发布时间:2023-02-08 05:33:02
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论文摘 要:在航空迅速发展之际,空中交通管理领域中的空管安全问题被逐渐重视。本文从管制员工作的角度,对空管信息处理中存在的人的因素进行了分析、总结。并对常见的由于空管信息处理引起的空管不安全事件进行分析,对空管信息处理提出了一些改进建议。
一、空管信息处理系统简介
随着我国的经济快速发展,空中交通流量与日俱增,如何提高空管安全、高效运行已经成为研究热点。管制员在对航空器进行管制指挥的本质是对空管信息处理的一个过程。因此,对空管信息处理的深入研究有助于保障空管安全。
空管信息处理系统可分为信源、存储、处理、传输和显示五个子系统。对信源的操作主要是空管信息的采集,在操作时要完整、准确、及时。管制信息的处理在目前的半自动或人工条件下,存在格式不规范、存储效率低等缺陷,这会导致进程单填写有误等差错的产生。从信源得到的信息并不一定符合特定的空管需要,如在不同空管单位之间的通报、协调,其中涉及航空器的呼号、位置、高度和预计移交时间等,这就需要对现有信息进行加工处理。在目前,空管信息处理的标准化程度不足和自动化水平不高,信息加工也就成为一项有难度的空管工作。现今各大地区空管局使用设备不同,使得有些空管信息必须使用人工的方式进行加工和传递。空管信息显示是管制员能否正确“感知”信息的关键,常见的显示有文字记录、电子动态显示和雷达识别标志等。在以人工为主的系统中,信息格式的不规范、不统一以及大脑抽象记忆比例过重,会造成信息的丢失,这也是今年来空管事故症候发生的重要原因之一。
二、空管信息处理与空管安全
(一)信息处理中的主要差错和原因
我国的民用航空在上世纪80年代开始,逐渐采用和参照国际民航组织标准,放弃苏联的民航运行、发展模式。在法规体系、设备标准、运行规章等方面,我国尚未建立系统性的标准体系。这就造成了各单位执行的标准不统一,运行的方式不统一,使用的设备不统一。航班量增长迅速,随之而来的与空管密切相关的航班信息量也在不断增加。在一个每天对几百架次航班提供空中交通服务的运行单位,没天汇总相关的空管信息多达数十万条。对于我国目前的空管现状,尤其是无法完全采用电子化处理的情况下,管制员处理空管信息出现差错的现象呈易发、增多趋势。
(二)空管信息处理与空管安全的关系
很多因素会影响人们的行为,比如反应时间。这些因素包括视觉、听觉等人本身固有的特性,还包括经验、技能、疲劳程度等人后来发展出来的特性。在日常的空管指挥工作中,飞行量的增长使管制员单位时间内指挥的航空器数量增加,留给管制员处理信息的时间不断缩减。
在空管工作中人的因素至关重要,这包括:管制员承受工作负荷能力、听说能力、对信息的处理能力等。首先,工作负荷的强度直接影响管制员的工作状态,管制员工作负荷的强度既与空管任务的性质、内容、飞机数量、陆空通话量等相关,又与管制员的工作经验、知识储备、认知水平等有关。在正常的工作负荷范围内,管制员处于适宜的工作状态,思维清晰、反映敏捷且情绪稳定,管制员能较好的认知当前情况和预测未来状况,空管的工作效率与准确性较高。其次,空管在目前主要是管制员与飞行员通过无线电通话来交流信息、进行管制与被管制。为了避免在此过程产生人为差错,国际民航组织(ICAO)和我国民航主管部门规定了标准的陆空通话用语。最后,管制员对信息的处理能力表现在认知、记忆、决策、执行等方面,是对信息加工处理的全过程。由于人的注意力具有选择性、集中性、有限性的特点,管制员有时会对一部分重要信息产生遗漏或疏忽。在空中交通流量增大,管制员工作负荷也随之加大,管制员的记忆力也会降低,进而影响决策。上述环节中的问题与管制员特定情况下较低的情景意识水平有关,这也本文着力提出改进的方面。
三、空管信息处理改进研究
对于空管中人的因素,我们在分析2008年以前发生的空管责任事故症候时,得到一项结论,空管信息的处理失误大多是在专职人员负责且信源可靠时发生的。管制员在得到飞行动态后没有及时、准确更新空管信息,并且缺少信息处理自检、互检措施。对于这一问题,空管单位应将空管信息的采集、存储在同一管制岗位完成,比如设置专门的协调通报席位,对信息的采集、存储操作建立合理、安全、有效的工作程序。除此之外,管制员在工作还要做到对空管信息进行再分配,在必要的时候对空管信息作出推测、计算、修订等。由于新空管信息的产生与外界关联,所以管制员要把空管信息与外界实时关联、更新,这样才能确保空管运行指挥的安全。
将空管运行中人的信息加工出现错误进行的探讨和分析,了解错误来源和提出应对措施,对减少人的因素导致错误,为保证空管运行安全具有十分重要的意义。除此之外,空管设备与法规条例也对空管运行安全有不可忽视的作用。
参考文献:
