民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)軟件的開(kāi)發(fā)設計研究論文
摘要：隨著(zhù)我國民航運輸業(yè)的發(fā)展和城市建設的快速發(fā)展，民航機場(chǎng)凈空安全的保護作為民航運輸業(yè)安全發(fā)展的重要環(huán)節日益凸顯出來(lái)。本文從安全軟件開(kāi)發(fā)設計的角度出發(fā)，就民航機場(chǎng)凈空安全保護問(wèn)題作簡(jiǎn)要探討。
關(guān)鍵詞：民航機場(chǎng)；凈空安全；障礙物評價(jià)
1民航機場(chǎng)凈空安全管理需求分析
目前民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)主要采取的是手工繪制障礙物限制面及障礙物位置圖。這種評價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)在于能夠直接通過(guò)繪制的障礙物人工圖讀出障礙物的高度及其在凈空安全限制面中的平面位置。但是，這種方法的缺點(diǎn)也是明顯的，例如，成圖速度慢、精讀不高、而且難于更新、用戶(hù)不能快速獲取所需信息，同時(shí)難以確定障礙物是否超過(guò)安全限制高度。同時(shí)這種方法由于計算較為復雜所以容易出錯。
總的來(lái)說(shuō)，目前在國內，有關(guān)民航機場(chǎng)凈空安全管理主要還是采取人工方法進(jìn)行安全評價(jià)，尚未專(zhuān)門(mén)組織相關(guān)專(zhuān)家和人士就凈空安全評價(jià)軟件的開(kāi)發(fā)設計進(jìn)行深入研究。此外，由于涉及到核心技術(shù)和機密等因素，目前也沒(méi)有一套可以直接引進(jìn)的國外安全評價(jià)軟件。因此，針對民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)軟件開(kāi)發(fā)設計進(jìn)行研究，具有技術(shù)和現實(shí)上的必要性。
2凈空障礙物的參數分析
2.1障礙物限制面
障礙物限制面由于是在國際民航組織《附件14·機場(chǎng)》規定的，因此又叫附件十四面。障礙物限制面的大小取決于跑道的類(lèi)別和進(jìn)近類(lèi)型。障礙物限制面主要有內水平面（飛機著(zhù)陸前目視盤(pán)旋所需要的安全區域）；錐形面（飛機接近機場(chǎng)時(shí)進(jìn)行目視飛行所需的正常、安全區域）；進(jìn)近面（飛機處于進(jìn)近著(zhù)陸階段的安全和正常）；過(guò)渡面（飛機在進(jìn)近過(guò)程中偏離跑道中線(xiàn)或者復飛階段的安全正常）；內進(jìn)近面是進(jìn)近面中緊靠跑道入口前的一塊長(cháng)方形部分，用于緊密進(jìn)近跑道；內過(guò)渡面（必須設計在跑道內的車(chē)輛等物體，不能突出這個(gè)控制面）；復飛面用于精密進(jìn)近跑道，位于跑道入口后面一個(gè)規定的.距離，在兩側過(guò)渡面之間延伸的一個(gè)傾斜面；起飛爬升面（用于對飛機起飛提供保護）。各個(gè)限制面的位置示意圖如圖1所示。
2.2障礙物限制面的參數分析
障礙物限制面的參數主要取決于飛機使用跑道的方式。一般來(lái)說(shuō)，非儀表跑道通常要設置內水平面、錐形面、過(guò)渡面、以及進(jìn)近面等障礙物限制面各個(gè)限制面的各項參數分別為：錐形面高度為35m、55m、75m、100m，坡度均不得高于5%；內水平面高度為45m，半徑為2000m、2500m、4000m、4000m；過(guò)渡面坡度一般為20%、20%、14.3%、14.3%；進(jìn)近面內邊長(cháng)度為60m、60m、150m、150m。距離跑道入口的距離則為：30m、30m、60m、60m。
