空中交通管制塔臺(tái)模擬機(jī)的設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)探討

陸藝

摘 要： 在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展中，我國(guó)航空航天事業(yè)取得了突破性的進(jìn)展。隨著民航班機(jī)的不斷增多，民用航空安全也變得越來(lái)越受到國(guó)家的重視?？罩薪煌ü苤扑_(tái)模擬機(jī)的研發(fā)就是通過(guò)虛擬機(jī)場(chǎng)容量和模擬塔臺(tái)管制情景來(lái)對(duì)管制員進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)，通過(guò)交通管制雷達(dá)模擬機(jī)和程序管制模型機(jī)的培訓(xùn)，為民航管制人員提供安全高效的訓(xùn)練方式。

關(guān)鍵詞： 空中交通管制塔臺(tái)；模擬機(jī)；設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)

發(fā)達(dá)國(guó)家早在70年代就已經(jīng)研制出了空中交通管制雷達(dá)模擬機(jī)，80年代這種類(lèi)型的模擬機(jī)逐漸得到了廣泛的使用，對(duì)航管人員展開(kāi)較為有效的培訓(xùn)。隨著我國(guó)對(duì)航空安全的重視，國(guó)家機(jī)關(guān)在民航組織的支持下，向發(fā)達(dá)的國(guó)家和地區(qū)引進(jìn)了各種型號(hào)的模擬機(jī)程序及研發(fā)技術(shù)。然而這些模擬機(jī)程序在實(shí)際的使用中卻受到了運(yùn)行環(huán)境等因素的限制，質(zhì)量和性能都缺乏穩(wěn)定性，所以許多國(guó)內(nèi)程序公司也開(kāi)始投入模擬機(jī)研究的自主開(kāi)發(fā)，取得了一定的進(jìn)展，但仍在不斷完善和摸索的過(guò)程中。

1、 系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)期間存在的問(wèn)題分析

塔臺(tái)模擬機(jī)這種裝置，是一種分散性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。所以，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)以及設(shè)計(jì)在整個(gè)工作中是一項(xiàng)困難性極強(qiáng)的任務(wù)。這種系統(tǒng)的原理極具復(fù)雜性，而且其自身還具有動(dòng)態(tài)性和并發(fā)性等特點(diǎn)。若是這種模型只完成設(shè)計(jì)方面的工作，在這個(gè)系統(tǒng)中并不能夠發(fā)揮出很好的作用，必須根據(jù)實(shí)際情況加以更新和完善。國(guó)際上很多工程方面專(zhuān)家都提出了一定的方法和對(duì)策，從模擬的實(shí)用性出發(fā)，面向研究對(duì)象開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，利用各種形式的建模語(yǔ)言，實(shí)現(xiàn)了軟件開(kāi)發(fā)的質(zhì)量和效率的逐漸提升。所以在實(shí)際上設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)語(yǔ)言方面要有針對(duì)性的支持，并且要及時(shí)在系統(tǒng)中進(jìn)行應(yīng)用，只有這樣才能夠確保模擬機(jī)的可靠性和精準(zhǔn)性。同時(shí)，塔臺(tái)模擬機(jī)管制主要分為空中管制和地下管制這兩個(gè)方面。在模擬管制期間，管制員的指令和指揮習(xí)慣都大不相同，所以還需要對(duì)模擬機(jī)的兼容性做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在銷(xiāo)售及推廣雷達(dá)模擬機(jī)的過(guò)程中，我國(guó)已經(jīng)耗費(fèi)了大量的時(shí)間與精力，特別在升級(jí)更新方面，仍存在著一些問(wèn)題。在進(jìn)行塔臺(tái)模擬機(jī)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，要對(duì)飛行器的結(jié)構(gòu)以及構(gòu)造有所了解，將相互對(duì)應(yīng)的車(chē)輛動(dòng)作分解成語(yǔ)言，再通過(guò)實(shí)際的操作和編程將其完全的展現(xiàn)出來(lái)，確保設(shè)計(jì)模塊不受到破損。之后再通過(guò)高端的圖形工作站，從實(shí)際上確保硬件的后臺(tái)數(shù)據(jù)穩(wěn)定。同圖形發(fā)生器相對(duì)比而言，這種方式的性價(jià)比比較高，對(duì)工作效率也有一定的提升。因?yàn)橄到y(tǒng)中沒(méi)有視景驅(qū)動(dòng)軟件包，所以在成本上比較容易控制。