论文摘要:社会经济的发展推动航空事业的大步跨进。空管安全是空中交通管制的重要组成部分,空管人员的素质是导致航空的安全因素之一,如何掌握空管人员的心理状况,消除人为因素造成安全事故,是本文主要研究和探讨的。
0、引 言
随着我国航空事业的发展,航班量的不断增加,航空事业安全的体制日益发生着变化;近年来,航空事业的事故频发,所以不得不重视航空管制的方面的人为因素。人为因素简而言之,就是人为方面的原因导致航空安全事故的因素。严格意义上是指工作环境、机器、人、人与工作环境、人与机器、人与人之间的关系等,而制约人为因素包括人的本性,人的知识结构,能力极限,个人与团队的协作精神。
1、空中交通管制存在的主要问题
1.1 管制不严
1)空管行业的管理体制老化,公司缺乏竞争机制,工资不以能力定量,导致管制人员安于现状、丧失进取心、缺乏责任心。
2)航空事业因存在着高风险,需要投入的劳动力比一般行业要高出许多,空管人员付出脑力劳动和体力劳动都比较高,所以如果没有相对应经济收入会导致空管人员容易产生个人情绪,这是造成不良事故的原因之一。
3)决策能力不够。当飞机遇到紧急情况时,无法快速的根据综合因素,对飞机做合理的指挥。比如,要准确的控制飞机的飞行时间、飞行的次序、飞行频率等,给出飞行及时的指令和相关的限制。管制员在日常的工作中要尽力锻炼这方面的综合能力。
1.2 能力欠缺
1.2.1 责任心不强
部分管制员对管制工作缺乏应有的责任心,尽管他们也能遵守公司的制度,按时上下班,但是不会关心与自己职责无关的事情,比如,发现了管制人员的在操作中存在失误,他们也不会去提醒,积极性不高,得过且过。
1.2.2 业务水平低
一些管制员的业务水平不高,主要表现是;对新技术的学习不透彻,不能熟练运用,导致的后果是;在交通流量高峰期或者危及的情况下,不能对飞机准确的进行指挥;还有一种情况是对飞机潜在的危机不能及时处理,造成飞机在飞行的过程中遭遇不安全的事故的发生。
1.3 压力过大
空中交通管制工作是一个高风险的行业,管制员从事的工作直接关系到飞行安全,因此每一个环节都不能出错。在工作过程中,要保持一种时刻都小心翼翼的心态。而人不是机器,长期在高负荷、极度紧张的情况下运转,必然会导致精神上的紧张和心理压力的增大。因此,管制员存在心理压力是一种客观现象,关键看怎样引导、缓解。
2、方法及对策
2.1 加强管制力度
要加强管制的力度,除了从制度上要制定激励员工的政策,实行奖励机制以外,调动员工的积极性以外,还要求管制员的必须具备相关的能力:良好的分析决策能力,例如对进离场的飞机进行指挥时,管制员要对相对飞机的飞行高度、位置、速度、机型等进行完全、细致的了解,最终做出决策,决不允许优柔寡断;良好的沟通能力,班组成员间或者相邻的管制单位之间,只有做到了及时准确的沟通才能促进工作安全,有序的进行;良好的应变能力,对机发动机失效、液压系统失效等突发的特殊情况,管制员必须随机应变,重新根据所面临的现状制订出相关的调配方案,分清主次,具体情况具体对待,在短时间内恢复有序的飞行环境。
2.2 提高个人素质
1)航空事业是比较特殊的行业,是一个国家的民族精神的象征,所以对于空中管制员的要求也比一般行业要高,因为管制员的言行举止直接影响着飞行安全,如果管制员的基本素质很差,没有责任心,对机的安全隐患不及时排查,不积极汇报,那么很容易造成无法挽回的悲剧。因此,在条件具备的情况下,安管部门可以不定期地在员工中开展思想政治的学习,宣传科学的教育观,引导所有的管制员充分认识到空管在民航事业中的基石作用,使其意识到空管直接关系到祖国和人民的安全,进而能够自觉地、热情地投身到民航事业发展中,努力提高空管人员的思想道德水平,树立正确的人生观,价值观。
2)管制员有业务水平的提高业务水平的保证是管制员实现空中安全的关键。如果管制员缺乏过硬的操作技能,即使其思想认识多高,也无法胜任该工作。例如,当2架飞机在向一个导航台做同高度会聚飞行时,如果管制员缺乏理论知识和操作经验而采取了错误的避让措施,势必会影响飞行的安全。所以,加强管制员对业务知识的学习,规范用语,中英文表达流利。空管部门要经常组织管制员进行专业理论知识的学习和巩固,使管制员的业务水平得到进一步提高。
2.3 合理释放心理压力
现代人压力很重,管制员因其工作的特殊性,空管公司应该经常组织管制员进行一些形式多样的活动,重点在于让管制员把心中的想法说出来,而不论其对错,也不拘泥于形式。要让管制员能够找一个能舒缓情绪、释放压力的渠道,从而达到减小心理压力的目的。工作的缓解压力的方法有多种;一是鼓励其说出来,把自己压抑在心里的苦恼宣过泄出来,和大家进行沟通,赢取其他人的理解。人如果有压力而不能说出来,就会产生郁闷、烦躁等不正常心态,从而会进一步造成压力增大,影响人的正常工作;二是鼓励其通过运动等方式释放出来,组织参加体育运动和各种游戏都可以缓解压力。鼓励管制员通过这些形式把压力释放出来。转移管制员的注意力,使他们全身心的投入到娱乐中,这种形式能够使管制员身心完全放松、释放压力,为更好的工作做好充分准备。
