CN113129620A - 基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，多台毫米波雷达通过汇聚交换机进行信息汇合，汇聚交换机与目标融合服务器连接，目标融合服务器完成目标融合和计算，并根据不同冲突点的检测触发规则，通过LORA物联网通信模块，联动关联信号灯在“红绿黄”三种常亮灯色间切换，向机动车道通行车辆实时展示当前是否允许通行；目标融合服务器所采集数据依托光纤专网回传到中心机房雷达数据合成指挥平台。本发明用于扩大预警覆盖范围，在机场跑道区域部署高精度、低延时且能够在非可视条件下全天候稳定运行的传感器，检测跑道内滑行的飞机，并对过往的地面服务保障车辆发出预警提示，有效避免安全事故的发生。

Description

基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***

技术领域

本发明涉及一种基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***。

背景技术

飞机起降安全、跑道安全是重大的航空安全问题，涉及预防跑道入侵和冲出跑道两个方面。国际民航组织（ICAO）将跑道入侵定义为：在机场发生的任何飞机、车辆或人员误入指定用于飞机着陆和起飞的地面保护区的情况。

随着我国经济社会快速发展，民航机场交通流量也在不断地增长，与此同时，机场规模也在扩大，地面交通环境也更为复杂。在跑道区域，机场客梯车、无障碍升降车、货物牵引车、乘客摆渡车、飞机维修车、送餐车、加油车、除冰车、引导车等地面服务保障车辆需借联络车道频繁往返于各起降航班之间，保障机场的正常运营。但地面服务保障车辆和位于跑道内的飞机间缺少有效的通信方式，为防止车辆与飞机相撞，当前主要采用肉眼观察、GPS定位及视频检测等手段进行预警。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全天候检测跑道内滑行的飞机，并对过往的地面服务保障车辆发出预警提示，有效避免安全事故发生的基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***。

本发明的技术解决方案是：

一种基于雷达的全天候飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，包括作为核心传感器的毫米波雷达，分布在不同检测点的多台毫米波雷达通过汇聚交换机进行信息汇合，汇聚交换机与目标融合服务器连接，目标融合服务器完成目标融合和计算，并根据不同冲突点的检测触发规则，通过LORA物联网通信模块，联动关联信号灯在“红绿黄”三种常亮灯色间切换，向机动车道通行车辆实时展示当前是否允许通行，避免发生碰撞事故；各台目标融合服务器所采集数据依托光纤专网回传到中心机房雷达数据合成指挥平台，一方面对所有目标数据做深度应用，实现对机场滑行区域飞行器状态（冲突点300米半径内和雷达站500米半径内）和附近车辆（雷达站半径280米内车辆）及非机动车（雷达站半径100米内非机动车）和行人（雷达站半径60米内行人）的全信息还原；另一方面对各类事件数据、告警数据、运维数据挖掘分析，输出检测区域内飞机、车辆、非机动车、行人的通行架次、通行时长、平均速度信息，以柱状图、饼状图或统计报表形式直观表达；通过合成指挥平台实时接收飞机滑行预警信息，还原飞机滑行轨迹，还原飞机、车辆、非机动车、行人运行轨迹等，为机场运维人员日常工作的开展提供数据保障与支撑。

目标融合服务器与LORA通信收发端配合；LORA通信发送端通过485控制线接收目标融合服务器发送的信令，并传输至LORA通信接收端；

目标融合服务器采用边缘计算技术，实现对多台毫米波雷达所采集数据的深度融合，真实还原出检测区域内每架次飞机的移动轨迹和运行状况，并根据预警规则生成预警信息；目标融合服务器运用ARM+NPU架构，具备高性能低功耗的特点，可显著降低中心平台计算压力，适合在室外环境下长期稳定运行。

联动关联信号灯包括三色信号灯和信号灯控制板；灯控制板输入端通过控制线与LORA通信接收端相连，输出端通过控制线与信号灯相连，输入端接收到来自目标融合服务器的控制信令后，经过编译处理转发至输出端，进而实现对信号灯灯色的控制。

数据合成指挥平台部署在中心机房，接收的数据来自目标融合服务器，在安全合规的前提下相关数据可以通过数据合成指挥平台提供给第三方应用，在安全合规的前提下也可以将应用映射内网或公网；数据合成指挥平台用于接收来自各台目标融合服务器发送的各类数据，并通过内置算法和模型，建立如下应用：

