中国民航跑道侵入事件严重程度等级计算及预防措施

<正>随着全世界民航空中交通量的增长,跑道侵入的不安全事件数量急剧增加,严重威胁着航空安全。根据国际民航组织(ICAO)《防止跑道侵入手册》(Doc9870 AN/463)中的定义,跑道侵入是指在机场发生的任何航空器、车辆或人员误入指定用于航空器着陆和起飞的地面保护区的情况。该手册还根据事件严重程度将跑道侵入划分为A至E共5个等级,同时该手册还包含了一个跑道侵入严重等级计算器(RISC),它能够为跑道侵入事件严重等级划分提供快速简便及标准统一的方法。本文利用RISC计算器,通过对近10年我国民航发生的跑道侵入事故征候进行定量测算和分析,给出了跑道侵入不安全事件的相关预防措施和建议。一、计算工具RISC简介RISC软件由ICAO提供,受软件著作     

跑道侵入初步研究

调查了国际上对跑道侵入问题的研究情况，分析了国际民航组织、美国联邦航空局、加拿大运输部和欧洲对跑道侵入的研究成果以及它们所采取的预防对策和措施，为开展中国跑道侵入问题的研究及预防提供了借鉴和指导。     

跑道侵入与冲突检测的共形几何代数描述

提出一种基于共形几何代数(CGA)的跑道侵入与跑道冲突检测描述方法,以弥补欧氏空间中跑道侵入与冲突检测算法的计算结构复杂、语义不清晰及动态计算效率低等不足。首先,建立跑道保护区的共形几何代数描述,基于共形几何代数的外积运算,通过判断飞行器与跑道保护区(RPZ)各边界所在面的位置关系检测跑道侵入。然后,对飞行器保护区进行共形几何代数描述,基于共形几何代数的内积运算,通过判断飞行器保护区是否相交检测跑道冲突。最后,基于ADS-B数据,构造跑道侵入与冲突场景,利用卡尔曼滤波算法预测航迹,通过实验验证了所提方法的有效性：本文跑道侵入与冲突检测算法的运算速度比欧氏空间方法分别快1.5倍和2.2倍以上,可以更快速地准确检测跑道侵入与跑道冲突。     

基于NSCT和半张量积在防跑道侵入检测技术的研究

为进一步提高跑道侵入告警系统的自动化水平,降低设施设备安装维护成本等问题,通过摄像设备获取机场场面的视频图像数据,采用稀疏表示对视频图像数据集进行检测处理;通过利用NSCT算法优化,结合半张量积,对样本数据集进行跟踪训练;根据单目摄像机测距建立坐标转换和测距模型,对机场场面航空器与跑道中线的距离进行准确测量,根据地面保护区设置合适的阈值实现跑道侵入告警。实验结果表明,优化后的模型图像重构质量提高了7.07%,平均处理时间降低了21.95%,模拟环境下跑道侵入告警准确率为95.2%。模型重构质量好,处理时间快、实时性好、准确率高,可以为预防跑道侵入事件的发生提供方法支持。     

基于ETA和CREAM的跑道侵入风险评价方法研究

为了防范跑道侵入风险,利用事件树分析(ETA)方法,按照事件发展的逻辑顺序对跑道侵入过程进行了分析,考虑了在管制员、飞行员、地面车辆驾驶员失效情况下,导致跑道侵入的各种情况。同时采用认知可靠性和失误分析方法(CREAM),分析了这一过程中管制员、飞行员、地面车辆驾驶员的失误概率,并在事件树分析框架下计算了总体失效概率。分析和计算过程是跑道侵入事件概率安全评估的探索和尝试,为跑道侵入的安全分析提供了量化参考。     

预防跑道侵入 防止航空器地面相撞

随着我国军、民航飞行量的迅猛增长，加之许多机场改扩建后机场平面布局日趋复杂，近年来军、民航跑道侵入事件不断增多。跑道安全是航空安全的一个重要组成部分，跑道侵入（Runway Incursion）问题是对航空安全的一个严重威胁，全球航空业都在为解决这一问题而努力。     