3、结 论
综上所述,管制员由于从事的是关系到飞行安全的重要工作,行业的特殊性要求我们必须重视管制员的身心健康,保证管制员的工作、生活质量,防止由于人为因素造成的不安全事件,只要我们形成良好的氛围和共识,就一定能正确处理好这一问题,保障我国民航事业的安全平稳发展。
参考文献
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[2]孟磊,浅析管制员压力管理[J],空中交通管理,2007(3)
关键词:ADS-B技术 1090MHz ES ADS-B Mode S数据链
中图分类号:P413
近年来,我国民航事业取得了突破性的高速发展,许多机场日均起降率超过200架次。航空事业的发展,促使民航技术,尤其是导航监视技术的发展。ADS-B作为一项关键技术出现,用于空中交通管制,可以在无法部署航管雷达的大陆地区和广阔的洋区为航空器提供优于雷达间隔标准的虚拟雷达管制服务;在雷达覆盖地区,即使不增加雷达设备也能以较低代价增强雷达系统监视能力,提高航路乃至终端区的飞行容量;单一ADS-B接收地面站组网,可作为雷达监视网的旁路系统,并可提供不低于雷达间隔标准的空管服务;利用ADS-B技术还在较大的区域内实现飞行动态监视,以改进飞行流量管理。
ADS-B技术简介及国内发展现状
ADS-B,即广播式自动相关监视,是一种利用空地、空空数据通信完成交通监视和信息传递的航行新技术,国际民航组织(ICAO)将其确定为未来监视技术发展的主要方向,并正积极推进该项技术的应用。
在传统的航空管理领域有许多问题需要解决,首要的问题是广泛使用的雷达系统无法工作于非陆地区域、雷达盲区以及机场跑道、滑行道上,使得像沙漠、海洋的监视管理工作很难进行;同样在大型机场的场面跑道、滑行道的雷达监视管理工作也很难进行。其次是航空通信方面,传统ATC系统中90%使用的都是语音通信,这种通信模式会导致飞机之间、飞机与基站之间的通信不足,存在安全隐患。在导航方面,如今的固定航线、航线分配模式难以实现最短距离、最佳航线行驶,这样不仅浪费时间、燃油,还造成严重污染。在这种情况下ADS-B技术便应运而生了。ADS-B技术除可以有效的解决上述问题外,还将是实施自由飞行的奠基石。
ADS-B使用机载导航系统,通过卫星定位系统得到飞机精确的位置和速度信息,通过机载的电子设备自动广播飞机的呼号、位置、高度、速度和其它一些参数,通常每500毫秒ADS-B设备广播一次位置信息。其它的飞机、地面站、网关都可以通过数据链接收此数据,并用于各种用途。
我国民航总局也已经将ADS-B技术的研究和实现提上了桌面,这是因为ADS-B对我国来说是十分合适的一种空中交通监视系统。首先我国国土、空域辽阔,沿用传统的雷达监视需要大量投资,而且也是不可能实现的,需要一种新的有效的方法来完成空中交通监视任务。其次我国西部高原、沙漠、地形复杂,还有南中国海的海洋环境,均不具备空中交通管制设施的环境,因此只有自动相关监视能克服这些缺点。另外我国的航空事业正在发展,空中交通管制事业刚刚起步,地面通信、导航、监视等设备刚进入建设阶段,我们不必再花更多的资金,沿用老办法去建设大量的地基系统,可一步进入自动相关监视,以节省大量的投资。再者根据我国民航当前空中流量,以及未来十年发展,采用自动相关监视是适合中国空域密度的,安全是有保证的。还有就是当前我国的空域利用率不高,采用自动相关监视后,空域的利用率可得到提高,增强了飞行的安全性;最后统一了全国陆空通信,减少飞行人员和航管人员通话,减少了通话不清造成的错误,统一飞行报告程序,统一飞行提供了条件,对保证飞行安全,提高效益是有利的。
1090 ES系统结构
目前ADS-B有三种系统工作架构,即Mode S数据链ADS-B系统,VDL-4数据链ADS-B系统和UAT数据链ADS-B系统。这三种ADS-B系统有各自的优缺点,Mode S数据链ADS-B系统能提供高达1M Bits/s的数据传输带宽,且在原Mode S应答机基础上,只需做少量改动就能升级成ADS-B系统。是如今ICAO(国际民航组织)唯一推荐的标准。
1090 ES(1090 MHz Extended Squitter)是基于S模式应答机的一种技术。它的下行频率是1090MHz,信息格式是简单的脉冲位置编码。1090 ES用发射机和发射天线来传送不同的消息,包括24比特码、高度、呼号等。由于消息格式简单,承载信息能力较弱,所以在一个编码中只能传输一个特定类型的信息。而这些消息的更新率也有所不同,位置消息和速度消息每0.4~0.6秒更新一次,标识消息和类型消息每4.8~5.2秒更新一次,意向改变消息每1.6~1.8秒更新一次。1090 ES消息接收单元收到来自空中接口的位置、速度、标识等信息,通过报告汇总生成单元形成标准的ADS-B报告(包括状态报告、模式报告和速度报告),并以脉冲位置编码的数据格式发送至ADS-B数据用户。
