“指令預(yù)警!指令預(yù)警!”寬敞明亮的廣州區(qū)域管制大廳傳來(lái)了清脆的告警聲!

這是中南空管局技術(shù)保障中心自主研發(fā)的S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)發(fā)出的，預(yù)警兩個(gè)航班在未來(lái)203秒有潛在沖突。“航向轉(zhuǎn)向120!”“下6600保持!”管制員迅速做出反應(yīng)，兩個(gè)航班的潛在沖突解脫。

“S模式預(yù)警系統(tǒng)使用起來(lái)非常方便，平時(shí)它靜默運(yùn)行、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能較以往短期告警系統(tǒng)更早發(fā)出預(yù)警，大大降低了小于飛行間隔的沖突風(fēng)險(xiǎn)，管制員保障壓力也小多了。”廣州區(qū)域管制中心管制員胡宏煒說(shuō)。

這款平時(shí)運(yùn)行“低調(diào)”的預(yù)警系統(tǒng)，成就卻并不“低調(diào)”。S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)自2019年1月底正式在廣州區(qū)域管制中心全席位部署應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，部署應(yīng)用后的七個(gè)月時(shí)間內(nèi)，偏離指令高度事件發(fā)生次數(shù)較去年同期下降73%，從月均2.14次下降至0.57次，對(duì)空管運(yùn)行安全的優(yōu)化立竿見(jiàn)影。

2019年，中南空管局自主研發(fā)的S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)通過(guò)航協(xié)科技成果鑒定，被評(píng)為中國(guó)航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)民航科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。2020年7月，該系統(tǒng)已在中南空管轄區(qū)全面推廣應(yīng)用，在廣州、海南、湖北、湖南、湛江等9個(gè)管制現(xiàn)場(chǎng)完成部署。系統(tǒng)上線試運(yùn)行標(biāo)志著中南空管局率先完成了從人工“預(yù)防”到科學(xué)“預(yù)測(cè)”的轉(zhuǎn)變，邁進(jìn)智能新時(shí)代。

為管制員“私人訂制”的安全工具

對(duì)于無(wú)法完全“剎停”的民航航班來(lái)說(shuō)，保持安全間隔是重中之重。以往單靠管制員的經(jīng)驗(yàn)判斷需要花費(fèi)精力，能夠?yàn)楣苤茊T自動(dòng)、高效、較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)航班沖突告警的輔助工具顯得尤為重要。

S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)正是為此而生。S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)是中南空管局為提高管制工作安全運(yùn)行效率而自主研發(fā)的安全輔助工具。預(yù)警系統(tǒng)根據(jù)S模式雷達(dá)獲取到機(jī)載下傳數(shù)據(jù)，和管制員指揮使用的自動(dòng)化系統(tǒng)記錄的上述數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)對(duì)比，把航空器的S模式雷達(dá)要素(包括位置、高度、速度、航向等)與航班計(jì)劃要素結(jié)合起來(lái)考慮，同時(shí)設(shè)立多重模型和解決算法來(lái)提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性，從而幫助管制員提前4至8分鐘發(fā)現(xiàn)潛在的飛行沖突，進(jìn)而增強(qiáng)管制員的空地情景意識(shí)，減輕管制員的監(jiān)控負(fù)荷，降低由于小于安全間隔產(chǎn)生不安全事件的概率，大幅提高空中交通的安全性。

該系統(tǒng)不僅是技術(shù)工具的升級(jí)，更是空管安全管理質(zhì)量的提升，填補(bǔ)當(dāng)前中南空管自動(dòng)化系統(tǒng)無(wú)中期沖突告警功能的空白。原有的短期沖突告警(STCA，Short Term Conflict Alert)功能，留給管制員用作沖突解脫時(shí)間非常有限，對(duì)管制員造成巨大的心理壓力，同時(shí)有可能觸發(fā)航空器的空中防撞系統(tǒng)TCAS(Traffic Collision Avoidance System)，給飛行帶來(lái)更多不確定因素，短期沖突告警已逐漸無(wú)法滿足當(dāng)前大流量高負(fù)荷的空中交通管制工作。而以S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)為代表的中期沖突告警功能(MTCD，Medium-Term Conflict Detection)能探測(cè)更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)兩航班是否沖突，正順應(yīng)潮流登上空中交通自動(dòng)化舞臺(tái)。

值得一提的是，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的各種告警提示、目標(biāo)態(tài)勢(shì)、S模式下行信息以及席位操作等數(shù)據(jù)具有寶貴的應(yīng)用價(jià)值，可用于改善管制工作習(xí)慣、揭示空域結(jié)構(gòu)短板、發(fā)現(xiàn)管制運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等領(lǐng)域，為相關(guān)部門(mén)提供有用的業(yè)務(wù)參考。利用局大數(shù)據(jù)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和數(shù)據(jù)挖掘工作，進(jìn)而取得較好的安全效益和社會(huì)效益。

