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      2. RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)論文

        時間:2021-04-15 16:48:25 論文 我要投稿

        RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)論文

          摘 要:針對目前我國高原機(jī)場的特征,以及RNP進(jìn)近程序在高原機(jī)場的優(yōu)勢及社會需求,通過結(jié)合RNP進(jìn)近程序相關(guān)知識與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),采用客戶服務(wù)器(B/S)模式,完成基于RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)的開發(fā),并對該系統(tǒng)進(jìn)行了測試,以達(dá)到為民航相關(guān)工作人員提供了一個培訓(xùn)平臺。

        RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)論文

          關(guān)鍵詞:RNP;進(jìn)近程序;三層架構(gòu);系統(tǒng)測試

          1.引言

          根據(jù)民航的定義,海拔高度在1500-2438米之間的為一般高原機(jī)場,我國現(xiàn)有12個一般高原機(jī)場。海拔高度高于2438米的稱為高高原機(jī)場,我國現(xiàn)在共有10個[1]。高原機(jī)場的復(fù)雜氣象條件是低海拔機(jī)場無法比擬的,體現(xiàn)在溫差大、風(fēng)速大、風(fēng)向多變,經(jīng)常伴隨嚴(yán)重的亂流和風(fēng)切變,天氣變化迅速。而且高原機(jī)場大多建設(shè)在山谷、半山腰,凈空條件惡劣,起飛著陸常常在山谷中進(jìn)行,飛行技術(shù)難度大、飛行程序復(fù)雜,而且沒有備降場,一遇惡劣天氣,航班常常延誤或被取消,給航空公司帶來巨大損失。

          RNP飛行程序設(shè)計(jì)不依賴地基導(dǎo)航設(shè)備,不受地形遮蔽和導(dǎo)航臺信號覆蓋范圍等不利因素的影響,同時還可以根據(jù)需要,在飛機(jī)性能允許情況下設(shè)計(jì)出任意的轉(zhuǎn)彎軌跡,選擇地形最佳的飛行軌跡,引導(dǎo)飛機(jī)以安全的側(cè)向距離避開障礙物而不是飛越障礙物上空。同時,由于RNP飛行程序離場的爬升梯度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)儀表飛行程序的設(shè)計(jì)梯度,在高原機(jī)場飛機(jī)爬升性能顯著下降的情況下,執(zhí)行RNP進(jìn)行程序使得航空公司獲得更多得商載,降低飛機(jī)著陸的天氣標(biāo)準(zhǔn),減少備降和延誤得發(fā)生[2]。

          正是由于RNP進(jìn)近程序在高原機(jī)場中體現(xiàn)的眾多優(yōu)勢,并在拉薩貢嘎機(jī)場得到了成功應(yīng)用后,RNP進(jìn)近程序已經(jīng)在我國眾多高原山區(qū)機(jī)場得到了較大的發(fā)展。目前,我國民航已經(jīng)在拉薩、林芝、九寨、麗江、等多個機(jī)場進(jìn)行了試飛甚至運(yùn)行[3]。雖然RNP程序應(yīng)用得到了很大的提高,但是,RNP導(dǎo)航技術(shù)在國內(nèi)還是只處于起步階段,眾多民航相關(guān)工作人員對RNP導(dǎo)航飛行技術(shù)的認(rèn)識還不夠深入,特別在培訓(xùn)方面也是比較缺乏的。因此,基于RNP進(jìn)近程序的培訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與推廣是很有必要的。

          2.RNP進(jìn)近程序原理

          RNP進(jìn)近原理包含有三方面:RNP/RNAV曲線進(jìn)近、RNP/RNAV同時平行進(jìn)近與RNP/RNAV同時匯聚進(jìn)近。RNP/RNAV曲線進(jìn)近原理主要是以TF與RF為基礎(chǔ)[4],其中TF表示至定位點(diǎn)的大圓軌跡;RF表示至定位點(diǎn)的固定半徑軌跡。RNP/RNAV曲線進(jìn)近的運(yùn)行可以充分根據(jù)地形的特征,設(shè)計(jì)出任意的曲線航段,提高飛機(jī)的越障裕度,減低進(jìn)近天氣標(biāo)準(zhǔn)。RNP/RNAV同時平行進(jìn)近的運(yùn)行能較大地縮小了水平間隔,增大了進(jìn)近空域的容量,優(yōu)化了管制指揮,提高了安全裕度。RNP/RNAV同時匯聚進(jìn)近的應(yīng)用主要能較大程度地減小了運(yùn)行間隔,優(yōu)化了空域資源的配置,使管制在終端區(qū)的指揮更加靈活。