1090 ES ADS-B发射子系统
1090 ES发射子系统包括消息产生模块和消息交换发射模块。发射消息内容包括PVT(位置、速度、时间)信息,状态信息(Status)和飞行意向(Intent)信息。这些消息来源于其余的机载系统和飞行员输入的信息。消息经过编码后经Mode S扩展断续震荡广播出去。
消息产生模块包括输入接口、输入缓冲,消息收集和消息编码子模块;消息交换模块包括射频模块比如(调制器/发射器)和1090MHz发射天线。结构如图1所示。
在基于二次雷达模式S雷达的ADS-B系统中,可以只做少许的软件改动,就能直接使用Mode s调制器和1090MHz发射机。但是天线则必须使用全向天线。
4 1090 ES 接收子系统结构
1090MHz ADS-B接收子系统包括接收消息交换模块和报告收集模块。该接收子系统接收ADS-B和TIS-B Mode S扩展断续震荡消息,并将处理过的消息传送到其他记载设备上。消息交换模块包括1090MHz接收天线和射频设备(接收机/解调器)等子模块。报告收集模块包括:消息解码,报告收集,和输出接口子模块。不同的ADS-B消息交换模块和报告收集模块配置,得到如下几种不同的接收机种类:
1类ADS-B和TIS-B接收子系统:该系统接收ADS-B和TIS-B消息,可以产生定制的ADS-B报告。l类接收机是定制的可以产生面向应用的ADS-B报告。
2类ADS-B和TIS-B接收子系统:该系统接收ADS-B和TIS-B消息,并可以产生全部ADS-B和TIS-B报告。
ADS-B信号与二次雷达信号协调性问题
鉴于南中国海海洋环境,投入使用ADS-B设备将会增强民航空中交通管制保障力度。目前,南中国海1090MHz ADS-B发射接收系统建设完毕,已进入测试运行阶段。新的技术革新为空中交通管制工作带来方便。但是,ADS-B系统的投入,也给原有的系统带来一点小问题。ADS-B信号与二次雷达信号协调性存在出入,将会对管制自动化系统带来目标分裂,给管制工作带来不必要的负担。造成ADS-B信号与二次雷达信号不协调的原因有几点:一、ADS-B系统本身存在着系统精度误差;二、ADS-B机载设备未经精细调校。
结束语
ADS-B技术是目前国际上提高空管安全监视效率的最新技术方法。利用ADS-B技术效率高、成本低的特点。结合目前正在使用的一次、二次雷达等技术建立一种基于ADS-B的多雷达协同监视体系,有助于实现我国民航空管安全监视信息收集技术的智能化,是构建高效空管安全监视体系、保证人民生命财产安全的基础。 同时,该网络还包括一些服务提供商提供的信息,比如气象信息、地图信息等,构成类似于因特网的空地一体网,实现多类数据的高度共享。这是今后空中交通管制的发展趋势,也是实现下一代ATC系统,达到航路动态规划,自由飞行的必经之路,对我国民航系统发展有重要意义。
参考文献
[1]张青竹,张军,民航空管应用ADS-B关键问题分析[J],电子技术应用,2007.33(9):72-74
[关键词]雷达;干扰信号;识别
中图分类号:TN974 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)16-0171-02
随着民航业的发展和壮大,民航安全问题便成为了重中之重,民航安全保障关系到每一个乘客的切身利益。但是,目前,科技的发展让无线信号变得日益多样和复杂,给民航雷达带来了很多干扰,在这种情况下,对于雷达有源干扰信号的自动识别就显得尤为重要。雷达有源干扰信号的自动识别应用在民航之中,能够提升抗干扰能力,在一定的程度上提高民航空管的安全系数。
一、雷达有源干扰信号概述
一般而言,可以将雷达有源干扰信号的作用原理分为两种类型,第一种是压制式干扰信号,第二种是欺骗式干扰信号。压制性干扰信号利用的是噪声的信号,或者是和噪声类似的干扰信号,让这种干扰信号和真实目标回波进行叠加,在这样的情况下,雷达受到有源信号干扰,很难从所接收的信号之中准确的检测到真实的目标信息,对于雷达的识别造成一定的影响。欺骗式干扰信号与压制式干扰信号有所区别,它主要是采用干扰信号的方式对于真实的目标回波信号进行模拟,这种模拟造成了一种真假混乱的效果,让雷达在接收的时候难以对于干扰信号和真实信号进行区别。这样的干扰信号在一定的程度上破坏了雷达对于真实目标的检测和跟踪的目的,起到了一定的干扰作用。
