通用航空广域网信息服务系统研究与实现

【类型】学位论文

【作者】李益同 

【关键词】 通用航空 信息服务 态势监控 航线优化 广域网

【摘要】《通用航空飞行管制条例》规定了通用航空是指除军事、警务、海关缉私飞行和公共航空运输飞行以外的航空活动。目前，随着我国经济的快速发展、人均GDP的增长和社会各方面飞速的进步，通用航空的市场前景会越来越好。各种促进通用航空发展的行业政策相继出台，我国通用航空进入一个快速发展阶段。美国通用航空业务带来的经济效益达到1021亿美元，与全美石油产业带来的利润不相上下，由此看来我国通用航空领域还有大好的前景。伴随着我国低空领域的开放，国民生产总值的提高，在我国无论是公司还是个人对通航领域业务的需求都大幅上涨。但是当前我国执行通航作业前期的申请和审批流程非常复杂，各个部门全部积极配合的情况下，走完整个前期流程仍需要一个多月，这大大束缚了我国通航业务的发展。基于此，通航服务广域网信息服务系统旨在建立一个广域网信息服务平台，统一和简化该流程，缩短从飞行计划申请到执行作业之间的时间。相关部门都可通过本机浏览器通过互联网直接看到相关计划的流程节点而使用户无需再拿着各种表格往返奔走与各个部门之间。通航广域网信息服务系统是军民两用的国家重点项目，系统由两部分组成：飞行计划处理、航行情报管理。飞行计划处理包括飞行计划申请、飞行计划审批、态势监视；航行情报管理实现了对气象、地形、机场、航线等数据的获取。飞行计划申请功能主要由通航服务公司人员使用，用户申请计划后，节点移至计划审批。计划审批包括服务站审批和区域监控中心审批，如果飞行计划航线涉及禁飞区或者任务需要跨多个服务站，那么该计划由区域监控中心工作人员负责审批；如果任务航线只涉及某一服务区，则由该计划所涉及的服务区工作人员负责审批。计划审批失败则被驳回，审批成功则进入塔台协调管制节点，协调和管制节点由其他桌面客户端完成，这里暂不作说明。态势监视使用了TinkGeo公司开发的GIS Map WEB版作为电子地图，调用其API完成在地图上的区域、航线、航迹点、飞机实时信息等数据的绘制以及实时态势监控。本系统首次设计了通航飞行计划在web平台上的申请和审批流程并实现了一个广域网的信息共享平台。系统将遗传算法应用于航线优化，使用基于长连接的服务器推送技术保证信息的实时性。其中遗传算法在航线优化的应用过程是：先计算地形可视性指标，再计算危险指标，然后使用覆盖允许最大偏航距离的飞行区域的正弦波幅值组构造一条染色体，该正弦波的角频率对应这条染色体的基因位置，幅值对应数值在满足飞机最小转弯半径的前提下再进行遗传操作。当通航服务公司用户提交飞行计划申请时系统需要及时提示服务站或者区域监控中心的工作人员，计划被审批后系统需要将审批结果实时反馈给通航服务公司的用户。考虑到通航业务未来用户数量庞大，服务器压力会很大，并且消息需要实时传递以及HTTP请求在广域网的单向性导致的WEB交互的束缚等难题，为了尽可能好的改善和解决这些不足，基于此本系统选择了基于长连接的实现方式，而且此种实现方式几乎兼容所有浏览器。本文将在第二章详细阐述遗传算法如何应用于低空飞行航线冲突规避和优化以及基于长连接的服务器推技术在本系统中的应用。本文所实现的系统在满足面向民航空管部门和航空公司以及机场对全系统信息共享与交换的迫切需求、协同申请和审批飞行计划的各部门之间的工作等方面起到了一定的作用。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】吉林大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】郑万波

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