2、 塔臺(tái)模擬機(jī)的設(shè)計(jì)原理與工作流程分析

（1） 塔臺(tái)模擬機(jī)的設(shè)計(jì)原理

塔臺(tái)模擬機(jī)是一種對(duì)塔臺(tái)人員進(jìn)行培訓(xùn)的一種設(shè)備形式，利用國(guó)家上的塔臺(tái)模擬機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，就能夠構(gòu)建出網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，將塔臺(tái)管制人員的工作環(huán)境情況有效的展現(xiàn)出來(lái)，強(qiáng)化管制人員更好的執(zhí)行對(duì)航空器的指揮，培訓(xùn)出優(yōu)良的塔臺(tái)管制員。同時(shí)，塔臺(tái)模擬機(jī)可以模擬出各種交通復(fù)雜天氣以及航空器故障等特殊情況，需要管制員具有臨危不亂的處事作風(fēng)和及時(shí)處理問(wèn)題的應(yīng)變能力。塔臺(tái)模擬機(jī)在實(shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)也不能夠全部照搬國(guó)外的設(shè)計(jì)，需要根據(jù)自身的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行。通過(guò)利用國(guó)外的硬件設(shè)備，加上符合我國(guó)國(guó)情的空域模擬，使得系統(tǒng)在集成以及研制上具有獨(dú)立性和高效性，同時(shí)在系統(tǒng)更新上做到與實(shí)際相結(jié)合，與時(shí)俱進(jìn)。

（2） 塔臺(tái)模擬機(jī)的工作流程

塔臺(tái)模擬機(jī)系統(tǒng)的工作流程主要是通過(guò)硬件設(shè)備以及軟件設(shè)備來(lái)共同組成的。與此同時(shí)，為了能夠促進(jìn)塔臺(tái)模擬機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，很多設(shè)計(jì)公司利用組件式的方式促進(jìn)系統(tǒng)向模塊化的方向拓展，這樣模擬機(jī)也能夠在不同的配置中滿足實(shí)際的需求。塔臺(tái)模擬機(jī)的組件是空管培訓(xùn)的基礎(chǔ)，只有確保組件之間工程能夠相互起到作用，才能夠更好的實(shí)現(xiàn)塔臺(tái)模擬機(jī)并最終應(yīng)用到實(shí)際工作中。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是塔臺(tái)模擬機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，通過(guò)局域網(wǎng)進(jìn)行連接，特別是在培訓(xùn)的開(kāi)始階段，就要利用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)強(qiáng)化培訓(xùn)計(jì)劃的形成。視景生成器的作用是繪制通過(guò)塔臺(tái)觀察到的單位面積范圍的視景，在視景中能夠生成各種運(yùn)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)，其主要依靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器來(lái)完成和計(jì)算。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)主要作用是對(duì)模擬機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理，特別在是運(yùn)行期間，充分運(yùn)用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是不可或缺的一項(xiàng)重要舉措。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，我國(guó)在塔臺(tái)模擬機(jī)的研制中已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，但離實(shí)現(xiàn)完善性和精確性仍有很長(zhǎng)一段路要走。塔臺(tái)模擬機(jī)通過(guò)模擬塔臺(tái)單跑道運(yùn)行、雙跑道隔離運(yùn)行以及獨(dú)立平行離場(chǎng)等不同的跑道運(yùn)行模式和場(chǎng)景，使管制員在飛機(jī)的起飛和降落過(guò)程中，對(duì)安全間隔具有良好的掌控能力，增強(qiáng)管制員的情景意識(shí)，提高業(yè)務(wù)能力和職業(yè)素養(yǎng)，從而保障我國(guó)民用航空發(fā)展能夠安全有序的進(jìn)行?！?