在有源干扰信号的干扰下,雷达有源信号的自动识别成为了雷达抗干扰的必要条件。一般而言,雷达抗干扰的流程如图1所示:
从流程图1中我们可以看出,干扰模式的识别是雷达进行干扰抑制处理的前提和基础,对于雷达有源干扰信号自动识别的重要性可见一斑。
而针对于雷达有源干扰信号类型的自动识别流程一般如图2所示:
由图1可知,雷达有源干扰类型的自动识别的第一步是针对于雷达所接收到的信号进行预处理,对于所接收到的信号的不同的特征进行归纳,这种预处理一般根据信号在时域、频域和其它变换域上的特征,并依据干扰信号呈现出的细微的特征,根据已经掌握的经验,对于这些特征和参数进行进一步的分析和处理,建立一个有效的有源干扰信号自动识别的参数数据库。当飞机将要采取行动的时候。根据雷达接收到的信号,结合数据库中的各个参数,联合已有的经验,综合使用统计判决树或者是模糊识别的方法,对于干扰信号的类型进行分类识别。对于干扰信号类型的自动识别对于之后的干扰抑制模块奠定了一定的基础,能够让这个模块在后续的时候选择相应的抑制算法。
二、压制性干扰的自动识别
压制式干扰的主要作用是采用噪声信号让雷达无法检测到真实的目标信息。压制性干扰信号的类型有阻塞式、瞄准式和扫频式干扰等多种。下面我们将以射频噪声干扰为例,阐释其自动识别的方法。
射频噪声指的是使用恰当的滤波器对于白噪声进行滤波,并通过放大器最终得到的有限频带噪声。这种噪声与白噪声有类似之处,其信号的形式如下所示:
T(t)=Un(t)cos[Wjt+?(t)]
由此可见,射频噪声的信号形式是窄带高斯过程。
射频噪声干扰情况下的时频显示出一下特征(图3):
由上图我们可以看出,射频噪声干扰的时域上持续的时间很长,干扰信号超过门限的值也比较多。能够检测到干扰信号的通道也很多,干扰信号的分布比较平均。基于这些特点,我们可以设计针对性的自动识别方法。
首先,可以现对于信号进行一定的数字通道化的处理,如果在处理的过程之中发现持续的时间和功率都可以过门限,那么则可以初步判定这种有源干扰的类型是压制式干扰。
其次,在对于压制式干扰已经识别的基础之上,如果在检测中发现干扰信号谱宽能够覆盖住整个接收机频段,那么则可以确定其为射频噪声干扰。
三、欺骗式干扰的自动识别
欺骗式干扰的工作本质是利用和目标信号相似的、具有迷惑性的干扰信号对于真实的目标信号进行干扰,在欺骗式信号的干扰下,干扰信号作用于雷达的跟踪系统和检测系统终端,雷达无法准确的检测到真实的目标信号,无法真实的测量目标信号的参数,让雷达对于真正目标信号的检测和跟踪受到迷惑和扰乱。一般而言,常见的欺骗式干扰由截断相位编码信号产生多假目标欺骗干扰、由线性调频信号产生多假目标欺骗干扰、距离随机多假目标欺骗干扰,拖引干扰包括距离拖引欺骗干扰、速度拖引欺骗干扰、距离一速度拖引欺骗干扰等几种干扰类型组成。
在实际的操作中,可以通过截断二相编码信号的方式为干扰信号将其送回雷达接收机,将其进行脉压处理,这样就可以在雷达的终端形成假目标干扰。信号截断会让雷达最初发射信号时生成的脉冲压缩滤波器进行脉冲压缩处理。下面,我们将以N=13巴克编码信号和31位长度m序列编码信号为例,对截断二相编码信号送回雷达原始发射信号生成的匹配滤波器脉冲压缩输出进行仿真,仿真结果如图4所示:
从图4所示的仿真结果中,我们能够看出,干扰机能够将截断接收到的相位编码的雷达信号,并且将其送回。在雷达接收机的匹配滤波器实现了部分相关,可以获得一定的脉冲压缩增益。如果只是针对于前段进行截断,或者只针对于后段进行截断,那么生成的干扰目标的旁瓣的个数和幅度十分有限,而如果可以针对于前段和后段进行同时截断,则可以产生很多个干扰目标回拨信号。
根据上述研究,我们发现,由截断相位编码信号产生的多假目标干扰是针对相位编码信号进行截断产生的。因此,我们在进行识别的时候可以根据这一特点来进行识别方案的设计。首先,自动识别的前提是要搞清楚相位编码信号的瞬间频率特点,根据这一特点对于相位编码信号进行识别,将其是否为相位编码信号做出明确的判断。再此基础之上,可以通过对比检测到脉冲宽度值与雷达发射信号的脉冲宽度值,通过对比结果,若是检测到的脉冲宽度要比雷达发射信号的脉冲宽度值小的时候,可以将其自动识别为是由于截断相位编码产生的随机多假目标干扰。
民航空管安全至关重要,在电子发展的时代中,雷达设备的抗干扰能力也在不断的上升,自动识别应用航空之中,让雷达能够对于简单的信号复制难以形成欺骗式的干扰。使得干扰信号能够更加容易被检测出来。
结语
随着社会经济的发展,航空业也进入到了多元形态发展的时期,通用航空和低空开放发展迅速,雷达管制越来越重要。无线电的推广发展,使得对抗雷达有源信号的识别是航空安全中必不可少的环节。在这种情况之下,为了保障空管安全,提高空管雷达的保障能力,越来越多的人投入到雷达干扰信号的识别研究之中。因此,本文在这种情况下对于雷达有源干扰信号的自动识别的研究不仅丰富了已有的研究内容,也为今后民航空管雷达需求提出了要求,具有一定的理论价值。
