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導(dǎo)語:在飛行安全論文的撰寫旅程中,學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑,好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文,愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感,引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
本文論述了我國民用飛機航空電子設(shè)備在試飛階段的安全性驗證技術(shù)。隨著ARJ21-700飛機試飛工作的不斷開展,在深入分析各航空電子設(shè)備特點的基礎(chǔ)上,緊密結(jié)合試飛階段的工作內(nèi)容,形成航空電子設(shè)備試飛階段安全性驗證要求。通過針對各要求確定驗證方法,建立安全性驗證技術(shù),為試飛階段的民用飛機航空電子設(shè)備安全性驗證提供理論依據(jù)和方法支撐。
【關(guān)鍵詞】航空電子設(shè)備 安全性驗證 人-機-環(huán)境
1 引言
隨著航空電子設(shè)備廣泛應(yīng)用的同時,其逐漸取代了飛機上自動化程度較低的機械設(shè)備,在飛機上比重也越來越大;隨著發(fā)動機技術(shù)的不斷發(fā)展,飛機的續(xù)航能力得到了大幅度的提升,飛行的時間也在不斷增加,設(shè)備的運行環(huán)境也越來越復(fù)雜;航空電子設(shè)備數(shù)量和種類的增多,如保障飛行安全的新型航電設(shè)備交通咨詢與避撞系統(tǒng)、近地告警系統(tǒng)等不斷出現(xiàn),也導(dǎo)致設(shè)備的失效模式越來越復(fù)雜,應(yīng)力、電磁等影響因素引起的失效也越來越多。綜上所述,航空電子設(shè)備與飛機乃至人員之間的相互安全性影響也越來越大。
安全性驗證是飛機安全性工程中的一項重要內(nèi)容,其目的是通過安全風(fēng)險分析與驗證,識別、評價系統(tǒng)存在的危險,并根據(jù)危險的程度提出消除或控制危險的措施,避免重大安全事故的發(fā)生。目前在航空電子設(shè)備領(lǐng)域?qū)Π踩缘膽?yīng)用主要停留在設(shè)計階段,而在試飛階段缺少相應(yīng)的安全性驗證方法,裝備的安全性工作停留在較低的層次,因此,如何有效地驗證民用飛機航空電子設(shè)備安全性狀態(tài)成為急需解決的問題之一。
本論文通過對民機航空電子設(shè)備特點的研究,收集、分析航空電子設(shè)備安全性的相關(guān)規(guī)范等相關(guān)資料,確定航空電子設(shè)備的安全性驗證要求,研究安全性驗證技術(shù)(包括安全性驗證矩陣和建立安全性驗證方法),形成適用于試飛階段的民機航空電子設(shè)備的安全性驗證體系,為試飛階段的民用飛機航空電子設(shè)備安全性驗證提供理論依據(jù)和方法支撐。
2 問題解決方案
2.1 問題解決思路
本論文的解決思路如圖1所示。
2.2 民機試飛航空電子設(shè)備安全性驗證要求
為了更直觀、全面系統(tǒng)地給出航空電子設(shè)備與飛機和人員之間相互的安全影響,通過對航空電子設(shè)備與飛機、人員之間關(guān)系的研究,將“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)理論應(yīng)用到機載航空電子設(shè)備的安全性驗證中。
“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)工程的研究可用圖2來形象的描述,它包括:人本身特性、機器特性、環(huán)境特性、人-機之間關(guān)系、人-環(huán)境之間關(guān)系、機器-環(huán)境之間關(guān)系、人-機器-環(huán)境之間關(guān)系共7項內(nèi)容的研究。
本文中將航空電子設(shè)備作為“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)中的“機器”、航空電子設(shè)備的載機作為系統(tǒng)中的“環(huán)境”,演變?yōu)榛凇叭?設(shè)備-載機”的安全性驗證體系,主要包括人-設(shè)備、設(shè)備-人、設(shè)備自身特性、設(shè)備-載機、載機-設(shè)備等5個方面。
隨著航空電子設(shè)備要完成的功能和組成也越來越復(fù)雜,由此帶來的安全性問題也越來越多,主要體現(xiàn)在航空電子設(shè)備對飛機正常飛行安全的影響,同時飛機工作狀態(tài)、所處的任務(wù)剖面環(huán)境也在持續(xù)影響著航空電子設(shè)備的正常工作。另外,航空電子設(shè)備自身具有的一些結(jié)構(gòu)缺陷、功能問題也在無形中影響著其自身的安全工作。航空電子設(shè)備構(gòu)成危險的主要來源有:產(chǎn)品或產(chǎn)品使用材料的固有危險;設(shè)計缺陷;制造缺陷,腐蝕性物質(zhì)以及毒性物質(zhì)等屬于使用材料的固有危險。一般而言,設(shè)計問題可能是上述諸因素中最重要的方面。設(shè)計人員不僅可能在設(shè)計產(chǎn)品時,引入了設(shè)計缺陷,形成產(chǎn)品自身的危險,還可能缺乏正確控制產(chǎn)品及其材料危險的能力。制造缺陷一般由不正確的生產(chǎn)工藝造成,常見例子有產(chǎn)品中的銳邊、棱角、尖端等。由使用或維修設(shè)備時的人為差錯造成的危險也是屢見不鮮的,也應(yīng)給予足夠的重視。除了產(chǎn)品本身存在的危險以及人為差錯引起的危險外,會對系統(tǒng)安全產(chǎn)生直接影響的設(shè)備故障及有害環(huán)境也是造成危險不容忽視的因素。結(jié)合試飛特點,并對其他類似行業(yè)產(chǎn)品的安全性要求及特點進行研究,整理適用于民機機載航空電子設(shè)備安全性評估驗證的內(nèi)容,建立基于“人-設(shè)備-載機”民機機載航空電子設(shè)備安全性評估要求。
2.3 安全性證技術(shù)
在民機型號合格審定過程中,用來表明與適用的適航條款的符合性的方法統(tǒng)稱為符合性驗證方法(Means of compliance,簡寫MOC)。現(xiàn)在國際上MOC趨向統(tǒng)一,主要有10種。在適航管理程序AP-21-03R3《型號合格審定程序》附錄I中對這10種方式進行了簡單的說明,具體見表1。
本論文形成的方法通過將電子設(shè)備具體的安全性驗證要求納入到安全性驗證矩陣中,確定了每一條安全性驗證要求的驗證時機,并對驗證驗證要求具體采取的驗證方式,制定了針對性的驗證方法。由驗證矩陣和方法組成的驗證方案包括了試驗時機、驗證方式、技術(shù)狀態(tài)、試驗要求、試驗程序、結(jié)果處理等6個方面,可為民機航空電子設(shè)備安全性驗證提供直接有效的技術(shù)支持和方法保證。下面以某一驗證要求為例,對形成的驗證矩陣及方法進行說明:
驗證要求:電子設(shè)備產(chǎn)生的輻射值不得超過規(guī)定的人體所能接受安全輻射值。
試驗時機:試飛后期(在電子設(shè)備的技術(shù)狀態(tài)固化以后)。
驗證方式:MOC7。
技術(shù)狀態(tài):
(1)飛機狀態(tài)良好,設(shè)備狀態(tài)良好,可正常通電;
(2)三級計量單位定標吻合的寬頻譜磁場測試儀。
試驗要求:
(1)飛機盡量停放在離外部輻射源較遠的地方,或在輻射源關(guān)閉的時間段進行,以減少外部環(huán)境的干擾與影響;
(2)測試時,與設(shè)備無交聯(lián)關(guān)系的系統(tǒng)不開機;
(3)關(guān)閉現(xiàn)場所有具有電磁輻射特性的設(shè)備(如手機、對講機等通訊設(shè)備);
(4)以飛機上各人員所處的空間為位置點,每個位置點設(shè)三個測量點(對應(yīng)人員坐姿狀態(tài)下眼部、胸部、下腹部),以測量儀器在測試部位所有方向上測得最大數(shù)值為準。
試驗程序:
(1)利用檢測設(shè)備,對各位置點的磁場強度進行測量,以確定環(huán)境電磁的量值,記錄其測量結(jié)果;
(2)發(fā)動機啟動,設(shè)備及相關(guān)系統(tǒng)上電,進入正常飛行剖面時的正常工作狀態(tài);
(3)依次進行各位置點的磁場強度測量,測量應(yīng)進行3次,并記錄其測量結(jié)果。
結(jié)果處理:對3次測量結(jié)果進行算術(shù)平均,并與要求進行對比后給出驗證結(jié)果。
3 結(jié)論
上述方法是對相關(guān)設(shè)計規(guī)范、準則及適航規(guī)章中的條款等進行轉(zhuǎn)化,建立了基于“人-機-環(huán)境”的民機航空電子設(shè)備安全性驗證要求,充分考慮了航空電子設(shè)備與人員及飛機之間的安全性影響;針對安全性驗證手段缺乏等問題,通過研究試驗條件、要求及程序等因素,形成了基于適航MOC符合性驗證體系的民機航空電子設(shè)備安全性驗證技術(shù),使得安全性驗證更具有操作性。該機載防撞系統(tǒng)的安全性驗證,通過符合性聲明、地面試驗、實驗室試驗和航空器檢查等方法進行了有效驗證,為民機航空電子設(shè)備安全性驗證提供了方法保證。后續(xù)可將本文形成的方法體系類推到民用飛機的其他設(shè)備(如發(fā)動機)以及飛機的安全性驗證中。
4 結(jié)束語
一直以來,對安全性驗證技術(shù)的研究往往陷入到失效概率的考核、尋找其他的定量指標中;在成熟的可靠性領(lǐng)域里,如MTBF等均可作為衡量可靠性水平的指標;然而對于安全性來說,如果存在隱患,則應(yīng)不遺余力的去消除,而將安全性定量化并不能給操作者帶來參考。根據(jù)墨菲定律,事故總會發(fā)生,只是時機的不同而已。
飛行安全與人的因素、飛行管理、維修管理、航空裝備、氣象海況、地域環(huán)境等方面密切相關(guān),因此安全性驗證應(yīng)側(cè)重于發(fā)現(xiàn)危及人員和飛機的因素,制定相應(yīng)的措施。在“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)中,既要重視人的因素,又要注意人、機、環(huán)境諸多因素的關(guān)聯(lián)和綜合,以提高航空安全水平。本文通過研究試飛階段民機航空電子設(shè)備的安全性驗證技術(shù),在此基礎(chǔ)上,也可為后期其他系統(tǒng)和整機安全性驗證技術(shù)的建立奠定理論基礎(chǔ)。
