基于空天地网络的航空支撑物联网优化建设方案

基于空天地网络的航空支撑物联网应用主要包括空天地一体化的物联网技术在空中交通管理、飞机运行状态监控及地面维修支持与保障、飞行环境感知等方面的应用。

1.空中交通管理

防止航空器相撞，防止机场及其附近空域内的航空器同障碍物相撞，维护空中交通秩序，保障空中交通畅通，保证飞行安全和提高飞行效率是空中交通管理的主要任务。图10-3为2009年8月8日，由于空管不当，纽约上空发生的观光直升机与私人飞机相撞事故。

目前，我国民航已将全国空域划分为9个飞行情报区，26个高空管制区，37个中低空管制区及3个进近管制区和100多个机场飞行指挥区。未来基于空天地网络的物联网将实现跨区航路规划与运营管理，提高航空管理效率。

此外，物联网可用于空中交通流量的实时控制，防止在航路、机场区域内的航空器数量过度集中；物联网还可用于对各机型的活动范围进行监控和对不符规定飞行高度层的机型进行告警；我国民航对管制区、航路、空中走廊、禁区、限制区、危险区有明确的规定，为避免飞机的跨界飞行扰乱航道及调度方便，需要对各区域的飞机进行导航定位和监测等，目前这些功能在民航空管系统中已经实现，未来借助物联网将更加实时、精确和智能化。

图10-3 飞机相撞事故

2.飞机运行状态监控及其地面维修支持与保障

飞机运行状态指标主要取决于整机运行状态、仪器设备工作状态、飞机零部件性能等。应用物联网技术对飞机整个生命周期活动进行全程跟踪，并且对飞机重要系统进行关注，尤其是对飞机的飞行状态、仪器设备工作状态、飞机零部件性能追踪，及时获得并分析飞机飞行过程中设备、仪器、零部件工作时的各项数据，可确定合适时间对飞机进行维护保养。例如，应用物联网技术可获取飞机发动机运行的基本情况、油液性能指标等多种信息，对飞机发动机的运行状态进行较为全面的工况监控与故障诊断，将有力保障飞机的飞行安全。(www.xing528.com)

物联网将极大便利飞机的地面维修工作，物联网感知前端获取的飞机运行状态监控数据，是制定飞机维修方案和选定维修材料的重要参考数据。此外，维修记录（维修人员、替换零件、调用备件等）也可录入物联网，以便于日后查找问题根源；维修后也可由物联网对飞机进行跟踪监测，确保彻底排除故障隐患。飞机故障维修场如图10-4所示。

3.飞行环境感知

物联网可用于飞机飞行全程环境的监控和数据处理。

在机场终端区域，应用物联网技术，使得飞机在起降期间能够第一时间获得机场交通流量、机场气象变化、机场附近飞鸟情况、机场建筑物布局和跑道上障碍物等情况，便于飞机的起飞和降落。另外，物联网与近地告警系统的连接，可将前方地形信息及时报告到飞机上，便于工作人员及时调整飞机的飞行高度和姿态。

图10-4 飞机故障维修场

在飞行期间，物联网可与管制区雷达相连接，告知飞机空域中飞行物间隔状况，调控空中的交通流量；物联网与气象系统的连接，使得飞机能在飞行过程中及时获得气象变化情况，避开恶劣天气对飞行的影响；此外，通过增加物联网前端的电磁感知功能，可以感知飞行过程中电磁环境因素的变化。

进近是指飞机接近机场并准备降落的过程，进近有着严格的标准和操作规程，飞机事故60%以上发生在进近阶段。机场的地形、电磁环境、气象状况等对进近有重大的影响，物联网可为飞机进近提供机场及周边的环境数据，方便飞机的降落和着陆，甚至可以盲降。