TWI230909B - Airport surface surveillance system and method - Google Patents

Description

1230909 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種機場平面監控系統及方法，尤指一種在 機場平面的各種物體上裝設發信裝置的系統及方法。 【先前技術】 以往的機場監控方式，係利用搜索雷達，將空中各飛行體之 ^據，如高度、距離、方位等加以蒐集，並辅以飛行員之口頭報 告，於監控中心匯集整合，並作判斷，在告知各飛行體及機場平 ，亡的各個物體採取適當的措施。此種方式在以往飛行體之速度 緩慢、數量不多的情形下，是可以正常運作，但隨著科技進步及 經濟發展，飛行體之數量暴增、速度加快，使得舊有之口頭報告 的方式緩不濟急、錯誤亦多，而雷達亦易受地形及氣候的影響， 實用上有諸多盲點。 ^ ^在現有成熟的基礎上，發展了新一代所謂的衛星通訊、導 航皿視及航管糸統’間稱 CNS/ATM (Communication, Navigation and Surveillance，Automatic Traffic Management)。在通訊(〇方面， =數據通訊鏈彌補語音通訊之不足，強化數據的交換與傳遞；在 V航(N)方面，利用全球定位系統(GPS)& 取代傳統之地面導 航，以達到自由飛行(Free Flight)之目的；在監視⑸方面，則以自 動回報之方式，強化對飛行物之監視。 一回顧目前現有之飛航監視系統，主要是根據一次雷達(pSR)、 一人雷達(SSR)之搜索及追縱有限空域内的飛行物，並搭配駕駛員 之語音回報，分別提供距離、方位及身份的辨識，以進行空域管 巧。然而雷達卻無法有效地對地面上之人、車及障礙物作偵測並 監控’且建設成本極高使得雷達有無法廣設的困難。 、 又另一種習用之監控系統為ADS-B系統，係藉由導航衛星 (GPS及GLONASS)，接收飛行物之位置資料，以即時全方位之方 、式，透過機載導航系統之雙向傳輸鏈，廣播航空器之相關位置資 料’同時亦可接收其他航空器及地面接收/管制站相關訊息之廣 1230909 播，並在^ n之齡1及地的齡 =:故能以較早期的監控系統達到更為有效== 制之功能。 雜俘㈣雜財_谢技、娜也的隔 3=?久:iLi 1!行、震却客貨各式航空器，機場地 ίϋί 隨車之人員，以及各種_地區，進行 ^因其=透過衛星進行f料傳輸，成 之頻率、距離、性能皆有所限制 ； 問題，基於上述的各種問題之考量 匹配 定度高、且不受距離與頻率限制的通統::::: 監控系統，_難的全面化及高轉μ加哺舰合既有的 【發明内容】 於提=====在，她街目的在 空器内含之數據扣錢:行的所有航 本發明之次一目的在於提供一插魏 統，將機料_各歸_翻之馳方法與系 心作囊整，峨行有效H 輯進仃雜’並於監控中 統，顯場平®之驗方法與系 中心作囊整，而咖之數據進行傳輸，並於監控 依本發明之系統較佳實施例，在 統，其包含，-受控裝置，具有面監控系 置’而該控制裝置係傳輸該第:資料予=;ί料 !23〇9〇9 間的f料傳遞，使得該控制裝置能確實掌握 如予料錄置，因此能達成 車乂佳者’其中該控制裝置為空中交通管理中心。 如上述之系統’其中該受控裝置為—機場平面上之固定物。 隔離區較佳=:，選自障礙物、施工地區、禁止地區、 較佳者，其巾該受控裝置為—機場平面上之移動物。 較佳者’其巾歸_騎自賴、人貞及車祕中之一。 受控裝置，射透過—行騎健者所架構 ^糸、絲雜繼置進行該第—f料及該第二資料的傳遞。 ^ if t其r該行紐健者之通侧路内包含—防火牆， 包含有—飛織料之資料庫，透過該防火 如電腦駭客之惡意破壞，以提高安全性。 ,反表 者’其中該行動通信業者，係使用全球行動通訊系統 (GSM)楔組。 贿㈣料者，雜岐合姑紐電服務 較佳者，其中該行動通信業者，係使用個人手持電話*** (personal handyphone system，PHS)模組。 較佳者，其中該控制裝置可接收一全球定位系統(Gps)訊號。 較佳者，其中該受控裝置可接收一全球定位系統(Gps)訊號。 較佳者，其中該受控裝置更包含—處理裝置，將該 所接收到之該第二資料作一處理，並顯示在該受控裝置所之 1230909 一顯示器上。 較佳者，其中該處理裝置係搭配地理資訊系統(GIS)作業。 所值其中該控繼置更包含-監控裝置，將該受控裝置 所傳回之料—資料進行處理，並顯示在該監控裝置上。 車父佳者，其中該監控裝置係搭配地理資訊系統(GIS)作業。 者，^中更包還含一自動化相依監控廣播(__ 护狀罾i曰、ΓΓ ebroadcast’娜-·置與該控制裝置及該受 二至少—飛機可透過該薦_B裝置，將該至少 錢本身之位置資訊傳遞給該控織置及該受控裝置。 