          RNP進(jìn)近程序的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要包含有六方面:一、政策標(biāo)準(zhǔn),主要參考FAA中8620的部分條款,包括民用區(qū)域?qū)Ш诫x場程序與終端著陸區(qū)域設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等;二、程序標(biāo)識,一個典型的區(qū)域?qū)Ш竭M(jìn)近程序圖將描述廣域增強(qiáng)系統(tǒng)(WAAS)、有垂直引導(dǎo)的儀表程序(PIV)、水平導(dǎo)航(LNAV)和盤旋的最低標(biāo)準(zhǔn)。三、起始進(jìn)近航段和中間進(jìn)近航段,如果需要終端進(jìn)場區(qū)(CLAA),應(yīng)用指令826.045,第5段。四、數(shù)據(jù)精度,RNP程序設(shè)計(jì)上使用0.01單位的測量精度完成計(jì)算,平均海平面高(MSL)和高于接地點(diǎn)的高度(HAT)精確到英尺。五、RNP值,區(qū)域?qū)Ш匠绦虻母鱾航段有一個特定的RNP值,主要是水平與垂直標(biāo)準(zhǔn)值的確定。六、最大允許下滑角,針對不同的飛機(jī)機(jī)型,確定最大允許下滑角,主要是通過燈光設(shè)置確定。

          3.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

          3.1 系統(tǒng)的需求與設(shè)計(jì)概要

          根據(jù)RNP的定義以及進(jìn)近原理,我們知道,實(shí)行RNP進(jìn)近飛行,可以靈活地安排飛機(jī)在空域中的飛行線路和間隔,解決了在復(fù)雜機(jī)場和地形下的導(dǎo)航問題、最大限度地優(yōu)化了飛行航機(jī)、提高了機(jī)場的飛行安全裕度,通過縮短航程、減少延誤、返航或備降,大大降低了公司成本。但是,RNP導(dǎo)航技術(shù)在國內(nèi)還不夠成熟,主要表現(xiàn)在國內(nèi)沒有能力進(jìn)行RNP相關(guān)導(dǎo)航程序(各種航路)的設(shè)計(jì),對RNP技術(shù)本身包括其參數(shù)的控制以及特情的處理辦法的理解不夠深入,尤其RNP導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)知識的普及工作開展不夠,目前需要借助于波音公司、納沃斯公司等協(xié)助,即目前缺乏比較成熟的RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)的出現(xiàn)。

          在RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中我們將選擇B/S結(jié)構(gòu),采用基于JAVA技術(shù)并且符合J2EE開發(fā)規(guī)范的系統(tǒng)應(yīng)用平臺,使用Tomcat作為服務(wù)器容器,POSTGRESQL 作為數(shù)據(jù)庫,使系統(tǒng)具有良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。系統(tǒng)采用門戶服務(wù)器通過統(tǒng)一的目錄服務(wù)管理,保證用戶認(rèn)證機(jī)制的一致性。用戶授權(quán)機(jī)制通過角色的定義管理實(shí)現(xiàn),通過定義某些角色能進(jìn)行的操作權(quán)限,和定義用戶擁有的角色,限定用戶的操作權(quán)限,實(shí)現(xiàn)對用戶的授權(quán)。該系統(tǒng)需要對RNP導(dǎo)航技術(shù)原理以及程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行介紹;對系統(tǒng)用戶的角色和權(quán)限進(jìn)行分配,使得不同的用戶訪問不同的功能模塊;需要對整個的培訓(xùn)過程進(jìn)行記錄統(tǒng)計(jì),包括需求的建立、課程管理、培訓(xùn)資料的管理、培訓(xùn)計(jì)劃的'發(fā)布和實(shí)施;系統(tǒng)將對個人的信息以及文件進(jìn)行管理,允許用戶之間通過培訓(xùn)系統(tǒng)發(fā)送消息,并對消息的收發(fā)進(jìn)行管理。