參考文獻
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關(guān)鍵詞 能見度;降水;積冰;風(fēng)切變;天氣系統(tǒng)
中圖分類號 V32 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)106-0144-02
民航人重要的理念是:“民航有了安全不等于有了一切,但沒有了安全就沒有一切”,安全第一,預(yù)防為主,這是民航無數(shù)血的實踐的總結(jié),從本質(zhì)上說,航空安全與人民生命、財產(chǎn)、國家安全之間密不可分。然而,從19600-2001年間,我國的飛行事故及事故征候的出現(xiàn)的頻率是相當(dāng)高的。就最近的國際飛行事故統(tǒng)計表明,一等事故80多起,由氣象原因造成的占事故總數(shù)的39%??梢?,氣象原因?qū)γ窈斤w行的安全構(gòu)成嚴重威脅,直接威脅著任命生命與財產(chǎn)安全,而降水對安全飛行的影響不可忽視,因此研究降水天氣對安全飛行很有必要。
1 基本概念
降水是指云霧中的水滴落到地面的現(xiàn)象。
2 降水的形成
2.1 云滴增長過程
降水是云的產(chǎn)物,但是有云不一定會形成降水。云滴尺度很小,在空氣阻力和上升氣流的作用下,降落速度極慢,很容易蒸發(fā)掉。只有當(dāng)云滴增大到能克服空氣阻力和上升氣流的抬升,并在下降過程中不被蒸發(fā)掉,才能以雨、雪或其它形態(tài)落到地面。
一塊云能否降水,主要取決于云滴增長過程。而使云滴增長過程主要有兩種:一種是云滴凝結(jié)或凝華增長,另一種云滴間互相碰并增長。
3 我國降水的主要天氣系統(tǒng)
在我國直接影響降水的天氣系統(tǒng)很多 ,主要有鋒面氣旋,鋒面,高空低渦,空中切變線,熱帶氣旋,空中槽。
4 降水對民航航空器飛行安全的的影響
4.1 降水降低了能見度
降水使能見度減少的程度,與降水的種類、降水強度及飛行速度有關(guān)。
一般性降水會使能見度降低至不足3公里,若航空器在飛行中能見度急劇下降,當(dāng)航空器在高速飛行的情況下遇到強降水,飛行中的能見度可能不足10米,嚴重影響航空器的飛行、降落與起飛。
4.2 降水可能造成飛機積冰
航空器在零度以下的高空飛行時,當(dāng)進入過冷水滴的云團時,過冷水滴與機身的碰撞后形成積冰,且速度越大積冰越迅速,積冰強度于速度、過冷水滴溫度、大小成平方比。積冰改變了飛機氣動構(gòu)型,使升阻大大降低,從而阻力增大,升力減小 ,航空器掉高度,威脅安全。
4.3降水影響航空器的起飛和著陸階段
當(dāng)著陸機場備降水所覆蓋,在著陸階段,降水影響能見度、飛行姿態(tài)、落地參數(shù),嚴重影響著陸安全,還可能造成劃水,偏出跑道,沖出跑道等情況。在起飛階段,同樣影響能見度,飛機氣動構(gòu)型,增加阻力,可能導(dǎo)致抬前輪速度增加,偏離或沖出跑道等危險。
4.4 強降水區(qū)容易形成風(fēng)切變
飛機在著陸階段,由于起落架放下,襟翼放到最大,阻力增大,加速性能和上升性能大打折扣,另外著陸時高度低、速度小,一旦遇到風(fēng)切變,就無法從風(fēng)切變中改出而墜毀!所以著陸機場有強降雨、大風(fēng)的情況下,最好選擇等待或備降!
4.5 強降水能使航空器發(fā)動機熄火或喘震
對于螺旋槳和活塞式發(fā)動機的航空器,如在飛行中進入大雨區(qū),如發(fā)動機內(nèi)吸入過量雨水后,點火若不及時會造成發(fā)動機熄火,特別是飛機處于低速飛行階段,更要提高警惕。
4.6強降雨改變了航空器的氣動構(gòu)型
航空器飛行過程中進入強降雨區(qū)時,降雨對飛機沖擊產(chǎn)生的很多負面效應(yīng),是危及飛行安全的重要因素。
1)雨滴的撞擊導(dǎo)致航空器的動能損失,增加了阻力,燃油經(jīng)濟性降低;
2)降雨對空氣動力構(gòu)型的破壞,機身表面摩擦力的變化使氣流改變了運動方向與速度,升力系數(shù)值降低,升力的減小加上增加阻力的增大,并氣動性變差。
4.7降水影響機場運行區(qū)的使用
降水影響機場運行區(qū)的使用是由跑道上的積水、結(jié)冰、積雪以及冰雪、冰水混合物引起的。
當(dāng)機場運行區(qū)出現(xiàn)上述降水影響時,影響航班正常著陸時的摩擦力,從而出現(xiàn)滑水、偏離跑道,沖出跑道的危害飛行安全的情況。
5 遭遇降水時的建議和措施
5.1如何降低降水對飛行的能見度的影響
強降水能見度的影響最大,雨水不僅影響了大氣透明度,當(dāng)雨水貼附在擋風(fēng)玻璃上形成光線的折射,從而大大的降低了能見度。迅速脫離降水區(qū)和及時打開防雨刷,可以有效提高能見度,另外可以要求管制方面將著陸燈開到最高亮級,打開著陸燈!
5.2 過冷水滴造成飛機積冰的解決方法
當(dāng)飛行過程中出現(xiàn)由于過冷水滴造成的積冰時,應(yīng)迅速脫離所在積冰區(qū)的高度或水平邊界,及時打開防冰裝置(如膨脹除冰或加熱除冰)。并將所知道的結(jié)冰區(qū)告知管制單位,防止其他航空器誤入結(jié)冰區(qū)。
5.3正確使用機載氣象雷達
雷達熒光屏上有可供選用的10,25,50,100海里不同比例的氣象雷達顯示圖,通過調(diào)節(jié)不同的比例尺來觀察、掌握可能對飛行航線產(chǎn)生影響的天氣情況,對天氣情況進行預(yù)判,早做預(yù)案,避免進入危險天氣,危害飛行安全。
本文通過對降水危險天氣及綜合系統(tǒng)的分析,得出以下結(jié)論:
產(chǎn)生降水的天氣系統(tǒng)主要有鋒線、槽線、切變線和高空渦等;在強降水使得能見度急劇下降、可能存在風(fēng)切變、顛簸等嚴重影響飛行、著陸、起飛的情況下,駕駛員應(yīng)選擇繞過強降水區(qū)、延遲起飛、返航、備降等方法規(guī)避飛行安全風(fēng)險,保證飛行安全第一
參考文獻
[1]陸瀛洲.高空高速飛行氣象條件.氣象出版社,1994.
[2][日]伊藤博.航空氣象,科學(xué)出版社,1981.
文章摘要:淘豆網(wǎng)網(wǎng)友近日為您收集整理了關(guān)于鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)活動方案的文檔,希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助.以下是文檔介紹:鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)活動方案一、指導(dǎo)思想:為在全區(qū)中小學(xué)中普及科學(xué)知識,營造學(xué)生熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的氛圍,培養(yǎng)…… 淘豆網(wǎng)網(wǎng)友近日為您收集整理了關(guān)于鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)活動方案的文檔,希望對您的工作和學(xué)習(xí)有所幫助.以下是文檔介紹:鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)活動方案一、指導(dǎo)思想:為在全區(qū)中小學(xué)中普及科學(xué)知識,營造學(xué)生熱愛科學(xué)、崇尚科學(xué)的氛圍,培養(yǎng)學(xué)生積極探索、勇于創(chuàng)新的精神,提高學(xué)生動手實踐的能力,促進學(xué)生全面發(fā)展,同時為積極響應(yīng)我區(qū)創(chuàng)建省科普示范城區(qū)的要求,結(jié)合我區(qū)中小學(xué)科技活動特色,經(jīng)研究決定舉辦鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)活動.一、主辦單位:鳩江區(qū)教育局二、承辦單位:蕪湖市第三十二中學(xué)三、活動時間:暫定2007年11月22日前后(具體時間根據(jù)天氣情況確定)四、參加對象:區(qū)中小學(xué)生、區(qū)中小學(xué)科技輔導(dǎo)員五、活動方案(一)組織領(lǐng)導(dǎo)1、成立活動組委會組委會負責(zé)科技節(jié)活動總體方案的設(shè)計和活動的組織實施,協(xié)助新聞媒體對活動的宣傳報道等工作.2、組委會名單主任:趙敬東副主任:楊祥衡李廣慶許斌陶承軍成員:姚曉虎曹小謀汪文付楊正安邢修林吳云楊國強胡宗品(二)活動要求1、各校要高度重視此項活動的開展,加強宣傳力度,在全校營造良好的重科教氛圍,在人、財、物方面給予有力支持.2、報名截止日期為2007年11月15日,請各校將科技節(jié)報名表(見附件)通過電子政務(wù)報區(qū)電教館.(三)活動項目競賽項目1、發(fā)明創(chuàng)造類:作品內(nèi)容不限,要求是學(xué)生個人運用有關(guān)的科學(xué)理論知識制作出的新穎獨特、具有實用意義的實物作品.2、創(chuàng)意設(shè)計類:指因原材料、工藝等限制未能做出實物的創(chuàng)新設(shè)計,但必須是根據(jù)科學(xué)原理可以完成的(金點子).3、科學(xué)小論文:指中小學(xué)生源于科技活動撰寫的科學(xué)成果論文.如:實驗報告、考察報告、觀察(觀測)報告、調(diào)查報告、研究報告等.4、科技展板評比及展示.5、現(xiàn)場電腦科幻畫.6、熱氣球升空.7、手擲紙質(zhì)模型滑翔機.(直線距離)展示項目1、機器人展演.2、葉脈畫制作演示.3、鳳鳴科普站“校園科技接力”活動展示.(四)評審標準1、發(fā)明創(chuàng)造、創(chuàng)意設(shè)計、科學(xué)論文類評審標準“三自”原則和“三性”原則自己選題:選題必須是作者本人發(fā)現(xiàn)、提出、選擇的.自己設(shè)計和研究:設(shè)計中的創(chuàng)造性貢獻,必須是作者本人構(gòu)思、完成的.主要論點的論據(jù)必須是作者通過觀察、考察、實驗等研究手段親自獲得的.自己制作和撰寫:作者本人必須參與作品的制作.論文必須是作者本人撰寫的.科學(xué)性:包括選題與成果的科學(xué)技術(shù)意義、技術(shù)方案的合理性和研究方法的正確性、科學(xué)理論的可靠性.先進性:包括新穎程度、先進程度、技術(shù)水平與難易程度.新穎程度指該項發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)在申報日以前沒有同樣的成果公開發(fā)表過,沒有公開使用過,該項研究課題及論文的選題有創(chuàng)意;先進程度指該項發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)同以前已有的技術(shù)相比,有顯著的進步;指課題研究及論文的研究結(jié)論所具有的科學(xué)價值和學(xué)術(shù)水平.