航空器意图描述语言在陆空通话中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 航空器意图描述语言在陆空通话中 的应用 摘 要针对空中交通管理中 （Air Traffic Management）陆空信息的 实时交互问题，本文基于航空器意图描 述语言，对 AIDL 管制指令的发布与传 输进行了分析，管制员需要对航空 器进行操纵或者飞行员对航空器进行控 制需要告知管制员时，可以键入指令， 从而构建了一种新型陆空通信方式，避 免了现有的话音陆空通话由于各种威胁 与差错对通话质量造成的影响。 中国论文网 /1/view-12829867.htm 关键词 话音通话威胁与差错； 航空器意图；AIDL 指令；陆空通信 中图分类号：S378 文献标识码： -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 A 文章编号： 1009-914X（2018）26- 0194-01 1 话音通话差错原因分析 陆空通话是飞行员与空中交通管 制员（以下简称“ 管制员”）空地两端进 行沟通的行业用语。目前民航飞行中的 陆空通话主要是飞行人员和管制人员之 间运用无线电通讯系统，对飞行状态进 行描述，对飞行任务进行跟踪，对飞行 中状况进行处理的交流，是确保民航飞 行安全、提高运行效率的重要保证。而 地空话音通信是以话音交流的形式来实 现航空器、空中交通服务部门、机场和 航空公司运营部门等民用航空飞行活动 主体之间的有效联系和信息交换，保障 民用航空飞行活动安全有序的进行。目 前民航使用的地空话音通信主要有甚高 频（VHF）地空话音通信系统、高频 （HF）地空话音通信、航空移动卫星通 信（AMSS）等几种形式。 目前的空中交通管理活动实际上 是“ATC 指令 ”通过“管制员”“飞行员” -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 “航空器”这种链式结构来传递和实现， 因此若想要飞机运行畅通、有序和安全， “空中交通管制员 ”发出的指令必须具有 引导性、准确性和唯一性， “飞行员” 执 行指令必须恰当（根据指令要求和飞机 运行反馈信息综合判断，做出正确的操 纵） 。然而在地空话音通话交流的过程 中还会出现种种障碍，如噪音/静电干扰、 多边通信、信息不完整、措辞模糊等等。 自 1951 年国际民航组织理事会确定了 英语为世界范围内的陆空通话用语以来， 该组织的近 200 个成员国都根据这个标 准实施陆空通话，但是几乎没有一个国 家能真正做到完全标准化，其中原因很 多，有平时习惯用法的影响，也有因母 语不同而造成英语理解能力的偏离等等。 美国航空航天局（NASA）通过对航空 安全报告制度资料的分析，对话音陆空 通话中由于语言错误所导致的飞行事故 做出如下统计： 通话内容不正确，包括数据、 判断、理解错误，约占 14%； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 通话语言含糊不清，包括非 标准用语，约占 9.9%； 通话用语内容不充分，包括 内容不完整，信息不齐全，约占 5.5%； 通话用语无反馈复诵，约占 13%。 2 航空器意图描述语言 对航空器意图信息的定义则来源 于在 2000 年“ 分享意图信息和航空器意 图数据”的专业交流会议（TIM） ，会议 中对航空器意图信息的定义达成一致， 即“用四维影像展示未来时间段内航空 器直到目的地的航迹” 。这个航迹将由 航空器的性能、天气、地形、空中交通 管制等因素限制。此意图信息是通过航 空器装载的飞行管理系统计算出来并发 布给地面和空中的相关单位的飞行信息， 也称为航空器意图信息。 ”这个定义暗含 了一种不同于现在航空器操作模式的新 的操作模式，而且假设在今天地面和空 中系统都有可供支持这种操作模式的基 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 础设施。 航空器意图是描述航空器在一定 时间内的工作内容，而航空器意图描述 语言（Aircraft Intent Discription Language，AIDL）就是一种用严谨复 杂的方式描述交流航空器意图的标准语 言。设计 AIDL 的目的就是为了以一种 正式的结构化的方法实现地空之间航空 器意图信息的共享以及通信交流。 本文提出的航空器意图描述语 言AIDL ，由字母表和语法规则构 成，其字母表有 32 个指令，每条指令 在数学上被设想为关闭飞机运动模型的 一个自由度，这些指令可以用于对航空 器运动的数学问题进行求解。由于传统 民用航空器有四个基本控制元件，即三 个空气动力学控制面（副翼，升降舵和 方向舵）和一个动力控制（油门） ，指 令即是对这些控制元件进行操控，每个 指令都会对飞机的运动产生影响，因此 可以使用指令代替控制元件来模拟航空 器的命令。每一个指令都是直接操纵航 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 空器的基本单元。这些指令的组合产生 了一种操作，其可以被定义为由于一组 兼容指令的同时作用而产生的基本的、 独特的航空器行为。 3 陆空通信架构 ATM 系统中当前的意图信息： 飞行意图（PI：pilot intent） 、管制员意 图（CI：controller intent） 。陆空交互方 式实现了航空器意图信息的实时交流， 能够有效地避免航空器运行中产生的飞 行冲突，提高航空运输的安全性。ATM 系统中的意图信息的传输形式。 意图信息要发挥作用，需要 ATM 系统各个使用者所共享的意图信 息能够通过一固定的方式得到固定的信 息。一旦意图信息不一致的情况，会造 成航迹冲突。因此，将意图信息统一标 准化是一项很重要的任务，AIDL 是以 一种严谨的、标准的方式将航空器意图 信息统一规范化，利用现有通信设备， 通过管制指令的传输实现地空、地地、 空空之间的通信交流，达到共享意图信 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 息的目的。 4 AIDL 管制指令的发布与传输 本文用 Visiual Basic 6.0 建立 AIDL 可视化的指令输入程序，当管制 员或者飞行员需要对航空器进行操作时， 向计算机输入操作指令，通过可视化程 序进行译码，给出航空器未来的运行趋 势指令，运行趋势指令同航空器运动方 程中的状态变量相关联，由于指令的发 布，相应的变量发生改变，AIDL 指令 通过 VB 窗体输入，实现实时精确的陆 空信息交互。 当管制员需要对航空器进行操纵 或者飞行员对航空器进行控制需要告知 管制员时，可以键入指令。在 AIDL 意 图信息编译窗口中键入所要发布的 AIDL 指令，如图 2 所示。该窗口能够 选择指令并且有编译项目能够快速获得 该指令组具体内容，附加信息是各个指 令的具体操纵程度或方式。需要根据相 应的语法规则，输入 AIDL 指令，AIDL 有其规则，有些指令是不能相互组合并 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 同时进行操作的，因此在指令输入完毕 后，点击编译按钮，便能编译出符合规 则的 AIDL 指令组。 当输入“SHL FLAP 5，HSB，HLG ，ST ，HC ，AL 3% FL127”指令时，便显示 AIDL 指令编译 码为：襟翼 5 度，减速设置不变，保持 起落架位置，设置推力，保持航向，以 3%的爬升率爬升至 12700ft。 可视化信息交互程序的构建实现 了 AIDL 指令的译码，进行标准化、实 时化的空中通信，使其变为易懂、易理 解的语言，便于管制员或者飞行员对航 空器进行操纵指挥，降低了由于语音通 信不畅、歧义引起的航空安全事故或差