数据展板：可展示检测区域内飞机的通行架次、平均速度、通过时长等统计数据，以图、表形式直观展现，并支持按照时间、地理位置等不同维度检索相关数据，在未来经过一段时间的模型训练后，还能够有效区分不同机型（大型飞机、中型飞机、小型分级），实现更为丰富的数据应用；可展示检测区域内车辆、非机动车、行人运行的通行数据、平均速度、通过时长等统计数据，以图、表形式直观展现，并支持按照时间、地理位置等不同维度检索相关数据；

轨迹还原：对多台目标融合服务器发送的飞机运行轨迹和车辆运行轨迹数据深度融合，还原出飞机、车辆、非机动车、行人在整个检测区域内的运行轨迹，平台内置大算力AI芯片，数据延迟可忽略不计，无论是实时展示还是事后调取，均可实现对机场滑行区域的一图全览，精准还原检测范围内的每一架次飞机车辆、非机动车、行人的完整运行轨迹；

报警联动：当飞机进入预警区域（即红灯常亮）时，即可视为一次报警事件，合成指挥平台接收到此事件后，可联动报警点周边热成像视频和可见光视频监控信号弹图上墙，便于在第一时间直观掌握相关停车位、机动车道、飞机滑行道周边的信息，还可联动机场IP广播、喊话***，在紧急突发事件发生时，向相关人员自动发出报警语音，及时做出响应处置，降低事故风险；

智能运维：将先进的智能运维技术应用于雷达和目标融合服务器运维管理与服务中，可实现数据质量检测、故障节点分析、智能报表生成等功能，简化繁复而耗时的设备运维工作，优化运维管理工作流程，真正实现***的智能化运维与管理，帮助用户实时掌控***中各主要设备运行情况，为应急反应和后勤保障提供完备的信息化管理措施。

毫米波雷达部署选点主要遵循如下原则：

布点位置不影响机场飞机起降和车辆行驶，避开对现有人车设施产生干扰或阻挡的区域；

雷达架设高度不超过6m，检测范围内盲区半径不超过10m；单组毫米波雷达覆盖半径500米，视场角360°既可完全覆盖触发规则所要求的区域，又不会因“灯下黑”现象产生漏检现象；

根据项目需求，一共选取3个位置部署飞机检测单元，分别定义为位置1、位置2、位置3，每组检测触发单元关联4个停车位，每个停车位处部署一套预警提示单元；

位置1和位置3遵循触发规则：两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机时绿灯常亮，半径93米<X<300米有运动飞机并且X<93米无运动飞机时黄灯常亮，半径小于<93米有运动飞机时红灯常亮；

位置2遵循触发规则： 两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机，绿灯常亮、否则常亮红灯；

故障策略：如遇设备、通讯、供电等故障，信号灯直接显示黄色闪烁状态，或由相关人员获得控制权限和指令后，远程通过数据合成指挥平台，手动调整前端红绿灯状态。

本发明用于扩大预警覆盖范围，在机场跑道区域部署高精度、低延时且能够在非可视条件下全天候稳定运行的传感器，用于检测跑道内滑行的飞机，并对过往的地面服务保障车辆发出预警提示，有效避免安全事故的发生。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，包括作为核心传感器的毫米波雷达1，分布在不同检测点的多台毫米波雷达通过汇聚交换机2进行信息汇合，汇聚交换机与目标融合服务器4连接，目标融合服务器根据不同冲突点的检测触发规则，通过LORA物联网通信模块3，联动关联信号灯5在“红绿黄”三种常亮灯色间切换，向机动车道通行车辆实时展示当前是否允许通行，避免发生碰撞事故；各台目标融合服务器所采集数据依托光纤专网回传到中心机房雷达数据合成指挥平台6，一方面对所有目标数据做深度融合，实现对机场滑行区域飞行器状态（冲突点300米半径内和雷达站500米半径内）和附近车辆（雷达站半径250米内车辆）的全信息还原；另一方面对各类事件数据、告警数据、运维数据挖掘分析，输出检测区域内飞机和车辆的通行架次、通行时长、平均速度信息，以柱状图、饼状图或统计报表形式直观表达；通过合成指挥平台实时接收飞机滑行预警信息，还原飞机滑行轨迹等，为机场运维人员日常工作的开展提供数据保障与支撑。

目标融合服务器与LORA通信收发端配合；LORA通信发送端通过485控制线接收目标融合服务器发送的信令，并传输至LORA通信接收端；

目标融合服务器采用边缘计算技术，实现对多台毫米波雷达所采集数据的深度融合，真实还原出检测区域内每架次飞机的移动轨迹和运行状况，并根据预警规则生成预警信息；目标融合服务器运用ARM+NPU架构，具备高性能低功耗的特点，可显著降低中心平台计算压力，适合在室外环境下长期稳定运行。