實用性:指該項發(fā)明或創(chuàng)新技術(shù)可預(yù)見的社會效益、經(jīng)濟效益或效果;指課題研究及論文的影響范圍、應(yīng)用意義與推廣前景.小學(xué)生的項目在依據(jù)“三自”和“三性”原則的同時,根據(jù)目前小學(xué)生進行科學(xué)探究活動的特點和水平,融入“做中學(xué)”科學(xué)教育理念,重點考查項目的探究過程,考查在探究過程中小學(xué)生初步探究能力和基本科學(xué)知識、科學(xué)方法的掌握.發(fā)明創(chuàng)造、創(chuàng)意設(shè)計類作品須填寫附2“發(fā)明創(chuàng)造和創(chuàng)意設(shè)計作品說明”表.2、科技展板評比及展示要求:各校按統(tǒng)一規(guī)格制作2塊科技教育宣傳展板,按高170厘米,寬90厘米制作.一塊展板介紹本校開展科技活動的情況以及學(xué)生的科技小論文等;另一塊展板圍繞本屆科技節(jié)主題(節(jié)能綠色健康)專門介紹科普常識或最新科技動態(tài),最好以專題形式出現(xiàn).展板總體要求美觀、圖文并茂,有科技特色,不得到廣告公司統(tǒng)一噴繪.3、現(xiàn)場電腦科幻畫比賽形式:現(xiàn)場運用各類繪畫軟件或圖形、圖像處理軟件(金山畫王除外)制作完成的繪畫作品;包括主題性單幅畫或表達同一主題的組畫、連環(huán)畫.單純的數(shù)字攝影畫面不屬于此項作品范圍.評分標準:(百分制)①主題正確、鮮明、突出.(30分)②構(gòu)思健康、新穎、有創(chuàng)意.(20分)③繪畫方面:用筆細膩、色彩調(diào)配等(50分)參賽人數(shù):各代表隊參賽人數(shù)限定2人以內(nèi).比賽分為小學(xué)組和中學(xué)組兩個組別.備注:各校在報名時需標注清楚使用何畫圖軟件,以便賽方提供相應(yīng)軟件.4、熱氣球升空注意事項:這項比賽有一定的危險性,要教育學(xué)生注意安全.升空要求:參賽者將事先制作好的熱氣球帶入比賽現(xiàn)場,并且貼上編號(在賽前的科技輔導(dǎo)員會議上進行抽簽決定),熱氣球在升空時,下方必須有不少于1m的鐵絲相連,在鐵絲的下方與繩子相連,熱氣球升空高度要求達到20米.評分規(guī)則:本次比賽以熱氣球升空的負載多少決定名次(負載為50克的鉤碼,由大賽組委會發(fā)放),若負載相同,以升空時間決定成績,用時少的獲勝.所有選手必須按抽簽順序依次進入比賽場地進行比賽,比賽只進行一輪,要求在15分鐘內(nèi)完成準備、點火升空(達到20米高度)、安全回收和滅火四個程序.遇到下列情況時比賽成績無效:熱氣球升空不足20m.熱氣球沒有成功回收的;熱氣球被燒毀的.總用時超過20分鐘.參賽人數(shù):各代表隊限定3組,每組3名學(xué)生.比賽分為小學(xué)組和中學(xué)組兩個組別.評獎辦法(特設(shè))所有擁有有效成績的小組均有獎,一、二、三等獎分別按20%、30%、50%設(shè)置.注:“區(qū)e之夢科技營”將組織參賽學(xué)??萍驾o導(dǎo)員對“熱氣球升空”進行培訓(xùn),培訓(xùn)時間另行通知.5、手擲紙質(zhì)模型滑翔機制作要求:由組織單位提供1張70克的a4紙、在10分鐘內(nèi)現(xiàn)場完成一架飛機折疊.(不得將成品飛機帶入場地,機身長度不得低于20厘米,翼面寬度不得少于2厘米)評分規(guī)則:在寬8米的道上手擲飛行.以起點至首次落地點的距離為成績,如落點出8米道寬,成績?yōu)?.按飛行距離長短排列成績.(制作不評分)參賽人數(shù):各代表隊參賽人數(shù)限定6人以內(nèi).比賽分為小學(xué)組和中學(xué)組兩個組別.附1:鳩江區(qū)第四屆中小學(xué)科技節(jié)報名表學(xué)校:_____________日期:_____________序號姓名性別參賽項目輔導(dǎo)教師備注附2:發(fā)明創(chuàng)造和創(chuàng)意設(shè)計作品說明項目名稱項目簡介設(shè)計該項目的目的和基本思路該項目的科學(xué)性、先進性和實用性該項目中申報者的主要貢獻(發(fā)明點或創(chuàng)新部分)所在學(xué)校意見附3:科技節(jié)開幕式當(dāng)天活動具體安排表時間內(nèi)容地點負責(zé)人備注9:00開幕式領(lǐng)導(dǎo)講話操場主持人32中舞蹈表演操場李嘉9:30熱氣球升空操場楊國強9:30手擲紙質(zhì)模型滑翔機.籃球場胡宗品8:30電腦現(xiàn)場科幻畫網(wǎng)絡(luò)教室吳云9:30科技創(chuàng)新優(yōu)秀作品展示科技室邢承喜9:30科技展板展示操場看臺邢修林10:00—11:00機器人展演多媒體室曹小謀10:00—11:00葉脈畫制作演示階梯教師汪文付10:00—11:00鳳鳴科普站“校園科技接力”活動展示科技室羅小飛
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關(guān)鍵詞:抬頭顯示系統(tǒng);工作原理;設(shè)計原則;發(fā)展趨勢
引言
駕駛員的駕駛行為按順序可以分為感知信息、駕駛判斷和執(zhí)行操作這三個階段。其中信息感知階段是駕駛基礎(chǔ),感知階段的信息主要是依靠觸覺、視覺、聽覺、嗅覺等感官器官獲得,其中駕駛員獲取的80%的有價值信息都是依靠視覺獲取的[1],相關(guān)視覺的汽車安全技術(shù)乃是汽車安全研究的重中之重。
隨著單片機技術(shù)和投影技術(shù)的發(fā)展,車載抬頭顯示系統(tǒng)(Head-Up Display,簡稱HUD)得到了迅速的發(fā)展。HUD是一種視覺輔助安全系統(tǒng),該技術(shù)是在駕駛員視覺合理范圍內(nèi)以投射等技術(shù)實現(xiàn)汽車速度、實時油耗等信息的顯示[2],從而避免分散對前方道路的注意力,而且不必在觀察遠方的道路和近處的儀表之間調(diào)節(jié)眼睛,可避免眼睛的疲勞,從而提高駕駛安全性。如圖1所示。
李小靜.TIF;%60%60TS(JZHT7.H圖1抬頭顯示系統(tǒng)TS)KH*2
1.車載HUD的原理
HUD系統(tǒng)又叫平視顯示系統(tǒng),利用光學(xué)反射的原理,將重要的飛行相關(guān)資訊投射在位于座艙前端、高度大致與飛行員的眼睛成水平的一片玻璃上面,投射的文字和影像調(diào)整在焦距無限遠的距離上面,飛行員能夠透過HUD輕易的將外界的景象與HUD顯示的資料融合在一起[3]。1988年通用公司首次將HUD應(yīng)用在Oldsmobile車上。目前車載HUD顯示系統(tǒng)主要有以下三類:HUD直視系統(tǒng),HUD反射板系統(tǒng),HUD風(fēng)窗玻璃映像系統(tǒng)。
HUD直視系統(tǒng)一般把顯示器安裝在儀表板上,使用的平板顯示器由于其透射率較低,因此前視野范圍不大,不能遠距離投影顯示。HUD反射板系統(tǒng),它的投影裝置安裝在儀表板下面,其投影光經(jīng)儀表板上面的半透明反射板反射到駕駛員眼睛里,由于反射板的透射率在60%-80%,因此其前方視野也不大[1]。
當(dāng)前大多數(shù)汽車配置的均為HUD風(fēng)窗玻璃映射系統(tǒng)。此系統(tǒng)在前擋風(fēng)玻璃上鍍膜或者貼膜來得到所需要的顯示屏,顯示光經(jīng)位于駕駛席前方的半透明反射板(組合器)反射后,映入駕駛員的眼睛。駕駛員通過組合器,對前方的景色和顯示圖像以相重疊的形式能同時視認兩方的信息。顯示像通過透鏡系統(tǒng)能在無限遠點處成像,所以能夠縮短視線的移動和焦點調(diào)節(jié)所需要的時間[4]。其結(jié)構(gòu)原理如圖2所示。
李小靜2.TIF;%70%70TS(JZHT7.H圖2HUD風(fēng)窗玻璃映像系統(tǒng)原理TS)KH*2
2.車載HUD的設(shè)計原則
由于人們對HUD的易讀性、舒適性的要求以及汽車駕駛室的特殊使用環(huán)境,對HUD的設(shè)計需要遵循以下原則:
(1)簡潔、直觀、易讀[1]。作為人(駕駛員)機(車輛)交互的界面,HUD的顯示界面應(yīng)該簡潔、直觀、易讀,以便于駕駛員能在很短的時間內(nèi)獲得需要的信息,從而縮短反應(yīng)時間。
(2)多用符號表示信息。實驗表明HUD易造成信息量超負荷,尤其是使用文本顯示形式,易造成視覺捕捉的效果。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn),符號比字母數(shù)字更易理解[1]。
(3)亮度、顏色可調(diào)。隨著外界光照強度和前方外界參照物的不同,顯示亮度及顏色應(yīng)具有連續(xù)可調(diào)功能,以適應(yīng)駕駛環(huán)境亮度及顯示信息與外界參照物的顏色對比度的變化,以便于駕駛員更容易讀取信息。
(4)舒適性。HUD顯示界面給駕駛員提供各種車況和駕駛信息,是獲取駕駛信息的主要途徑,因此HUD顯示系統(tǒng)需要良好的操作性,顯示界面要具有一定的查看舒適性[1]。
(5)可靠性與穩(wěn)定性。雖然駕駛室環(huán)境要比發(fā)動機艙和底盤等環(huán)境好,但是依然要求HUD的投影顯示單元要在振動、潮濕、高低溫、加減速、沖擊、沙塵、太陽輻射等汽車制造業(yè)要求的惡劣條件下還能可靠穩(wěn)定的工作。
3.車載HUD的研究現(xiàn)狀
20世紀80年代國內(nèi)開始重視座艙抬頭顯示器標準化工作,有關(guān)單位制定了部分國軍標,為座艙顯示設(shè)計提供了必要依據(jù)[6]。但是,對車載HUD的研究才剛剛起步。而且目前在汽車上已經(jīng)應(yīng)用的HUD信息指示符顯示的內(nèi)容、字符格式大小、顏色及分布位置各式各樣沒有一個統(tǒng)一的標準,光學(xué)投影映像系統(tǒng)特別是顯示屏的材料、尺寸、布置及實現(xiàn)方法上更是多種多樣,現(xiàn)有的HUD在響應(yīng)速度、光照強度、對比度等方面有所欠缺。
目前通用公司研發(fā)的使用鐳射科技的全擋式(整片擋風(fēng)玻璃)抬頭顯示系統(tǒng)可以在雨天、雪地、甚至視線相當(dāng)惡劣的大霧情況下,還能在前擋玻璃上顯示出路面的路徑。東芝公司開發(fā)出的可視性較高的平視顯示器基礎(chǔ)技術(shù)讓一只眼睛看到顯示的虛像。這種方式的優(yōu)點:一是由于只有單眼能夠看到顯示影像,因此即使看到背景,顯示也不會重影;另一個優(yōu)點是,如果虛像位置在眼鏡焦點深度范圍內(nèi),風(fēng)景和顯示影像都不會模糊,可同時看到風(fēng)景和顯示影像。
