用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控方法及系统

技术领域

本发明涉及航空领域，特别是涉及一种用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控方法及系统。

背景技术

目前，在民航领域，机场内飞机引导的方式主要方式有灯光引导、人工引导、有人驾驶车辆引导等。其中，灯光引导的方式稳定性不够，灯光引导的改造需要开道破路，造价高昂，施工完成后具有不可逆性。人工引导的方式基本靠对讲机与塔台的沟通，容易误读误听，可靠性不高。有人驾驶车辆引导的方式，交通安全过分依赖驾驶员的状态及反应，不可控因素太多。另外，这几种引导方式受天气影响较为严重。

因此，在特定功能的封闭区域内安全高效地运行内部车辆，必须充分利用云控系统。特别是，迄今为止，还没有将基于车路云一体化控制系统的交通管控技术应用于民航领域机场中的自动驾驶车辆引导中的实例。众所周知，机场作为一个特殊的相对封闭环境，高精度、严时效是其基本要求。在这样一种要求高安全性、高时效性、高精度性的机场中急需基于高可靠性智能网联对自动驾驶飞机引导车的精确管控。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种在高度封闭的机场内高效、有序、安全地实现引导飞机的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统及其方法。

(二)技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统，包括：任务管理模块、车辆调度模块和路径规划模块；所述任务管理模块创建引导需求，并将所述引导需求下发至所述车辆调度模块，并且在引导过程中向所述车辆调度模块发送指令，并接收所述车辆调度模块发送的第一反馈信息和第二反馈信息，用于确认引导结果和结束引导；所述车辆调度模块接收所述引导需求，并根据所述引导需求生成引导任务，再将所述引导任务下发至引导车，并在引导过程中向所述引导车发送指令，并接收所述引导车发送的上报信息；所述路径规划模块根据从所述引导车接收到的指令规划引导路线，并将所述引导路线下发至所述引导车。

可选地，所述任务管理模块包括：A-SMGCS模块(高级场面运动引导及控制系统)和气象信息模块，所述A-SMGCS模块用于创建引导需求，并将所述引导需求、飞机位置信息和引导位置信息下发至所述车辆调度模块；所述气象信息模块将实时气象信息下发至所述车辆调度模块。

可选地，所述车辆调度模块包括监控模块；所述监控模块用于监控所述引导车的状态，并根据所述引导车的状态生成所述反馈信息，并将所述反馈信息发送给所述任务管理模块和所述引导车。

可选地，所述反馈信息包括：所述引导车的实时位置，所述引导车的实时行驶速度，所述引导车的使用状态，以及引导确认信息和引导结束信息。

可选地，所述引导车的使用状态包括：“占用”状态和“空闲”状态，当所述引导车接收所述引导路线后，并通过所述车辆调度模块向所述任务管理模块发送所述引导确认信息后，所述引导车被标记为“占用”状态；当所述引导车接收到任务管理模块发送的所述引导结束信息后，所述引导车被标记为“空闲”状态。

可选地，该系统还包括智能路侧装置，用于采集所述引导车的实时位置信息，并将所述引导车的实时位置信息发送至所述监控模块。

另一方面，本发明还提供了一种利用上述的机场自动驾驶飞机引导车的管控系统的机场自动驾驶飞机引导车的管控方法，该方法包括以下步骤：

S1、任务管理模块创建引导需求，并将所述引导需求下发至车辆调度模块；

S2、所述车辆调度模块根据接收到的所述引导需求，生成引导任务，并将所述引导任务下发至引导车；

S3、所述引导车接受所述引导任务之后，向路径规划模块发送规划引导路线的指令；

S4、所述路径规划模块根据接收到的所述指令规划引导路线，并将所述引导路线下发至所述引导车；

S5、所述引导车根据引导路线和引导任务将飞机引导至设定的位置，并通过所述车辆调度模块向所述任务管理模块发送第二反馈信息；

S6、所述任务管理模块根据接收到的所述第二反馈信息判断所述引导任务是否完成；

如果确定所述引导任务完成，则所述任务管理模块向所述车辆调度模块下发引导结束指令，所述车辆调度模块相应向所述引导车发送引导结束信息。

可选地，在步骤S2中，所述车辆调度模块在生成引导任务之后，扫描所有引导车的车辆信息，然后将所述引导任务下发至符合设定条件的引导车，所述车辆信息包括引导车的使用状态和位置信息。

