智慧机场解决方案(微分电子)

智慧机场解决方案 一、 方案背景 随着机场客流量和保障车辆的逐年增多，目前的安全管控与调度方式已经很难满足实 际需求，存在重大的安全隐患，运营效率和服务质量不高，很难达到支撑千万级机场的保 障需求。为构建机场预防性安全安保系统，提高本机场的安全风险防范能力，确保安全大 局稳定，同时提升机场保障效率和运营效率，降低成本，提高效益，以物联网为基础的智 慧机场应运而生。 山东微分电子科技有限公司（ ）作为国内物联网安全研究方 向的领军团队，将航空安保管理体系（SeMS）先进的管理理念转化为具体的、可操作的 业务流程和可执行的动作，应用于实际的外场指挥保障工作，以地面保障为突破口，通过 对于威胁评估、威胁识别与预警、风险的评价、风险的缓解，实现从“事后管理”到“事 前防范”的转换，由“开放管理”到“闭环管理”的转变。在很大程度上对于目前众多地 面保障车辆的存在的重大安全隐患进行提前预警，提升机场的安全防范能力，而且可以提 升机场保障的运行效率和管理水平，降低成本，开创“以科技保安全，以科技提效率”的 机场管理运行的新模式。 方案介绍 1.项目概况 “智慧机场”是依据航空安保管理体系（SeMS）的原则和方法，以地面指挥保 障为突破口，进行威胁评估、危险识别、风险评估，最后进行风险缓解相关措施，最 终使风险水平降低到可接受水平。可以解决随着地面保障车辆不断增多而存在容易发 生剐蹭飞机、冲撞行人、跑道入侵等安全威胁、管控人员无法知道车辆位置和保障进 程等无法及时识别风险进行预警、有些车辆很难通过对讲进行调度等运营效率不高的 问题，具体包括： （1） 对于车辆驶入禁驶区等违章及时提醒，以避免入侵跑道等安全事故； （2） 对于车辆的位置与保障情况的全面实时管控，以便及时掌握整个机场的 保障情况，安全威胁提前预警并及时采取风险缓解措施； （3） 对于地面保障出现的安全威胁及时识别，提前预警，尽快采取相应措施。 （4）对于车辆调度，提高保障效率，减少航班延误，保障机场安全生产 （5） 车辆轨迹回放提供安全事故，安全事故预演 （6） 对于司机违章处罚等违章管理，加强对于司机安全驾驶的规范化管理。 （7） 建立应急预案，为发生紧急迫降、空难情况下尽快通知车辆进行救援， 并可以进行日常的应急演练。 本项目是依据 SeMS 的管理理念来构建一套有关地面保障的风险识别、危险预 警、违章管理和风险缓解的具体措施，对于保障车辆、保障进程、驾驶员等“人、车、 物、事件”等要素的安全管控，提供安全风险识别与风险缓解能力，同时兼顾安全保 障流程的优化与运营效率的提升。 2威胁评估和风险管理 进行威胁评估和风险管理的重要一环就是识别相关的安全威胁。 防 护 措 施 事故组 管 人 错 工 Working 潜 在 影 响 Source: James Reason 在组织、工作环境与人员这 3 种因素中，一般是人员的错误与违章造成事故的发生。 所以需要建设一定的防护措施，而防护措施的强弱与是否有效是由组织决策与组织流程来 影响的。 对于本机场地面保障安全事故问题进行分析和识别，使用鱼刺图整理出如下： 冲撞行人车辆入侵跑道 保障程序混沌 调度引发的效率低下 速度太快 司机没有按规定路线行驶司机 违章 繁忙时信道拥塞不知道航班与机位占用情况保障人员无法知道车位置 不掌握保障进程 地面保障安全事故与问题 在没有及时监管情况，司机不当回事 司机违章速度太快 不清楚巡逻车是否执行任务 司机不知道是否保障 不同航空公司抢摆渡车同一飞机重复保障 除雪车噪音大，对讲听不清临时调度某车不能及时有效 监管手段不足 巡逻车2小时巡逻一次，不能及时发现问题 发生事故，无法轨迹回放无违章提醒 根据上述威胁评估和风险管理，本系统主要解决在机场地面保障工作中的如下问题： （1）对于众多机坪作业车辆缺乏有效的监管而容易引发航空地面事故 （2）对于众多机坪作业车辆办法及时了解到位置和保障进程而容易引发安全事故 （3）缺乏对于司机安全与违章记录没有有效记录 （4）系统自动识别安全威胁，并自动提醒司机和保障人员 （5）航空应急事件发生时无法有效尽快调度车辆进行应急救援 3.总体建设方案 根据满足实际地面保障车辆安全管控所急需进行建设、稳步推进的策略来进行本项 目的建设，按照如下建设原则来进行：高效性、开放性、安全性、经济性、稳定性。 