“指令預警!指令預警!”寬敞明亮的廣州區(qū)域管制大廳傳來了清脆的告警聲!

這是中南空管局技術保障中心自主研發(fā)的S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)發(fā)出的，預警兩個航班在未來203秒有潛在沖突。“航向轉向120!”“下6600保持!”管制員迅速做出反應，兩個航班的潛在沖突解脫。

“S模式預警系統(tǒng)使用起來非常方便，平時它靜默運行、實時監(jiān)測，能較以往短期告警系統(tǒng)更早發(fā)出預警，大大降低了小于飛行間隔的沖突風險，管制員保障壓力也小多了。”廣州區(qū)域管制中心管制員胡宏煒說。

這款平時運行“低調”的預警系統(tǒng)，成就卻并不“低調”。S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)自2019年1月底正式在廣州區(qū)域管制中心全席位部署應用。據(jù)統(tǒng)計，部署應用后的七個月時間內，偏離指令高度事件發(fā)生次數(shù)較去年同期下降73%，從月均2.14次下降至0.57次，對空管運行安全的優(yōu)化立竿見影。

2019年，中南空管局自主研發(fā)的S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)通過航協(xié)科技成果鑒定，被評為中國航空運輸協(xié)會民航科學技術獎二等獎。2020年7月，該系統(tǒng)已在中南空管轄區(qū)全面推廣應用，在廣州、海南、湖北、湖南、湛江等9個管制現(xiàn)場完成部署。系統(tǒng)上線試運行標志著中南空管局率先完成了從人工“預防”到科學“預測”的轉變，邁進智能新時代。

為管制員“私人訂制”的安全工具

對于無法完全“剎停”的民航航班來說，保持安全間隔是重中之重。以往單靠管制員的經(jīng)驗判斷需要花費精力，能夠為管制員自動、高效、較準確預測航班沖突告警的輔助工具顯得尤為重要。

S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)正是為此而生。S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)是中南空管局為提高管制工作安全運行效率而自主研發(fā)的安全輔助工具。預警系統(tǒng)根據(jù)S模式雷達獲取到機載下傳數(shù)據(jù)，和管制員指揮使用的自動化系統(tǒng)記錄的上述數(shù)據(jù)進行實時對比，把航空器的S模式雷達要素(包括位置、高度、速度、航向等)與航班計劃要素結合起來考慮，同時設立多重模型和解決算法來提高預測準確性，從而幫助管制員提前4至8分鐘發(fā)現(xiàn)潛在的飛行沖突，進而增強管制員的空地情景意識，減輕管制員的監(jiān)控負荷，降低由于小于安全間隔產(chǎn)生不安全事件的概率，大幅提高空中交通的安全性。

該系統(tǒng)不僅是技術工具的升級，更是空管安全管理質量的提升，填補當前中南空管自動化系統(tǒng)無中期沖突告警功能的空白。原有的短期沖突告警(STCA，Short Term Conflict Alert)功能，留給管制員用作沖突解脫時間非常有限，對管制員造成巨大的心理壓力，同時有可能觸發(fā)航空器的空中防撞系統(tǒng)TCAS(Traffic Collision Avoidance System)，給飛行帶來更多不確定因素，短期沖突告警已逐漸無法滿足當前大流量高負荷的空中交通管制工作。而以S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)為代表的中期沖突告警功能(MTCD，Medium-Term Conflict Detection)能探測更長時間內兩航班是否沖突，正順應潮流登上空中交通自動化舞臺。

值得一提的是，系統(tǒng)運行過程中的各種告警提示、目標態(tài)勢、S模式下行信息以及席位操作等數(shù)據(jù)具有寶貴的應用價值，可用于改善管制工作習慣、揭示空域結構短板、發(fā)現(xiàn)管制運行風險等領域，為相關部門提供有用的業(yè)務參考。利用局大數(shù)據(jù)平臺的優(yōu)勢，開展運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析和數(shù)據(jù)挖掘工作，進而取得較好的安全效益和社會效益。

通過前期的分析評估，中南空管局黨委高度重視，認為S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)具有較高的推廣價值和應用前景，成立了專題研究領導小組，指導戰(zhàn)略發(fā)展部、通信導航監(jiān)視部、安全管理部、空中交通管制部及管制中心協(xié)助技術保障中心推進該系統(tǒng)的研發(fā)及應用。經(jīng)過一系列的穩(wěn)定性測試、技術評估和安全評估，鑒于該系統(tǒng)在管制工作中已發(fā)揮的切實作用和未來的應用前景，局黨委決定在中南地區(qū)范圍內推廣應用，為管制現(xiàn)場工作優(yōu)化設備資源，滿足管制運行中的實際業(yè)務需求。

瞄準世界科技前沿下好的“先手棋”

中期沖突預警是空管安全預警技術領域公認的難題。經(jīng)過20多年的研究，該課題仍是世界各國空管專家研究的熱點。根據(jù)飛機航行的特點，預測時間越長，可變因素越多，中期預測比短期預測難;飛行高度越低，飛機的速度、航向變化越頻繁，中低空軌跡預測比高空難。“至今為止，只有極少數(shù)型號的空管自動化系統(tǒng)中具備中期沖突預警功能，并且適用空域僅限于高空空域，未能覆蓋終端區(qū)等飛行態(tài)勢更復雜的空域。”項目研發(fā)人員唐偉盛這樣分析著。隨著航班量的持續(xù)增長，安全壓力增大，中期沖突預警功能的必要性日益增加。

