基于4G工業(yè)路由器智慧機場解決方案

一、方案背景

隨著機場客流量和保障車輛的逐年增多，目前的安全管控與調(diào)度方式已經(jīng)很難滿足實際需求，存在重大的安全隱患，運營效率和服務(wù)質(zhì)量不高，很難達到支撐千萬級機場的保障需求。為構(gòu)建機場預(yù)防性安全安保系統(tǒng)，提高本機場的安全風(fēng)險防范能力，確保安全大局穩(wěn)定，同時提升機場保障效率和運營效率，降低成本，提高效益，以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的智慧機場應(yīng)運而生。

才茂作為國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)安全研究方向的領(lǐng)軍團隊，將航空安保管理體系先進的管理理念轉(zhuǎn)化為具體的、可操作的業(yè)務(wù)流程和可執(zhí)行的動作，應(yīng)用于實際的外場指揮保障工作，以地面保障為突破口，通過對于威脅評估、威脅識別與預(yù)警、風(fēng)險的評價、風(fēng)險的緩解，實現(xiàn)從“事后管理”到“事前防范”的轉(zhuǎn)換，由“開放管理”到“閉環(huán)管理”的轉(zhuǎn)變。在很大程度上對于目前眾多地面保障車輛的存在的重大安全隱患進行提前預(yù)警，提升機場的安全防范能力，而且可以提升機場保障的運行效率和管理水平，降低成本，開創(chuàng)“以科技保安全，以科技提效率”的機場管理運行的新模式。

方案介紹

1.項目概況

“智慧機場”是依據(jù)航空安保管理體系（SeMS）的原則和方法，以地面指揮保障為突破口，進行威脅評估、危險識別、風(fēng)險評估，最后進行風(fēng)險緩解相關(guān)措施，最終使風(fēng)險水平降低到可接受水平?？梢越鉀Q隨著地面保障車輛不斷增多而存在容易發(fā)生剮蹭飛機、沖撞行人、跑道入侵等安全威脅、管控人員無法知道車輛位置和保障進程等無法及時識別風(fēng)險進行預(yù)警、有些車輛很難通過對講進行調(diào)度等運營效率不高的問題，具體包括：

（1）對于車輛駛?cè)虢倕^(qū)等違章及時提醒，以避免入侵跑道等安全事故；

（2）對于車輛的位置與保障情況的全面實時管控，以便及時掌握整個機場的保障情況，安全威脅提前預(yù)警并及時采取風(fēng)險緩解措施；

（3）對于地面保障出現(xiàn)的安全威脅及時識別，提前預(yù)警，盡快采取相應(yīng)措施。

（4）對于車輛調(diào)度，提高保障效率，減少航班延誤，保障機場安全生產(chǎn)

（5）車輛軌跡回放提供安全事故，安全事故預(yù)演

（6）對于司機違章處罰等違章管理，加強對于司機安全駕駛的規(guī)范化管理。

（7）建立應(yīng)急預(yù)案，為發(fā)生緊急迫降、空難情況下盡快通知車輛進行救援，并可以進行日常的應(yīng)急演練。

本項目是依據(jù)SeMS的管理理念來構(gòu)建一套有關(guān)地面保障的風(fēng)險識別、危險預(yù)警、違章管理和風(fēng)險緩解的具體措施，對于保障車輛、保障進程、駕駛員等“人、車、物、事件”等要素的安全管控，提供安全風(fēng)險識別與風(fēng)險緩解能力，同時兼顧安全保障流程的優(yōu)化與運營效率的提升。

2．威脅評估和風(fēng)險管理    

進行威脅評估和風(fēng)險管理的重要一環(huán)就是識別相關(guān)的安全威脅。

在組織、工作環(huán)境與人員這3種因素中，一般是人員的錯誤與違章造成事故的發(fā)生。所以需要建設(shè)一定的防護措施，而防護措施的強弱與是否有效是由組織決策與組織流程來影響的。

對于本機場地面保障安全事故問題進行分析和識別，使用魚刺圖整理出如下：

根據(jù)上述威脅評估和風(fēng)險管理，本系統(tǒng)主要解決在機場地面保障工作中的如下問題：

（1）對于眾多機坪作業(yè)車輛缺乏有效的監(jiān)管而容易引發(fā)航空地面事故

（2）對于眾多機坪作業(yè)車輛辦法及時了解到位置和保障進程而容易引發(fā)安全事故

（3）缺乏對于司機安全與違章記錄沒有有效記錄

（4）系統(tǒng)自動識別安全威脅，并自動提醒司機和保障人員

（5）航空應(yīng)急事件發(fā)生時無法有效盡快調(diào)度車輛進行應(yīng)急救援

3.總體建設(shè)方案

根據(jù)滿足實際地面保障車輛安全管控所急需進行建設(shè)、穩(wěn)步推進的策略來進行本項目的建設(shè)，按照如下建設(shè)原則來進行：高效性、開放性、安全性、經(jīng)濟性、穩(wěn)定性。

