民航機場凈空安全評價軟件的開發設計研究論文
摘要：隨著我國民航運輸業的發展和城市建設的快速發展，民航機場凈空安全的保護作為民航運輸業安全發展的重要環節日益凸顯出來。本文從安全軟件開發設計的角度出發，就民航機場凈空安全保護問題作簡要探討。
關鍵詞：民航機場；凈空安全；障礙物評價
1民航機場凈空安全管理需求分析
目前民航機場凈空安全評價主要采取的是手工繪制障礙物限制面及障礙物位置圖。這種評價方法的優點在于能夠直接通過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，這種方法的缺點也是明顯的，例如，成圖速度慢、精讀不高、而且難于更新、用戶不能快速獲取所需信息，同時難以確定障礙物是否超過安全限制高度。同時這種方法由于計算較為復雜所以容易出錯。
總的來說，目前在國內，有關民航機場凈空安全管理主要還是采取人工方法進行安全評價，尚未專門組織相關專家和人士就凈空安全評價軟件的開發設計進行深入研究。此外，由于涉及到核心技術和機密等因素，目前也沒有一套可以直接引進的國外安全評價軟件。因此，針對民航機場凈空安全評價軟件開發設計進行研究，具有技術和現實上的必要性。
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》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別和進近類型。障礙物限制面主要有內水平面（飛機著陸前目視盤旋所需要的安全區域）；錐形面（飛機接近機場時進行目視飛行所需的正常、安全區域）；進近面（飛機處于進近著陸階段的安全和正常）；過渡面（飛機在進近過程中偏離跑道中線或者復飛階段的安全正常）；內進近面是進近面中緊靠跑道入口前的一塊長方形部分，用于緊密進近跑道；內過渡面（必須設計在跑道內的車輛等物體，不能突出這個控制面）；復飛面用于精密進近跑道，位于跑道入口后面一個規定的.距離，在兩側過渡面之間延伸的一個傾斜面；起飛爬升面（用于對飛機起飛提供保護）。各個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。一般來說，非儀表跑道通常要設置內水平面、錐形面、過渡面、以及進近面等障礙物限制面各個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；過渡面坡度一般為20%、20%、14.3%、14.3%；進近面內邊長度為60m、60m、150m、150m。距離跑道入口的距離則為：30m、30m、60m、60m。
2.3障礙物評價模型構建
首先，坐標系建立。要建立障礙物評價模型，首先就要對各障礙物限制面的點進行計算，以解出各障礙物限制面的空間幾何位置。而要進行空間位置的確定，就必須要建立一個合理的坐標系。在障礙物評價模型構建中，坐標系的建立沒有采用基于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自定義笛卡爾坐標系，然后再通過坐標系將坐標系下的模型進行相互轉換，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O為跑道中心線交升降帶進近面一側的側邊線的交點；跑道中心線向進近面一側延伸的方向為X軸；升降帶的側邊線為坐標系Y軸；原點O所在位置的水平法線規定為Z軸。其具體位置圖如圖2所示。
其次，模型中參數的表示。在機場凈空安全評價中，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的飛行等級。機場飛行等級不同，凈空區大小以及限制面的高度也不盡相同。因此，在機場凈空安全評價模型構建的過程中，將這些機場屬性進行參數化的表示，能夠使計算更加方便。根據機場的不同飛行等級，在模型構建中賦予其相應參數值，評價軟件模型就可以準確計算出相應的凈空區。
3民航機場凈空安全障礙物評價系統的設計實現
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，并參照行業相關標準對涉及凈空安全的升降帶、內進近面、起飛爬升面、錐型面、復飛面各凈空控制區域內水平面、進近面、過渡面、內過渡面等相關因素加以考慮，并據此對相關數據結構加以定義。由于機場的具體位置、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，通過鼠標實施控制顯示凈空要求的各種數據（機場各個面要求限高、經緯度等）。
3.2評價系統的結構和工作流程
本系統的設計流程為：輸入相關機場坐標以及需要進行評價的障礙物參數信息，系統自動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的安全管理，也可以用作對未建機場的凈空障礙物安全評價。系統評價的結果可以直接運用于相關管理單位對民用機場運行管理、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
隨著我國民航運輸業的快速發展，民航機場新建、改擴建等都對民航機場凈空安全管理提出了新的問題與挑戰。針對當前民航機場凈空安全評價管理存在的不足，本文簡要論述了民航機場凈空安全評價軟件開發設計的幾個基本問題，以期為改善目前民航機場凈空安全評價，提高安全評價、安全管理效率提供參考。
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