空中交通管理报告_美国NextGen_王冬冬

美国Nextgen空管系统技术介绍姓名：王冬冬单位名称：电子信息工程学院专业名称：交通信息工程及控制学号：SY1102118北京航空航天大学2011年12月目录美国Nextgen空管系统技术介绍..........................................................10绪论.....................................................................................................31Nextgen介绍........................................................................................41.1什么是Nextgen?.......................................................................41.2为什么说NextGen很重要？....................................................42Nextgen计划详解................................................................................52.1长期战略计划.............................................................................53NextGen——美国新一代航空运输系统结构.....................................74.NextGen的核心技术-变革和配套方案..............................................94.1ADS–B方案...........................................................................104.2NextGen的网络气象服务（NNEW）....................................134.3系统级信息管理技术(SWIM).................................................154.4NAS的语音系统（NVS）......................................................184.5数据通信(DataComm)............................................................224.6协同空中交通管理技术(CATMT)...........................................235.美国NextGen的未来展望..............................................................256NextGen总结以及对中国发展下一代空管系统的启示...................29参考文献...............................................................................................310绪论航空运输业是全球经济增长的主要贡献者之一,是国家发展的重要领域和资源。美国不仅具有世界领先的飞机制造产业和技术,而且拥有堪称完善的和先进的航空运输系统。美国航空运输业之所以能够一直保持全球领先地位,与其基于国家层面的完整的航空业科技创新体系密不可分。美国航空业科技创新体系通过联邦机构、州和地方政府、学术界、工业界和其他非盈利组织的共同努力,以“NextGen航空运输系统”(NextGen)为变革目标,以长期战略计划为统领,年度计划为指导,绩效评估计划为保障,依靠充足的人才保障、广泛的资金来源和政策指导,引导、协调并支持国内和国际航空相关产品和服务的研究和发展,促进美国航空科技创新和技术推广,从而确保一个安全、有效、环境友好的航空运输系统,维持其在全球航空运输业的科技领先地位。了解美国航空业科技创新体系的构成,对于推动中国民航的科技发展,推进中国民航强国建设目标有着极其重要的现实意义。新一代航空运输系统不是一个全新的自力系统，而是在现有基本上采用新尺度、新手艺、新装备和新轨范集成相关航空营业子系统，采用新的运行体例、营业体例和打点模式过渡成长成为NextGen航空运输系统。方针在于改良航空运行的平安、容量、效率，可展望性，降低成本，加倍环保等。中国平易近用航空局按照美国新一代航空运输系统的成长情形，联系中国平易近航成长趋向，提出培植我国新一代航空运输系统的构想。新一代航空运输系统与之前的新航行系统最年夜的区别在于，不仅仅是从空管、通信、看管、导航等方面做出改良，更主要的是整合了空中交通打点、机场运行、平安打点、气象形象预告、安保系统、收集信息处事、情形呵护、宏大美观政策尺度等共计八个相关方面的运行能力，使之整合成一个完美的系统，协同运作能够极年夜的提高航空运输效率。1Nextgen介绍1.1什么是Nextgen?NextGen的是一个不断转化为国家空域系统（NAS）的总称。在最基本的层面，NextGen的代表从地面系统的空中交通管制，以卫星为基础的空中交通管理系统的演变。这种演变是至关重要的，以满足未来的需求，并避免在天空中，在我们国家的机场瘫痪。NextGen的将打开美国的天空持续增长和提高安全性，同时减少航空对环境的影响。通过现有的，广泛使用的技术，如全球定位系统（GPS），如天气预报，数据网络和数字通信领域的技术创新，发展航空的具体应用，我们将实现这些目标。