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简化的跑道侵入冲突告警系统研究与开发

作　者: 黄岚
导　师: 白金平；王欣
学　校: 电子科技大学
专　业: 软件工程
关键词: 防跑道侵入塔台管制员告警
分类号: V355.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要

随着飞行流量增加,各种机场的增容扩建和管制员激增的环境压力等诱因导致跑道侵入风险不断增加,严重威胁着飞行安全。在日常运行中,跑道是航空器运营中最重要的场所,且在航空界将航空器起飞降落阶段称为“黑色11分钟”。因为80%以上的飞行事故均发生在这个时间段内。跑道安全管理工作十分重要,其中针对跑道侵入的研究是其重要组成部分。为解决跑道侵入问题,国内外飞行安全组织都做了大量的研究。由于我国在2003年才引入该概念,起步较晚,现阶段绝大多数机场都是依靠出台跑道使用规范和管制员操作指引等相关程序文件来规范操作和流程。这些方法在一定程度上有效避免了跑道侵入事件的发生,但我国还是缺乏有效地防止跑道侵入的手段和措施。本论文研究的内容就是通过设计一套简化的跑道侵入冲突告警系统来辅助管制员对跑道保护区域内的活动进行监控,并给予管制人员解决冲突的指引,以此增加跑道的安全余度。本论文根据调查成都双流机场塔台管制室的运行情况,深入分析该室工作流程的基础上,并结合了国内中小型机场跑道安全管理工作的现实情况,研究设计了适宜与中小机场的防跑道冲突告警系统。该系统设计首先通过分析常见的地面冲突告警目标间的相互关系,建立冲突告警模型。其次对雷达数据和地面探测信息进行分析实现跑道侵入后的预警和告警提示功能设计。最后通过图形化的显示界面,给予管制员针对冲突航空器的相对位置和影响做出反应,提供冲突解决手段。与此同时,由于该系统集成了气象自观信息平台的数据,系统可根据接收的天气情况,适当修改系统下线参数(如:日落时刻信息,灯光匹配信息,告警参数等)以增大预警和告警余度,并指导管制员按时按天气标准开放助航灯光。通过采用黑盒测试的方式,系统分别从离港和进港情况进行了测试。测试类型包括地面航空器与地面航空器之间,地面航空器与空中航空器之间的多种冲突。通过测试,该系统能够对地面和空中的航空器动态做到较为准确的监控和显示,相关告警和提示功能均能实现,达到了系统设计目标。本文所研究的防跑道侵入冲突告警系统应用具有较好的通用性,可以推广到各个未安装高级地面监控设备的中小型机场,再次开发周期短,具有一定的借鉴价值。同时防跑道侵入冲突告警系统的推广大大有利于提高我国防跑道侵入工作水平,增强空中交通管理部门的综合保障能力。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章引言  11-16
  1.1 研究背景  11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 本文主要研究内容及章节安排  13-14
    1.3.1 本文研究的内容  13-14
    1.3.2 本文篇章安排  14
  1.4 论文常见名词解释  14-16
第二章塔台工作分析及系统设计需求  16-26
  2.1 需求描述  16-21
    2.1.1 塔台管制员的主要工作范围  16
    2.1.2 塔台管制防跑道侵入指挥特点分析  16-20
    2.1.3 塔台管制员对目前防治跑道侵入地面冲突的情况调查  20
    2.1.4 跑道侵入冲突告警系统功能需求分析  20-21
  2.2 系统功能设计  21-26
    2.2.1 下线参数配备功能  21
    2.2.2 图形化的跑道监控界面  21-22
    2.2.3 告警功能  22
    2.2.4 提醒跑道灯光开放的功能  22
    2.2.5 提示信息朗读功能  22
    2.2.6 进程、信息通信处理  22-23
    2.2.7 系统监控处理  23
    2.2.8 系统日志管理功能  23-24
    2.2.9 冗余网络通信处理  24
    2.2.10 数据记录  24-25
    2.2.11 记录和回放功能  25
    2.2.12 地图功能  25
    2.2.13 跑道状态设置  25-26
第三章简化的跑道侵入冲突告警系统的设计  26-36
  3.1 系统硬件架构  26-29
    3.1.1 席位硬件选择  26-27
    3.1.2 探测器类型选择  27-29
  3.2 网络环境设计  29-30
  3.3 系统和设备的接口要求  30
  3.4 系统结构图  30-31
  3.5 跑道侵入冲突告警系统信息流程架构  31-32
  3.6 软件平台  32-36
    3.6.1 软件开发工具的选择  32-33
    3.6.2 系统软件环境设计  33-36
第四章系统关键技术研究与开发  36-59
  4.1 防跑道侵入冲突告警流程判断机制分析  36-48
    4.1.1 跑道入侵区域  36-37
    4.1.2 跑道入侵情况详细分析  37-38
    4.1.3 简化的防跑道侵入冲突告警系统设计原理  38-39
    4.1.4 告警提示的设计  39-48
  4.2 雷达数据分析  48-52
    4.2.1 雷达数据包含内容  48-49
    4.2.2 系统可能接入的雷达数据类型  49
    4.2.3 解码使用的雷达数据  49-50
    4.2.4 地标转换  50-51
    4.2.5 雷达航迹高度数据处理  51-52
  4.3 灯光管理提醒功能  52-56
  4.4 用户界面的开发  56-59
    4.4.1 主要工作界面  56
    4.4.2 跑道和滑行道道状态设置提示  56-57
    4.4.3 灯光提示  57-59
第五章系统测试  59-64
  5.1 系统用户概况  59-60
  5.2 系统测试  60-64
    5.2.1 系统界面测试  60-61
    5.2.2 系统功能测试  61-64
第六章结论  64-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

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