跑道侵入风险评价的改进网络层次分析法研究

跑道侵入事件已成为威胁航空安全运行的重要因素之一。基于系统工程的思想,从机场、空中交通管制、航空公司三个方面分析造成跑道侵入事件发生的主要因素及其关联关系,并建立风险评价指标体系;利用三角模糊数对传统的网络层次分析法进行改进,基于此建立跑道侵入风险评价研究模型;通过实例分析,找出对跑道侵入风险产生影响的主要因素。结果表明:所用方法可行有效,能够反映出风险因素之间的相互关系,降低了主观判断对指标权重的影响程度,有助于制定预防跑道侵入事件发生的有效措施;管制员工作负荷、管制员情景意识丧失、飞行员操作偏差/疏忽为产生跑道侵入的主要风险因素。     

基于机型的重庆江北国际机场跑道容量优化研究

“十四五”时期是全面开启社会主义现代化建设新征程,也是多领域民航强国建设开局起步的重要五年,相关数据表明我国机场飞机起降架次与旅客吞吐量将出现不匹配。为缓解空中交通拥堵,提高整个民航系统的运行效率,对重庆江北国际机场跑道容量优化开展研究,通过对重庆江北国际机场分析跑道运行现状,提出存在的运行问题,建立跑道容量模型,将跑道实际流量与实际容量进行分析比较,利用蚁群算法对跑道仿真容量进行优化,研究结果表明能够缓解空中交通压力,进一步提升重庆江北国际机场的跑道容量,从而减少整个机场延误率。     

论地面效应对航向信标辐射和接收信号的影响

本文以无线电波在视距传播中的地面阻挡损耗和波瓣功率损耗对航向信标辐射信号和接收信号的影响，分析了常规跑道道面和信号保护区的接收信号功率及存在问题，举例论述了特殊跑道道面时的航向信标天线阵的位置和高度。     

跑道视程应用实践

跑道视程（咖在我国民航业已得到广泛的应用，为民航飞行安全、正常、效益发挥了积极的作用，但由于跑道视程应用在我国民航的应用实践不长，在日常使用过程中仍存在着许多问题，影响飞行安全，需要引起重视和加以解决。本文从提供跑道视程报告值的气象部门出发，探讨跑道视程应用实践过程中存在的问题，发挥跑道视程的应用给飞行安全、正常带来的积极作用。     

跑道侵入严重度本体建模及等级划分研究

为研究致险因素对跑道侵入严重度的影响,从知识建模角度出发,构建了跑道侵入严重度划分的领域本体模型.采用石川图针对跑道侵入严重度划分问题进行因果分析;进而以跑道场景要素为导向构建本体模型;应用FaCT++推理机对实际案例分析推理,结合DL query 模块辅助验证推理结果.结果表明,本体推理可以支持跑道侵入严重度划分,验证了模型的有效性.     

机场跑道运行仿真

分析了影响跑道运行的各种因素，通过建立气动、推力、道面等数学模型，结合运动学方法，采用面向对象的计算机语言实现了在最小空管间隔下跑道运行的仿真。并通过与实际数据的对比验证了该仿真模型的精确性，最后对起飞各项参数的变化及其影响因素进行了研究。     

冰雪条件下机场跑道摩擦系数建模与仿真研究

机场跑道摩擦系数是评价机场跑道道面质量的重要参数。在考虑冬季跑道道面压实雪厚度和摩擦热形成的润滑水膜作用下建立了冰雪道面半融状态摩擦系数计算模型。使用Matlab数值仿真软件对所建模型进行了仿真。数值仿真结果表明,摩擦系数模型建模合理,摩擦系数计算数据与实测数据比较吻合。对摩擦系数的测试实践有一定的理论指导意义。     