4.車載HUD的發(fā)展趨勢
知名研究機構(gòu)Strategy Analytics在其《汽車電子報告》中指出,到2018年,“高增長的應(yīng)用領(lǐng)域(單位平均年增長率超過50%)包括:純電動汽車、HUD、疲勞檢測、LED前光照明、車道偏離警示及盲點監(jiān)測”。
隨著人們汽車安全意識的不斷增強,科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,HUD顯示系統(tǒng)會不斷普及到中低檔汽車中,讓普通人也能享受科技帶來的安全享受。目前已經(jīng)成型的產(chǎn)品有HUD夜間防撞輔助駕駛系統(tǒng)、全息顯影HUD技術(shù)、視網(wǎng)膜顯影HUD技術(shù)等。HUD顯示系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)之上還能實現(xiàn)該系統(tǒng)的多元化、智能化。目前像沃爾沃公司已經(jīng)推出了車輛偏移自動校正系統(tǒng)、自動剎車系統(tǒng)等先進技術(shù),將來HUD顯示系統(tǒng)將和相關(guān)系統(tǒng)互聯(lián)互通共享數(shù)據(jù),提供給駕駛?cè)藛T給位安全可靠的駕駛數(shù)據(jù)處理顯示系統(tǒng)。(作者單位:重慶交通大學(xué)機電與車輛工程學(xué)院)
參考文獻:
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[3]李延福.基于HUD技術(shù)汽車夜視系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D].廈門大學(xué)碩士論文.2011.
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【Abstract】 With the development of society, and the continuous improvement of people's living standards, more and more people advocate energy-saving emission reduction and green pollution-free concept, but the airport noise is the most important problem in China's civil aviation airport. Therefore, in order to avoid the airport noise restricting the further development of civil aviation traffic flow, based on the optimization of civil aviation flight program, this paper analyzes the characteristics and functions of civil aviation noise reduction flight program design, and studies the methods to reduce the airport noise hazard.
【P鍵詞】民航;飛行程序;機場;噪聲
【Keywords】civil aviation; flight procedure; airport ;noise
【中圖分類號】F562.9 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0113-02
1 引言
隨著我國航空事業(yè)的快速發(fā)展,航空運輸網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)日益繁榮的狀況,很多重要城市的機場已成為帶動經(jīng)濟發(fā)展的主要力量。然而由于機場交通流量日益增長,機場航空器起降架次不斷增加,機場噪聲對周邊居民生活的煩擾越發(fā)嚴重。因此民航飛行程序優(yōu)化作為降低航空器噪聲影響的一種重要手段,值得深入研究并大力推廣應(yīng)用。
2 機場噪聲影響
隨著社會發(fā)展的需要,我國機場交通流量越來越多,各種機型的發(fā)動機推力也不斷提升,噪聲日益增加,因此使得機場噪聲成為我國民航機場和周邊社區(qū)的矛盾焦點。機場噪聲會分散人們的注意力,影響人們的休息和工作效率,并且強烈的噪聲會導(dǎo)致事故的發(fā)生,機場噪聲對人們的危害主要體現(xiàn)在以下五個方面:
①機場噪聲對于人的聽力產(chǎn)生損傷。如果人們處在高噪聲的環(huán)境中,那么就會使人的聽力受到毀傷,常常感覺到不舒服,并且伴隨著頭疼、惡心、雙耳疼痛等癥狀。只有在人們休息兩個小時以上,才能慢慢地恢復(fù),這屬于耳朵暫時性損傷。雖然這不會損壞人們的聽覺器官,但是如果人們長期處在高噪聲的環(huán)境中,會使得人們的聽覺能力逐步下降,稱為噪聲性耳聾。
②機場噪聲不利于人們的健康。這主要是指在機場噪聲環(huán)境下,常常會使得人們出現(xiàn)失眠、頭痛、耳鳴、煩躁等各種癥狀,這對于人們的健康來講非常不利,部分人群呈現(xiàn)心跳加快,血壓升高等各種病狀,同時也會使得人們的視覺器官或能力受到損傷,出現(xiàn)眼花的現(xiàn)象。同時由于噪聲影響,使個人產(chǎn)生食欲不振,或者是消化不良的情況,更為嚴重的是長時間高噪音會影響胎兒的健康孕育,影響其聽覺器官的發(fā)育。
③機場噪聲對于周邊居民生活及其工作產(chǎn)生較大的影響。這主要是指由于機場噪聲的存在,使得周邊居民的睡眠質(zhì)量無法得到有效保障,同時如果人們在交談的過程中,機場噪聲的存在會影響雙方的通信交談。對于在機場周圍工作的人員,由于機場噪聲的存在往往不能夠集中自身的注意力,常常因為機場噪聲,分散自己的注意力,工作效率明顯下降。
④機場對于動物的影響。周圍的動物對于機場的噪聲抵抗能力較小,巨大的機場噪聲常常會使得很多動物產(chǎn)生驚恐的狀態(tài),出現(xiàn)互相撕咬的現(xiàn)象,尤其是對禽類的生長成長造成影響。
3 降低機場噪聲影響的飛行程序優(yōu)化措施
目前國內(nèi)外對行程序優(yōu)化進行了大量的研究,飛行程序主要是指在飛機運行設(shè)定的空中高速公路,對于整個航班運行安全來講至關(guān)重要,而飛行程序的優(yōu)化有利于提高航空器運行的效率。但是,現(xiàn)階段我國機場噪聲影響越來越嚴重,因此,很多專家學(xué)者提出優(yōu)化民航飛行程序,從而來降低整個機場噪聲的影響。我國對于減少噪聲飛行程序有一定的研究基礎(chǔ),但是仍然沒有形成完整的體系。因此,我們必須要面向降低機場噪聲影響對優(yōu)化飛行程序的問題進行深入研究,這對于機場未來的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。建議可以從以下方面開展減噪飛行程序優(yōu)化工作。
①采用進離場減噪聲程序。進近著陸程序是指飛行程序中從巡航高度下降到機場標高的過程。目前標準進近飛行程序相對航路飛行而言飛行操作復(fù)雜,平飛和上升下降的狀態(tài)切換多,尤其是在最后進近飛行階段,因為航空器飛行高度低,所以沿跑道延長線方向形成長條狀的大面積噪聲影響區(qū)域。因此可以通過設(shè)計連續(xù)下降進近(CDFA)飛行程序,提高中間進近航段飛行高度,減少低高度平飛的方法以減少噪聲影響區(qū)域范圍。
②分析發(fā)動機減推力起飛的影響。使用發(fā)動機減推力進行起飛,有利于減少發(fā)動機的負荷,降低發(fā)動機的維護和保養(yǎng)成本,這樣不僅僅能夠增加發(fā)動機的使用壽命,提高發(fā)動機運行的可靠性,同時可以減少飛機運行過程中的污染物和氣體排放。而且在噪聲影響方面,通過設(shè)計減推力起飛程序,可以縮小對地面的噪聲極大值,但是在起飛的過程中,由于推力減少導(dǎo)致爬升速度降低,增加了低高度飛行的區(qū)域,又增加了噪聲影響區(qū)域面積。因此如何取舍噪聲極大值和噪聲影響區(qū)域范圍,是在設(shè)計減噪飛行程序時必須權(quán)衡的問題,只有詳細分析論證當(dāng)?shù)氐木用駞^(qū)分布、交通流走向、地形及氣象條件等,才可以因地制宜地優(yōu)化飛行程序,減少當(dāng)?shù)氐脑肼曃:Α?/p>
③優(yōu)化民航飛行航線走向。為了減少機場的噪聲影響,必須要基于交通流量流向需求,強化對于離場飛行程序走向的規(guī)劃,從而使得降低機場噪聲帶來的影響。因為飛機在起飛轉(zhuǎn)彎過程中,飛行程序的設(shè)計標準非常嚴格,我們必須要以安全標準作為前提,然后規(guī)劃減少噪聲的主要航線方向,靈活選擇直線起飛和轉(zhuǎn)彎爬升的時機,實現(xiàn)為避免主要噪聲敏感區(qū)的航空器機動飛行。
④科學(xué)合理地利用跑道。這主要是指可以通過減少特定跑道的使用,從而提高整個減噪的效果。通常應(yīng)當(dāng)盡量把飛機起飛或著陸過程安排在遠離居民住宅區(qū)的跑道上,即在設(shè)計飛行程序中應(yīng)當(dāng)將噪聲危害較小的跑道作為主用跑道,在起飛轉(zhuǎn)彎和復(fù)飛航道設(shè)計上以此跑道為主,其他方向上的飛行程序配合使用此跑道的飛行程序,目的是盡量的降低對噪聲敏感點的影響,確保減少對主要居民區(qū)的噪聲污染。
⑤設(shè)計專用的夜間起飛減噪程序。由于在夜間飛行對周邊居民休息帶來較大的影響,因此必須對夜間航班危害進行有效的限制。通常夜間飛行流量遠小于晝間,可以設(shè)計對于空中交通管制較為復(fù)雜,但是遠離噪聲限制區(qū)、航程較遠的飛行程序,即使在飛行經(jīng)濟性上存在不足,但是如果可以減少噪聲危害,能夠有效提高夜間的航班時刻資源,仍然將會提升機場整體的經(jīng)濟效益。
4 結(jié)語
綜上所述,通過詳細分析論證機場周邊噪聲敏感區(qū)域分布,設(shè)計減噪飛行程序,制定控制機場噪聲的優(yōu)化飛行方案,可以減少機場噪聲污染,同時輔助有效的飛行流量管理措施,可以有效地控制機場噪聲,優(yōu)化機場周邊環(huán)境。
【參考文獻】
【1】Report on Standard Method of Computing Noise Contours around Civil Airports[J]. ECAC. CEAC Doc 29 3rd Edition,Volume 2: Technical Guide,2005.
