机场净空障碍物软件设计与开发论文

　　摘要：民航事业的快速发展对传统机场净空管理方式提出了新的要求，有必要引入软件技术手段以提高管理效率与计算精度。本文以西南地区某机场为工程背景，建立依托Android移动计算平台的净空障碍物识别软件，实现现场数据采集与分析输出功能，为净空障碍物识别计算提供有效技术手段。通过与大学生创新课题研究结合，提升了学生的专业学习兴趣，增强了就业竞争力。
　　关键词：软件设计论文
　　机场净空管理工作是机场日常管理中的一项重要工作，需要对机场周边净空保护范围内的新建和既有建筑物进行限高验算，以保障机场净空环境安全〔1〕。随着我国机场建设规模的快速发展，双跑道及多跑道机场不断涌现，净空管理覆盖面积增加，净空限制面条件更加复杂，这就给机场外业巡视人员的管理工作增加了难度。需要开发一种基于移动设备（Android手机等）的方便快捷净空障碍物识别软件，以满足民航机场实时高效的净空审核需求。
　　1。机场净空障碍物限制面规定
　　根据民用机场飞行区技术标准（MH50012013）规定〔2〕，净空障碍物审核主要考察的限制面包括内水平面、进近面、起飞爬升面、过渡面、锥形面和外水平面，其中：1）内水平面以跑道两侧端点为圆心绘制规定半径圆弧，在与跑道中心线平行两组直线相切构成的近似椭圆形，高程超出机场跑道计算标高45m；2）锥形面自内水平面外侧边缘起始以1：20的坡度向上向外延伸至外缘规定高度3）进近面由跑道入口一侧的三端倾斜平面组成；4）起飞爬升面为跑道端外侧的一个倾斜平面或其他规定的面；5）过渡面是由跑道升降带边缘向上向外倾斜至内水平高度，且与进近面边缘相接的一个复合面。由于跑道存在两个起飞方向，特别是同时存在多条跑道时，上述限制面存在较复杂的相互重叠区域。此时，需结合该障碍物所处限制面范围，逐一判定限制面高程，进而筛选最小限高作为该点控制标准。
　　2。机场净空模型坐标换算
　　建立净空数字模型首先需要确定其所处的坐标系统。目前，我国常用的坐标系包括北京54坐标系统，WGS84坐标系统和2000国家大地坐标系统，以及一些地方独立坐标系等。为了方便构建净空模型和审核计算，可参照机场跑道基准点，建立符合本场条件的AB坐标系统。具体的，以跑道中心线延长线为x轴，y轴与x轴处于同一平面且相互垂直，跑道纵坡度忽略不计。进而，根据平面解析几何知识建立AB坐标系与整体坐标系统的转换方程。
　　3。障碍物识别软件设计与开发
　　为使软件使用便捷高效，采用安卓手机为硬件平台，使用Java语言编制客户端APP代码，实现净空数据的输入、计算以及存储输出功能。通过机场一线实地调研，结合工作人员的工作流程和操作方式，将净空软件划分为四个工作界面，依次为项目信息、净空模型、审核计算和结果输出。不同界面之间通过滑动操作（SlideMove）进行切换，单个页面内通过手指的滑动操作（ScrollMove）实现菜单栏的上下拉动。
　　3。1项目信息页面
　　点击APP图标后进入软件主界面，项目信息页面主要提供项目名称和业主单位等工程基本信息输入功能，通过下拉框（Spinner）选取当前工程坐标系，软件后台根据用户选择调用对应的坐标转换方程及系数。通过文本框（EditText）输入审核编号及审核人等信息，软件后台自动调用当前手机系统时间作为审核日期，通过显示框查看。
　　3。2净空模型页面
　　点击屏幕底部净空模型图标或向左滑动屏幕，进入该页面。依据机场当前运行条件，软件内置相应的机场净空限制面模型基本参数。根据上述参数计算各个限制面各个边线方程及其在水平面内的投影，用于障碍物位置识别和限高计算。为了保障数据安全和避免人为误操作，在界面中仅提供数据显示功能，编辑功能需解锁更高权限后获得。在此基础上，还可根据远期规划要求，将拟建规划跑道作为障碍物判断的补充条件，为机场未来发展预留空域环境。
　　3。3审核计算页面
　　通过点击审核计算按钮或向左滑动屏幕进入该页面。在文本框中输入待审核建筑物当前坐标系下X坐标、Y坐标、0高程和建筑物高度等基本信息，供软件计算调用。点击限高审核按钮后在下方显示框给出计算结果，包括：该点距跑道中心线垂直距离、该点距跑道较近端水平距离、该点所处限制面位置、该点场压高等。作为补充，还可给出该点的磁方位信息，有助于工作人员对计算结果进行人工判定和快速复核。
　　3。4结果输出页面
　　通过点击结果输出按钮或向左滑动屏幕进入该页面。此处提供三种结果输出方式：输出审核报告至Word文档、输出审核台帐至Excel表格以及生成障碍物图形显示等。实现障碍物识别结果生成自动化操作，大大简化工作人员工作流程和文书工作强度。
　　4。总结
　　以Android平台为依托，进行净空障碍物识别软件的开发和编程设计，实现净空数据高效管理和分析，使净空审核摆脱传统人工验算或电脑操作方式。工作人员在外场巡视过程中能够方便快捷的对疑似超高点进行计算，初步判定审核点高程限制面高度，大大提高工作效率和管理水平。通过与大学生创新创业研究课题结合，使得学生能够较早的了了解一线工作管理流程，增强学习兴趣，完善知识体系，增强就业竞争力。本文研究工作得到中国民航大学大学生创新创业研究项目（IECAUC2015097）资金支持。