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[关键词]民航 自动化 智能化 电子进程单 设计
中图分类号:TV365 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)16-0269-01
一、飞行进程单
飞行进程单从字面上理解,应该指的是一个事件进程的记录,应用到管制工作中,它就是专门记录接受空中交通管制服务的航空器的信息和运行状态的记录条。飞行进程单作为管制工作的必要工具,在实际管制工作中,为管制员提供了记录管制数据的平台。管制员通过对这个数据平台的管理工作,可以辅助实现科学的管制决策以及先期的流量预测。《中国民用航空空中交通管理规则》(86号令)规定:空中交通管制单位应当使用飞行进程单。航空器进入管制区域前,空中交通管制单位应当填写好记录有该航空器信息的飞行进程单。航空器在飞行过程中,管制员应当把通过各种渠道收到的该航空器动态、管制指令及有关内容及时、准确地记入相应的飞行进程单。同时飞行进程单在空管自动化系统降等级的情况下,能够保存故障时间点前的有关管制数据,为进一步完成管制工作以及实施程序管制提供至关重要的支持。另一方面,在各种事件的调查工作中,相关的飞行进程单也成为查找事件原因的重要依据。
二、电子进程单的优点
使用电子进程单系统带来的好处是革命性的和显而易见的。如下:
第一,电子进程单的使用可以节约大量昂贵的进程单打印纸和打印成本;自动处理生成进程单,并在需要的时候在电子数据显示器(EDD)上显示出来,节省了管制员准备进程单的时间和精力;消除了打印机打印进程单工作时的工作噪音,改善了工作环境。使管制员可以投入更多地精力在一个安静的工作环境里更好的进行空中交通管制指挥工作,从而更好的保证安全。
第二,电子进程单上很多的内容都是固定可选的,使用很方便,不用每次都重复填写,直接选取就可以了,管制员可以腾出来更多的精力来监视雷达上的飞机动态,提高工作效率,保证航空安全。
第三,电子进程单可以实现冲突监测和冲突预警的功能,对管制员来说这一点尤为重要。在管制员指挥飞机的过程中,由行流量大、空中情况复杂、疏漏或者精力分配不合理等原因造成的错误指令,电子进程单可以根据一定的规则进行判断,发现将会造成飞行冲突的指令,并且立刻给出一个醒目的提示,在管制员发出错误指令的第一时间进行提醒,把飞行冲突消灭在初始阶段。
第四,电子进程单还可以对所有的管制指令以及飞行情报进行详细的纪录和统计,以后进行技术分析和事件调查等工作将会十分的方便。
第五,电子进程单还可以对空中多架航空器同时进港进行自动排序,给出一个最佳的落地调配排序方案,给管制员一个很好的帮助,管制指挥工作将会变得十分轻松。
第六,电子进程单通过和航空电报处理系统的连接,可以实现航空器起飞、落地电报的自动拍发。减少了管制工作的工作流程,提高了效率,从更本上杜绝了忘记发报情况的发生。
三、功能模块设计
本电子进程单系统根据上面的背景介绍以及实际工作需要,首先按功能可以定义为以下几个模块:
1、进程单生成模块
这个功能模块的主要功能是:(1)定义数据接口,使用FIPS飞行动态数据库中的航班动态数据,按照要求自动生成电子进程单数据纪录;(2)在需要时生成空的电子进程单纪录。
2、进程单操作模块这个。功能模块的主要功能是:(1)建立用户交互界面GUI;(2)把进程单生成模块处理过的电子进程单纪录在用户交互界面上以进程单数据窗口的形势显示出来;(3)提供各种用户操作对进程单数据窗口进行操作;(4)给FIPS发送起飞、落地信号,实现起飞、落地电报的自动拍发;(5)显示进程单处理模块对进程单数据处理后的警告、提示、建议等处理结果;(6)实时把对进程单数据窗口进行的操作纪录保存到数据库中;
3、进程单数据处理模块。这个功能模块的主要功能有:(l)对用户界面中用户正在使用的电子进程单数据信息和用户操作信息进行分析处理,进行飞行动态监视和飞行冲突预警;(2)对电子进程单数据窗口中到场的飞机进行分析处理,得到一个等待最少的最优落地次序建议;(3)对用户可能出现的错误操作或者错误指令进行分析判断,并给出错误警告和提示。
4、进程单数据管理模块。这个功能模块的主要功能有:(1)存储由进程单生成模块生成的电子进程单数据信息;(2)给进程单显示模块提供电子进程单的原始数据纪录;(3)存储用户在用户界面对电子进程单的填写数据和用户对电子进程单数据窗口的操作纪录;(4)给进程单处理模块提供当前电子进程单的最新更新数据;(5)存储进程单处理模块处理后的处理结果;(6)接受进程单数据查询模块的查询处理请求;(7)把进程单数据查询模块的查询处理结果数据提供给进程单数据查询模块;(8)对所有保存的数据进行安全的保存、备份,保证系统在灾难恢复时能迅速恢复数据,不丢失数据和信息。
