一种智能化雷达管制训练系统特情仿真设计_万化云.pdf

中国科技信息 2023 年第 7 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023-92-三星推荐随着我国民航业迅速发展，航班大流量运行以及复杂空域的空中管制，对民航管制员所具备的专业素质能力要求也越来越高。在民航运输行业中发生的各类不安全、不正常事件中，均不同程度的暴露出管制员在管制技能、管制习惯、应急处置等方面的诸多不足，更加引起人们对安全的关注，这也对管制培训系统软硬件提出较高水平的功能需求。目前，民航空管单位和民航机场单位人员需要持证上岗，并且对管制模拟训练系统培训有课时要求，且有理论和上机模拟训练考试。如果能提前进行特情训练，将能有效地缓解飞行员面对特情时的情绪紧张，使管制员按照平时训练的预案进行特情处置，减轻判断和处置空中特殊情况的心理压力，提高判断处置的经验和准确性，显著降低特情发生的危害程度，保证人员和飞机的安全。管制员上岗前需要进行大量的模拟仿真训练，训练环境越贴近真实，应对处置就越熟练。管制员对雷达管制训练系统要求较高，尤其雷达管制及其各种特情仿真真实度。因此，对于空中交通管制模拟训练建立一套智能化雷达管制训练系统特情仿真对管制员进阶历程上有着很大的助力和辅助效果。智能化雷达管制系统介绍管制模拟训练系统一般可分为雷达管制模拟训练系统、程序管制模拟训练系统和机场管制训练系统，主要的用于民航管制专业人员进行岗前培训、在岗培训以及技能考核。管制专业人员通过使用管制模拟训练系统，能熟练掌握管制运行专业能力，对管制员遇到的特情处理能力进行分析和检验。智能化雷达管制模拟训练系统是依托语音智能识别，硬件设施主要由教员席、机长席、雷达管制学员席、气象显示等席位组成，每个席位均配置语音通信终端，语音通信终端均部署语音智能识别，对管制指令等专业术语进行识别分析。管制模拟训练系统是民航管制专业上岗人员的必不可缺的训练环节。雷达管制模拟机系统用于培养进近及区调管制员的管制能力，系统按照中国民航交通管理规则有效地完成雷达管制员的基础培训、复训及资格考试等任务。智能化雷达管制模拟机系统不仅能模拟仿真各种管制指挥场景以及各种复杂空域飞行，能使管制学员能贴近真实一线自动化系统的使用，还能根据考核指标进行客观评估。教员结合练习过程中的管制规则、管制操作、管制思维等各方面表现以及系统客观智能化考核结果，进行主观评价本次培训考核，有助高效提升管制员的管制水平。智能化雷达管制模拟训练系统行业曲线开放度创新度生态度互交度持续度可替代度影响力可实现度行业关联度真实度一种智能化雷达管制训练系统特情仿真设计万化云 赵亮波万化云 赵亮波南京莱斯信息技术股份有限公司万化云（1990），江西上饶，硕士研究生，工程师，研究方向：空中交通管制系统研究。-93-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2023中国科技信息 2023 年第 7 期三星推荐根据培训需求，通过教员预先编辑不同场景的飞行计划，气象信息、训练特情等，设置不同的训练难度及训练强度，雷达模拟训练系统实时逼真的展示机场高空地图环境和各种机型的航空器的运行情况，模拟真实的管制工作环境，管制员处于与一线管制场景一致的工作环境中，事半功倍的增强培训效果。特情仿真模型设计智能化雷达管制模拟训练系统特情仿真主要由特情设置、特情仿真模型、特情处置记录、智能评估等模块组成。教员设置特情有剧本编辑特情设置脚本和控制席特情临时设置。而剧本编辑主要由机场基础地图数据、空域基础地图数据和剧本设置脚本数据组成。机场和空域基础地图数据包含本地机场数据、报告点/导航台数据、航路/航线数据、管制区相关数据、扇区移交数据、扇区相关数据、各类告警区数据（冲突告警、低高度告警、危险区告警、RVSM 告警、NTZ 告警、APN 告警等）、QNH 区数据、雷达参数数据等数据组成。剧本编辑数据包含多个航班计划数据、气象数据（例如云、风、结冰区、颠簸区等）、跑道数据等。其中，剧本编辑特情设置脚本由教员根据培训意图提前编辑完成，例如：在合理调配指挥航班时出现假目标或者制造冲突等特情。教员设置特情后，内部处理会根据特情逻辑去判断特情驱动模块，不同类型特情仿真所响应的模块不同，有气象变化、显示信号、告警显示以及仿真机长提示等。特情展示后，管制学员根据特情类别进行特情处置，处置过程中会实时根据性能指标进行智能评估考核，并且特情处置过程均有记录，以便后期复盘及考核存档。智能化雷达管制模拟训练系统特情仿真模型，如图 1 所示。特情仿真处理民航管制员常见的特情有复杂气象条件下的管制、地空通信联络失效、无线电罗盘失效、飞行能力受损情况下的管制、座舱失压、迷航或不明的航空器、空中失火、空中劫持、民用航空器被拦截、紧急放油、搜寻和援救。教员可根据考核要求，在训练系统设置不同的特情。特情仿真驱动主要完成特情设置数据的加载和提示，设置数据包括特情数据管理和特情现场可视化驱动。特情数据管理主要完成特情属性数据的修改、存储。特情现象可视化驱动主要是通过教员席位提示、管制学员席位告警、仿真机长席位显示和语音通信失效等再现各种特情，完成各种特情的表现。系统将会智能进行特情分析判断是否为气象特情、各类告警、计划修改、目标特情、自动化故障、通信故障等特情，进行在不同模块展示特情，已达到学员更加真实处置突发特情。在教员提前设定好剧本后，学员正常模拟指挥飞机。若是指挥不当出现告警时，教员可以观察学员如何处置不正常事件。若是教员要临时增加特情，可在教员席位界面上操作添加/修改航路，已达到告警的出现。特情处置主要是记录处置过程，包含各种操作面板的过程和语音指令的发送，并与考核指标集进行比对，根据比对结果对处置过程的正误进行判断，同时在每步处置完成之后，系统将会智能化生成客观训练评价。特情仿真智能考核目前部分空管或机场相关单位做管制训练考核依然是由于教员在现场主观判断打分，形成纸质存档材料，系统操作与处理流程比较单一。本系统能针对管制员指挥航空器指令及语音通信，进行航空器管制指挥培训进行客观评分考核，实现对管制员训练整个过程的记录，便于特情处置复盘和培训记录存储。由管制训练学员处置特情，利用语音识别技术对语音进行预处理和指令解析，智能机长席执行指令，管制评估服务器会统计语音和指令等信息，形成管制智能评估结果，可选增教员主观的评价，形成该管制员评估考核成绩。练习考核统计案例，如图 2 所示。总结本文结合管制员常见管制特情处置培训需求，介绍了智能化雷达管制训练系统的特情仿真，并从技术层面上给出特情仿真设计流程。针对传统模式管制员训练考核方式，考虑到提前管制员处置突发特情，无法更加准确对管制员训练结果进行评估考核，更难以实现管制学员训练评估结果存储，从而提出智能化雷达模拟训练系统的特情处置功能。该系统是结合语音识别技术，具有较强灵活性的特情设置，同时具备特情处置过程复盘功能。对于管制学员特情处置专项训练均有智能化的评估考核结果，有助于管制员培训效果的提升，该系统的特情仿真功能具有重大意义。图 1 雷达管制模拟训练系统特情仿真模型图 2 练习考核统计案例