          3.2 功能模塊實(shí)現(xiàn)

          3.2.1 系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)

          為了讓軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更符合“高內(nèi)聚、低耦合的思想”,模塊之間獨(dú)立開發(fā)以及代碼的重用,RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)采用了三層架構(gòu)的思路。通常意義上的三層架構(gòu)是將整個業(yè)務(wù)應(yīng)用劃分為:表現(xiàn)層(UI)、業(yè)務(wù)邏輯層(BLL)、數(shù)據(jù)訪問層(DAL)。我們打算將系統(tǒng)前臺即界面采用Html代碼和JavaScript代碼結(jié)合顯示,后臺采用的Java代碼。用戶瀏覽頁面時進(jìn)行查詢時,通過RPC遠(yuǎn)程調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)訪問層的Dao代碼,將查詢的結(jié)果反饋給前臺頁面,這其中可以采用異步的JAVA和XML技術(shù)提高用戶顯示的體驗(yàn)。

          具體來說,系統(tǒng)前臺使用RPC遠(yuǎn)程調(diào)用Operation接口,用Callback以對象的形式訪問后臺數(shù)據(jù);框架后臺使用輕量級數(shù)據(jù)庫持久層訪問框架,自動將用戶查詢內(nèi)容封裝為Entity進(jìn)行使用,后臺的邏輯通過operation-entity-dao三者共同完成。系統(tǒng)的前臺采用Html代碼JavaScript結(jié)合,為了提高用戶體驗(yàn),系統(tǒng)中使用了AJAX技術(shù)將數(shù)據(jù)庫返回的結(jié)構(gòu)更好的出現(xiàn)在表現(xiàn)層中。系統(tǒng)框架如圖1所示。

          3.2.2 系統(tǒng)功能模塊劃分

          根據(jù)上述的概要設(shè)計(jì)及用戶設(shè)計(jì)要求,我們可以得出RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng)的相關(guān)的功能模塊,主要由系統(tǒng)管理、用戶管理、RNP相關(guān)原理介紹、RNP進(jìn)離場程序、RNP非正常程序、培訓(xùn)管理和消息管理組成,然后各功能模塊又可以進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)分。得到RNP導(dǎo)航技術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

          由于文章的篇幅問題,我們將以培訓(xùn)管理模塊為例進(jìn)行詳細(xì)說明。該模塊主要包含有五方面。一、培訓(xùn)課程管理,該功能模塊顯示全部以及篩選出的符合條件的已提交培訓(xùn)課程信息列表,根據(jù)需求對其進(jìn)行局部修改或者刪除操作。二、培訓(xùn)需求管理,該功能模塊顯示全部或者篩選出符合條件的培訓(xùn)需求列表,添加修改刪除培訓(xùn)需求,將培訓(xùn)需求轉(zhuǎn)為計(jì)劃。三、培訓(xùn)計(jì)劃管理模塊,該功能模塊顯示全部以及顯示篩選出的符合條件的培訓(xùn)計(jì)劃列表,根據(jù)公司業(yè)務(wù)需要發(fā)布計(jì)劃。四、已發(fā)布計(jì)劃列表模塊,該模塊顯示全部以及顯示篩選出的符合條件的已發(fā)布培訓(xùn)計(jì)劃列表信息。五、培訓(xùn)資料管理模塊,該功能需顯示全部以及顯示篩選出的符合條件的培訓(xùn)資料列表信息、下載或者刪除培訓(xùn)資料以及上傳培訓(xùn)資料。以培訓(xùn)課程管理功能為例,其修改功能可以局部調(diào)整課程信息,刪除項(xiàng)實(shí)現(xiàn)對應(yīng)行培訓(xùn)課程刪除,添加項(xiàng)能夠?qū)崿F(xiàn)添加新增課程信息的功能:通過必要信息的填寫,提交表單來實(shí)現(xiàn)。該模塊中需要輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)有:篩選課程功能和添加課程功能。其中篩選課程功能需要提供課程名然后進(jìn)行檢索;添加課程功能需要提供課程名稱,學(xué)分,課時以及課程描述然后提交新課程。具體的設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。圖4為該系統(tǒng)培訓(xùn)課程管理界面圖。