通過(guò)前期的分析評(píng)估，中南空管局黨委高度重視，認(rèn)為S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)具有較高的推廣價(jià)值和應(yīng)用前景，成立了專題研究領(lǐng)導(dǎo)小組，指導(dǎo)戰(zhàn)略發(fā)展部、通信導(dǎo)航監(jiān)視部、安全管理部、空中交通管制部及管制中心協(xié)助技術(shù)保障中心推進(jìn)該系統(tǒng)的研發(fā)及應(yīng)用。經(jīng)過(guò)一系列的穩(wěn)定性測(cè)試、技術(shù)評(píng)估和安全評(píng)估，鑒于該系統(tǒng)在管制工作中已發(fā)揮的切實(shí)作用和未來(lái)的應(yīng)用前景，局黨委決定在中南地區(qū)范圍內(nèi)推廣應(yīng)用，為管制現(xiàn)場(chǎng)工作優(yōu)化設(shè)備資源，滿足管制運(yùn)行中的實(shí)際業(yè)務(wù)需求。

瞄準(zhǔn)世界科技前沿下好的“先手棋”

中期沖突預(yù)警是空管安全預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域公認(rèn)的難題。經(jīng)過(guò)20多年的研究，該課題仍是世界各國(guó)空管專家研究的熱點(diǎn)。根據(jù)飛機(jī)航行的特點(diǎn)，預(yù)測(cè)時(shí)間越長(zhǎng)，可變因素越多，中期預(yù)測(cè)比短期預(yù)測(cè)難;飛行高度越低，飛機(jī)的速度、航向變化越頻繁，中低空軌跡預(yù)測(cè)比高空難。“至今為止，只有極少數(shù)型號(hào)的空管自動(dòng)化系統(tǒng)中具備中期沖突預(yù)警功能，并且適用空域僅限于高空空域，未能覆蓋終端區(qū)等飛行態(tài)勢(shì)更復(fù)雜的空域。”項(xiàng)目研發(fā)人員唐偉盛這樣分析著。隨著航班量的持續(xù)增長(zhǎng)，安全壓力增大，中期沖突預(yù)警功能的必要性日益增加。

中南空管局瞄準(zhǔn)世界科技前沿，敢為人先，早在2013年就布局S模式新技術(shù)和基于航跡運(yùn)行的研究應(yīng)用，作出戰(zhàn)略性安排，集合精銳力量成立項(xiàng)目組,在關(guān)鍵點(diǎn)、卡脖子的地方下大功夫，力求盡早突破。2016年，中南空管局承擔(dān)的“中國(guó)民航S模式應(yīng)用與實(shí)施規(guī)劃”項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收，在為中國(guó)民航規(guī)劃做出貢獻(xiàn)的同時(shí)也培養(yǎng)了技術(shù)力量，打下了堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。隨后，項(xiàng)目組在三年時(shí)間內(nèi)相繼攻克了S模式全鏈條能力測(cè)試、四維航跡預(yù)測(cè)、沖突預(yù)警模型、中低空機(jī)動(dòng)飛行動(dòng)力學(xué)模型及實(shí)時(shí)意圖識(shí)別等技術(shù)難題，并且在半年時(shí)間內(nèi)，利用中南空域近百萬(wàn)個(gè)航班數(shù)據(jù)，進(jìn)行了十幾輪的測(cè)試、驗(yàn)證和優(yōu)化工作，最終成功研制了適用于全空域的中期沖突預(yù)警功能。該功能目前集成于S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)中，擁有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這意味著中南空管局在空管安全預(yù)警技術(shù)領(lǐng)域成為了領(lǐng)跑者，在民航科技創(chuàng)新領(lǐng)域成為了開(kāi)拓者，在國(guó)際民航業(yè)為中國(guó)創(chuàng)造了更多的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2019年12月，中期沖突預(yù)警功能模塊在中南空管局管制中心上線試運(yùn)行，至2020年7月，完成了中南地區(qū)主要管制現(xiàn)場(chǎng)的推廣應(yīng)用，根據(jù)管制用戶的反饋，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、參數(shù)適應(yīng)性強(qiáng)、告警實(shí)時(shí)有效、能較好地提升管制現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行安全水平。中南空管局抓住空管行業(yè)大趨勢(shì)，下好“先手棋”，打好基礎(chǔ)、儲(chǔ)備長(zhǎng)遠(yuǎn)，勇于做栽樹(shù)人、挖井人，實(shí)現(xiàn)了前瞻性基礎(chǔ)研究、引領(lǐng)性原創(chuàng)成果的重大突破，夯實(shí)了民航強(qiáng)國(guó)建設(shè)的根基。