联动关联信号灯包括三色信号灯和信号灯控制板；灯控制板输入端通过控制线与LORA通信接收端相连，输出端通过控制线与信号灯相连，输入端接收到来自目标融合服务器的控制信令后，经过编译处理转发至输出端，进而实现对信号灯灯色的控制。

数据合成指挥平台部署在中心机房，接收的数据来自目标融合服务器，在安全合规的前提下相关数据可以通过数据合成指挥平台提供给第三方应用，在安全合规的前提下也可以将应用映射内网或公网；数据合成指挥平台用于接收来自各台目标融合服务器发送的各类数据，并通过内置算法和模型，建立如下应用：

数据展板：可展示检测区域内飞机的通行架次、平均速度、通过时长等统计数据，以图、表形式直观展现，并支持按照时间、地理位置等不同维度检索相关数据，在未来经过一段时间的模型训练后，还能够有效区分不同机型（大型飞机、中型飞机、小型分级），实现更为丰富的数据应用；

轨迹还原：对多台目标融合服务器发送的飞机运行轨迹和车辆运行轨迹数据深度融合，还原出飞机和车辆在整个检测区域内的运行轨迹，平台内置大算力AI芯片，数据延迟可忽略不计，无论是实时展示还是事后调取，均可实现对机场滑行区域的一图全览，精准还原检测范围内的每一架次飞机和车辆的完整运行轨迹；

报警联动：当飞机进入预警区域（即红灯常亮）时，即可视为一次报警事件，合成指挥平台接收到此事件后，可联动报警点周边热成像视频和可见光视频监控信号弹图上墙，便于在第一时间直观掌握相关停车位、机动车道、飞机滑行道周边的信息，还可联动机场IP广播、喊话***，在紧急突发事件发生时，向相关人员自动发出报警语音，及时做出响应处置，降低事故风险；

智能运维：将先进的智能运维技术应用于雷达和目标融合服务器运维管理与服务中，可实现数据质量检测、故障节点分析、智能报表生成等功能，简化繁复而耗时的设备运维工作，优化运维管理工作流程，真正实现***的智能化运维与管理，帮助用户实时掌控***中各主要设备运行情况，为应急反应和后勤保障提供完备的信息化管理措施。

毫米波雷达部署选点主要遵循如下原则：

布点位置不影响机场飞机起降和车辆行驶，避开对现有人车设施产生干扰或阻挡的区域；

雷达架设高度不超过6m，检测范围内盲区半径不超过10m；单组毫米波雷达覆盖半径500米，视场角360°既可完全覆盖触发规则所要求的区域，又不会因“灯下黑”现象产生漏检现象；

根据项目需求，一共选取3个位置部署飞机检测单元，分别定义为位置1、位置2、位置3，每组检测触发单元关联4个停车位，每个停车位处部署一套预警提示单元；

位置1和位置3遵循触发规则：两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机时绿灯常亮，半径93米<X<300米有运动飞机并且X<93米无运动飞机时黄灯常亮，半径小于<93米有运动飞机时红灯常亮；

位置2遵循触发规则： 两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机，绿灯常亮、否则常亮红灯；

可根据指挥中心实时指挥要求，相关人员获得控制权限和指令后，远程通过数据合成指挥平台，手动调整前端红绿灯状态。

故障策略：如遇设备、通讯、供电等故障，信号灯直接显示黄色闪烁状态，或由相关人员获得控制权限和指令后，远程通过数据合成指挥平台，手动调整前端红绿灯状态。

Claims (5)

1.一种基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，其特征是：包括作为核心传感器的毫米波雷达，分布在不同检测点的多台毫米波雷达通过汇聚交换机进行信息汇合，汇聚交换机与目标融合服务器连接，目标融合服务器完成目标融合和计算，并根据不同冲突点的检测触发规则，通过LORA物联网通信模块，联动关联信号灯在“红绿黄”三种常亮灯色间切换，向机动车道通行车辆实时展示当前是否允许通行，避免发生碰撞事故；各台目标融合服务器所采集数据依托光纤专网回传到中心机房雷达数据合成指挥平台，一方面对所有目标数据做深度应用，实现对机场滑行区域飞行器状态和附近车辆的全信息还原；另一方面对各类事件数据、告警数据、运维数据挖掘分析，输出检测区域内飞机和车辆的通行架次、通行时长、平均速度等信息，以图或表形式直观表达；通过合成指挥平台实时显示飞机滑行预警信息，还原飞机滑行轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，其特征是：目标融合服务器与LORA通信收发端配合；LORA通信发送端通过485控制线接收目标融合服务器发送的信令，并传输至LORA通信接收端；