可选地，在步骤S5中，当所述引导车在所述引导路线上行进过程中发生路权冲突时，所述引导车向所述车辆调度模块上报冲突；所述车辆调度模块根据所述引上报冲突，确定冲突解决方案，并向所述引导车发送冲突解决指令。

可选地，在步骤S6中，所述引导车在接收到所述引导结束信息后，检查是否接到新的引导任务，

如果是，跳转到步骤S3；

如果否，所述引导车向所述路径规划模块发送指令，使其规划所述引导车返回至设定的停车位置的返回路线，然后将所述返回路线发送至所述引导车，使其返回值所述设定的停车位置。

(三)有益效果

本发明提供的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统及其方法，在高度封闭的机场内实现了统一调度，合理规划布局了机场内部地面交通，提升了作业安全及工作效率，实现了高效、有序、安全的飞机引导。通过自动驾驶引导代替灯光引导方式、人工引导方式、有人驾驶车辆引导方式，实现大量人力、物力成本的节约。通过自动驾驶引导车、路侧设备及上位系统之间的有效协同、数据共享，实现机场环境内的整体实时监控，增加了可控性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统中的任务管理模块的结构示意图；

图3为本发明实施例中的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统中的车辆调度模块的结构示意图；

图4为本发明实施例中的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控方法的流程图；

图5为本发明实施例中的用于机场的自动驾驶飞机引导车引导飞机进港的流程图。

附图中的附图标记依次为：

10、任务管理模块，11、A-SMGCS模块，12、气象信息模块，20、车辆调度模块，21、监控模块，30、引导车，40、路径规划模块。

具体实施方式

下面结合实施例和附图，对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。在此，本发明的以下实施例仅用于说明本发明，并不用来限定本发明的范围。

如图1所示，本发明的实施例提供一种用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统，包括：任务管理模块10、车辆调度模块20和路径规划模块40；任务管理模块10创建引导需求，并将引导需求下发至车辆调度模块20，并且在引导过程中向车辆调度模块20发送指令，并接收车辆调度模块20发送的第一反馈信息和第二反馈信息，用于确认引导结果和结束引导；车辆调度模块20接收引导需求，并根据引导需求生成引导任务，再将引导任务下发至引导车30，并在引导过程中向引导车30发送指令，并接收引导车30发送的上报信息；路径规划模块40根据从引导车30接收到的指令规划引导路线，并将引导路线下发至引导车30。

进一步地，如图2所示，任务管理模块10包括：A-SMGCS模块11和气象信息模块12，A-SMGCS模块11用于创建引导需求，并将所述引导需求、飞机位置信息和引导位置信息下发至车辆调度模块20；气象信息模块12将实时气象信息下发至车辆调度模块20。用于车辆调度模块20生成引导任务时，将上述的相关信息包含进去。

进一步地，如图3所示，车辆调度模块20包括监控模块21；监控模块21用于监控引导车30的状态，并根据引导车30的状态生成反馈信息，并将该反馈信息发送给任务管理模块10和引导车30。

进一步地，反馈信息包括：引导车30的实时位置，引导车30的实时行驶速度，引导车30的使用状态，以及引导确认信息和引导结束信息。

引导车30的使用状态包括：“占用”状态和“空闲”状态，

当引导车30接收引导路线后，并通过车辆调度模块20向任务管理模块10发送引导确认信息后，引导车30被标记为“占用”状态；

当引导车30接收到任务管理模块10发送的引导结束信息后，引导车30被标记为“空闲”状态。

进一步地，该系统还包括智能路侧装置，用于采集引导车30的实时位置信息，并将引导车30的实时位置信息发送至监控模块。

如图4所示，本发明的实施例还提供一种利用上述的机场自动驾驶飞机引导车的管控系统的机场自动驾驶飞机引导车的管控方法，该方法包括以下步骤：

S1、任务管理模块10创建引导需求，并将引导需求下发至车辆调度模块20；

S2、车辆调度模块20根据接收到的引导需求，生成引导任务，并将引导任务下发至引导车30；

S3、引导车30接受引导任务之后，向路径规划模块40发送规划引导路线的指令；

S4、路径规划模块40根据接收到的指令规划引导路线，并将引导路线下发至引导车30；

S5、引导车30根据引导路线和引导任务将飞机引导至设定的位置，并通过车辆调度模块20向任务管理模块10发送第二反馈信息；

S6、任务管理模块10根据接收到的第二反馈信息判断引导任务是否完成；

如果确定引导任务完成，则任务管理模块10向车辆调度模块20下发引导结束指令，车辆调度模块20相应地向引导车30发送引导结束信息。

进一步地，在步骤S2中，车辆调度模块20在生成引导任务之后，扫描所有引导车30的车辆信息，然后将引导任务下发至符合设定条件的引导车30，车辆信息包括引导车30的使用状态和位置信息。

