機(jī)場附件十四面障礙物自動化評估思路

黃哲偉

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機(jī)場附件十四面障礙物自動化評估思路

黃哲偉

（中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局，廣東 廣州 510080）

在機(jī)場周邊，常會新樹立一個障礙物，而此物可能對飛機(jī)運(yùn)行存在影響，我們會最先考慮其是否超出了附件十四面，傳統(tǒng)的評估方式為根據(jù)機(jī)場跑道、障礙物信息需要通過畫圖再經(jīng)過復(fù)雜的計算判斷其是否超高，由于附件十四面幾何線性關(guān)系較為規(guī)律，可以嘗試編寫多重判斷代碼，利用自動化方式來判斷障礙物是否超高。

附件十四面；障礙物；超高；自動化評估

1 自動化評估障礙物具體思路

運(yùn)用代碼語句實現(xiàn)自動化評估障礙物的具體思路如下。

應(yīng)當(dāng)根據(jù)所提供的障礙物位置信息判斷其具體位于跑道哪個位置，如果所提供的位置信息是以相對于機(jī)場基準(zhǔn)點ARP & MAG/DIS形式的，則應(yīng)當(dāng)根據(jù)跑道本身磁航向及長度來判別其位于跑道哪個方位，將障礙物的相對位置轉(zhuǎn)化為基于跑道方向的坐標(biāo)。此處假設(shè)跑道磁航向為，障礙物相對于跑道基準(zhǔn)點的磁航向為，距離為，定義為跑道磁航向與障礙物磁航向差值的絕對值，則此障礙物的，值便為：C=|－|；=*cos（）；=* sin（）.

其次，在得到障礙物的位置后，接著應(yīng)當(dāng)判斷此障礙物是否位于附件十四面內(nèi)，如果障礙物位于附件十四面內(nèi)，則應(yīng)當(dāng)繼續(xù)判斷其位于具體哪個面中。此時我們可以將附件十四面按照軸分解成幾部分，如圖1所示。

圖1 分解圖

根據(jù)所提供的跑道長度信息（假設(shè)Dr=runway distance），我們可以將每條分界線的跑道方向橫坐標(biāo)都算出來（后續(xù)的值都是相對于跑道中心點的值，以進(jìn)近起飛方向為正，反之為負(fù)）：

|X0| = 0.5*DR+60+15 000 ‘進(jìn)近三面邊界

|X8|= 0.5*DR+60+15 000 ‘起飛爬升面邊界

在得到橫坐標(biāo)的范圍后，我們可以清晰看到如果障礙物橫坐標(biāo)X＜X0或者X＞X8，則障礙物的橫坐標(biāo)就超出了附件十四面的范圍，可以判斷出不在附件十四面范圍內(nèi)，而對于位于X0～X8之間的障礙物我們則再進(jìn)行下一步判斷，進(jìn)一步分析其方向縱坐標(biāo)是否位于保護(hù)面范圍內(nèi)，即將障礙物所在位置處的值與保護(hù)區(qū)值兩者作比較。

如果障礙物橫坐標(biāo)位于X1～X2之間，此區(qū)間范圍內(nèi)為進(jìn)近面及錐形面，其縱向坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)分為三種情況：位于錐形面外；位于錐形面內(nèi)進(jìn)近面外；位于進(jìn)近面內(nèi)；對于錐形面其縱向坐標(biāo)的算法可以利用勾股定理求得，在此我們將1定義為錐形面縱向邊界值，同理2定義為進(jìn)近面縱向邊界值，分別為：

所以對于位于X1～X2之間的障礙物我們便可以進(jìn)一步加入代碼判斷其值與1及2的大小來判斷其是否位于保護(hù)區(qū)及位于哪個保護(hù)區(qū)內(nèi)。

最后，我們在判斷出障礙物的水平位置是否位于附件十四面中后，我們應(yīng)當(dāng)再判斷其高度是否超出所在位置的保護(hù)面高，此處假設(shè)障礙物的場壓高為，單位為m，如果沒有提供障礙物場壓高，則可以由障礙物的海拔高減去跑道入口海拔高求得。

在經(jīng)過坐標(biāo)及坐標(biāo)的兩維判斷后，我們再進(jìn)行高度的第三維判斷，又例如障礙物O，我們經(jīng)過及的雙重判斷后得到障礙物位于內(nèi)水平面中。