論文摘 要:在航空迅速發(fā)展之際,空中交通管理領(lǐng)域中的空管安全問題被逐漸重視。本文從管制員工作的角度,對空管信息處理中存在的人的因素進行了分析、總結(jié)。并對常見的由于空管信息處理引起的空管不安全事件進行分析,對空管信息處理提出了一些改進建議。
一、空管信息處理系統(tǒng)簡介
隨著我國的經(jīng)濟快速發(fā)展,空中交通流量與日俱增,如何提高空管安全、高效運行已經(jīng)成為研究熱點。管制員在對航空器進行管制指揮的本質(zhì)是對空管信息處理的一個過程。因此,對空管信息處理的深入研究有助于保障空管安全。
空管信息處理系統(tǒng)可分為信源、存儲、處理、傳輸和顯示五個子系統(tǒng)。對信源的操作主要是空管信息的采集,在操作時要完整、準確、及時。管制信息的處理在目前的半自動或人工條件下,存在格式不規(guī)范、存儲效率低等缺陷,這會導(dǎo)致進程單填寫有誤等差錯的產(chǎn)生。從信源得到的信息并不一定符合特定的空管需要,如在不同空管單位之間的通報、協(xié)調(diào),其中涉及航空器的呼號、位置、高度和預(yù)計移交時間等,這就需要對現(xiàn)有信息進行加工處理。在目前,空管信息處理的標準化程度不足和自動化水平不高,信息加工也就成為一項有難度的空管工作?,F(xiàn)今各大地區(qū)空管局使用設(shè)備不同,使得有些空管信息必須使用人工的方式進行加工和傳遞??展苄畔@示是管制員能否正確“感知”信息的關(guān)鍵,常見的顯示有文字記錄、電子動態(tài)顯示和雷達識別標志等。在以人工為主的系統(tǒng)中,信息格式的不規(guī)范、不統(tǒng)一以及大腦抽象記憶比例過重,會造成信息的丟失,這也是今年來空管事故癥候發(fā)生的重要原因之一。
二、空管信息處理與空管安全
(一)信息處理中的主要差錯和原因
我國的民用航空在上世紀80年代開始,逐漸采用和參照國際民航組織標準,放棄蘇聯(lián)的民航運行、發(fā)展模式。在法規(guī)體系、設(shè)備標準、運行規(guī)章等方面,我國尚未建立系統(tǒng)性的標準體系。這就造成了各單位執(zhí)行的標準不統(tǒng)一,運行的方式不統(tǒng)一,使用的設(shè)備不統(tǒng)一。航班量增長迅速,隨之而來的與空管密切相關(guān)的航班信息量也在不斷增加。在一個每天對幾百架次航班提供空中交通服務(wù)的運行單位,沒天匯總相關(guān)的空管信息多達數(shù)十萬條。對于我國目前的空管現(xiàn)狀,尤其是無法完全采用電子化處理的情況下,管制員處理空管信息出現(xiàn)差錯的現(xiàn)象呈易發(fā)、增多趨勢。
(二)空管信息處理與空管安全的關(guān)系
很多因素會影響人們的行為,比如反應(yīng)時間。這些因素包括視覺、聽覺等人本身固有的特性,還包括經(jīng)驗、技能、疲勞程度等人后來發(fā)展出來的特性。在日常的空管指揮工作中,飛行量的增長使管制員單位時間內(nèi)指揮的航空器數(shù)量增加,留給管制員處理信息的時間不斷縮減。
在空管工作中人的因素至關(guān)重要,這包括:管制員承受工作負荷能力、聽說能力、對信息的處理能力等。首先,工作負荷的強度直接影響管制員的工作狀態(tài),管制員工作負荷的強度既與空管任務(wù)的性質(zhì)、內(nèi)容、飛機數(shù)量、陸空通話量等相關(guān),又與管制員的工作經(jīng)驗、知識儲備、認知水平等有關(guān)。在正常的工作負荷范圍內(nèi),管制員處于適宜的工作狀態(tài),思維清晰、反映敏捷且情緒穩(wěn)定,管制員能較好的認知當(dāng)前情況和預(yù)測未來狀況,空管的工作效率與準確性較高。其次,空管在目前主要是管制員與飛行員通過無線電通話來交流信息、進行管制與被管制。為了避免在此過程產(chǎn)生人為差錯,國際民航組織(icao)和我國民航主管部門規(guī)定了標準的陸空通話用語。最后,管制員對信息的處理能力表現(xiàn)在認知、記憶、決策、執(zhí)行等方面,是對信息加工處理的全過程。由于人的注意力具有選擇性、集中性、有限性的特點,管制員有時會對一部分重要信息產(chǎn)生遺漏或疏忽。在空中交通流量增大,管制員工作負荷也隨之加大,管制員的記憶力也會降低,進而影響決策。上述環(huán)節(jié)中的問題與管制員特定情況下較低的情景意識水平有關(guān),這也本文著力提出改進的方面。
三、空管信息處理改進研究
對于空管中人的因素,我們在分析2008年以前發(fā)生的空管責(zé)任事故癥候時,得到一項結(jié)論,空管信息的處理失誤大多是在專職人員負責(zé)且信源可靠時發(fā)生的。管制員在得到飛行動態(tài)后沒有及時、準確更新空管信息,并且缺少信息處理自檢、互檢措施。對于這一問題,空管單位應(yīng)將空管信息的采集、存儲在同一管制崗位完成,比如設(shè)置專門的協(xié)調(diào)通報席位,對信息的采集、存儲操作建立合理、安全、有效的工作程序。除此之外,管制員在工作還要做到對空管信息進行再分配,在必要的時候?qū)展苄畔⒆鞒鐾茰y、計算、修訂等。由于新空管信息的產(chǎn)生與外界關(guān)聯(lián),所以管制員要把空管信息與外界實時關(guān)聯(lián)、更新,這樣才能確保空管運行指揮的安全。
將空管運行中人的信息加工出現(xiàn)錯誤進行的探討和分析,了解錯誤來源和提出應(yīng)對措施,對減少人的因素導(dǎo)致錯誤,為保證空管運行安全具有十分重要的意義。除此之外,空管設(shè)備與法規(guī)條例也對空管運行安全有不可忽視的作用。
參考文獻:
信息通信技術(shù)的發(fā)展和移動互聯(lián)網(wǎng)的快速普及,使得包括筆記本電腦、智能手機和平板電腦等終端使用呈現(xiàn)爆炸式的增長。根據(jù)工信部電信研究院的《移動終端白皮書2012》,2011年全國移動智能終端出貨量超過1.1億部,超過了2011年之前中國移動智能終端出貨量的總和。而目前包括智能手機和平板電腦等在內(nèi)的移動互聯(lián)網(wǎng)終端的全球年出貨量已經(jīng)遠超過傳統(tǒng)的PC出貨量[1]。根據(jù)全球權(quán)威的技術(shù)研究和咨詢公司Gartner最新預(yù)測,2014年全球IT終端設(shè)備(個人電腦、平板電腦和智能手機)出貨量預(yù)計將超過25億臺,與2013年相比,增長7.6%[2]。移動互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到社會生活的各個領(lǐng)域,人們無時不刻地需要保持網(wǎng)絡(luò)連接,這與乘坐飛機旅行中不能使用各種移動終端之間產(chǎn)生了極大的矛盾,對此國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都給予了高度的關(guān)注,文獻[3]提出了一種面向衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的主動重傳擴頻時隙ALOHA多址接入控制方法。目前已有多家航空公司嘗試在飛機上安裝機載衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng),并開始試點基于機載衛(wèi)星通信系統(tǒng)向乘客提供無線接入的測試和試運營的工作,國內(nèi)民航公司也已經(jīng)開始計劃利用衛(wèi)星通信技術(shù),為客艙提供寬帶通信服務(wù),解決飛行中的信息孤島問題[4]。傳統(tǒng)上而言,在飛機飛行的全程中都不允許使用各類電子設(shè)備、特別是包括帶有無線和射頻等功能模塊的手機、平板電腦和筆記本電腦等。飛機起降期間是飛行中事故最易發(fā)的時間段,此時如果手機或電腦嘗試登錄或連接地面無線網(wǎng)絡(luò),會發(fā)射較強的無線信號,可能超出了航空環(huán)境的輻射信號安全允許范圍,繼而對飛機上的通信、導(dǎo)航和飛行控制等電子設(shè)備造成影響和干擾。即使在機艙內(nèi)建立一個小型無線網(wǎng)絡(luò),降低地面無線網(wǎng)絡(luò)的影響,但現(xiàn)行的法律法規(guī)仍然嚴格限定在飛機起飛和降落時不允許使用各類電子設(shè)備,只有在平飛階段旅客才可使用機載無線網(wǎng)絡(luò),盡可能地減小對飛行安全的影響。另一方面,已經(jīng)提出的機載無線網(wǎng)絡(luò)解決方案僅支持筆記本電腦和平板電腦等配置了無線局域網(wǎng)(WLAN)的終端設(shè)備,依然不能使用手機等傳統(tǒng)的移動通信終端。對于經(jīng)常搭乘飛機出行的商務(wù)乘客而言,他們對于機票價格的敏感性比較低,但是對于航班途中能夠提供的服務(wù)敏感性比較高。特別對于搭載國際和長途航班的商務(wù)乘客而言,在數(shù)小時乃至十幾個小時航程的航班上無法與外界溝通,可能造成非常大的直接和間接經(jīng)濟損失。如果能夠在飛行中提供通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù),即使增加一定的成本,但與長時間失去外界聯(lián)系造成的損失相比仍是可以接受的。顯然,對于商務(wù)乘客而言會傾向于優(yōu)先選擇可以提供地空互聯(lián)的航班。而對于航空公司而言,提供額外的通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)也會給其帶來附加的收入或通過降低航班票價的折扣比例獲得收入增加,而飛機制造商和維護廠商也能從設(shè)備采購、安裝和維護等環(huán)節(jié)中獲得收益。不難看出,提供機載通信和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)對于整個產(chǎn)業(yè)鏈都具有顯著的正面影響,在飛機上安裝地空互聯(lián)和機載無線接入系統(tǒng)將是未來航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個主要趨勢,結(jié)合拓撲控制技術(shù)和功率控制技術(shù),采用定向天線代替全向天線的通訊機制有效地緩解了無線骨干網(wǎng)絡(luò)的信號干擾問題。