受繼與糊飯_料傳遞，係 繼麵織㈣㈣料傳遞，係 較佳者，其巾該控繼置與該網際間 亚透過該防火牆隔離，進行資料之傳遞，以提高安全3性防火牆 警戒圈較號受純找权料、独方向、 移動ίΐί ’、其=二資料為該控概置指補受控裝置所需 移動之方向，亚包含其錢控裝置所發送之料一資料。 ，佳者，其找受找置紐數個，域魏 間的溝通係直接断柯透職簡裝置。 紅置之 =發狀綠健冑翻’在域供— ί 2含1^步驟，提供—时第—資料之受控裝置，ΐίϊ 广更匕含一麥數；傳遞該第一資料給一控制裝置，· 理該第-資料而作成-第二資料，該第二資料更包m置， 送該第二倾給射财置；錢料錄置健轉^料^ 1230909 出回應。 當然，其+該控置輕巾交骑理中心。 當然’其+該受控裝置可為—機場平面上之固定物。 隔離可為選自障礙物、施工地區、禁止地區、 畲然’其+該受控裝置可為—機場平社之移動物。 當然’其中該移動物可為選自人員及車輛其中之一。 背中遠文控裝置’係可透過一行動通信業者所架構之 ds =、、4 J控繼置進行該第—資料及該第二資料的傳遞。 、§然，其中該行動通信業者之通信網路内更可包含一防火 立一包含有一飛航資料之資料庫，透過該 Pf幻回之^離才與-外部網路進行㈣之傳遞，以避免外界之破 壞，如電腦駭客之惡意破壞，以提高安全性。 ，其中該行動通信#者，係可使用全球行動通訊系統 (GSM)模組。 §〃、：其中。亥行動通k業者，係可使用整合封包無線電 技術(GPRS)模組。 n 田然，其中该控制裝置與該受控裝置間的溝通，係可透過個 人手持電話系統(personal handyphone system，PHS)模組。 當然’其中該控制裝置可接收一全球定位系統(Gps)訊號。 當然，其中該受控裝置可接收一全球定位系統(GPS)訊號。 當然，其中該受控裝置更可包含一處理裝置，將該受控裝置 所接^到之該第二資料作一處理，並顯示在該受控裝置所包含之 一顯示器上。 當然，其中該處理裝置係可搭配地理資訊系統(GIS)作業。 1230909 然二其中該控制裝置更可包含一監控裝置，將該受控穿署 所傳回之该第—資料進行處理，並顯示在該監控裝置上。、 當然，其中該監控裝置係可搭配地理資訊系統(GIS)作業。 depen:二:】其:更可包還含一自動化相依監控廣播(automatic 透過該ADsriHoa^ ’娜规置，使得至少一飛機可 制裝置及該受控裝置職至少-麟本身德置f訊傳遞給雜 過一内^控裝置無控繼㈣的資遞，可透 過-ίί網受控裝置與該控制裝置之間的資料傳遞，可透 透過該防火鋼_關更包含—防火牆，並 防火牆之1¼離，進行資料之傳遞，以提高安全性。 移動：其發:=料控裝置所需 間“ί係ί:ί二裝;且該複數個受控裝置之 【實施方式】 -參數;以及-控制裝置枓9〇:J以提供該受控裝置之 示，其中該受控裝置係傳輸該第料·，用以提供一指 控制裝置1係傳輸該第二資料19〇二^亥控〒置1，而該 置1與該受控裝置2之間的資料僂挽裝置2，藉由該控制裝 掌崎控裝置2之該^ 11 1230909 以忒％控裝置2，g此能達成機場平面監控 — —資及第二資料㈣可透過—網路3進行傳口送® ”中弟 明參閱圖十-’本發明亦提供—種機場平面監^方法 崎伽謂受 r:?;移;r 消; 、，匕括％務人員、機務人員、搬運人員、工程人員及臨 3谓fi動係包括各式障礙物及警告標示，及其所代表之 &域’純工地區、隔離區、禁止地區及危險地區等。 雷達Γί^ί、ί = 透fr路3與受控裝置2、細·6袭置4與 5 目傳送上述之第一、第二資料；又飛機5、 藉何付自己的位置資料，再傳給ADS-Β裝置4作-邙，工作，，擴大並強化傳播範圍；而飛機5、5'間亦能直接交換 礼。:又’該控制裝置1通常為—飛航管制中心。 、 請參關二，本發明之受控裝置2細接收單元2卜處理 =2:通訊皁元23及顯示器24所構成。接收單元21係用以接收 統仰^’-如整Γ處單=是將位置資訊與地理資訊系 —細職 11 、☆請參照圖-、二及三所示，本發明主要包含控制裝置卜 =控制裝置1監^之受控裝置2，控概置i將資料透過網路3， 專送至資料伺服$ 11、再傳送難控裝置U ;而受控裝置2包含 12 1230909 单m、為具有GPS接收能力，通訊單元23、為具有 Qp^f^：S ^”動賴或硬縣置，缝單元21將所接收之 次π 理早凡22，此處理單元22將GPS資料配合地理 24 i £ 2 。早7G，將X控裝置2本身之位置資料傳送至控制裝置卜 至於飛機5之起降是以具細七功能之如沾裝置4，將 得之位置資料’以全綠㈣的透過機載導 ，糸讀向,，、、線傳輪網鏈，廣誠機5之位置。目時亦接收其他

