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基于 ADS-B IN 技术的广西山区低空目视航路安全间隔研究

郑聪
  
百家媒体号
2025年24期
民航广西空管分局 530227

摘要:近年来,广西地势崎岖的山地与多变的气象特征吸引了大量通用航空活动,低空目视航路的安全保障尤为关键。多家研究机构与运营单位在探索自动相关监视广播(ADS-B)技术时,逐步发现其 IN 侧功能可显著提高飞行器在狭窄空域内的相对态势感知,进而改善低空飞行安全间隔管理。本文综合各大网络平台搜集到的真实案例与实地调研数据,重点讨论 ADS-B IN 在地形复杂区域的部署策略及运行成果,阐述如何通过地空协同与数据可视化实现更高效的冲突预警和航路设计。研究结果显示,ADS-B IN 与地面站点合理融合,能够为山区低空飞行建立更完善的监视网络,实现早期告警与动态间隔调控。

关键词:ADS-B IN; 广西山区; 低空飞行; 目视航路; 安全间隔

0 引言

随着我国在低空空域管理与通用航空产业政策方面不断推出改革措施,西南地区内的通航业务量迅速增加。广西地处山地丘陵交汇带,航线中常见复杂地形与局地风切变,机载人员对相邻飞行器方位的可见度与监视精度时有不足。根据民航局近三年统计信息,广西多条通航线路出现密集飞行状态,安全隐患呈现增量趋势。

多支通用航空队伍在网站公开资料中反映,传统地面雷达覆盖于山区易产生盲区,而单纯依赖目视观察又难以在雾霾、山谷阴影等环境中做出迅速应对。针对该类问题,ADS-B IN 模块的广泛应用为山区低空飞行的风险管控提供了更为直接的技术方案。通过获取临近机群的位置信息与运动轨迹,飞行员能够更早地规划航向,进而预防潜在碰撞。为了总结该技术在广西地区的实际成效以及可能面临的挑战,本研究将对低空目视航路的安全间隔构成要素进行分析,并在关键章节详尽阐述ADS-B IN 在多层次应用上的优势与实践意义。

1 山区低空航路安全现状与挑战

广西境内山峦起伏,大量丘陵地带呈东南—西北走向。该区域不仅夏季雷暴频繁,而且秋冬雾霾与低云多发,能见度常处于波动之中。通航飞行器为保证对地形与突发气象的探测,通常选择紧贴山体或河谷路线飞行。一旦航路拥挤,机际安全间隔过近,轻微机动即可引发危险态势。

多个通用机场的调度报告显示,有些飞行运行节点存在短时高峰,机组之间缺乏系统化的地空数据同步,一旦某架飞行器遭遇突发侧风或发动机性能衰减,在超低空急转或高度修正时,就会给邻机造成不确定冲击。因而,先进的监视与告警手段对于减小广西山区低空飞行的潜在风险尤为必要。

2 ADS-B IN 技术概述与优势

ADS-B 技术通过对飞机位置、速度和航向等信息进行自动广播,为管制和其他飞机提供更准确的情报。IN 端则侧重于在机上安装接收与显示设备,从而让飞行员能够及时获知周边飞行器的运动状态。与传统应答机相比,ADS-B IN在低空飞行中的突出优势在于:

1) 依托广播模式:直接在航空器之间进行信号传输,对高山或丘陵环境下的地面站覆盖不足具有一定弥补作用。2) 实时态势可视化:飞行员可在驾驶舱的显示屏上同步查看周围机群和地面站信息,更便于预判潜在冲突。3) 环节简化:相对传统二次雷达检测或语音呼叫,ADS-B 系统的信息获取方式更加直接,并可减少无线电繁忙度。

根据国际民航组织(ICAO)数据库检索结果,通用航空机队对 ADS-B 功能的配置意愿不断提高。业内专家普遍认为,这种技术在地势复杂的低空环境中能够起到立竿见影的安全增益。

3 基于 ADS-B IN 的安全间隔优化策略

如何运用 ADS-B IN 技术在山区低空航路中建立更有效的安全间隔管控模式,需要从地面基站分布、机载可视化、告警门限设置等多层次进行精细化设计。下文将依次探究各环节的具体改进方法和应用价值。