[5]目前已經(jīng)提出的機載無線網(wǎng)絡(luò)的主要實現(xiàn)方式是首先由飛機通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)接后與地面主站實現(xiàn)通信,飛機機艙內(nèi)建立無線局域網(wǎng)(WLAN),并使機上乘客通過WLAN接入機艙局域網(wǎng)。這種方案的主要缺點是WLAN使用的多為2.4GHz~5GHz的電磁波段,頻譜資源非常有限,對于乘客密集的飛機機艙應(yīng)用場景而言,較多用戶同時使用網(wǎng)絡(luò)的帶寬很難保證;同時該頻段還有包括藍牙等其他短距無線網(wǎng)絡(luò)的干擾??紤]到飛機上空間非常有限,大量各類通信、控制和傳感等電子裝置及其線纜密集地集中在較小的布線空間內(nèi),而增加WLAN接入點及網(wǎng)絡(luò)布線無疑會遇到許多困難,更重要的是WLAN的無線信號也可能對一些電磁干擾敏感的電子設(shè)備造成影響,機艙的電子環(huán)境發(fā)生變化使得飛機制造商和航空公司不得不投入巨資重新考慮機上的電磁兼容問題。可見光通信(VLC)技術(shù)是利用發(fā)光二極管(LED)等發(fā)出的肉眼覺察不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息的,即將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)調(diào)制在LED發(fā)出的光并進行傳輸,利用光電轉(zhuǎn)換器件接收光載波信號并解調(diào)以獲取信息??梢姽馔ㄐ畔到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍就是燈光所能達到的范圍,不需要電線或其他的連接。與WLAN技術(shù)相比,可見光通信系統(tǒng)利用照明設(shè)備代替WLAN中的基站或熱點,采用MIMO-OFDM技術(shù)其傳輸容量可達數(shù)Gbit/s。[6]可見光通信同時實現(xiàn)了照明和通信,將其引入機載無線通信網(wǎng)絡(luò)時可以直接利用原有的機艙中的閱讀燈,無需增加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)布線和熱點等設(shè)施,從而實現(xiàn)低成本的機艙內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò),不僅對飛行安全而且實現(xiàn)了綠色環(huán)保。本文針對基于VLC的機艙無線網(wǎng)絡(luò)的信道和布局進行了研究,論文第二節(jié)給出了VLC系統(tǒng)原理及關(guān)鍵技術(shù),第三節(jié)是機艙內(nèi)VLC系統(tǒng)的布局模型研究和性能分析。
2VLC系統(tǒng)原理和關(guān)鍵技術(shù)
人們使用的照明光源已經(jīng)歷經(jīng)了白熾燈、節(jié)能燈和LED三代,其中白光LED因其能耗低、壽命長、尺寸小、亮度高等特點迅速占領(lǐng)了市場,得到人們的廣泛認可,成為理想的照明光源。正是因為LED照明燈將在未來普及,人們想到在LED燈泡照明的同時,將信息加載到燈光上,而通信所使用的較高調(diào)制頻率人眼無法察覺,從而在照明的同時實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信。可見光作為信息傳輸介質(zhì)與傳統(tǒng)的射頻及無線通信方式相比,有著諸多優(yōu)勢,其中最主要的就是可見光通信不需要復(fù)雜的電磁波頻譜分配,可以作為現(xiàn)有射頻無線通信的補充,極大地擴展通信所使用的電磁波頻譜范圍。傳統(tǒng)的射頻和無線通信技術(shù)最大的一個缺點是需要對所使用的電磁波頻譜進行仔細劃分和規(guī)劃,特別是使用較多的射頻和微波頻段,可以使用頻譜資源非常有限。同時,射頻和無線通信的空中接口是開放的,存在難以完全解決的安全問題。而可見光通信使用的頻率約在400~800THz(波長約為375~780nm),其信道的使用是完全免費的,不需要購買或授權(quán)使用許可。在信息安全方面,可見光通信也有其獨特的優(yōu)勢,可見光傳輸是視距(LOS)模式,只要信道被遮擋信號就會中斷,減小了信息被竊取的機會。同時,可見光通信還具有高度的安全性,不會涉及如射頻和無線信號可能存在的對人體健康產(chǎn)生的影響或傷害?;贚ED的可見光通信最早由日本的中川研究室于20世紀初提出,國內(nèi)在2006前后開始跟蹤相關(guān)的研究進展,并對可見光通信的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進行了初步研究[7]-[9];文獻[10]提出了一種基于光碼分多址(OCDMA)的可見光通信的無線局域網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計方案;文獻[11]和[12]提出了一種基于USB接口的室內(nèi)可見光無線接入電路;文獻[13]和[14]分別就如何削弱VLC系統(tǒng)中多徑串?dāng)_和背景光噪聲的影響,以及室內(nèi)光照度的分布等進行了研究??梢姽馔ㄐ抛鳛橐环N新型的無線通信方式,在一些特殊情形下有著突出的優(yōu)勢,例如一些對于電磁干涉敏感的環(huán)境如醫(yī)院和航空器等,一個典型的可見光通信系統(tǒng)的組成框圖如圖1所示。如圖可知,一個典型的VLC系統(tǒng)主要包括光源與驅(qū)動、光檢測與放大、調(diào)制與解調(diào)、信號處理等部分組成。可見光通信系統(tǒng)利用LED光源發(fā)出的光信號傳遞信息,現(xiàn)階段的白光LED相比于白熾燈具有極好的響應(yīng)性能(白熾燈響應(yīng)時間為毫秒級,LED響應(yīng)時間為納秒級),且LED電光轉(zhuǎn)化效率高(接近100%),非常適合高頻電信號的調(diào)制。使用RGB-LED可以滿足比傳統(tǒng)白光LED更加多元的需求,當(dāng)需要用到某一波段的燈光時,RGB的混色可以隨心所欲[15]??梢姽馔ㄐ畔到y(tǒng)中最基本的調(diào)制方式是幅移鍵控(ASK),隨著對系統(tǒng)容量需求的不斷提升,也開始逐步引入包括正交頻分復(fù)用(OFDM)等先進的調(diào)制方案。調(diào)制后的光載波信號直接在大氣中傳輸,因此需要考慮信道中可能的外部影響。對于室外和室內(nèi)使用的VLC系統(tǒng)而言,干擾源及其影響不盡相同。例如對于室外VLC應(yīng)用場景,主要的干擾源是太陽光等自然光的強背景輻射噪聲,而在室內(nèi)環(huán)境中,則是各種照明光源帶來的干擾。對于特定的應(yīng)用場景而言,兩種干擾可能會同時存在。例如對于基于VLC技術(shù)的機艙通信系統(tǒng)而言,機艙照明燈和窗戶照進來的陽光會對VLC信號同時產(chǎn)生影響。另一方面,對于無線信道的傳輸通常需要考到多徑效應(yīng)等影響,但是對于機艙閱讀燈等特定應(yīng)用場景而言,由于其照射范圍比較集中,受鄰座閱讀燈干擾很小,可以只考慮直射光信號。經(jīng)過信道傳輸后,VLC系統(tǒng)接收端通過光檢測器(如光電二極管PD)來檢測光信號,把光信號轉(zhuǎn)換成電信號后經(jīng)過解調(diào)還原處原始信息。對于VLC系統(tǒng)而言,一般需要在為了保證接收到足夠的光信號,VLC系統(tǒng)一般在PD前配置了透鏡用以對接收到的光功率進行聚焦。特別是對于室內(nèi)VLC應(yīng)用環(huán)境,由于PD有效檢測面積很小,接收到的光信號較弱,考慮到相鄰光源可能的干擾,用透鏡,把光信號會聚到PD上,可以有效增加PD接收到的光信號強度,并且減小相鄰信號的干擾。PD將光信號轉(zhuǎn)成電信號后,需要經(jīng)過信號放大、濾波整形、定時再生后、解調(diào)后可恢復(fù)出原始信號。
3基于VLC的機載無線通信系統(tǒng)
3.1系統(tǒng)模型和基本參數(shù)由于基于VLC的機載通信系統(tǒng)應(yīng)用的基本前提是不對已有的飛機機艙格局進行改變,因此我們通過對典型民用客機的機艙環(huán)境進行調(diào)研和資料查閱,初步構(gòu)建了基于乘客獨立閱讀燈的通信+照明合一的VLC系統(tǒng)模型。以民用航空中使用最普及的波音系列客機座椅作為參照進行系統(tǒng)建模,一般情況下認為前排座椅背面放下的小桌板為乘客理想的工作平面,而小桌板的尺寸為400×2402mm。因此,只要滿足在這個平面區(qū)域內(nèi)照明和通信即可。圖2和表1分別給出了機艙座椅模型和主要參數(shù)。如果不考慮外部遮擋,當(dāng)光源位于工作平面的正上方時,該模型為最佳模型,此時光源到小桌板的垂直距離為850mm。但是基于VLC的機載通信系統(tǒng)中一個重要的問題是必須考慮到遮擋效應(yīng),即當(dāng)前排乘客放倒座椅時,此時座椅角度會增大至傾斜約38°(初始傾斜角度為15°)。此時若VLC光源仍位于工作平面正上方,則將會有一部分區(qū)域為照明通信陰影。因此需要將光源位置水平后移一定距離,保證工作區(qū)域始終處于照明條件下。通過計算得到完全無遮擋的并且光源距離工作平面中心最近的水平距離為544mm,光源的發(fā)射角約為11.5°,如圖3所示。
3.2性能分析
