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北京首都机场作为全世界繁忙机场之一,近几年航班起降架次逐年增高,2016年高达60.6万架次。航班量的增长,使得首都机场的航空器、车辆等地面活动愈来愈频繁,地面运行十分繁忙,场面活动及管理也日趋复杂,由此导致跑道入侵、场面冲突时有发生,给空中交通管制工作带来空前的压力。因此,高效监视机场场面航空器及车辆等动目标,防止跑道入侵,提升航班安全运行效率,确保航班准点率越来越受到重视,高级场面活动引导和控制系统(A-SMGCS)得到广泛应用。本论文以北京国际机场场面运行情况为基础,对高级场面引导和控制系统进行了以下方面的研究:1、研究A-SMGCS系统的技术基础,对其技术理论进行分析,概述其发展历史,并针对ICAO相关要求进行讨论。另外,对目前常见的场面监视技术进行剖析,包括场面监视雷达,多点定位,ADS-B技术等。这些场面监视信号是A-SMGCS系统的数据源,A-SMGCS系统通过处理、加工这些数据,显示给管制员,从而达到监视场面航班和车辆的目的。2、根据北京首都机场的特点,结合其设计要求,确定A-SMGCS系统的设计级别。在此基础上,讨论系统的设计原则。搭建系统的整体硬件架构,分析系统的具体组成;设计系统应用软件的主要功能,包括监视、控制、路由规划和引导功能等;由于系统集成多种数据源,和其它系统交互较多,又研究了系统的信息集成,确定系统输入信息处理种类,及输出信息类型。最后,根据实际运行要求,确立了系统应达到的技术指标要求。3、根据系统应达到的功能需求,对A-SMGCS系统软件整体功能构成进行规划,将软件划分为20个功能模块,便于后期安装和维护。由于系统软件设计内容较多,本论文重点讨论了系统的路由规划问题。为解决路由效率问题研究机场网络布局,建立机场网络模型,定义滑行路径、滑行路由、路径节段、路径关键点等概念。将路由规划划分为自动路由规划和人工路由规划,又将自动路由规划划分为进港、离港、除冰路由规划,并针对这几种情况讨论优化处理方法。4、讨论了系统未来改进方向,包括两个方面:一是,路由的智能化和合理化根据实际运行情况,积累一定的经验路由,建立经验路由库,从而使得路由规划更加合理。二是,告警更加高效。结合空管系统建立的大数据云平台,展开管制指令语音识别。通过识别管制指令,结合系统处理,进行预警探测。比如语音识别出穿越跑道的指令,但同一时间有飞机落地,系统进行告警提示。