一種基于測(cè)距方式的跑道防撞系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飛行器安全系統(tǒng)，尤其涉及一種基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一直以來，保證航空器運(yùn)行安全是各航空公司和飛機(jī)制造廠商的首要任務(wù)，隨著科技進(jìn)步和技術(shù)更新，飛機(jī)變得越來越安全。但新的問題又出現(xiàn)了，隨著經(jīng)濟(jì)的增長，航空運(yùn)輸快速便捷的特點(diǎn)漸漸顯現(xiàn)了出來，越來越多的人選擇乘坐飛機(jī)；民航產(chǎn)業(yè)的發(fā)展使航空公司的飛機(jī)越來越多，機(jī)場(chǎng)航空地面設(shè)備也逐漸增多，飛機(jī)與飛機(jī)，飛機(jī)與地面設(shè)備之間的相撞事件時(shí)有發(fā)生，給航空公司造成巨大的安全隱患和經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]現(xiàn)在的民航客機(jī)大部分都裝備空中防撞系統(tǒng)(TCAS)[1]，但這只針對(duì)飛機(jī)在飛行過程中的防撞，飛機(jī)在地面防撞的研宄還有所欠缺[2]。從1990?2009年20年間世界范圍內(nèi)發(fā)生的61起飛機(jī)相撞事故的數(shù)據(jù)顯示M，發(fā)生在空中的有34起，約占56%，發(fā)生在地面有27起，約占44%。由此可見，飛機(jī)在地面相撞的事故發(fā)生率與飛機(jī)在空中相撞的事故發(fā)生率相當(dāng)，這些數(shù)據(jù)還未包括飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)時(shí)與航空地面設(shè)備的相撞。飛機(jī)在地面相撞造成的后果沒有在空中嚴(yán)重，極少造成嚴(yán)重傷亡，但飛機(jī)受損所造成的維修費(fèi)用以及飛機(jī)停飛所造成的經(jīng)濟(jì)損失也是巨大的。由此可見，研宄飛機(jī)在地面與其他飛機(jī)或航空地面設(shè)備的防撞問題具有重大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
[0004]2014年10月I日，廈航一架波音787客機(jī)在首都機(jī)場(chǎng)遭到廊橋撞擊，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇整流罩受損。同年11月11日，東航和南航的兩架波音737客機(jī)在廣州白云機(jī)場(chǎng)發(fā)生了擦碰，南航飛機(jī)一機(jī)翼翼尖受損。短短兩個(gè)月內(nèi)，連續(xù)發(fā)生兩起客機(jī)在地面相撞事件，體現(xiàn)了當(dāng)前飛機(jī)在地面防撞的漏洞，研宄一套切實(shí)可行的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)是迫在眉睫的問題。
[0005][參考文獻(xiàn)]
[0006][I]黎峰，空中交通警戒和防撞系統(tǒng)的發(fā)展歷程[J].中國民用航空，2004，(10):81-83。
[0007][2]滕秋菊，基于超聲探測(cè)的飛機(jī)地面牽引移動(dòng)防撞技術(shù)研宄[D]，南京:南京航空航天大學(xué)，2007。
[0008][3]孫瑞山，世界飛機(jī)相撞事故統(tǒng)計(jì)分析[J]，中國民用航空，2012，(11):38_40。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，為了提高飛機(jī)在地面滑行的安全性，本發(fā)明提供一種基于測(cè)距方式的跑道防撞系統(tǒng)，可以監(jiān)控飛機(jī)在地面滑行的整個(gè)過程，具有實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警的特點(diǎn)，當(dāng)出現(xiàn)相撞危險(xiǎn)時(shí)，該防撞系統(tǒng)在第一時(shí)間內(nèi)將警告信息傳遞給飛行員和地面人員，及時(shí)提醒飛行員和地面人員采取緊急避讓措施。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的一種基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)，基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)，包括微波雷達(dá)測(cè)距裝置、機(jī)載主控計(jì)算機(jī)、機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置、機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置、地面被動(dòng)報(bào)警裝置和機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置；所述微波雷達(dá)測(cè)距裝置包括第一微波探測(cè)雷達(dá)、第二微波探測(cè)雷達(dá)、第三微波探測(cè)雷達(dá)、第四微波探測(cè)雷達(dá)、