目标融合服务器采用边缘计算技术，实现对多台毫米波雷达所采集数据的深度融合，真实还原出检测区域内每架次飞机的移动轨迹和运行状况，并根据预警规则生成预警信息；目标融合服务器运用ARM+NPU架构。

3.根据权利要求1所述的基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，其特征是：联动关联信号灯包括三色信号灯和信号灯控制板；灯控制板输入端通过控制线与LORA通信接收端相连，输出端通过控制线与信号灯相连，输入端接收到来自目标融合服务器的控制信令后，经过编译处理转发至输出端，进而实现对信号灯灯色的控制。

4.根据权利要求1所述的基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，其特征是：数据合成指挥平台部署在中心机房，接收的数据来自目标融合服务器，在安全合规的前提下相关数据可以通过数据合成指挥平台提供给第三方应用，在安全合规的前提下也可以将应用映射内网或公网；数据合成指挥平台用于接收来自各台目标融合服务器发送的各类数据，并通过内置算法和模型，建立如下应用：

数据展板：可展示检测区域内飞机的通行架次、平均速度、通过时长等统计数据，以图、表形式直观展现，并支持按照时间、地理位置等不同维度检索相关数据；可展示检测区域内车辆、非机动车、行人运行的通行数据、平均速度、通过时长等统计数据，以图、表形式直观展现，并支持按照时间、地理位置等不同维度检索相关数据；

轨迹还原：对多台目标融合服务器发送的飞机运行轨迹和车辆运行轨迹数据深度融合，还原出飞机、车辆、非机动车、行人在整个检测区域内的运行轨迹，平台内置大算力AI芯片，数据延迟可忽略不计，无论是实时展示还是事后调取，均可实现对机场滑行区域的一图全览，精准还原检测范围内的每一架次飞机、车辆、非机动车、行人的完整运行轨迹；

报警联动：当飞机进入预警区域时，即可视为一次报警事件，合成指挥平台接收到此事件后，可联动报警点周边热成像视频和可见光视频监控信号弹图上墙，便于在第一时间直观掌握相关停车位、机动车道、飞机滑行道周边的信息，还可联动机场IP广播、喊话***，在紧急突发事件发生时，向相关人员自动发出报警语音，及时做出响应处置，降低事故风险；

智能运维：将先进的智能运维技术应用于雷达和目标融合服务器运维管理与服务中，可实现数据质量检测、故障节点分析、智能报表生成等功能，简化繁复而耗时的设备运维工作，优化运维管理工作流程，真正实现***的智能化运维与管理，帮助用户实时掌控***中各主要设备运行情况，为应急反应和后勤保障提供完备的信息化管理措施。

5.根据权利要求1所述的基于雷达的飞机滑行道与服务车道交叉口车辆信号灯***，其特征是：

毫米波雷达部署选点主要遵循如下原则：

布点位置不影响机场飞机起降和车辆行驶，避开对现有人车设施产生干扰或阻挡的区域；

雷达架设高度不超过6m，检测范围内盲区半径不超过10m；单组毫米波雷达覆盖半径500米，视场角360°既可完全覆盖触发规则所要求的区域，又不会因“灯下黑”现象产生漏检现象；

根据项目需求，一共选取3个位置部署飞机检测单元，分别定义为位置1、位置2、位置3，每组检测触发单元关联4个停车位，每个停车位处部署一套预警提示单元；

位置1和位置3遵循触发规则：两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机时绿灯常亮，半径93米<X<300米有运动飞机并且X<93米无运动飞机时黄灯常亮，半径小于<93米有运动飞机时红灯常亮；

位置2遵循触发规则： 两个冲突点为中心，半径300米内无运动飞机，绿灯常亮、否则常亮红灯；

可根据指挥中心实时指挥要求，相关人员获得控制权限和指令后，远程通过数据合成指挥平台，手动调整前端红绿灯状态；

故障策略：如遇设备、通讯、供电等故障，信号灯直接显示黄色闪烁状态，或由相关人员获得控制权限和指令后，远程通过数据合成指挥平台，手动调整前端红绿灯状态。

Images