敢挑重?fù)?dān)的科技創(chuàng)新“排頭兵”

S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)是我局創(chuàng)新性拓展的典型應(yīng)用之一，系統(tǒng)從設(shè)想到成型到成熟經(jīng)歷了反復(fù)研究、修改、調(diào)試和優(yōu)化的過(guò)程。在探索過(guò)程中，努力構(gòu)建一流智慧人才隊(duì)伍，真情服務(wù)于項(xiàng)目開(kāi)展實(shí)施，是保證該項(xiàng)目順利從啟動(dòng)到部署應(yīng)用的源動(dòng)力。

根深本固，源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。項(xiàng)目組扎根空管一線，以空管設(shè)備應(yīng)用技術(shù)實(shí)驗(yàn)室為平臺(tái)，以全球視野謀劃和推動(dòng)研發(fā)，打造了一支有戰(zhàn)斗力的科研團(tuán)隊(duì)。項(xiàng)目組研發(fā)人員均為80、90后的碩士研究生，朝氣蓬勃、技術(shù)精湛，有參與過(guò)技術(shù)援疆的首屆空管榜樣，有編寫(xiě)過(guò)被民航局空管局乃至ICAO采納的技術(shù)規(guī)范的民航空管系統(tǒng)科技創(chuàng)新先進(jìn)個(gè)人，也有代表中國(guó)民航在ICAO 監(jiān)視會(huì)議上宣讀論文的空管安全先進(jìn)個(gè)人。就是這樣一支高素質(zhì)隊(duì)伍克服了時(shí)間緊、技術(shù)難、任務(wù)重等難題，在短短的三年間，完成兩個(gè)S模式相關(guān)項(xiàng)目的前期研究、需求分析、數(shù)據(jù)測(cè)試、系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、科研驗(yàn)收、技術(shù)評(píng)估、推廣應(yīng)用等工作，蹄疾步穩(wěn)、高質(zhì)高效推動(dòng)了項(xiàng)目在中南各現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用實(shí)施，確保該項(xiàng)目在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮重要作用。

“時(shí)間緊、任務(wù)重，實(shí)施過(guò)程中，系統(tǒng)肯定會(huì)暴露很多問(wèn)題，管制現(xiàn)場(chǎng)一旦出現(xiàn)緊急任務(wù)，我們立即就要趕赴現(xiàn)場(chǎng)，披星戴月不稀奇，加班加點(diǎn)更是家常便飯。”90后研發(fā)人員鐘曉偉在回憶系統(tǒng)推廣過(guò)程時(shí)感慨道，“但是我不覺(jué)得辛苦，因?yàn)槲覀兊膱F(tuán)隊(duì)很有凝聚力，也很溫暖，比如超哥，他會(huì)以身作則，主動(dòng)承擔(dān)最難的任務(wù)，不論在工作還是生活中都作出了表率，身處這樣的團(tuán)隊(duì)，我既提高了能力也收獲了友誼。”鐘曉偉提及的“超哥”就是項(xiàng)目核心研發(fā)人員陳強(qiáng)超，他參與了S模式空地協(xié)同預(yù)警系統(tǒng)從無(wú)到有的整個(gè)過(guò)程，深知?jiǎng)?chuàng)新從來(lái)都是九死一生，“但我們必須要有信心和決心，直面問(wèn)題、迎難而上。”陳強(qiáng)超堅(jiān)定地說(shuō)道。

科技創(chuàng)新大潮澎湃，千帆競(jìng)發(fā)勇進(jìn)者勝。項(xiàng)目組成員們滿懷科學(xué)報(bào)國(guó)的熱情，秉承著追求真理、勇攀高峰的精神，堅(jiān)持勇于創(chuàng)新、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，把個(gè)人理想自覺(jué)融入空管發(fā)展事業(yè)，勇?lián)�重任，在民航科學(xué)前沿孜孜求索，不斷取得突破，爭(zhēng)做新時(shí)代科技創(chuàng)新的“排頭兵”。

安全為首、效率引領(lǐng)、智慧構(gòu)建、協(xié)同發(fā)展。中南空管局以安全運(yùn)行為根本，以科技創(chuàng)新為手段，以人才隊(duì)伍為基礎(chǔ)，持續(xù)打造科技創(chuàng)新孵化器，奮力為建設(shè)空管行業(yè)現(xiàn)代化、高質(zhì)量發(fā)展貢獻(xiàn)“中南智慧”。

(新媒體責(zé)編：zfy2019)