3.1 航路设计与多维数据融合

3.1.1 盲区评估与小型站点布局

山区环境中往往存在通信及监视死角,常规雷达信号在山谷处衰减明显。为此,必要时可在相对开阔的高点增设低成本 ADS-B 接收装置,利用微波或有线方式将数据回传至地面调度中心。某些通用航空平台还尝试把基站与林场瞭望塔或电信基站结合,有助于弥补传统监视难以触及的深谷与隐蔽区域。这样一来,ADS-B IN 机载端便能获得更持续、更全面的信号,保证飞行员对邻近航迹的掌握。

3.1.2 航向规划与地形匹配

广西多个山脉走向与河道呈交错形态,飞行器需在错综地带频繁转弯绕行。若在航路设计时提前预留足够的转弯半径,并结合ADS-B IN 接收信息,机组能在拐点处通过显示屏确认前方是否有其他飞行器穿越,从而减小两机位置重叠的可能。此类基于地理数据与广播信息的综合规划,能够让狭窄山谷段的安全间隔更具弹性。

3.2 机载显示与告警阈值

3.2.1 三维态势呈现

部分机载系统只提供二维平面雷达模式,在复杂山地中难以体现垂直高度差异。若将ADS-B IN 输出的目标位置与地形高程结合成三维图层,飞行员可更直观地识别附近机群的海拔高度与水平距离,从而大幅度降低误判概率。在一些低能见度任务里,三维态势亦能弥补目视局限,给机长预留更多机动时间。

3.2.2 动态告警调度

山谷间飞行时,两架机相对速度变化往往高于平原地区,安全间隔需要根据实时气象和机动方式进行动态调整。机载ADS-B IN 系统通过计算机算法来判定是否触发告警。例如,预估在短时间内机际距离将低于某一阈值时,告警系统会在驾驶舱内发出语音或图像提示,引导飞行员做出回避动作。合理设定告警门限,可避免重复警示或延迟警示的问题。

3.3 地空互联与流量管理

广西多家通用机场或直升机临时起降点尚未配备全套指挥系统,一部分运营单位通过在地面中心安装 ADS-B 服务模块,实时接收各架飞行器的状况,并与航行服务站交换信息。若发现某段低空航路内流量接近饱和,调度人员可及时调整出发或着陆时间节点,缩减在空同时段内的飞行器数量。这样能让空间间隔更加宽裕,也降低了狭窄空域内的碰撞风险。

4 实地验证与典型成果

桂北某通航单位在山区执行观光飞行与应急救援任务时,曾利用 ADS-B IN技术进行了大约两个月的持续测试。飞行时段包含高温雨季与多雾时节,机载终端将实时位置回传到地面站。调度员观察后发现,较之未安装该技术时,大范围航段的近距离飞行告警次数减少了近三成。飞行员在访谈中表示,ADS-BIN 为他们提供了更明确的周边机动参考,经常能及早规避与其他直升机或固定翼飞机的潜在交汇风险。

虽然部分偏远地段依旧出现短暂信号中断,但只要飞出盲区,机载系统就能迅速恢复邻机监视。基于这些结果,运营者后续决定继续扩张基站覆盖面,并计划推广ADS-B IN 到更多本地通航机型上,为日益繁忙的低空飞行提供稳定保护。

5 结束语

广西山脉与丘陵区域在通用航空领域的开发前景相当可观,同时面临的安全隐忧也不容忽视。ADS-B IN 所提供的实时位置广播与周边情报共享,为低空目视航路的安全间隔管理带来了革命性转变。通过合理布局地面接收设施、部署多维可视化与动态告警机制,以及加强地空协同与流量管制,飞行风险得以大幅降低。未来,若能在更多机型中普及该技术,并与高精度地理信息和气象预报数据联动,广西山区的低空飞行或将迈向更安全与更高效的新时代。

参考文献:

[1] 王 莉 莉 , 闵 幸 兴 . 融 合 空 域 下 基 于 ADS-B IN 的 无 人 机 防 撞研 究 [J]. 安 全 与 环 境 学 报 ,2024,24(07):2508-2516.DOI:10.13637/j.issn.1009-6094.2023.1421.

[2] 张保存 . 基于 ADS-B IN 的飞行间隔管理(FIM)的研究与实现 [D]. 电子科技大学 ,2022.DOI:10.27005/d.cnki.gdzku.2022.001259.

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