          3.3 系統(tǒng)的測試

          系統(tǒng)測試的方法主要包含有黑盒測試、白盒測試、單元測試、集成測試、回歸測試與驗(yàn)收測試六種。其中單元測試是一種最低級別的測試活動,軟件在單元測試活動中,獨(dú)立的軟件單元將與其他軟件單元隔離的情況下進(jìn)行測試;這能體現(xiàn)軟件工程中的“高內(nèi)聚、低耦合”的思想。而集成測試是單元測試的邏輯擴(kuò)展。在軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,單元集成是指多個單元聚合組合成模塊,多個模塊又聚合成程序的更大部分

          本文選用單元測試和集成測試對培訓(xùn)模塊進(jìn)行案例分析。其中,單元測試是一種最低級別的測試活動,是將獨(dú)立的軟件單元將與其他軟件單元隔離的情況下進(jìn)行測試。如選擇培訓(xùn)需求管理菜單,那么普通用戶可以提高培訓(xùn)課程,培訓(xùn)需求請求;查看已發(fā)布的培訓(xùn)信息;自由下載培訓(xùn)資料和考試資料;而管理員用戶還能根據(jù)航空公司業(yè)務(wù)實(shí)際情況,修改刪除提高培訓(xùn)課程,修改刪除培訓(xùn)需求請求及發(fā)布員工查看。在培訓(xùn)模塊的功能單元測試完成之后,必須進(jìn)行培訓(xùn)模塊的集成測試,是指多個單元聚合組合成模塊,多個模塊又聚合成程序的更大部分。集成測試采用的方法是測試軟件單元的組合能否正常工作,以及與其他組的模塊能否集成起來工作;最后還要測試構(gòu)成系統(tǒng)的所有模塊組合能否正常工作。根據(jù)培訓(xùn)的流程圖建立培訓(xùn)課程和需求,將需求轉(zhuǎn)換為培訓(xùn)計(jì)劃并將其發(fā)布、最后通過培訓(xùn)測試進(jìn)行考評。

          4.小結(jié)

          本文通過分析了目前RNP進(jìn)近程序在我國高原機(jī)場運(yùn)行的優(yōu)勢,并結(jié)合了RNP導(dǎo)航技術(shù)相關(guān)原理,包括了RNP進(jìn)近分類、RNP程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)等知識。在此基礎(chǔ)上結(jié)合軟件工程的思想,開發(fā)了RNP進(jìn)近程序培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)采用客戶服務(wù)器(B/S)模式,具有系統(tǒng)管理、用戶管理、RNP原理介紹、RNP進(jìn)離場、RNP非正常程序例子分析、培訓(xùn)管理、系統(tǒng)站內(nèi)消息的收發(fā)管理等功能;各功能模塊相互獨(dú)立,體現(xiàn)了軟件設(shè)計(jì)中的“高內(nèi)聚低耦合”的思想,最后用了單元測試與集成測試對該系統(tǒng)的功能進(jìn)行了測試,為實(shí)施RNP的機(jī)場以及飛行員提供了一個技術(shù)和知識的培訓(xùn)平臺。由于我國RNP導(dǎo)航技術(shù)只處于起步階段,因此,系統(tǒng)的各個功能模塊還有待進(jìn)一步的細(xì)化,同時由于該系統(tǒng)只針對飛機(jī)的進(jìn)離場程序培訓(xùn),還沒有涉及到航路方面。相信以后通過RNP技術(shù)的逐步推廣與應(yīng)用,會使得該系統(tǒng)得到進(jìn)一步的完善。

          參考文獻(xiàn):

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