選取關(guān)鍵代碼：（假設(shè)2為內(nèi)水平面邊界，3為錐型面邊界）

IF X >= X4 AND X< X5 THEN [第一維判斷]

IF |Y| > YP3 AND |Y| <= YP2 THEN [第二維判斷]

IF H > 45 THEN [第三維判斷]

RESULT = “障礙物位于內(nèi)水平面中且超出內(nèi)水平面‘[H-45]’ ”

ELSEIF H <= 45 THEN

RESULT = “障礙物位于內(nèi)水平面中但未超高”

通過三次疊加的判斷，我們最終可以得出障礙物是否超出附件十四面的最終結(jié)論。

綜上所述，此程序的思路分為三步：①根據(jù)所提供的機(jī)場跑道及障礙物信息，利用幾何關(guān)系，得到障礙物相對于跑道方向的、軸向的坐標(biāo)。②根據(jù)障礙物的值、值判斷障礙物位于附件十四面的具體哪個面中。③根據(jù)障礙物高度與附件十四面在其所在位置處的高度，判斷其是否超高。對于其他具備線性規(guī)律的保護(hù)面，比如起飛航徑區(qū)、無障礙物區(qū)、VSS面，我們都可以通過此方法進(jìn)行評估，只要根據(jù)其位置、擴(kuò)張角、上斜梯度等屬性對算法進(jìn)行相應(yīng)更改便可。

2 障礙物評估

程序界面主要分成四個板塊：跑道信息錄入、障礙物信息錄入、評估類型選擇、評估結(jié)果，根據(jù)輸入的信息及選擇的評估類型程序便可自動進(jìn)行評估，并將評估結(jié)果輸出至結(jié)果欄中（由于進(jìn)近面及起飛爬升面根據(jù)其所使用的跑道有方向上的區(qū)分，所以評估時應(yīng)當(dāng)錄入其跑道號以作區(qū)分）。

以下是武漢機(jī)場曾經(jīng)發(fā)布的障礙物通告：（C1770/15 NOTAMNA）ZHWH B）1505261605 C）1511300100E）；新增超高障礙物：吳勝周灣聯(lián)通塔；位置：相對機(jī)場基準(zhǔn)點磁方位44.38°，距離5 586.04 m，海拔高度83.58 m，位于RWY04起飛爬升面，超出面高16.42 m。

根據(jù)通告中給出障礙物信息及所在面，通過程序?qū)@些障礙物進(jìn)行驗證將跑道及障礙物信息輸入到信息輸入框中，選擇要評估的類型，此處我們選擇附件十四面，武漢機(jī)場原04號跑道長為3 400 m，凈空道長為70 m，跑道入口高度為28.9 m，磁航向046°，障礙物信息如通告所述，將上述信息輸入至程序中，點擊評估，我們可以得到如圖2所示的評估結(jié)果?？梢钥吹?，在我們將跑道信息、障礙物信息輸入，選擇附件十四面評估類型后，點擊評估，得出的結(jié)果為超出起飛爬升面，并且超高16.418 m，與通告中的結(jié)論大致一致。

圖2 評估結(jié)果

3 結(jié)束語

在平常的工作中，當(dāng)一個障礙物豎立起來，如果剛好在機(jī)場周邊，情報部門在接收到這種信息后，應(yīng)當(dāng)對其進(jìn)行評估，此時可能需要用到CAD畫圖、計算、再疊加底圖等步驟來完成，根據(jù)各個面的屬性還得進(jìn)一步分析，使用此程序我們則可以簡單輸入數(shù)據(jù)后直接得出結(jié)論，能較好輔助日常的障礙物評估工作。

對于障礙物是否超出附件十四面、起飛航徑區(qū)、無障礙物區(qū)、VSS面可以進(jìn)行較為快速的初步評估，輔助機(jī)場凈空保障部門判斷障礙物是否超高，以及輔助航行情報部門判斷障礙物是否應(yīng)當(dāng)發(fā)布通告通知航空運(yùn)行各單位。

2095－6835（2019）07－0076－02

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A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.07.076

黃哲偉（1992—），男，江西南豐人，本科，助理工程師，研究方向為民用航空航空情報飛行程序。

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