本車輛安全管控與調(diào)度系統(tǒng)，通過GPS+GPRS+GIS+Internet和數(shù)據(jù)建模與分析、數(shù)據(jù)過濾等多種技術(shù)的創(chuàng)新與融合，來實現(xiàn)對于車輛和航班保障的精準管控、違規(guī)報警提醒、軌跡回放、司機違章管理與維護、車輛調(diào)度、統(tǒng)計分析、配置管理和管理決策等方面對于地面車輛和地面保障的全維度、全方面管控，達到如下目的：

應(yīng)用上述技術(shù)，機場車輛安全管控與調(diào)度系統(tǒng)主要包括智能監(jiān)控、智能調(diào)度、違章管理、信息查詢、系統(tǒng)管理和系統(tǒng)設(shè)定子模塊構(gòu)成。

系統(tǒng)功能圖解

   4.方案整體

（1）系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖如下圖所示：

數(shù)據(jù)流圖

機場保障車輛（擺渡車，牽引車等）上加裝車載臺系統(tǒng)，車載臺上有GPS模塊，把車輛的信息3秒鐘通過GPRS通過運營商網(wǎng)絡(luò)通過運營商的無線網(wǎng)到核心網(wǎng)，在傳輸?shù)綑C場信息中心機房的通信服務(wù)器，并存入所研發(fā)的專用數(shù)據(jù)庫中。管理調(diào)度平臺有所開發(fā)的客戶端，可以訪問數(shù)據(jù)庫并呈現(xiàn)各種信息。

調(diào)度信息以同樣的數(shù)據(jù)流下發(fā)給機場保障車輛（擺渡車，牽引車等）上加裝車載臺。

（2）系統(tǒng)功能架構(gòu)

本系統(tǒng)整體構(gòu)架由三大部分組成：管理調(diào)度平臺客戶端（Clinet）、服務(wù)器（Server）、車載終端設(shè)備。項目的建設(shè)思路是采用GPS/GPRS/數(shù)據(jù)分析與處理/實時通信等技術(shù)，依托于車載終端硬件設(shè)施，通過設(shè)計基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的管理調(diào)度平臺，構(gòu)建出一個專門針對機場特種車輛的的綜合性信息平臺。

管理調(diào)度系統(tǒng)的總體層次邏輯架構(gòu)如下圖所示：

機場智能車輛安全管控與調(diào)度平臺整體架構(gòu)圖

管理調(diào)度平臺客戶端（Client）與服務(wù)器（Server）通過互聯(lián)網(wǎng)通信，客戶端從服務(wù)器獲取數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進行處理后通過互聯(lián)網(wǎng)再傳遞到服務(wù)器。服務(wù)器與車載終端通過GPRS通信，車載GPS定位模塊將車輛的位置信息，通過GPRS發(fā)送至服務(wù)器存儲，客戶端對數(shù)據(jù)處理后傳遞到服務(wù)器，服務(wù)器再通過GPRS發(fā)送至車載終端。

車載終端（工業(yè)級路由器）設(shè)備是該系統(tǒng)的核心部件之一，車輛信息的獲取與傳遞都由車載終端實現(xiàn)，車載終端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊、LCD觸摸屏、語音芯片、按鍵、指示燈、蜂鳴器等。管理調(diào)度平臺實現(xiàn)六大功能，詳細描述見第五章。

服務(wù)器指一個管理資源并為用戶提供服務(wù)的計算機軟件，本系統(tǒng)服務(wù)器分為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、通信程序服務(wù)器兩大主要部分組成。

（3）網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如下所示：

網(wǎng)絡(luò)拓撲圖

由通信服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器組成服務(wù)器群，磁盤陣列主要負責(zé)數(shù)據(jù)存儲和熱備份，部署在信息中心。通過網(wǎng)絡(luò)交換接、路由器接入公司內(nèi)網(wǎng)，通過防火墻訪問生產(chǎn)系統(tǒng)，生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)僅做鏡像，不會對生產(chǎn)系統(tǒng)造成任何影響。

客戶端程序部署在客戶端，通過公司內(nèi)部網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)庫，本系統(tǒng)僅運行在機場內(nèi)部運行，外部無法訪問，避免來自外部的攻擊和破壞。

機場地面安全管控與調(diào)度系統(tǒng)建成效果圖

5.實現(xiàn)功能

1.實時監(jiān)控功能：整體監(jiān)控、實時告警、軌跡回放

2.違章管理功能：違章管理、打印違章通知單、違章查詢

3.信息查詢功能：航班查詢、里程查詢、告警查詢

4.配置管理功能：車輛配置、車輛類型配置、駕駛員配置、電子圍欄繪制、告警配置、設(shè)備配置、禁行區(qū)配置、權(quán)限配置、用戶配置、系統(tǒng)配置

5.生產(chǎn)信息發(fā)布功能：航班信息發(fā)布、到港信息發(fā)布、離港信息發(fā)布、航班保障發(fā)布、調(diào)度信息發(fā)布

6.地面保障車輛功能：航班保障信息、到港保障信息、離崗保障信息、航班保障確認、調(diào)度信息發(fā)布、切換用戶、系統(tǒng)配置

通過使用新技術(shù)來改進機場地面服務(wù)保障，實現(xiàn)機場車輛運行的智能化管理，強化機場車輛的安全監(jiān)管，提高機場車輛的保障效率，對于提高機場整體的運行管理水平，提高航班的服務(wù)保障質(zhì)量，有重大的實際意義。