空管（通信、導航、監(jiān)視、氣象、航行情報）系統(tǒng)和顯示大屏幕。在條件成熟時，根據機場空中交通流量，一個遠程塔臺中心可以同時服務于多個遠端機場。

遠程塔臺須具備常規(guī)機場塔臺的全部功能，包括：目視視野和望遠鏡，氣象信息，導航輔助信息，空中/地面、地面/地面語音通信，記錄儀，飛行計劃及軌跡處理系統(tǒng)。除此之外，遠程塔臺還需具備的功能，包括：遠端機場的設備（全景或180°高清攝像機、跟蹤攝像機）、遠程塔臺管制中心設備（管制席位及設備、顯示大屏）、可靠的傳輸網絡。

遠程塔臺的核心是放置在機場的攝像機。攝像機提供捕捉180°或360°的機場視圖，以及通過云臺變焦攝像機跟蹤航空器。

遠程塔臺可以增強傳統(tǒng)塔臺管制，以提高管制效率，提高安全性。增強功能包括：視圖增強（基于紅外攝像機）、對象的自動檢測、機場照明控制、視頻顯示中的增強支持信息、自動望遠鏡跟蹤功能、基于視頻的安全網及報警功能、視頻融合監(jiān)視數(shù)據（掛牌、路由規(guī)劃等）、虛擬機場視圖。

利用數(shù)字地形模型和地理信息系統(tǒng)，生成一個三維虛擬機場視圖，可將飛機上的計劃數(shù)據和真實數(shù)據融合，遠程塔臺管制中心對機場和空中的交通進行虛擬總覽。

遠程塔臺系統(tǒng)為空中管制員的工作帶來的好處有：所有管制員都能獲得對整個機場相同的視角，并能提高情境意識;雷達和天氣數(shù)據在一個單獨的平面顯示系統(tǒng)中得以顯示;屏幕上可添加標簽以顯示跑到的邊界;機場可以添加圍欄以顯示運營限制區(qū)域。

參考文獻：

[1]唐勇，胡明華，吳洪剛，等.一種在機場視頻中實現(xiàn)飛機自動掛標牌的新方法[J].江蘇大學學報（自然科學版），2013，34（6）：681-686.

[2]王凱，吳敏，姚輝，等.多幀背景差與雙門限結合的運動目標檢測方法[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2017，38（1）：179-183.

[3]王凱，吳敏，姚輝，等.多幀背景差與 Cauchy 模型融合的目標檢測[J].光電工程，2016，43（10）：12-17.