不同运行模式下跑道容量评估技术研究

跑道容量的大小是机场能否进行高效率运行的一个关键因素,准确评估出跑道的理论容量对机场的实际运行有着至关重要的作用.对单跑道的理论容量进行建模,在单跑道的基础上研究了近距跑道与远距跑道的不同运行模式下的跑道容量数学模型,根据相关机场具体的数据对模型进行验证,并用SIMMOD PLUS仿真软件对机场的场面实际运行情况进行仿真,通过计算出的跑道理论容量与仿真出的空侧容量对比,结果表明机场跑道理论容量计算模型具有较好的实用性.     

跑道拼接工程对道面的影响

以虹桥国际机场飞行区扩建工程为依托,通过对拼接区域进行跑道表面沉降及周边土体竖向位移、水平位移、孔隙水压力和地下水位等项目的监测．对新建联络道与既有跑道的拼接工程不停航施工对跑道道面性能的影响进行全面监测与分析。监测结果表明,拼接工程引起的道面沉降量较小,超过60％的测点竖向位移小于3mm;拼接工程对周边土体地下水位没有影响：拼接工程会引起周边土体产生超孔隙水压力。最大可达到正常孔隙水压力的2倍,工后1年基本消散;拼接工程会引起周边土体产生竖向和水平向位移．影响程度随深度增加而减少,影响深度不超过7m。研究表明,通过采取合适的施工方案及必要的防范措施．拼接段施工不会影响跑道的正常使用。     

上海虹桥机场停机坪道面性状的测试与评价

以G、H机坪为依托，在道面病害调查及机场有关数据分析的基础上，通过现场试验和测量，对上海虹桥机场停机坪道面的性状进行了研究和评价，并就道面整修的对策和方案提出了相应的建议。     

机场终端区跑道配置优化及容流调配模型研究

大型繁忙机场交通需求的持续增长导致的飞行流量与保障能力、机场容量之间的矛盾日益突出。为了充分利用跑道系统资源,合理配置跑道运行容量,优化飞行流,建立非线性0-1整数规划模型解决以下两个问题:确定跑道配置优化序列,匹配进离场飞机流。模型综合考虑机场交通流、跑道配置转换容量折损、跑道容量包络线等约束,以优化区间内航班总延误最小为目标,用LINGO建模求解,使用实际运行数据验证模型的有效性。结果表明,模型实现了跑道资源的优化利用,降低了航班延误。     

民用机场快速出口滑行道位置优化

位置合理的快速出口滑行道可有效提高跑道容量。通过提出候选出口最优位置假设,证明了跑道快速出口位置是一个候选最优位置的自然有限集。介绍了不同机型跑道占有时间的计算方法,并以最小加权跑道占用时间为目标函数．建立了确定最优出口位置的数学模型。并针对该模型提出了基于时间多项式的动态规划算法,给出了快速出口滑行道的定位计算方法。以大连机场为例,计算得到了该机场快速出口滑行道的合理数量与位置.     

一种检测机场跑道辅助飞机着陆的系统设计

跑道作为机场的关键设施,是飞机着陆和减速滑行的区域,通过视觉定位方法计算飞机相对跑道的位置,可以作为辅助飞机快速平稳着陆的一种思路。视觉传感器所需成本较低,对安装环境要求不高,本文旨在设计一个仅靠视觉传感器对飞机进行定位的辅助着陆系统,运用目标检测和视觉定位两个模型,计算飞机相对跑道的位置。首先搭建出等比例微缩的机场跑道模型,视觉传感器产生运动模拟飞机飞行路径,目标检测模型通过机载视觉传感器获取的图像识别出跑道区域,随后视觉定位模型提取图像中跑道区域特征点,计算飞机相对跑道的位置。分别对目标检测和视觉定位两部分的实现原理及难点进行阐述,尝试将目标检测和视觉定位结合起来实现飞机降落时的定位,描述辅助着陆系统设计的整体思路。