基于空天地網絡的航空支撐物聯網
基于空天地網絡的航空支撐物聯網應用主要包括空天地一體化的物聯網技術在空中交通管理、飛機運行狀態監控及地面維修支持與保障、飛行環境感知等方面的應用。
1.空中交通管理
防止航空器相撞,防止機場及其附近空域內的航空器同障礙物相撞,維護空中交通秩序,保障空中交通暢通,保證飛行安全和提高飛行效率是空中交通管理的主要任務。 目前,我國民航已將全國空域劃分為9個飛行情報區,26個高空管制區,37個中低空管制區及3個進近管制區和100多個機場飛行指揮區。未來基于空天地網絡的物聯網將實現跨區航路規劃與運營管理,提高航空管理效率。
此外,物聯網可用于空中交通流量的實時控制,防止在航路、機場區域內的航空器數量過度集中。物聯網還可用于對各機型的活動范圍進行監控和對不符合規定飛行高度層的機型進行告警。我國民航對管制區、航路、空中走廊、禁區、限制區、危險區有明確的規定,為避免飛機的跨界飛行擾亂航道及調度方便,需要對各區域的飛機進行導航定位和監測等。目前,這些功能在民航空管系統中已經實現,未來借助物聯網將更加實時、精確和智能化。
2.飛機運行狀態監控及其地面維修支持與保障
飛機運行狀態指標主要取決于整機運行狀態、儀器設備工作狀態、飛機零部件性能等。應用物聯網技術對飛機整個生命周期活動進行全程跟蹤,并且對飛機重要系統進行關注,尤其是對飛機的飛行狀態、儀器設備工作狀態、飛機零部件性能進行追蹤,及時獲得并分析飛機飛行過程中設備、儀器、零部件工作時的各項數據,可確定合適時間對飛機進行維護保養。例如,應用物聯網技術可獲取飛機發動機運行的基本情況、油液性能指標等多種信息,對飛機發動機的運行狀態進行較為全面的工況監控與故障診斷將有力保障飛機的飛行安全。
物聯網將極大便利飛機的地面維修工作,物聯網感知前端獲取的飛機運行狀態監控數據是制定飛機維修方案和選定維修材料的重要參考。此外,維修記錄(維修人員、替換零件、調用備件等)也可錄入物聯網,以便于日后查找問題根源。維修后也可由物聯網對飛機進行跟蹤監測,確保徹底排除故障隱患。
3.飛行環境感知
物聯網可用于飛機飛行全程環境的監控和數據處理。
在機場終端區域,應用物聯網技術使得飛機在起降期間能夠第一時間獲得機場交通流量、機場氣象變化、機場附近飛鳥情況、機場建筑物布局和跑道上障礙物等情況,便于飛機的起飛和降落。另外,物聯網與近地告警系統的連接,可將前方地形信息及時報告到飛機上,便于工作人員及時調整飛機的飛行高度和姿態。
在飛行期間,物聯網可與管制區雷達相連接,告知飛機空域中飛行物間隔狀況,調控空中的交通流量。物聯網與氣象系統的連接,使得飛機能在飛行過程中及時獲得氣象變化情況,避開惡劣天氣對飛行的影響。此外,通過增加物聯網前端的電磁感知功能,可以感知飛行過程中電磁環境因素的變化。
進近是指飛機接近機場并準備降落的過程。進近有著嚴格的標準和操作規程,飛機事故60%以上發生在進近階段。機場的地形、電磁環境、氣象狀況等對進近有重大的影響,物聯網可為飛機進近提供機場及周邊的環境數據,方便飛機的降落和著陸,甚至是盲降。