本车辆安全管控与调度系统，通过 GPS+GPRS+GIS+Internet 和数据建模与分析、 数据过滤等多种技术的创新与融合，来实现对于车辆和航班保障的精准管控、违规报警 提醒、轨迹回放、司机违章管理与维护、车辆调度、统计分析、配置管理和管理决策等 方面对于地面车辆和地面保障的全维度、全方面管控，达到如下目的： 提 高 车 辆运 营 效 率 确 保 车 辆及 人 员 安 全 高 效 管 理提 高 效 益 应用上述技术，机场车辆安全管控与调度系统主要包括智能监控、智能调度、违章 管理、信息查询、系统管理和系统设定子模块构成。 系统功能图解 4.方案整体 （1）系统数据流 系 统 数 据 流 图 如 下 图 所 示 ： G P R S 网 络 G P S 模 块 管 理 调 度 平 台 服 务 器 以 太 网 无 线 网 络 有 线 网 络 数据流图 机 场 保 障 车 辆 （ 摆 渡 车 ， 牵 引 车 等 ） 上 加 装 车 载 台 系 统 ， 车 载 台 上 有 GPS 模 块 ， 把 车 辆 的 信 息 3 秒 钟 通 过 GPRS 通 过 运 营 商 网 络 通 过 运 营 商 的 无 线 网 到 核 心 网 ， 在 传 输 到 机 场 信 息 中 心 机 房 的 通 信 服 务 器 ， 并 存 入 所 研 发 的 专 用 数 据 库 中 。 管 理 调 度 平 台 有 所 开 发 的 客 户 端 ， 可 以 访 问 数 据 库 并 呈 现 各 种 信 息 。 调 度 信 息 以 同 样 的 数 据 流 下 发 给 机 场 保 障 车 辆 （ 摆 渡 车 ， 牵 引 车 等 ） 上 加 装 车 载 台 。 （2）系统功能架构 本 系 统 整 体 构 架 由 三 大 部 分 组 成 ： 管 理 调 度 平 台 客 户 端 （ Clinet） 、 服 务 器 （ Server） 、 车 载 终 端 设 备 。 项 目 的 建 设 思 路 是 采 用 GPS/GPRS/数 据 分 析 与 处 理 /实 时 通 信 等 技 术 ， 依 托 于 车 载 终 端 硬 件 设 施 ， 通 过 设 计 基 于 互 联 网 技 术 的 管 理 调 度 平 台 ， 构 建 出 一 个 专 门 针 对 机 场 特 种 车 辆 的 的 综 合 性 信 息 平 台 。 管 理 调 度 系 统 的 总 体 层 次 逻 辑 架 构 如 下 图 所 示 ： 互 联 网 客 户 端 智 能 监 控 智 能 调 度 统 计 查 询 管 理 配 置 客 户 端 客 户 端 客 户 端 客 户 端 客 户 端 收 费 统 计 里 程 统 计 超 速 查 询 历 史 轨 迹 越 界 查 询 用 户 管 理 车 辆 管 理 驾 驶 员 管 理 电 子 围 栏 分 区 监 控 总 体 监 控 临 时 调 度 排 班 导 入 数 据 库 服 务 器 数 据 库 服 务 器 应 用 程 序 服 务 器 应 用 程 序 服 务 器 G P S 车 载 终 端 G P S 定 位 模 块 L C D 触 摸 屏 T T S 语 音 芯 片 G P R S 模 块 按 键 、 蜂 鸣 器 、 指 示 灯 等 机场智能车辆安全管控与调度平台整体架构图 管 理 调 度 平 台 客 户 端 （ Client） 与 服 务 器 （ Server） 通 过 互 联 网 通 信 ， 客 户 端 从 服 务 器 获 取 数 据 ， 同 时 对 数 据 进 行 处 理 后 通 过 互 联 网 再 传 递 到 服 务 器 。 服 务 器 与 车 载 终 端 通 过 GPRS 通 信 ， 车 载 GPS 定 位 模 块 将 车 辆 的 位 置 信 息 ， 通 过 GPRS 发 送 至 服 务 器 存 储 ， 客 户 端 对 数 据 处 理 后 传 递 到 服 务 器 ， 服 务 器 再 通 过 GPRS 发 送 至 车 载 终 端 。 车 载 终 端 设 备 是 该 系 统 的 核 心 部 件 之 一 ， 车 辆 信 息 的 获 取 与 传 递 都 由 车 载 终 端 实 现 ， 车 载 终 端 主 要 由 GPS 定 位 模 块 、 GPRS 通 信 模 块 、 LCD 触 摸 屏 、 语 音 芯 片 、 按 键 、 指 示 灯 、 蜂 鸣 器 等 。 管 理 调 度 平 台 实 现 六 大 功 能 ， 详 细 描 述 见 第 五 章 。 服 务 器 指 一 个 管 理 资 源 并 为 用 户 提 供 服 务 的 计 算 机 软 件 ， 本 系 统 服 务 器 分 为 数 据 库 服 务 器 、 通 信 程 序 服 务 器 两 大 主 要 部 分 组 成 。 （3）网络拓扑结构 本 系 统 的 网 络 拓 扑 结 构 如 下 所 示 ： A B A : 通 信 服 务 器 B : 数 据 库 服 务 器 生 产 系 统 镜 像 I n t e r n e t 防 火 墙 ： 监 控 来 自 外 部 攻 击 以 及 出 站 流 量 客 户 端 客 户 端 客 户 端 客 户 端 路 由 器 网 络 交 换 机 网 络 交 换 机 磁 盘 阵 列 ： 快 速 高 效 存 储 信 息 网 络 交 换 机 网络拓扑图 由 通 信 服 务 器 和 数 据 库 服 务 器 组 成 服 务 器 群 ， 磁 盘 阵 列 主 要 负 责 数 据 存 储 和 1+1 热 备 份 ， 部 署 在 信 息 中 心 。 通 过 网 络 交 换 接 、 路 由 器 接 入 公 司 内 网 ， 通 过 防 火 墙 访 问 生 产 系 统 ， 生 产 系 统 数 据 仅 做 镜 像 ， 不 会 对 生 产 系 统 造 成 任 何 影 响 。 客 户 端 程 序 部 署 在 客 户 端 ， 通 过 公 司 内 部 网 访 问 数 据 库 ， 本 系 统 仅 运 行 在 机 场 内 部 运 行 ， 外 部 无 法 访 问 ， 避 免 来 自 外 部 的 攻 击 和 破 坏 。 济南机场地面安全管控与调度系统建成效果图 5.实现功能 功能图 1. 实时监控功能：整体监控、实时告警、轨迹回放 2. 违章管理功能：违章管理、打印违章通知单、违章查询 3. 信息查询功能：航班查询、里程查询、告警查询 4. 配置管理功能：车辆配置、车辆类型配置、驾驶员配置、电子围栏绘制、告警配置、 设备配置、禁行区配置、权限配置、用户配置、系统配置 5. 生产信息发布功能：航班信息发布、到港信息发布、离港信息发布、航班保障发布、 调度信息发布 6. 地面保障车辆功能：航班保障信息、到港保障信息、离岗保障信息、航班保障确认、 调度信息发布、切换用户、系统配置 三、应用案例 1. 济南国际机场智慧机场车辆管控与调度系统 一、背景 济南遥墙国际机场是民航总局与山东省共同投资项目，与 1992 年建成运营，建成二十 年来运营安全平稳，是山东省第二大的民用机场。济南国际机场是山东中西部济南、淄博、 泰安、聊城、德州、滨州、济宁、菏泽等地市联用的具有国际通航条件的航空港，距市中 心 28.5 公里，占地面积 6200 亩，是中国重要的入境门户和干线机场之一，是山东航空公 司、中国东方航空公司和深圳航空公司的基地机场。2013 年旅客吞吐量 8,139,087 人次。 随着人们生活水平的提高，飞机成为人们出行选择的重要的交通工具。同时国与国、 地区的交流不断加强，开辟的航线越来越多，产生的结果：乘客、货物越来越多。为了满 足机场业务的增长，提高更好地服务水平，相关部门引进了各种的服务车辆，包括引导车、 摆渡车、升降车、传送带车、各种水车、食品车、油车等。 停机坪的作业环境复杂，车辆 增加的同时也带来一系列的安全隐患： （1）容易引发航空地面事故，例如:刮蹭航空飞行器、撞伤（死）行人； （2 ）作业车辆运行效率低下； （3 ）航空应急事件发生时，不能有效调度车辆进行应急救援。 二、方案设计 为了加强机场服务车辆安全监管，微分电子研制一款设备：无线车载终端，即每一 个机场服务车辆配备一个车载终端，车载终端通过 GPRS 模块与通信服务器通信。 车 载终端作用是与通信服务器通信、接受任务信息、发送 GPS 位置信息、语音提示。 针对机场出现的问题，微分提出的解决方法：智能车辆调度与管控。其工作流程： 在有 WCDMA 或者 GPRS 无线网络覆盖的机场，通过车载终端的 GPS 定位模块获取 位置信息，通过 GPRS 模块将信息发送给通信服务器。PC 终端将车辆显示在电子地 图上。遇到突发事件调度系统经过后台智能计算，筛选出符合条件车辆，用户选择最 优的方案，执行调度命令，车载平台在收到调度信息后，会有声音、光提示，司机接 受调度任务。该系统还可以观察工作人员的任务进展情况。 三、功能实现 3.1 后台应用系统： 后台应用应用系统可实现实时监控、实时告警、轨迹回放、智能调度、 违章管理、信息查询、生产信息发布等功能。 3.2 地面保障车辆终端： 每台机场服务车辆配备一台车载移动终端，在车载终端上可显示各个航班的到港和离港信 息以及被保障情况；在车载终端上接收指挥中心下发的调度指令。司机交班时，在车载终 端上切换车辆使用