if中心(圖中未揭示)之廣播，將該空域内所有飛行器 裝置2(人員、車輛及障礙物)之相關訊息，告 鳴巧.、上之駕駛並經網路3告知控制裝置丨(航管中心)之管 5、人? W而各讀裝置2亦透過網路3得知各飛行器(如飛機5、 5)之相關位置訊息，而制較為完善之機場平面監視效果。 又，為確巧疋位資訊之準確性，在機場内可增設GPS差分修 正台（圖中未揭示），建立即時修正GPS數據之能力。 / 飛機5之動態資訊，則是由其上之飛機引導及報告系統 (ACARS ^ aircraft communication addressing and reporting system) 來執行。 ^明參考圖四，為模擬機場之平面電子地圖，此即為地理資訊 糸統(GIS)之-種，其中顯示出該模擬機場之平面圖。故以電子地 圖搭配定位資訊，圖-巾之受控裝置2即可確知自己於機場之位 置，並得知其他的受控裝置2及飛機5之位置。 為確實達到本發明之警示效果，受控裝置2之顯示器24及監 控裝置12可局部放大顯示區域，以加強監視效能。 圖五至圖八，為本發明之警示系統實例圖，其各揭示了在馨 戒狀態時’受控裝置2之監視器24及控制裝置1之監控裝置& 所會，不的。若航空器有安裝可與本發明連線之裝置，則亦 會顯示相當之圖示。 清參考圖五，為本發明之警示系統實例圖，依據航太專業知 13 1230909 識及相關實務經驗，將機場平面上之飛機51，52、人員、車輛及 障礙_等(圖中均未揭示），按照其大小速度，設定一具有一定半徑 之f戒圈511 ’ 521，如此藉由控制裝置1之整合，即可將飛機、 人^、車輛及障礙物等隨時予以監視，並對危險狀態及身陷其中 的受控裝置(圖中未揭示)及賴51，52提出警告；如圖五中之即 將進入跑道8之飛機51，及仍位於跑道8上的飛機52，二者間有 相撞的可能，故在監控裝置12及受控裝置2之顯示器24上之盤 示即如圖五所示。 口 請參照圖六，一但飛機52離開跑道8，與飛機51相撞 率大為減少，警戒狀態即可解除。 請參照圖七，當有受控裝置2，如人員、車輛 53附近時，其中之警戒圈2〇1，531即會亮起。 ’出現於飛機 请參照圖八，若跑道8上有障礙物9(即本案所謂受控裝置之 一種）’而又有飛機54即將進入跑道§，則障礙物9之鑿戒 及飛機54之警戒圈541即會亮起。 。 請再參賴-，其中之網路3性質可為一網際網路她 、 内部網路(intranet)，乃至於是目前行動通信業者之通信網路。以 在的情形而言，為避免因重複投資而造成資源浪費，受控裝置2 與控^裝置1間的通信可透過現有的行動聰業者，以達到充分 利用資源而不浪費。而行動通信業者所使用之系統，可為選自全 球行動通訊系統(GSM)模組、整合封包無線電服務技術(GpRS)模 組及個人手持電話系統(personal handyph〇ne system，pHs)模組其 明參閱圖九，為本發明與既有之機場偵測系統之整人音 圖。其中習用空中資料鏈300包含一航空器301，透過VHg ^ 將其位置資訊傳送與地面上之ADS-B裝置302 ;而習用之地面t 料鏈400含-雷達401，將其所搜索到之資料傳送給機場平面^ 裝置(ASDE，airport surface detection eqUipment)4〇2，再顯示於一 顯示系統403上。本發明機場平面監控系統5〇〇之受押裝置^、 1230909 $^!^RS/PHS,網路及全球行動通細502，將内含之資1 偵職置搬。其巾受“置 如此即可將完各善式障礙物及不隨車人員’故 絲加ίί閱f十，為本發明所使用之高安全性GPRS行動通訊系 / ΐ通訊f者基地台網路_ 用之設計，然本^ 將3有氣航資料之資料庫700與防火牆8〇時設於行動通^ 者之通信網路内，才再與網路3連線，而f用的資料庫(圖中= 不)疋設置在防火牆800與網路3間，故安全性甚低。 愚