基于VLC的機載無線通信系統(tǒng)的基本要求,是所使用的LED光源的光照強度滿足相關(guān)的機艙照明標準,針對我們設(shè)計構(gòu)建的機艙VLC通信系統(tǒng)模型,根據(jù)HB6491-91《飛機內(nèi)部照明設(shè)備通用要求》,并參考《飛機設(shè)計手冊》的相關(guān)章節(jié),其有效照度的指標要求光照度應(yīng)達到300~500lx之間[17]。由此可見,點光源在面元ds上所產(chǎn)生的光照度與光源的發(fā)光強度I成正比,與距離的平方成反比,并且與面元相對于光束的傾角θ有關(guān),這個即為點光源光照度的距離平方反比定律。由于白光LED是一種非相干光源,不會形成光的干涉現(xiàn)象,因此多個LED構(gòu)成陣列時遵循疊加原理,即總的光照度1NiiEE???,其中iE為每個LED的光照度,N代表總LED燈的個數(shù)。結(jié)合現(xiàn)有機載照明燈的尺寸和文獻中一般采用的LED陣列,本文使用的模型中為光功率1W,中心發(fā)光強度為55cd的LED芯片。當(dāng)光源距離工作平面中心554mm時,采取3?3的陣列模式,等效發(fā)光面積大小為60×602mm。當(dāng)光源位于工作平面中心正上方時,采取3?2的陣列模式,等效發(fā)光面積大小為60×362mm。根據(jù)以上建立的模型,可以計算得出機載VLC系統(tǒng)中接收平面(小桌板)處的光照度分布以及最值。當(dāng)光源距離工作平面中心554mm(如圖5a所示)時,與光源位于工作平面中心正上方(如圖5b所示)相比,工作平面靠近乘客的一端有更大光照度。另一方面,由機閱讀燈照明范圍一般只覆蓋到每位乘客小桌板范圍,不會影響到其他乘客,所以這里我們只考慮光線直射情況。從圖中我們可以看出,該光源模式下,靠近光源的小桌板一側(cè)會出現(xiàn)光照度最大值,小桌板的兩側(cè)會出現(xiàn)光照度最小值,這符合飛機閱讀燈只給單個乘客提供照明而又不影響其他乘客的要求,也保證了來自相鄰座位的通信干擾相對較低。圖6給出了中心光源對相鄰座位的影響,只有中心光源照明時,相鄰座位接收到的光照度不足300lx,并且可以通過調(diào)整接收機的接收角,以達到完全屏蔽來自相鄰座位光源的信號。同時小桌板中心區(qū)域照明度滿足國際標準(ISO)提出的工作照明300-500lx的要求。圖7給出了本文提出模型的工作平面處接收光功率計算結(jié)果,可以看出在工作平面內(nèi),光線入射角處于光探測器接收范圍內(nèi)。與圖5給出的光照度分布圖對比可以發(fā)現(xiàn),光電探測器的接收功率分布大致類似于光照度分布,但相對于光照度分布值相對陡峭,這是由于接收角的存在,LED陣列正下方的光線很容易進入探測器的接受范圍之內(nèi),而邊緣的光線因為接收角的原因較難進入探測器接收范圍之內(nèi)。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:漢語教學(xué) 民航 飛行學(xué)員 構(gòu)建
為確保飛行安全,國家民航局對民航飛行學(xué)員的漢語語言能力提出了要求,并初步設(shè)定了應(yīng)達到的漢語水平標準。因此,民航飛行員應(yīng)具備良好的漢語語言能力,能夠理解和掌握行業(yè)詞匯,適應(yīng)和熟悉飛行工作語境,確保陸空對話的順暢?,F(xiàn)階段,民航高校的漢語教學(xué)幾近于空白,漢語課程的開設(shè)也很局限,漢語教學(xué)實踐經(jīng)驗和教學(xué)資源匱乏,因此,針對民航飛行員從業(yè)特點,結(jié)合漢語語言聽、說、讀、寫等能力的要求,并在全面借鑒業(yè)內(nèi)外的漢語教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,構(gòu)建針對民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)體系具有深遠的意義。
一、針對民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)體系的構(gòu)想理念
漢語語言教學(xué)是中國教育體系下最傳統(tǒng)、最基礎(chǔ)的教育,教學(xué)實踐經(jīng)驗豐富,然而,在對民航主力院校(中國民航飛行學(xué)院、中國民航大學(xué)等)的調(diào)研中發(fā)現(xiàn),目前針對民航飛行學(xué)員的漢語語言教學(xué)經(jīng)驗幾近于零,漢語課程的開設(shè)也僅僅局限于乘務(wù)、空保、安檢、英語等專業(yè),且學(xué)科設(shè)置為專業(yè)選修課,因而,對面向民航飛行學(xué)員的漢語語言教學(xué)提出構(gòu)想,就顯得十分必要了。
1.教學(xué)與培訓(xùn)相結(jié)合
調(diào)查統(tǒng)計顯示,目前每年民航飛行航空器駕駛從業(yè)人員的人數(shù)逐年增加,高達2000余人。中國民航飛行學(xué)院作為我國民航飛行員培養(yǎng)的主力院校,現(xiàn)階段每年飛行員培養(yǎng)人數(shù)高達2000人,占飛行員總?cè)藬?shù)的80%以上,而該校從事漢語語言教學(xué)的專、兼職教師僅為6人,且缺少針對民航飛行學(xué)員漢語教學(xué)的實踐經(jīng)驗,教學(xué)資源遠遠不能滿足全面面向飛行學(xué)員教學(xué)的需求。
鑒于民航高校漢語教學(xué)的現(xiàn)實狀況,民航高校應(yīng)循序漸進的積累民航漢語教學(xué)經(jīng)驗和儲備民航漢語教學(xué)資源的同時,采取主動教學(xué)(包括課堂正規(guī)教學(xué),講座培訓(xùn)等)和被動教學(xué)(包括自學(xué)等)相結(jié)合,正規(guī)教學(xué)與集中培訓(xùn)相結(jié)合的方法。集中培訓(xùn)可試行“先測試,再培訓(xùn)”的方式,也就是對民航飛行學(xué)員進行校內(nèi)摸底測試,根據(jù)學(xué)員成績制定相關(guān)的教學(xué)計劃,包括小班教學(xué),集中培訓(xùn),課下引導(dǎo),網(wǎng)絡(luò)教學(xué)等等,從而達到合理分配教學(xué)資源,實現(xiàn)教學(xué)效果的最優(yōu)化。
2.基礎(chǔ)漢語教學(xué)與民航漢語教學(xué)相結(jié)合
確保陸空對話順暢,確保飛行安全,是民航局提出針對民航飛行學(xué)員進行漢語語言能力測試的初衷,因此,在對民航飛行學(xué)員開展基礎(chǔ)漢語教學(xué)的同時,更要開展必要的民航漢語教學(xué),即漢語教學(xué)要涵蓋民用航空器駕駛?cè)藛T從業(yè)所涉及的行業(yè)語言和工作語境,在飛行工作漢語語言環(huán)境中去學(xué)習(xí)漢語基礎(chǔ)知識,學(xué)習(xí)飛行行業(yè)專業(yè)語言,從而提升漢語語言表達能力。
3.課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合
前文中論述得出,目前民航院校的教學(xué)資源遠遠不能滿足全面面向飛行學(xué)員教學(xué)的需求,此外,為保證民航飛行學(xué)員漢語語言學(xué)習(xí)的持續(xù)性和連貫性,應(yīng)對民航飛行學(xué)員的教學(xué)試行課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的方式。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)重要的補充,是飛行學(xué)員自主學(xué)習(xí)的有效動力和必要媒介,為最大限度的發(fā)揮好網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的能效,這就要求教師不斷積累教學(xué)資源和教學(xué)經(jīng)驗,從而持續(xù)形成有助行學(xué)員自主學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)資源,包括視頻、課件、文字資料等等,然而這些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的開發(fā)和應(yīng)用,任重而道遠。
二、基于網(wǎng)絡(luò)媒介的民航院校漢語教學(xué)平臺的構(gòu)想
面向民航飛行學(xué)員的漢語語言教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺的構(gòu)想,可從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)和教學(xué)任務(wù)設(shè)置兩個方面著手,具體分述如下:
1.網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè)
網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建設(shè)首先是面向民航飛行學(xué)員的漢語學(xué)習(xí)門戶網(wǎng)站的建設(shè),具體可分為兩部分,即漢語學(xué)習(xí)平臺和管理維護平臺,漢語學(xué)習(xí)平臺包括師生交流、作業(yè)布置、課程檢測、在線評估、自主學(xué)習(xí)、資源下載、模擬考試等7個板塊,管理維護平臺包括后臺管理、交流論壇、作業(yè)批改、學(xué)習(xí)效果檢測管理、在線評估分級管理、自主學(xué)習(xí)管理、網(wǎng)上考試管理等7個板塊。
2.教學(xué)任務(wù)設(shè)置
任務(wù)型語言教學(xué)(Task-based Language Teaching)是20世紀80年代興起的一種第二語言教學(xué)方法,國內(nèi)外對任務(wù)型語言教學(xué)方法的目標、設(shè)計、應(yīng)用、測試等諸多方面的研究與實踐已取得一定的成效。面向民航飛行學(xué)員的漢語語言能力的教學(xué),包括漢語語言的聽、說、讀、寫四個方面,其中以聽、說的教學(xué)為基礎(chǔ),讀、寫的教學(xué)為補充,這取決行學(xué)員漢語語言學(xué)習(xí)的應(yīng)用價值。
針對民航飛行學(xué)員的漢語語言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重點在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實施聽說任務(wù)型教學(xué),強調(diào)通過漢語教學(xué)軟件的開發(fā)和漢語教學(xué)資源的整合來改善網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境,將網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)要素與傳統(tǒng)課堂要素進行有機的結(jié)合,并進行全方位的教學(xué)模式和教學(xué)路徑的構(gòu)建。新媒體與網(wǎng)絡(luò)并用,形成適應(yīng)民航飛行員行業(yè)語言環(huán)境的音頻、視頻、動畫、圖片等網(wǎng)絡(luò)漢語學(xué)習(xí)資源庫,從而提高民航飛行員的言語溝通的能力,使他們能夠有效應(yīng)對日常工作中所需要的漢語語言交際狀況和陸空對話的語境。
