一種適用于通用航空的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于空管自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于通用航空的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通用航空是指使用民用航空器從事公共航空運(yùn)輸以外的民用航空活動(dòng)，作業(yè)項(xiàng)目覆蓋了農(nóng)、林、牧、漁、工業(yè)、建筑、科研、交通、娛樂等多個(gè)行業(yè)。通用航空的具體內(nèi)容包羅萬象，具有機(jī)動(dòng)靈活、快速高效等特點(diǎn)，因此其在民用航空運(yùn)輸中的地位也越發(fā)突出。
[0003]據(jù)民航局統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，截至2013年底，國內(nèi)通用飛機(jī)的數(shù)量已達(dá)到1519架。同時(shí)，我國通用航空的飛行總量在2013年達(dá)到59.1萬小時(shí)，較上年增長14.3%左右，國務(wù)院發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)民航業(yè)發(fā)展的若干意見》提出，2020年通用航空發(fā)展目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)規(guī)范化發(fā)展，飛行總量達(dá)200萬小時(shí)，按此數(shù)據(jù)估計(jì)，未來幾年國內(nèi)每年通用航空飛行量增長約19%。上述數(shù)據(jù)表明通用航空的行業(yè)規(guī)模日益擴(kuò)大，飛行需求漸趨旺盛，有了足夠大的市場需求，這必然要求逐步完善通用航空服務(wù)保障體系。
[0004]通用航空與一般運(yùn)輸航空相比具有飛行器機(jī)動(dòng)靈活、飛行高度低、作業(yè)區(qū)域情況復(fù)雜等特點(diǎn)，所以通用航空服務(wù)保障體系有別于一般運(yùn)輸航空。飛行服務(wù)站作為通用航空服務(wù)保障體系的重要部分，其可以為通用航空提供廣泛的飛行服務(wù)，包括提供氣象服務(wù)、飛行計(jì)劃服務(wù)、飛行支援和其他需要的幫助，其中包括對(duì)飛行計(jì)劃進(jìn)行評(píng)估處理。然而，目前國內(nèi)沒有專門針對(duì)通用航空的飛行服務(wù)系統(tǒng)，國外關(guān)于通用航空飛行服務(wù)站的技術(shù)細(xì)節(jié)資料也很少，因此必須建設(shè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的通用航空飛行服務(wù)站，為通航飛行提供更高質(zhì)量的飛行服務(wù)。
[0005]通用航空飛行服務(wù)站向用戶提供階段性服務(wù)，而飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)屬于飛行前服務(wù)的一部分，其為通用航空用戶提供的服務(wù)包括:飛行計(jì)劃航線評(píng)估、飛行計(jì)劃航跡剖面評(píng)估、飛機(jī)及飛行員適航評(píng)估、氣象評(píng)估、飛機(jī)配載及燃油消耗評(píng)估、跑道方向越障高度評(píng)估等。
[0006]鑒于上述原因，通用航空飛行服務(wù)站需要一個(gè)合理的系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法來評(píng)估通用航空飛行計(jì)劃，從而判斷通用航空飛行計(jì)劃的合理性，但目前尚缺少這樣的系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于通用航空的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn)方法，以解決在通用航空領(lǐng)域缺失飛行計(jì)劃評(píng)估的現(xiàn)狀。
[0008]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的適用于通用航空的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)包括:微型計(jì)算機(jī)、至少一個(gè)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，其中數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)與微型計(jì)算機(jī)相連。
[0009]所述的微型計(jì)算機(jī)上安裝有飛行計(jì)劃評(píng)估終端；數(shù)據(jù)庫服務(wù)器BI上搭載的系統(tǒng)部件包括:飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫、地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫、控制區(qū)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫、氣象數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫、飛機(jī)性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫；數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為通用航空飛行服務(wù)站內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)。
[0010]本發(fā)明提供的適用于通用航空的飛行計(jì)劃評(píng)估系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0011]步驟I)接收、存儲(chǔ)以及管理飛行計(jì)劃的SOl階段:安裝在計(jì)算機(jī)Al上的通用航空飛行計(jì)劃評(píng)估終端接收通過數(shù)字網(wǎng)絡(luò)L傳送來的飛行計(jì)劃報(bào)文，然后進(jìn)入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器BI上的飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫，并通過飛行計(jì)劃評(píng)估終端管理存儲(chǔ)的飛行計(jì)劃；