.綜合上述，簡言之，本發明係將在機場平面上各式車輛、人 2障?物上H訊息裝置，該裝置可與飛航管制中心互相 傳遞訊心，並確認各車輛、人員及障礙物之位置、速度，顯示於 控制裝置上’而控繼置亦將各種即時資訊傳送予受控裝置，使 之可以行應變措施，以達有效監控機場平面之目的。 本案遭熟悉本技術領域之人所任施匠思而為各式各樣之修 飾’皆不脫離本案申請專利範圍之保護。 【圖式簡單說明】 圖一，為本發明之實施例圖。

圖二’為本發明之受控裝置裝置示意圖。 圖三，為本發明之控制裝置裝置示意圖。 圖四，為模擬機場之平面電子地圖。 圖五，為本發明之警示系統實例圖。 圖六，為本發明之警示系統實例圖。 圖七，為本發明之警示系統實例圖。 圖八，為本發明之警示系統實例圖。 圖九’為本發明與既有之機場偵測系統之整合示意圖。 圖十’為本發明所使用之高安全性行動通信系統架構圖。 圖十一，為本發明之方法暨系統示意圖。 15

Claims (1)

1230909 拾、申請專利範圍： 1_ 一ί重機場平面監控系統，其包含有·· 置及mu f料包含該受控裝 二控制裝置，具有一第二資料，該第二資料 ί:ίϊ;裝置係傳輸該第-資料至該控制裝置，而該匕 第二ΐ料予該受控裝置，藉由該控制裝置與 i組、‘人么C通㈣者所選自全球行動通訊系:统(gsG ::σ、于L"、、線電服務技術(GPRS)模組、個人手持電話奉 A^ersonalhandyphonesystem，PHS)模組其中之一的描二: =資料^傳輪’使得_制裝置_實掌_受控裝置之兮 而Ϊ供該指示予該受控裝置，藉此能達成機場平面^押i ΐ交如通申範圍第1項所述之系統，其中該控制裝置為空 3. 如申請專利範圍帛1項所述之系、统，其中該受 機場平面上之固定物，而該固定物為選自障礙物、二^地^一 禁止地區、隔離區、危險區其中之一。 虹、 4. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該受控裝置— 機場平面上之移動物，而該移動物為選自飛機、人車 5.如申請專利範圍第丨項所述之系統，其中該行動通信 之通信網路内更包含一防火牆，並在該防火牆内建立一包^ 一飛航資料之資料庫，透過該防火踏而與一外部網路進行=^ 之傳遞。 Ά 6·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該控制裝置 受控裝置可接收一全球定位系統(GPS)訊號。 μ 7·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該受控裝置 含一處理裝置，將該受控裝置所接收到之該第二資料作一^ 理，並顯示在該受控裝置所包含之一顯示器上；而該控制裝置 16 1230909 更包含-監控裝置，將該受控裝 而該受控裝以= 置及㈣ 傳遞給該控制裝將置亥至〆-飛機本身之位置資訊