第五微波探測(cè)雷達(dá)和第六微波探測(cè)雷達(dá)；第一微波探測(cè)雷達(dá)布置在飛機(jī)的機(jī)頭處，第二微波探測(cè)雷達(dá)和第三微波探測(cè)雷達(dá)布置在飛機(jī)的左機(jī)翼的翼尖處，第四微波探測(cè)雷達(dá)和第五微波探測(cè)雷達(dá)布置在飛機(jī)的右機(jī)翼的翼尖處，第六微波探測(cè)雷達(dá)布置在飛機(jī)的尾翼；所述機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置和機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置均安裝在飛機(jī)駕駛艙內(nèi)，所述地面被動(dòng)報(bào)警裝置安裝在航空地面設(shè)備上；所述機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置、機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置和地面被動(dòng)報(bào)警裝置均分別包括報(bào)警指示燈和報(bào)警音響；所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)用于接收并處理所述微波雷達(dá)測(cè)距裝置的數(shù)據(jù)；所述微波雷達(dá)測(cè)距裝置測(cè)量本機(jī)與附近航空地面設(shè)備之間、本機(jī)與附近飛機(jī)之間的距離，并將測(cè)量距離傳遞到所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)，所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)將危險(xiǎn)距離信號(hào)直接傳遞給機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置，用于提醒機(jī)組人員注意安全；所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)通過所述機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置接收附近飛機(jī)發(fā)送的危險(xiǎn)距離報(bào)警信號(hào)，并控制本機(jī)機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信息；所述機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置將危險(xiǎn)距離信號(hào)傳遞給機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置和地面被動(dòng)報(bào)警裝置，提醒航空地面設(shè)備駕駛員和飛機(jī)機(jī)組人員注意安全；同時(shí)，所述機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置接收來自附近飛機(jī)發(fā)送的危險(xiǎn)距離報(bào)警信號(hào)，本機(jī)的所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)通過采集的危險(xiǎn)距離報(bào)警信號(hào)控制本機(jī)的被動(dòng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信息，再次提醒本機(jī)機(jī)組人員注意安全。
[0011]本發(fā)明中提出的一種基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞方法，采用上述基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)，并包括以下步驟:
[0012]步驟一，利用飛機(jī)空/地系統(tǒng)判斷飛機(jī)是否在地面，如果判斷飛機(jī)處于空中，則關(guān)閉第一微波探測(cè)雷達(dá)、第二微波探測(cè)雷達(dá)、第三微波探測(cè)雷達(dá)、第四微波探測(cè)雷達(dá)、第五微波探測(cè)雷達(dá)、第六微波探測(cè)雷達(dá)、機(jī)載主控計(jì)算機(jī)，機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置主、機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置；如判斷飛機(jī)是在地面上，則打開上述各裝置，航空地面設(shè)備啟動(dòng)后，地面被動(dòng)報(bào)警裝置和無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置處于常開狀態(tài)；
[0013]步驟二，所有微波探測(cè)雷達(dá)探測(cè)本機(jī)周圍的危險(xiǎn)距離范圍內(nèi)是否有其他飛機(jī)或航空地面設(shè)備經(jīng)過；當(dāng)有其他飛機(jī)或航空地面設(shè)備經(jīng)過時(shí)，將所探測(cè)物體的坐標(biāo)位置、移動(dòng)速度和移動(dòng)方向探測(cè)出來；