[0012]步驟2)飛行計(jì)劃航線評(píng)估的S02階段:從地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫中提取經(jīng)、瑋度和高程數(shù)據(jù)，構(gòu)建三維地理模型，根據(jù)飛行計(jì)劃中各航跡點(diǎn)經(jīng)、瑋度坐標(biāo)及巡航高度信息計(jì)算航跡空間位置，評(píng)估計(jì)劃航跡經(jīng)過的管制區(qū)、報(bào)告區(qū)、監(jiān)視區(qū)以及其與禁飛區(qū)的距離等信息；
[0013]步驟3)飛行計(jì)劃航跡剖面評(píng)估的S03階段:利用S02階段構(gòu)建的三維地理模型以及各航跡點(diǎn)經(jīng)、瑋度坐標(biāo)，通過高精度等分插值的方法得到計(jì)劃航跡所在垂直方向的地形剖面，結(jié)合各航跡點(diǎn)巡航高度，繪制飛行計(jì)劃航跡剖面，評(píng)估飛行計(jì)劃各個(gè)階段飛機(jī)是否與地面保持安全高度；
[0014]步驟4)飛機(jī)及飛行員適航評(píng)估的S04階段:利用飛行計(jì)劃報(bào)文中的執(zhí)行航班飛機(jī)的具體情況、飛行員資質(zhì)，評(píng)估飛機(jī)及飛行員是否適航；
[0015]步驟5)計(jì)劃航線涉及氣象評(píng)估的S05階段:根據(jù)飛行計(jì)劃報(bào)文中航線及起落機(jī)場獲取與之相關(guān)的航線周邊氣象數(shù)據(jù)、機(jī)場實(shí)況預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，評(píng)估氣象是否符合標(biāo)準(zhǔn)；
[0016]步驟6)飛機(jī)配載評(píng)估的S06階段:按照飛行計(jì)劃報(bào)文中提供的配載信息，計(jì)算載量是否超過最大允許的載量，即確認(rèn)載量是否超標(biāo)，同時(shí)按配載信息計(jì)算飛機(jī)重心位置，確認(rèn)飛機(jī)重心是否在合理范圍內(nèi)；
[0017]步驟7)飛機(jī)燃油消耗評(píng)估的S07階段:按照飛行計(jì)劃報(bào)文中提供的機(jī)型、航線信息，計(jì)算執(zhí)行飛行計(jì)劃總的航行距離，參照不同機(jī)型在爬升、巡航、下降各個(gè)階段對(duì)燃油的消耗，計(jì)算完成飛行計(jì)劃所需燃油量，結(jié)合飛行計(jì)劃中飛機(jī)起始飛行所搭載的燃油量，評(píng)估剩余燃油是否在安全范圍內(nèi)；
[0018]步驟8)跑道方向越障高度評(píng)估的S08階段:參照飛行計(jì)劃中的機(jī)型信息，確定執(zhí)行計(jì)劃的飛機(jī)氣動(dòng)模型，根據(jù)跑道方向障礙物與跑道的距離、障礙物的高度，按照最大爬升率計(jì)算飛機(jī)的越障高度是否符合安全起飛標(biāo)準(zhǔn)；
[0019]步驟9)綜合評(píng)估結(jié)果的S09階段:匯總S02-S08階段對(duì)飛行計(jì)劃的評(píng)估，包括:飛行計(jì)劃航線評(píng)估、飛行計(jì)劃航跡剖面評(píng)估、飛機(jī)及飛行員適航評(píng)估、計(jì)劃航線涉及氣象評(píng)估、飛機(jī)配載評(píng)估、飛機(jī)燃油消耗評(píng)估以及跑道方向越障高度評(píng)估，最后給出綜合評(píng)估意見。
[0020]在步驟6)中，所述的飛機(jī)配載評(píng)估方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:首先，按照飛行計(jì)劃及飛機(jī)參數(shù)信息，計(jì)算與飛機(jī)相關(guān)的各項(xiàng)力矩，包括飛機(jī)空重力矩、乘客力矩、行李力矩、燃油力矩，計(jì)算公式如下:
[0021](重量)*(力臂)=(力矩)
[0022]其次，計(jì)算飛機(jī)總重量，即空重、乘客重量、行李重量以及燃油重量之和；最后，力矩之和除以總重量得到飛機(jī)重心位置，如果飛機(jī)重心在安全范圍內(nèi)，則按飛行計(jì)劃執(zhí)行的飛機(jī)配載審核通過，否則審核不通過。
[0023]在步驟7)中，所述的飛機(jī)燃油消耗評(píng)估方法包括按順序執(zhí)行的下列步驟:
[0024]I)確定飛機(jī)型號(hào):按照評(píng)估的飛行計(jì)劃確定飛機(jī)型號(hào)，根據(jù)飛機(jī)型號(hào)從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器BI的飛機(jī)性能數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫中提取對(duì)應(yīng)機(jī)型的氣動(dòng)模型，確定飛機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)、滑行和起飛階段的燃油消耗Fl ;
[0025]2)確定可用燃油:按照評(píng)估的飛行計(jì)劃確定可用燃油量Ft，此處可用燃油量不能超過該機(jī)型可裝載的最大燃油量；
[0026]3)確定起、降機(jī)場海拔高度及附近溫度:按照評(píng)估的飛行計(jì)劃及三維地形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)庫中三維地形數(shù)據(jù)確定起、降機(jī)場海拔高度，查看起、降機(jī)場附近氣象信息，確定起、降機(jī)場附近溫度；
[0027]4)判斷起、降機(jī)場附近溫度是否為標(biāo)準(zhǔn)溫度:如果不是標(biāo)準(zhǔn)溫度，則利用非標(biāo)準(zhǔn)溫度修正的方法計(jì)算非標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)起、降段燃油消耗的影響，如果是標(biāo)準(zhǔn)溫度，則無需修正直接進(jìn)入下一步驟；
[0028]5)計(jì)算爬升、下降所需燃油:根據(jù)步驟3)確定的飛機(jī)在起飛和降落階段的海拔高度變化以及步驟4)計(jì)算出的非標(biāo)準(zhǔn)溫度對(duì)爬升、下降燃油消耗的修正，結(jié)合飛機(jī)氣動(dòng)模型及性能信息，確定飛機(jī)爬升、降落燃油消耗F2 ;
[0029]6)確定巡航高度、速度:按照評(píng)估的飛行計(jì)劃確定巡航高度Hf和巡航速度Ff，結(jié)合飛機(jī)氣動(dòng)模型及性能信息，確定飛機(jī)在設(shè)定巡航高度和速度上單位時(shí)間的燃油消耗；