5、进程单数据查询模块。这个功能模块的主要功能有:(l)按照用户需要对所有现在的和以往的电子进程单数据和用户操作纪录进行查询并显示在查询用户界面上;(2)按照要求对需要的电子进程单数据进行统计显示或者打印[7]。
四、软件结构设计
根据以上的系统功能定义和划分,可以设计出电子进程单系统的软件结构模型。电子进程单系统的系统结构如图1所示。
由图1可以看出,电子进程单系统主要分为四个主要部分,分别是交互服务器,数据库服务器,塔台管制席位,进近管制席位。交互服务器主要从FIPS数据库获取飞行动态信息,并把这些飞行动态信息生成电子进程单数据,向数据库服务器填写数据,通知各个席位更新动态数据。数据库服务器主要功能是接受交互服务器信息,对数据库进行操作,把相关内容分别保存到相应的数据库,读取相关数据库信息,反馈给交互服务器等。所有其他模块都没有权力直接访问数据库,所有对电子进程单数据库的访问必须要由交互服务器来完成。这样也保证了电子进程单数据的统一性和安全性[8]。
塔台、进近管制席位:进行客户端的操作。
五、结论
本论文只是设计实现了电子进程单系统的初步功能,对于用户的高级功能需要并没有进行深入的讨论研究,这也需要日后进行更加深入的研究和开发。另外,本论文没有讨论电子进程单系统如何与雷达结合使用的问题,这也是空管自动化的一个重要部分,主要是因为我对雷达处理系统不太了解,今后我将在这个方面多加学习研究。相信不远的将来,电子进程单系统一定能够成为空中交通管制员的得力管制工具,更加安全地维护我们的空中交通秩序,保障空中交通安全,为构建社会主义和谐社会做出贡献。
关键词:民航自动化;专业英语;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)12-0179-02
一、引言
自动化专业英语是为了培养自动化专业学生对所学领域英语文献和资料的阅读能力,及在未来工作环境中需要的英语表达能力而开设的课程。这门课程对于学生向专业更高层次发展,尤其对今后的实际工作具有重要的帮助和指导作用。教学内容范围广是自动化专业英语的特点,它涵盖了大学期间多门自动化专业课程的内容。对于具有行业特色的院校,普通的自动化专业英语常常无法引起学生的学习兴趣和热情,导致了学习效果大打折扣。自动化专业英语作为一门ESP(English for Special Purpose)专业词汇特别多;语言特上多采用论证说明的表达手法,语句中多使用被动句、各类从句,并且句子较长、较散。这使文章阅读起来晦涩困难。另外,自动化英语属于严肃的书面语体。语言严谨周密,具有很强的逻辑性,并且层次分明,重点突出[1][2]。基于自动化专业英语的特性,课程主要侧重于阅读、词汇,偏重书面化,因此在课堂上师生互动交流很少。如何改变这种现状是教师需要思考的问题。本文就对民航背景下的自动化专业英语的教学提出一些观点用来探讨。
二、教学的现状
民航大学自动化专业英语是在大学公共英语学习基本完成的基础上为自动化专业本科生开设的一门课程,安排在大二下学期,36学时,选用的教材是由王宏文主编、机械工业出版社出版的《自动化专业英语教程》,共有6个部分,30个单元的内容[3]。专业英语时间点的设置是这门课程首先面对的问题。自动化专业的学生在大二刚刚接触专业基础课,上学期所学的专业课程也仅仅是《电路》。然而,《自动化专业英语教程》中涵盖了自动化方向的很多课程,其中包括“模拟电子技术”、“数字电子技术”以及“电力拖动”这些正在学的和“计算机控制技术”、“过程控制”这些还未学的内容。这使得教师只能选择其中的部分章节进行讲解。自动化专业涉及到的专业发展方向非常广泛,如计算机控制技术、过程控制、网络化与信息化控制等,如果只是单纯的单词和句子的罗列就失去了专业英语的意义。但是,如果教师讲解学生未学知识的话,就又会触及课时的问题,自动化专业英语“信息量大,内容超前和绝对课时少”的问题就尤为明显。教材的局限也是这门课程面临的一个很重要的问题。在我们所用的非民航类的自动化专业英语教科书当中很少或几乎没有涉及到民航领域中使用的专有词汇,而这些词汇又是学生在步入工作岗位后所必须掌握的东西。所学内容与未来实际工作相脱节的情况也导致了学生没有浓厚的学习兴趣。使用贴近行业背景的教材可以更好地提高学生的学习兴趣,让学生感到学有所用,从而提高课堂效率。教学方式上,根据自动化专业英语的特点,教师采用的多为“词汇讲解+翻译”或“段落讲解+翻译”的传统课堂教学方式。这种授课方式,虽然有利于学生掌握较系统化的知识体系,也有利于教师掌握控制教学进度,但抑制了学生的主观能动性,阻碍了学生进一步学习的积极性,也不利于学生独立阅读和理解能力的训练[4][5]。这种传统教学模式会让学生产生重复学习、做无用功的想法,使得学习积极性不高。在教学手段上,教师仍然采用板书为主的形式,类似单一的教学模式不仅效率低,而且无法充分地调动学生学习积极性,也不符合英语教学的普遍规律。
