本發(fā)明涉及機場智能交通領(lǐng)域，特別涉及一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、機場飛行區(qū)，是機場內(nèi)用于飛機起飛、降落和滑行的區(qū)域。在高峰時段，飛行區(qū)可能會有大量的飛機和地面車輛活動，需要高度的協(xié)調(diào)和精確的指揮，以確保飛機在起飛、降落和滑行過程中的安全。機場飛行區(qū)目前主要使用復(fù)雜的地面標(biāo)志、專用的助航燈光系統(tǒng)和管制自動化系統(tǒng)來指揮飛機和車輛。

2、民航機場助航燈光系統(tǒng)是機場運行的重要組成部分，為飛機在夜間或低能見度情況下起飛、著陸、滑行提供目視引導(dǎo)，但是機場沒有能同時控制飛機和車輛通行的交通信號燈。

3、隨著航空市場的增長和機場運行規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)機場場面交通組織方法難以滿足安全協(xié)同運行的需求，易引發(fā)車-機沖突事故和跑道侵入問題，嚴(yán)重影響機場運行安全。

4、例如，公告號為cn214704958u的中國實用新型專利就公開了一種智能公路，包括交通燈控制器(1)、加裝的終端控制器(2)、供電模塊(3)、云服務(wù)器(4)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)(5)、加裝的led控制器(6)、led燈(7)、車載終端(8)、3d高精地圖(9)、虛擬交通信號燈。該公路在現(xiàn)有的道路交通燈桿上加裝終端控制器,以有線的方法連接現(xiàn)有交通燈控制器，終端控制器將收到的交通燈信號以有線的方法連接到地面加裝的led控制器并控制led燈進行顏色信號同步顯示,通過終端控制器將收到的交通燈位置及交通燈信號以4g，5g無線的方法通過電信運營商基站連接到云服務(wù)器在服務(wù)器上3d高精電子地圖進行虛擬交通燈顯示。

5、但是上述智能公路并沒有針對機場場面控制進行虛擬交通燈設(shè)置的方法和裝置，由于機場場面控制涉及車輛、人員和航空器，虛擬交通燈需要控制的對象復(fù)雜、涉及面積廣，并且機場對安全保障要求高，針對機場場面設(shè)計虛擬交通燈系統(tǒng)并不能采用公路虛擬交通燈的設(shè)置方法，需要進一步研究和改進。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的實體交通燈的不足，提供一種基于機場場面空地互聯(lián)的可實時更新的虛擬交通燈系統(tǒng)。

2、在第一方面，本發(fā)明提供一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，包括實時監(jiān)控模塊，信息分析模塊，終端顯示模塊，所述實時監(jiān)控模塊負(fù)責(zé)檢測并記錄人員、車輛、航空器在機場的活動，并將這些動態(tài)交通信息傳遞給信息分析模塊。信息分析模塊根據(jù)接收到的動態(tài)交通信息，生成相應(yīng)的控制指令控制虛擬交通燈，以實現(xiàn)交通流量的有效管理。最后，終端顯示模塊接收這些控制指令，并以地圖可視化的方式展示虛擬交通燈的狀態(tài)和機場的整體交通態(tài)勢，為用戶提供直觀的交通信息。整個系統(tǒng)通過實時監(jiān)控、智能分析和可視化展示，為機場交通管理提供了高效、準(zhǔn)確的解決方案。

3、該系統(tǒng)可以提高飛機地面滑行的連續(xù)性和效率、縮短飛機滑行時間，加強對飛行區(qū)地面車輛和人員進行有效的協(xié)調(diào)管理，減少跑道侵入的情況，例如未經(jīng)授權(quán)的飛機、車輛或人員進入用于飛機起飛和降落的指定保護區(qū)內(nèi)的風(fēng)險。

4、同時系統(tǒng)利用機場現(xiàn)有的監(jiān)視手段實現(xiàn)場面運行態(tài)勢感知，在此基礎(chǔ)上對場面運行態(tài)勢進行預(yù)測和預(yù)警，通過機場專用地空數(shù)據(jù)鏈將場面交通態(tài)勢和預(yù)警信息發(fā)送至人員/車輛、機載顯控終端，最終在使用人員的人機交互界面上以虛擬交通燈的方式進行顯示。

5、優(yōu)選地，系統(tǒng)所述場面運行管控平臺為了提高機場飛行區(qū)地面運行的效率和安全性，系統(tǒng)利用機場現(xiàn)有的監(jiān)視手段實現(xiàn)場面運行態(tài)勢感知，在此基礎(chǔ)上對場面運行態(tài)勢進行預(yù)測和預(yù)警。首先，利用機場現(xiàn)有監(jiān)視技術(shù)，通過多模態(tài)深層融合感知技術(shù)，實現(xiàn)人員、車輛、航空器等活動目標(biāo)、多業(yè)務(wù)進程等核心要素的深度感知。其次，結(jié)合活動目標(biāo)、運行業(yè)務(wù)、物理結(jié)構(gòu)動態(tài)變化信息，利用全局運行態(tài)勢預(yù)測方法，對到達路口時間的進行預(yù)測，實現(xiàn)對場面未來運行趨勢精確預(yù)測。再利用關(guān)聯(lián)匹配方法對風(fēng)險進行動態(tài)識別，結(jié)合全局態(tài)勢時空演變信息，對風(fēng)險時空屬性和嚴(yán)重程度的進行預(yù)警。