手牵手与国家的最先进的技术，将新机场的基础设施和新的程序，包括某些决策责任的转变，从地面到驾驶舱。NextGen的将允许更多的飞机安全地飞更紧密更直接的路线，减少延误，并通过减少碳排放，油耗和噪音对环境和经济提供了前所未有的好处。1.2为什么说NextGen很重要？NextGen的是我们的国家空域系统，使空中旅行更方便，更可靠的全面检修，同时确保您的航班被作为安全，可靠和尽可能无忧。在连续推出了改进和升级，美国联邦航空局正在建设的指导和跟踪空中交通更准确，更有效地节省燃油，减少噪音和污染的能力。NextGen的是更好地为美国的环境和经济服务。具体包括以下几点：◆NextGen的将是一个更好的方式开展业务的。旅游将更具可预测性，因为将会有更少的延迟，更短的时间内，坐在地上，并在空中，与更多的灵活性，以解决天气问题。◆NextGen的将减少航空对环境的影响。飞行将是更安静，更清洁，更省油。我们将使用替代燃料，新设备和操作程序，减少对气候的影响。更精确的飞行路径，帮助我们限制噪音，社区的经验量。◆NextGen将有助于美国更加积极主动地防止意外，先进的安全管理，与其他政府机构和航空合作伙伴，使我们能够更好地预测风险，然后确定和解决危害。◆NextGen的归结为获得正确的信息在合适的时间合适的人。这将有助于控制器和经营者做出更好的决策。这些数据将帮助运营商更好地了解员工和乘客。◆美国的经济依赖于航空。NextGen奠定了基础，将不断改进和适应航空旅行的未来需求，同时加强与一个全球无缝的天空经济。◆NextGen将帮助社区更好地利用其机场。更强大的机场，可以帮助社区吸引新的就业机会，帮助目前的雇主扩大他们的业务。通过这样做，美国将加强其经济和帮助社区实现航空能带来的所有好处。总之，NextGen将使美国能够应付日益增加的国家安全的需要，从最高的安全水平，确保旅客受益。2Nextgen计划详解随着航空运输需求的不断增长以及经济环境的发展变化,美国现有的航空运输系统已不能满足要求,因此,对现有系统进行变革是确保在2025年有一个安全的、与环境兼容的、全球共用的航空运输系统所必需的。“NextGen航空运输系统”(NextGen)就是美国对现有系统进行变革的重要举措。NextGen是一项巨大的系统工程,能通过实时信息共享的网络技术进行自我更新和自我调整,构建一个可升级的灵活的航空运输系统,以满足市场需求并为未来的变革提供路径。可以说,当前FAA所有的新技术研究、新工程项目的建设和发展都围绕着NextGen的框架进行,为实现NextGen的总体目标奠定基础。NextGen不仅是美国航空运输业的重大科技发展项目,而且将对世界航空运输业产生重大影响。以NextGen为核心的美国航空业科技创新的计划体系主要由三部分组成:长期战略计划、年度计划和绩效评估计划。2.1长期战略计划《美国2025年航空运输远景》是NextGen的长期战略计划,提出了8个能体现NextGen主要特征的关键性能,而这些特征是现有航空运输系统所没有的。这些关键NextGen性能包括:网络化信息获取,基于性能和运行的服务,结合气象进行决策,具有应变能力的分层级保安体系,定位、导航和定时服务,基于轨迹的运行,等同目视运行,超高密度着陆/起飞运行。作为一个“整体系统”概念,这些性能之间有多重依赖关系。此外,JPDO通过几个重要文件对NextGen具体化(图1),用于NextGen的执行管理。(1)NextGen运行概念(theNextGenConceptofOpera2tion-s,ConOps))。描述了NextGen在2025年将如何运作以及从不同利益相关者的角度所看到的NextGen总体设计方案。详细说明了2025年NextGen应具备的8项关键性能,还论证了8大概念:空中交通管理运作,机场运营和基础设施服务,网络中心基础设施服务,共享情景认知服务,分层图1JPDO综合计划文件的适应性保安服务,环境管理框架,安全管理服务,性能管理服务。特别地,还给出了NextGen的6大发展目标和19项任务,如表1所示。(2)NextGen计划体系(theNextGenEnterpriseArchitecture)。从技术层面具体描述了NextGen的各项能力,以及子系统间的相互作用,是NextGen的实施蓝图。它给出了NextGen的综合定义和实施进度,解释了NextGen对航空业界的影响。(3)NextGen综合工作计划(theNextGenIntegratedWorkPlan(IWP))。是对ConOps和EnterpriseArchitecture的补充,为系统需求发展、管理和执行提供更为详细的框架,是完成NextGen的具体计划。它描述了NextGen通过每阶段实施的目标,以逐步达到国家对航空运输安全、保安、机动性、效率和能力的要求,提供了实现NextGen愿景的整体框架。(4)NextGen商业方案(theNextGenBusinessCase)，描述NextGen经营战略和投资计划编制,为NextGen提供对航空环境和变革动机的定性分析,并对成功实施NextGen运行概念可能产生的收益进行阐述。3NextGen——美国新一代航空运输系统结构美国新一代航空运输系统打算（NextGen）提出的布景是，跟着美国航空运输需求的不竭增添，今朝的航空运输系统将很难知足未来的航空运输需求。是以，FAA推出了一个航空运输系统进级打算——新一代航空运输系统，美国政府估量将航空业占GDP的比重由6％晋升到9％以上，供给1100万个就业岗位，2025年空中交通流量将是今朝的2-3倍，而且9.11对美国航空业平安造成了巨年夜威胁，美国每年要投入40亿美元和年夜量的人力资本用于安保。繁琐的安检轨范造成了航班耽延，牺牲了搭客珍贵的时刻；可是美国现有基本行动措施存在很年夜的局限和不足，20世纪50年月起头形成的空管行动措施结构投资巨年夜，机能不足，运行维护成本高，以地面为中心的系统，自动化水平低，依靠话音通信、