2.3障礙物評價(jià)模型構建
首先，坐標系建立。要建立障礙物評價(jià)模型，首先就要對各障礙物限制面的點(diǎn)進(jìn)行計算，以解出各障礙物限制面的空間幾何位置。而要進(jìn)行空間位置的確定，就必須要建立一個(gè)合理的坐標系。在障礙物評價(jià)模型構建中，坐標系的建立沒(méi)有采用基于GPS空間定位的地理坐標系統，而是在參考跑道位置的基礎上建立一個(gè)自定義笛卡爾坐標系，然后再通過(guò)坐標系將坐標系下的模型進(jìn)行相互轉換，將其坐標規定到WGS一84地理坐標系中，在此基礎上進(jìn)行可視化的建模。據此，自定義笛卡爾坐標系的構建為：規定坐標系的原點(diǎn)O為跑道中心線(xiàn)交升降帶進(jìn)近面一側的側邊線(xiàn)的交點(diǎn)；跑道中心線(xiàn)向進(jìn)近面一側延伸的方向為X軸；升降帶的側邊線(xiàn)為坐標系Y軸；原點(diǎn)O所在位置的水平法線(xiàn)規定為Z軸。其具體位置圖如圖2所示。
其次，模型中參數的表示。在機場(chǎng)凈空安全評價(jià)中，凈空區的大小以及障礙物限制面的高度等主要取決于機場(chǎng)的飛行等級。機場(chǎng)飛行等級不同，凈空區大小以及限制面的高度也不盡相同。因此，在機場(chǎng)凈空安全評價(jià)模型構建的過(guò)程中，將這些機場(chǎng)屬性進(jìn)行參數化的表示，能夠使計算更加方便。根據機場(chǎng)的不同飛行等級，在模型構建中賦予其相應參數值，評價(jià)軟件模型就可以準確計算出相應的凈空區。
3民航機場(chǎng)凈空安全障礙物評價(jià)系統的設計實(shí)現
3.1系統設計概要
根據對障礙物的參數分析和限制面的模型建立，使用VlSUALBASIC變成構成系統，并參照行業(yè)相關(guān)標準對涉及凈空安全的升降帶、內進(jìn)近面、起飛爬升面、錐型面、復飛面各凈空控制區域內水平面、進(jìn)近面、過(guò)渡面、內過(guò)渡面等相關(guān)因素加以考慮，并據此對相關(guān)數據結構加以定義。由于機場(chǎng)的具體位置、大小、以及起飛飛機的型號等不盡相同，所以，系統相關(guān)數據結構中，上述各結構要素中的具體數據也有所不同。系統要素數據設計的基礎上，利用VB良好的圖形界面，通過(guò)鼠標實(shí)施控制顯示凈空要求的各種數據（機場(chǎng)各個(gè)面要求限高、經(jīng)緯度等）。
3.2評價(jià)系統的結構和工作流程
本系統的設計流程為：輸入相關(guān)機場(chǎng)坐標以及需要進(jìn)行評價(jià)的障礙物參數信息，系統自動(dòng)計算障礙物的限制高度以及其處于何種障礙面等。該系統既能夠用作以建成機場(chǎng)的安全管理，也可以用作對未建機場(chǎng)的凈空障礙物安全評價(jià)。系統評價(jià)的結果可以直接運用于相關(guān)管理單位對民用機場(chǎng)運行管理、以及凈空障礙物控制等政策措施制定的依據。該系統的結構功能示意圖如圖3所示，工作流程圖如圖4所示。
4結語(yǔ)
隨著(zhù)我國民航運輸業(yè)的快速發(fā)展，民航機場(chǎng)新建、改擴建等都對民航機場(chǎng)凈空安全管理提出了新的問(wèn)題與挑戰。針對當前民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)管理存在的不足，本文簡(jiǎn)要論述了民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)軟件開(kāi)發(fā)設計的幾個(gè)基本問(wèn)題，以期為改善目前民航機場(chǎng)凈空安全評價(jià)，提高安全評價(jià)、安全管理效率提供參考。
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