[0014]步驟三，機(jī)載主控計(jì)算機(jī)接收步驟二中微波探測(cè)雷達(dá)探測(cè)到的數(shù)據(jù)，并從飛機(jī)空/地系統(tǒng)中讀取飛機(jī)自身的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向的數(shù)據(jù)；機(jī)載主控計(jì)算機(jī)處理接收到和讀取到的上述數(shù)據(jù)，并判斷本機(jī)和與附近物體之間的距離L是否超過了設(shè)定的危險(xiǎn)距離Lci,若L〈U，則存在相撞危險(xiǎn)，所述機(jī)載主控計(jì)算機(jī)將危險(xiǎn)距離信號(hào)傳遞給機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置，機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置的報(bào)警指示燈點(diǎn)亮、報(bào)警音響發(fā)出報(bào)警；
[0015]與此同時(shí)，所述機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi通信裝置接收來自附近飛機(jī)發(fā)送的危險(xiǎn)距離報(bào)警信號(hào)，機(jī)載主控計(jì)算機(jī)通過采集的危險(xiǎn)距離報(bào)警信號(hào)控制本機(jī)的被動(dòng)報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信息，再次提醒本機(jī)機(jī)組人員注意安全。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0017]將基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)安裝在飛機(jī)上，利用機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置、機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置和地面對(duì)機(jī)組人員和地面人員進(jìn)行警告，并采取緊急措施，可以監(jiān)控飛機(jī)在地面滑行的整個(gè)過程；具有探測(cè)準(zhǔn)確、報(bào)警及時(shí)等特點(diǎn)，適用于民用飛機(jī)使用。
[0018]利用本發(fā)明基于測(cè)距方式的跑道防撞系統(tǒng)，利用安裝在機(jī)身上的全方位的多個(gè)微波探測(cè)雷達(dá)可以實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)在地面滑行的整個(gè)過程，當(dāng)出現(xiàn)相撞危險(xiǎn)時(shí)，該防撞系統(tǒng)在第一時(shí)間內(nèi)將警告信息傳遞給飛行員和地面人員，及時(shí)提醒飛行員和地面人員采取緊急避讓措施。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明中各微波探測(cè)雷達(dá)安裝位置示意圖；
[0020]圖2是本發(fā)明中一種基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞方法工作原理圖。
[0021]圖中:1 -第一微波探測(cè)雷達(dá)、2-第二微波探測(cè)雷達(dá)、3-第三微波探測(cè)雷達(dá)、4-第四微波探測(cè)雷達(dá)、5-第五微波探測(cè)雷達(dá)、6-第六微波探測(cè)雷達(dá)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述，所描述的具體實(shí)施例僅僅對(duì)本發(fā)明進(jìn)行解釋說明，并不用以限制本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明提出的一種基于測(cè)距方式的機(jī)場(chǎng)防撞系統(tǒng)，包括微波雷達(dá)測(cè)距裝置、主控計(jì)算機(jī)、機(jī)載主動(dòng)報(bào)警裝置、機(jī)載被動(dòng)報(bào)警裝置、地面被動(dòng)報(bào)警裝置和機(jī)載無線局域網(wǎng)WiFi
通信裝置。
[0024]所述微波雷達(dá)測(cè)距裝置包括第一微波探測(cè)雷達(dá)1、第二微波探測(cè)雷達(dá)2、第三微波探測(cè)雷達(dá)3、第四微波探測(cè)雷達(dá)4、第五微波探測(cè)雷達(dá)5和第六微波探測(cè)雷達(dá)6 ;如圖1所示，各微波探測(cè)雷達(dá)的安裝位置和探測(cè)范圍分別是:第一微波探測(cè)雷達(dá)I布置在飛機(jī)的機(jī)頭處，第二微波探測(cè)雷達(dá)2和第三微波探測(cè)雷達(dá)3布置在飛機(jī)的左機(jī)翼的翼尖處，第四微波探測(cè)雷達(dá)4和第五微波探測(cè)雷達(dá)5布置在飛機(jī)的右機(jī)翼的翼尖處，第六微波探測(cè)雷達(dá)6布置在飛機(jī)的尾翼；其中，第一微波探測(cè)雷達(dá)I用以探測(cè)飛機(jī)機(jī)頭與前方物體的軸向距離，第二微波探測(cè)雷達(dá)2和第四微波探測(cè)雷達(dá)4分別探測(cè)左機(jī)翼和右機(jī)翼與前方物體的距離，第三微波探