6、第二方面，本發(fā)明提供一種虛擬交通燈設(shè)置方式，所述虛擬交通燈顯示于人員/車輛顯控終端、機載顯控終端、管制員指揮終端，通過圖標(biāo)和文字的方式對飛行員和車輛進行提醒。提示的內(nèi)容包括但不限于：航空器、車輛該交通燈路口的同行狀態(tài)、前方限速和下個路口的路徑導(dǎo)航。也可用于最小間隔、未經(jīng)授權(quán)的路口穿越、區(qū)域進入的告警提醒。

7、同時虛擬交通燈可以根據(jù)交通流量和特殊事件快速調(diào)整，而不需要改變物理結(jié)構(gòu)，比如機場飛行區(qū)封閉施工、應(yīng)急場景、機場改擴建。

8、優(yōu)選地，所述靜態(tài)虛擬交通燈設(shè)置于飛行區(qū)沖突熱點，也可在任意交叉路口設(shè)置，動態(tài)虛擬交通燈根據(jù)場面交通參與者在執(zhí)行任務(wù)中的不同運動線路進行差異化的設(shè)置。

9、在惡劣天氣條件下，虛擬交通燈的性能不會受到影響，而實體交通燈可能因能見度低而效果減弱。

10、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

11、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)在線顯示交通狀況和快速更新維護，同時可以減少因事故或惡劣天氣造成的交通燈損壞。

技術(shù)特征：

1.一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，包括實時監(jiān)控模塊，信息分析模塊，終端顯示模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述實時監(jiān)控模塊獲取動態(tài)交通信息的技術(shù)手段包括場面監(jiān)視雷達、ads-b、多點定位、視頻監(jiān)控、激光雷達、4d毫米波、5g和光場相機技術(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述生成飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域具體包括以下步驟：根據(jù)實際機場的布局和運行規(guī)則，建立飛行區(qū)地面交通拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型，所述信息分析模塊利用多模態(tài)深層融合感知方法對所述動態(tài)交通信息進行分析，在所述飛行區(qū)地面交通拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型中確定飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域的確定具體包括以下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述信息分析模塊還具有對所述飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域劃分等級的功能，對所述飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域劃分等級具體步驟包括：通過飛行區(qū)監(jiān)視歷史數(shù)據(jù)得到車輛和航空器的飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域；記錄該飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域沖突航空器總架次以及總持續(xù)時間，并根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進行沖突熱點等級劃分。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述虛擬交通燈設(shè)置了動態(tài)虛擬交通燈和靜態(tài)交通燈兩種，所述靜態(tài)虛擬交通燈設(shè)置于飛行區(qū)沖突熱點區(qū)域，所述動態(tài)虛擬交通燈根據(jù)場面交通參與者在執(zhí)行任務(wù)中的不同運動線路進行差異化的設(shè)置。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，其特征在于，所述終端顯示模塊，包括人員/車輛顯控終端、機載顯控終端、管制員指揮終端，虛擬交通信號燈顯示于人員/車輛顯控終端、機載顯控終端和管制員指揮終端，通過圖標(biāo)和文字的方式對飛行員和車輛進行提醒。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機場智能交通領(lǐng)域，具體涉及一種基于機場場面空地互聯(lián)的虛擬交通燈系統(tǒng)，包括實時監(jiān)控模塊，信息分析模塊，終端顯示模塊，所述實時監(jiān)控模塊檢測人員、車輛、航空器的活動，將人員、車輛、航空器的動態(tài)交通信息提供給信息分析模塊，信息分析模塊根據(jù)實時監(jiān)控模塊提供的動態(tài)交通信息，生成虛擬交通燈的控制指令，終端顯示模塊在接收信息分析模塊發(fā)送的控制指令后，將虛擬交通燈及機場場面態(tài)勢以地圖可視化的方式進行顯示。相比傳統(tǒng)的實體交通燈系統(tǒng)，本發(fā)明不需要安裝和維護實體的交通燈硬件，安裝部署具有靈活性且易于更新，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化管理，減少維護成本，同時可以快速調(diào)整交通燈策略以適應(yīng)特殊需求。

技術(shù)研發(fā)人員：王偉,吳宏剛,何東林,易奎,王鵬,鄧勝吉
受保護的技術(shù)使用者：中國民用航空總局第二研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18