彳3帛1項舰m其巾财控裝置與該 資料傳遞’係選自透過-内部網路及-網際網 利範圍第9項所述之系統，其中該控制裝置内更 f勺人1灰航資料之資料庫’該資料庫與細際網路間 匕§ 一防火牆，並透過該防火牆，進行資料之傳遞。 纖圍第1柳m其巾該參數為選自該 本身之速率、運動方向、警戒圈範圍、位置、尺寸、 編就其中之一。 4

littt專纖圍第1項所述之系統，其中該第二資料為該 徑制衣置私示該受控裝置所需移動之方向，並包含其他 置所發送之該第一資料。 二A I3·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該受控裝置為複 數個，且該複數個受控裝置之間的溝通係直接進行而不透過 控制裝置。 " 14· 一種機場平面監控方法，包含下列步驟： ▲ 提供一内含第一資料之受控裝置，該第一資料更包含一 參數； 提供一個係由一行動通信業者所選自全球行動通訊系統 (GSM)模組、整合封包無線電服務技術(GPRS)模組、個人手持 電話系統(personaUiandyphone system，PHS)模組其中之一的模 17 1230909 組 透過該模組傳遞該第一資料給一控制 資料理料_資料而作成―第二資料，該第二 透過該模組傳送該第二資料給該受控妒置·以及 該受控裝置依據該第二資料作出回^:， 二中14項所述之方法'其中該控制裝置為 申=細第14摘叙枝，射财控裝置為 二機C之固定物，而該固定物為選自障礙物、施 £、禁止地區、隔離區、危險區其中之一。 m 概圍第14额叙村，财縣控裝置為 二機场千面上之移動物，而該移動物為選自人員及車輛其中= ^如專利細第14撕述之方法，其中該行動通信業 ^之通彳a、鹏内更包含-社牆，並在雜火牆喊立一包含 有-飛航倾之龍庫，透職防火_與—外部網路進行 料之傳遞。 只 Htt請專利範圍帛14項所述之方法，其中該控制裝置及 该文控裝置可接收一全球定位系統(GPS)訊號。 ?.人如t請專纖圍第14項所述之方法，ΐ中該受控裝置更 包含-_裝置，將該受控裝置所接㈣之該第4料作 理，並顯示在該受控裝置所包含之一顯示器上；而該控制裝置 更包含-f控裝置’將該受控裝置所傳回之該第—資料進行處 理’並顯不在該監控裝置上；而該受控|置及該㈣裝置係搭 配地理資訊系統(GIS)作業。 ° 21·如申請專利範圍第μ項所述之方法，其中更包含提供一 自動化相依監控廣播（aUt〇matic dependent surveiUance broadcast，ADS-B)裝置，使得至少一飛機可透過該裝 18 1230909 置*將名至：>、九機本身之位置資訊傳遞給該控制裝置及該受 控裝置。 22_如申請專利範圍第14項所述之方法，其中該受控裝置與 置之間的資料傳遞’係選自透過一内部網路及-網際 網路其中之一進行。 補第22項麟之方法，其巾該控制裝置内 作葷去铜=有r飛航資料之f料庫，該資料庫係架設於一通 t t際網路間更包含—防火牆，並透過該防火 24 Γ申傳遞，以防資料庫内之資料遭惡意破壞。 該受和14柄叙綠，射該參數為選自 編號身率、運射向、f戒圈範圍、位置、尺寸、 裝置移動之方向，並包含其他受控 2—62申請專利範圍第'14項所述之方法，1中兮典料署兔 複數個，且該複數個受押置之心：Ϊ中5玄文控裝置為 該控制裝置。 卩職之間㈣搞直接進行而不透過

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