进一步地，在步骤S5中，当引导车30在引导路线上行进过程中发生路权冲突时，引导车30向车辆调度模块上报冲突；车辆调度模块根据引上报冲突，确定冲突解决方案，并向引导车30发送冲突解决指令。

进一步地，在步骤S6中，引导车30在接收到引导结束信息后，检查是否接到新的引导任务，

如果是，跳转到步骤S3；

如果否，引导车30向路径规划模块40发送指令，使其规划引导车30返回至设定的停车位置的返回路线，然后将返回路线发送至引导车30，使其返回值设定的停车位置。

本实施例中，使用机场自动驾驶飞机引导车30引导飞机进港。

在准备阶段，任务管理模块10发起启动引导过程，创建引导飞机进港的引导需求，并将该引导需求下发至车辆调度模块20。车辆调度模块20将引导需求分解，生成引导任务，并将引导任务下发至引导车30。引导任务中会包含相应的信息，例如，飞机的信息(机型，重量，外形尺寸)，飞机降落的位置，引导车30要将飞机至的目标位置等。

车辆调度模块20在生成引导任务后，首先扫描机场所有引导车30车辆信息。引导车30的车辆信息包括引导车30的使用状态(是“占用”状态还是“空闲”状态)，引导车30的位置信息，还可以包括引导车30的车型信息，外形尺寸等。扫描所有引导车30后，从中选择符合设定条件的引导车30，例如，引导车30必须处于“空闲”状态，当前停放的位置距离飞机降落点的距离在设定的距离范围内等。根据设定的条件选定引导车30之后，将引导任务下发至该引导车30。如果选择的引导车30拒绝接受引导任务，则车辆调度模块20根据设定的条件重新选择引导车30。如果选择的引导车30接受引导任务，引导车30向路径规划模块40发送规划引导路线的指令。路径规划模块40根据接收到的指令规划引导路线，并将引导路线下发至所述引导车30。引导车30根据接收到的引导路线自动行程到滑行道口，等到引导任务开始，并向车辆调度模块上报状态，车辆调度模块将该条信息作为第一反馈信息发送至任务管理模块10。

待飞机降落就位后，进入引导阶段。任务管理模块10确定引导开始，向车辆调度模块下发开始引导任务。车辆调度模块相应地向引导车30下发引导指令，引导车30按照引导路线引导飞机至设定的位置。在引导过程中，引导车30要处理各种情况，要与车辆调度模块进行信息交互，还要显示设定的引导信息。最终将飞机引导到设定的停机位。

如果引导车30在引导路线上行进过程中发生路权冲突时，引导车30向车辆调度模块上报冲突；车辆调度模块根据所述引上报冲突，确定冲突解决方案，并向引导车30发送冲突解决指令。引导车30根据接收到的冲突解决指令执行相应的操作，解决路权冲突，最终将飞机引导到设定的停机位。

然后，引导车30向车辆调度模块上报任务，车辆调度模块相应地向任务管理模块10发送第二反馈信息—任务反馈，表明引导任务完成。任务管理模块10接收到第二反馈信息后，根据飞机当前停放的位置确定飞机就位，引导任务结束。然后向车辆调度模块下发引导结束指令，车辆调度模块相应向引导车30发送引导结束信息。

最后进入返回阶段。引导车30在接收到所述引导结束信息后，检查是否接到新的引导任务，

如果是，跳转到步骤S3，执行新的引导任务；

如果否，引导车30向路径规划模块40发送指令，使其规划引导返回至设定停车位置的返回路线，然后将返回路线发送至引导车30，使其返回至设定的停车位置。

至此，完成对飞机进港的引导任务。上述方法也适用于自动驾驶飞机引导车30引导飞机出港。

本发明提供的用于机场的自动驾驶飞机引导车的管控系统及其方法，在高度封闭的机场内实现了统一调度，合理规划布局了机场内部地面交通，提升了作业安全及工作效率，实现了高效、有序、安全的飞机引导。通过自动驾驶引导代替灯光引导方式、人工引导方式、有人驾驶车辆引导方式，实现大量人力、物力成本的节约。通过自动驾驶引导车、路侧设备及上位系统之间的有效协同、数据共享，实现机场环境内的整体实时监控，增加了可控性。

在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。