基本ILS面在净空障碍物安全评估方法中的应用

为了应对我国机场净空破坏现象频发的问题,本文基于机场净空和城市发展的突出矛盾,提出了一种新的净空障碍物管理方法。传统的净空障碍物评估方法主要依靠障碍物限制面对机场超高建筑物和构筑物进行高度限制和处理。但实际运用中存在安全成本高昂但效益有限的问题。针对此问题,本文采用基本ILS面和障碍物限制面OLS相结合的方法,通过精密进近程序中飞机进近所需通过的最低安全曲线,全面评估障碍物的安全性。采用该方法可以具体了解障碍物的超高情况及其对当前飞行程序下运行安全的影响,避免了单纯依靠障碍物限制面的管理方法所带来的安全成本过高的问题,并为净空障碍物的进一步处理提供思路和参考。

碰撞风险模型在机场OAS面优化中的应用

针对高原机场特殊地貌,应用现行障碍物评价面(Obstacle Assessment Surface,OAS)过于保守,导致机场建设成本较高或选址困难等问题;应用碰撞风险模型(Collision Risk Model,CRM),构建10-7等概率模型,并基于此通过调整OAS-W面宽度,增加OAS-X面侧向斜率,在满足目标安全水平机场上,优化原OAS面对侧向净空区的限制。并针对某高原机场,设计改进后的OAS面绘制方法。结果表明,原有OAS面侧向额外安全裕度过大,且分布不均,应用改进后的OAS面可解决这一问题。

基于AutoCAD的OAS面保护区的自动生成及障碍物评估

OAS面是在基本ILS面之上的独立的一个障碍物评价面,比使用基本ILS面评估障碍物要精确,并且评估后得到的最低超障高(OCHps)是制定精密进近最低着陆标准的最主要依据。此次基于Visual-Lisp编制的这套系统,在输入基本参数后,可以自动完成保护区的绘制,并通过点击障碍物位置,完成障碍物评估,生成所需的表格。此系统在果洛、祁连等机场的飞行程序设计中得到了很大的应用,实用性很高,减少了工作量。

机场净空区域内临时障碍物高度规划与控制研究

文章提出了广义的净空保护范围,给出了基于运行安全的参考高度计算方法,根据拟建项目的位置可计算出飞行程序要求的高度作为拟建项目的控制高度。针对机场周边临时障碍物的净空审核问题,从支持城市发展和确保飞行安全的角度探讨了临时障碍物与永久性障碍物有差别的处理的可行性。通过评估手段证实了这种设想的可行性,提供了对于净空区域临时障碍物处理的新思路,并节约了工程建设成本,缓解了机场净空保护与城市发展的矛盾。

PBN飞行程序设计中障碍物评价辅助软件的开发研究

为了提高基于性能的导航(PBN)飞行程序设计的工作效率,考虑到PBN飞行程序设计的主要工作是用有垂直引导的进近程序障碍物评价面(APV-OAS)来评价障碍物,因此开发的障碍物评价软件具有自动进行障碍物评价工作的功能。经过测试和使用验证,此软件的计算结果正确、精度符合飞行程序设计的要求。此软件,在一定程度上,降低了PBN飞行程序设计的计算复杂度,提高了飞行程序设计的效率。

面向障碍速度不确定性的无人艇动态避碰

避碰稳定性直接关乎无人艇航行安全,传感器对障碍速度观测的不确定性会导致避碰策略出现跳动,严重降低避碰稳定性.提出不确定性条件下的速度障碍(uncertain velocityobstacle, UVO)算法,在碰撞风险评估中采用自适应阈值的最近会遇点(closest point ofapproach, CPA)法,基于国际海事避碰规则(International Regulations for Preventing Collisions at Sea,COLREGS)建立边界缓冲区,从宏观上提升避碰过程的稳定性.为了减少无人艇避碰角度的变化次数,在无人艇的速度空间中对不确定性条件下的速度障碍(velocity obstacle,VO)区进行建模,并采用梯度下降法在代价空间进行局部寻优,从微观上提升避碰策略的稳定性.在仿真平台下进行UVO算法和VO算法的对比实验,结果表明UVO 算法的避碰策略跳动次数、避碰成功率和最近会遇距离3项指标均优于VO算法.在实艇海试中进行了对遇、交叉、追越等典型会遇场景的避碰实验,无人艇均能安全避过运动目标.实验结果证明了UVO算法具有较好稳定性和安全性.