中南空管局瞄準世界科技前沿，敢為人先，早在2013年就布局S模式新技術和基于航跡運行的研究應用，作出戰(zhàn)略性安排，集合精銳力量成立項目組,在關鍵點、卡脖子的地方下大功夫，力求盡早突破。2016年，中南空管局承擔的“中國民航S模式應用與實施規(guī)劃”項目通過驗收，在為中國民航規(guī)劃做出貢獻的同時也培養(yǎng)了技術力量，打下了堅實的理論和技術基礎。隨后，項目組在三年時間內相繼攻克了S模式全鏈條能力測試、四維航跡預測、沖突預警模型、中低空機動飛行動力學模型及實時意圖識別等技術難題，并且在半年時間內，利用中南空域近百萬個航班數(shù)據(jù)，進行了十幾輪的測試、驗證和優(yōu)化工作，最終成功研制了適用于全空域的中期沖突預警功能。該功能目前集成于S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)中，擁有完全的自主知識產(chǎn)權，這意味著中南空管局在空管安全預警技術領域成為了領跑者，在民航科技創(chuàng)新領域成為了開拓者，在國際民航業(yè)為中國創(chuàng)造了更多的競爭優(yōu)勢。

2019年12月，中期沖突預警功能模塊在中南空管局管制中心上線試運行，至2020年7月，完成了中南地區(qū)主要管制現(xiàn)場的推廣應用，根據(jù)管制用戶的反饋，系統(tǒng)運行穩(wěn)定、參數(shù)適應性強、告警實時有效、能較好地提升管制現(xiàn)場運行安全水平。中南空管局抓住空管行業(yè)大趨勢，下好“先手棋”，打好基礎、儲備長遠，勇于做栽樹人、挖井人，實現(xiàn)了前瞻性基礎研究、引領性原創(chuàng)成果的重大突破，夯實了民航強國建設的根基。

敢挑重擔的科技創(chuàng)新“排頭兵”

S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)是我局創(chuàng)新性拓展的典型應用之一，系統(tǒng)從設想到成型到成熟經(jīng)歷了反復研究、修改、調試和優(yōu)化的過程。在探索過程中，努力構建一流智慧人才隊伍，真情服務于項目開展實施，是保證該項目順利從啟動到部署應用的源動力。

根深本固，源遠流長。項目組扎根空管一線，以空管設備應用技術實驗室為平臺，以全球視野謀劃和推動研發(fā)，打造了一支有戰(zhàn)斗力的科研團隊。項目組研發(fā)人員均為80、90后的碩士研究生，朝氣蓬勃、技術精湛，有參與過技術援疆的首屆空管榜樣，有編寫過被民航局空管局乃至ICAO采納的技術規(guī)范的民航空管系統(tǒng)科技創(chuàng)新先進個人，也有代表中國民航在ICAO 監(jiān)視會議上宣讀論文的空管安全先進個人。就是這樣一支高素質隊伍克服了時間緊、技術難、任務重等難題，在短短的三年間，完成兩個S模式相關項目的前期研究、需求分析、數(shù)據(jù)測試、系統(tǒng)開發(fā)、科研驗收、技術評估、推廣應用等工作，蹄疾步穩(wěn)、高質高效推動了項目在中南各現(xiàn)場的應用實施，確保該項目在實際運行中發(fā)揮重要作用。

“時間緊、任務重，實施過程中，系統(tǒng)肯定會暴露很多問題，管制現(xiàn)場一旦出現(xiàn)緊急任務，我們立即就要趕赴現(xiàn)場，披星戴月不稀奇，加班加點更是家常便飯。”90后研發(fā)人員鐘曉偉在回憶系統(tǒng)推廣過程時感慨道，“但是我不覺得辛苦，因為我們的團隊很有凝聚力，也很溫暖，比如超哥，他會以身作則，主動承擔最難的任務，不論在工作還是生活中都作出了表率，身處這樣的團隊，我既提高了能力也收獲了友誼。”鐘曉偉提及的“超哥”就是項目核心研發(fā)人員陳強超，他參與了S模式空地協(xié)同預警系統(tǒng)從無到有的整個過程，深知創(chuàng)新從來都是九死一生，“但我們必須要有信心和決心，直面問題、迎難而上。”陳強超堅定地說道。

科技創(chuàng)新大潮澎湃，千帆競發(fā)勇進者勝。項目組成員們滿懷科學報國的熱情，秉承著追求真理、勇攀高峰的精神，堅持勇于創(chuàng)新、嚴謹求實的作風，把個人理想自覺融入空管發(fā)展事業(yè)，勇?lián)�重任，在民航科學前沿孜孜求索，不斷取得突破，爭做新時代科技創(chuàng)新的“排頭兵”。

安全為首、效率引領、智慧構建、協(xié)同發(fā)展。中南空管局以安全運行為根本，以科技創(chuàng)新為手段，以人才隊伍為基礎，持續(xù)打造科技創(chuàng)新孵化器，奮力為建設空管行業(yè)現(xiàn)代化、高質量發(fā)展貢獻“中南智慧”。

(新媒體責編：zfy2019)