三、教学的探索
1.教学内容的扩展。在教学内容的选择上,应当根据学校和专业自身的特点,以及未来从事工作的行业内容有针对性地设置相关内容。中国民航大学自动化专业的学生应当具有深厚的自动化专业理论知识,掌握机场电气、自动控制及信息技术领域知识,具备较强的机场设备开发和维修实践能力,能够从事自动控制系统及电气系统设计、运行、维护和管理方面的工作。还有一些学生可能会经过培训后直接参与飞机的维修。从总体就业情况来看,机务维修人员大都接触的是与国际化接轨的管理和操作模式,他们就不可避免地与专业的英语文献、工卡、手册零距离接触,甚至需要英文的写作和与外方工作人员的直接交流。这就要求学生在步入工作岗位之前应当具备一定的能力。从另一方面来说也要求教师除了在课堂讲解控制理论和其他自动化专业发展方向的相关内容外,还要安排学时让学生接触未在教材中体现的,在今后的工作中常打交道的内容,例如常用的维修手册和工卡内容等。然而这就会面临在本来学时较少的情况下学习内容增加的问题。如何解决这个矛盾体呢?这就是我们下面将要讨论的内容。
2.教学模式的更新。采用先进的教学模式可以有效地改变“内容多,课时少”的尴尬境地。“翻转课堂”这种教学模式就是以学生的课下阅读、理解为主,而以课堂上教师讲解为辅。教师可根据教学计划内容设置作业,学生根据教师在课前布置的作业,通过观看相关视频,查阅网上数据库的形式查找答案,充分发挥主观能动性。在课堂上,可通过个人或小组的形式上交作业。在这样的教学过程中学生能够将学习当中遇到的问题提出来,教师可以进行针对性的解答。这样不仅大大提高了学生的学习主动性,也使教师的教学目标更加明确,教学效果得到更好的保证。另外,教师可根据教学进度适时补充一些反映所讲内容的最新研究进展的英文文献,包括民航专业学术论文,设备使用说明书。学生在课堂上讲解英文文献,教师在文献中提炼几个问题进行提问并评价。通过这样的教学方式,既锻炼了学生对文献的阅读、理解、讨论和总结,提高了学生的阅读能力、写作能力,还掌握了专业领域的最新进展,也充分发挥了学生的学习兴趣[6][7]。教学实践中可以让学生在课下自己阅读课文,相关文献,在课上通过PPT用英语讲解,并回答老师和同学提问的方式。通过上述课堂实践观察发现学生对内容的学习由于自身参与性的提高变得积极起来,课堂气氛和效果也有所提高;通过考试成绩来看,学生有了平时的练习,对考试当中的大篇幅翻译能力也有所进步。由此可见以学生为主,发挥学生的主动性,不单纯地灌输知识点,突出教师的引导作用是这种教学方式革新的核心内容,也取得了一定的效果。
3.教学手段的变化。在教学手段上,除了采用传统教具外,还需要结合多媒体。要学习英语听说教学中的方式通过多媒体,把较难理解的内容和抽象的概念通过形象直观的动画、视频剪辑等手段表达出来。这既锻炼了学生专业英语的听、说能力,又能激发学生学习热情。同时,如果能够请相关企业的外籍工程师选择与本专业工作相关的一些知识进行讲解,就会让学生开拓视野,提高学习兴趣,体会到学习专业英语的必要性和重要性。
4.考核方式的变化。专业英语是在专业领域上的一种实用工具,实现它的工具性能和可操作性是这门课程的诉求。因此,课程的考核方式也可以多样化。在期末笔试卷考的基础上参考学生平时课堂的参与性一方面可以更全面、合理地对学生的学习过程有一个判断,另一方面也会无形中刺激学生的学习动力。
四、结束语
民用航空是我们国家现在十分重视的行业,民航人才是推动民航发展的原动力。因此,作为培养民航未来人才的专业本科院校更应当遵循民航特点进行教学。在特殊专业背景下,自动化专业英语的教学更应该突出“以专业背景为指导方向,以提高学生主动性为理念的教学模式”,通过教师的主要指导和丰富教学手段达到激发学生学习的积极性,提高教学效果和质量,培养出既掌握专业知识又掌握专业外语,既能学到知识又能在工作中应用知识的人才。
参考文献:
[1]樊萍,陈莲珍.浅谈专业英语教学改革[J].西北工I大学学报:社会科学版,2003,23(3).
[2]刘怡.电子技术类“专业英语”课程的探讨[J].电气电子教学学报,2004,(2).
[3]王宏文.自动化专业英语教程[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4]李文娟,等.电气工程及其自动化专业探究[J].电气电子教学学报,2008,(7).
[5]李峰,佟春生.浅谈应用型本科院校自动化专业英语教学改革[J].太原学院学报:自然科学版,2016,(2).