基于CRM的障碍物椭圆评价面的构建方法

为改进精密进近航段内障碍物评价方法,提出基于碰撞风险模型（CRM）的障碍物椭圆评价面的构建方法。首先,利用CRM计算精密进近航段各位置处碰撞风险概率,椭圆拟合概率为1×10-7的点,构建椭圆评价面;然后,以某典型机场为例,分别使用障碍物椭圆评价面、障碍物评价面（OAS）评价典型障碍物,并对比其评价结果;最后,利用CRM验证障碍物椭圆评价面的可靠性。结果表明：OAS的评价结果较保守,运用新构建的障碍物评价椭圆面能在满足安全运行的前提下,有效提升机场精密进近航段空域利用率。

ILS进近过程中多障碍物碰撞风险评估方法研究

为优化碰撞风险模型(Collision Risk Model,CRM)遮蔽角,从而准确计算基于仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)进近过程中航空器与多障碍物的总碰撞风险,避免过度评估问题,首先,基于广播式自动相关监视(Automutic Dependent Surveillance-Broadcast,ADS-B)数据计算得到航空器位置偏差,并研究其水平分布特征;然后,建立障碍物分布模型,从而计算得到航空器与障碍物碰撞风险;最后,基于条件概率,得到沿跑道中线和垂直跑道中线(或其延长线)不同位置处的遮蔽角。结果表明:航空器水平分布不为正态分布,可通过拟合数据得到概率密度函数及累计分布函数,从而计算碰撞风险;沿飞行方向,遮蔽角逐渐增大,但变化范围不大;沿垂直跑道中线(或其延长线)方向,由近及远遮蔽角先减小后增大,距离较远时,遮蔽角甚至可超过14°。

机场障碍物评估和三维可视化软件的开发与应用

当机场障碍物较多时,飞行性能工程师往往会出现计算工作量繁重和工作效率低的问题。为了解决这一问题,我们依次建立了机场障碍物数据库、设计了障碍物的坐标转换方法、阐述了机场重要障碍物的评估确定与输出方法,编写了机场重要障碍物的三维可视化输出语言,最终设计出了一款机场重要障碍物评估软件,利用它来评估机场障碍物,并且对机场周边重要障碍物进行三维可视化显示。

远程塔台全景摄像机的选址

针对远程塔台全景摄像机位置和高度的选择具有经验性,机场运行存在安全隐患。本文从塔台最低视线角和跑道的通视性、ILS障碍物评定面和显示系统分辨率的方面,提出了一组全景摄像机位置和高度的约束方程组。以某机场为案例,计算得到远程塔台全景摄像机位置和高度的范围,并且进行仿真分析,其结果符合民航局规章要求。从航空安全的角度对该机场摄像头位置和高度进行论证,得到结果对机场运行无影响,且满足远程塔台管制视觉要求。

基于Auto CAD的PBN程序评估辅助软件开发研究

PBN(performance based navigation)飞行程序在国内运输机场应用广泛,PBN飞行程序设计的工作难点是最后进近航段障碍物评估,为了提PBN飞行程序设计的工作效率、降低出错率,本文将基于目前飞行程序设计常用的工作平台auto CAD,建立障碍物评估模型并研究开发能自动生成最后进近航段保护区、能自动进行障碍物评估的辅助软件,使用某机场数据进行测试,经过测试验证,此辅助软件的计算过程正确、计算结果的精度符合要求。