Nunan(1989)提出教學(xué)任務(wù)應(yīng)涵蓋“教學(xué)目標、信息輸入、活動方式、師生角色、教學(xué)環(huán)境”五個要素;Richards(1986)提出教學(xué)任務(wù)應(yīng)具有“語境的真實性、形勢與內(nèi)容相結(jié)合、任務(wù)鏈的階梯性、在用中學(xué)”四個原則;Willis(1996)提出教學(xué)任務(wù)應(yīng)包括“前任務(wù)、任務(wù)循環(huán)流程、語言聚焦”三個步驟。面向飛行學(xué)員的漢語網(wǎng)絡(luò)教學(xué)媒介的構(gòu)建就應(yīng)參照以上五個要素、四個原則和三個步驟,并根據(jù)民航飛行員工作所需的實際素材和語境,將重點放在聽說能力的培養(yǎng)上,如:飛機緊急狀況下的通話實操,事故報告中非例行無線電術(shù)語和非正常航空請求及事件的通話實操等等。
三、構(gòu)建面向民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)體系的意見和建議
現(xiàn)階段,面向民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)體系還處于初步構(gòu)想階段,相關(guān)教學(xué)實踐和教學(xué)研究成果甚少,在前期面向中國民航飛行學(xué)院飛行學(xué)員的教學(xué)實驗和調(diào)查研究中,我們掌握了民航飛行學(xué)員的漢語水平狀況和漢語學(xué)習(xí)狀況,以及民航飛行學(xué)員對漢語教學(xué)的理解和認識、訴求和期許,并在分析借鑒漢語教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,對全方位構(gòu)建面向民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)體系提出幾點意見和建議。
1.教學(xué)體系的構(gòu)建應(yīng)以評測體系的構(gòu)建為導(dǎo)向。2014年6月16日,國家民航局局務(wù)會通過的《民用航空器駕駛員和地面教員合格審定規(guī)則》第四次修訂版本中明確,為進一步規(guī)范民航飛行員的無線電通信資格,飛行駕駛員執(zhí)照持有人需通過民航局組織或認可的漢語語言能力測試。據(jù)調(diào)查顯示,迄今尚沒有針對民航飛行學(xué)員的漢語評測體系,其它駁雜的評測體系不具備針對性,教學(xué)體系應(yīng)在評測體系出臺后再確定,并隨評測體系的修訂而持續(xù)修訂,以適應(yīng)面向民航飛行學(xué)員展開教學(xué),滿足民航飛行學(xué)員的實際訴求。
2.教學(xué)體系的實施應(yīng)以專業(yè)的教學(xué)機構(gòu)做支撐。被調(diào)研的1000名飛行大學(xué)生的高考語文平均成績?yōu)?2分,92%的受訪人員沒有接受過專業(yè)的漢語教學(xué)(培訓(xùn)),78%的受訪人員希望能接受到專業(yè)的教學(xué)(培訓(xùn)),從以上初步得出的數(shù)據(jù)不難看出,目前面臨的現(xiàn)狀是教學(xué)對象數(shù)量龐大,而要面向如此龐大的人群開展有針對性的教學(xué)(培訓(xùn)),就需要相關(guān)的師資隊伍,教學(xué)資源等,而專業(yè)的教學(xué)管理機構(gòu)是支撐教學(xué)體系中關(guān)鍵要素教(教師)與學(xué)(學(xué)生)展開的中樞所在,因此,面向飛行學(xué)員展開的漢語教學(xué),需要專業(yè)的管理機構(gòu)、管理團隊、管理模式等作為支撐。
3.面向民航飛行學(xué)員的漢語教學(xué)的開展,需要大量教學(xué)素材,尤其是來自民航飛行一線的真實工作語境素材,如:視頻,音頻,案例等等,這些原始素材稍加處理,就能成為價值很大的教學(xué)素材。
此外,在調(diào)研過程中還發(fā)現(xiàn),普通話發(fā)音準確性問題在非北方方言區(qū)的學(xué)員中表現(xiàn)的尤為凸顯,這方面教學(xué)可借鑒普通話教學(xué)的相關(guān)經(jīng)驗和成果;飛行學(xué)員漢語語言表達能力的欠缺,這與學(xué)員長期準軍事化的管理和教學(xué)模式有關(guān),鼓勵學(xué)員參加二課活動,多聽、多說;飛行學(xué)員對未來工作語境和行業(yè)詞匯不熟悉,也在調(diào)研分析結(jié)果中表現(xiàn)出來,有針對性地開設(shè)一些專業(yè)類講座、交流會、報告會等,就顯得十分必要了。
綜上所述,面向民航飛行學(xué)員的漢語語言教學(xué)體系的構(gòu)建,是一項巨大而艱難的教研任務(wù),關(guān)涉機構(gòu)設(shè)置、教材編選、課程開設(shè)、師資建設(shè)、教法研究、行業(yè)調(diào)研等許多問題,教學(xué)體系的構(gòu)建、確定到日趨完善,關(guān)系到民航飛行學(xué)員漢語語言水平的提高,關(guān)系到民航飛行的安全,關(guān)系到中國民航的持續(xù)發(fā)展。
(基金項目:本論文是中國民航飛行學(xué)院面上項目“民航飛行員漢語語言學(xué)習(xí)與能力測試預(yù)研究”[項目編號:J2014-94]成果。)
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關(guān)鍵詞:空中交通管制;工作負荷;區(qū)域管制
1 管制員工作負荷定義
由于空域內(nèi)航空器的飛行對管制員形成了客觀上的需求,管制員為滿足這些需求需承受身體上和精神上的壓力,這些壓力可以轉(zhuǎn)化為時間上的消耗,通過時間消耗來緩解承受到的壓力和完成客觀上的要求,這個時間消耗的長短就是管制員工作負荷的大小。
2 工作負荷的主要影響因素
2.1 非平飛狀態(tài)的飛機的量。
2.2 航路間的沖突。
2.3 有影響航空器間的各種間隔。
2.4 管制員必須調(diào)配沖突的比例。
2.5 移交處需要協(xié)調(diào)飛行的難易程度和數(shù)量。
2.6 軍航飛行的影響;天氣對空中交通管制的操作上的影響。
2.7 各種臨時限制禁飛空域的范圍對管制員調(diào)配工作的影響。
2.8 限制區(qū)、、最小超障高和相關(guān)飛行活動等。
2.9 對縱向和側(cè)向間隔的要求。
2.10 扇區(qū)容量的大小。
2.11 雷達和信號的覆蓋能力。
2.12 陸空通話的效果。
管制指令工作時間
上升高度,保持 6.0s;下降高度,保持6.0s;保持高度,平飛 5.0s
由于調(diào)配間隔(上升、下降、保持)高度、調(diào)速 8.0s;
(左、右)偏航飛行 7.0s;機組應(yīng)答機識別 4.0s;雷達識別,雷達看到 3.0s ;進入扇區(qū)飛機(上升、下降、保持)5.0s;
離開扇區(qū),聯(lián)系其它,再見 5.0s ;和相鄰單位移交 6.5s ;
3 計算公式
若第K種工作負荷經(jīng)驗負荷指數(shù)為tk,則
式中 N為記錄的次數(shù)
T為統(tǒng)計中第k類管制通話的第j次測量時間段的長度
這樣就獲得常用管制指令通話(包括管制員所發(fā)指令和飛行員復(fù)述的指令總和)的平均時間。指令種類表示具體管制指令的種類,工作負荷欄列出統(tǒng)計的管制指令所需時間,以秒為時間單位。對于管制人員來說,絕大部分時間是在對雷達屏幕上的情況進行監(jiān)視,對照進程單,思考制定指揮預(yù)案。工作負荷如果始終處于看和聽得見的部分,不僅管制效果不好,而且使管制人員處于十分疲勞之中,對整體管制的安全也不利。并且,留有一定的空閑思考時間,對于管制人員保持清晰的思路很有益處。但在實際的計算過程中,統(tǒng)計這兩部分管制過程的負荷相對困難。因這些負荷不是通過聽得見的實際通話的時間長短來表示,而且是人到看不見的無法量化的部分,導(dǎo)致量化難度較大。為了計算方便,并考慮到區(qū)域管制中心的實際情況。一般情況我們假設(shè)隱性工作和當(dāng)中的空檔時間占整體工作量的60%左右。因此,總體工作負荷S可以表示為:
求得單一種類負荷值,將在時間段M種的負荷值相加得到總的看得見部分工作負荷。根據(jù)假設(shè),總工作負荷為看得見部分工作負荷的5/3倍,乘以系數(shù)5/3,就得到在某一時間段管制員的總工作負荷S。
4 英語指令對工作負荷的影響
目前由于很多原因,管制員在與國內(nèi)機組進行陸空通話時還是使用普通話。這樣管制員表達起來比較方便。但隨著民航的發(fā)展,飛經(jīng)我國區(qū)域的外航飛機越來越多。在與他們通話時按照國際民航組織規(guī)定必須使用標準的英語。在我們這種非母語國家,這樣就無形中增大了管制員的工作負荷。通過實際觀察,非母語國家管制員發(fā)出英語管制指令時長明顯比發(fā)出普通指令時考慮的時間要多,通話時間也會適當(dāng)增加。且飛行員的英語水平也參差不齊,當(dāng)他們復(fù)誦管制指令時ATC檢查復(fù)誦也要比平時長,且偶爾還會出現(xiàn)要求再次復(fù)誦的情況,這些都無形中加大了ATC的工作負荷。因此,非母語國家管制員在不斷提高自身的英語理解能力的同時,在實際工作中,應(yīng)當(dāng)盡量采用規(guī)范或標準的管制用語、格式進行表達,通過合適的通話技巧及輔助設(shè)備監(jiān)控來幫助ATC消除因英語非母語語言而導(dǎo)致的理解能力的不同而帶來的不安全因素。同時還需要了解不同國家飛行員的英語熟練程度、通話表達習(xí)慣、口音等,便于管制指揮順利進行。有經(jīng)驗的管制員在進行管制指揮時,對某些國家飛行員的發(fā)音(如:韓國、俄羅斯、東南亞、日本等)引起特別關(guān)注,以便于指令傳遞的順暢。管制員還應(yīng)掌握英語通話的語速、節(jié)奏,并結(jié)合當(dāng)時飛行沖突調(diào)配的實際情況靈活應(yīng)對,便于對方的抄收和理解。這在空域飛機較多和通信條件不好的情況下尤為重要,適當(dāng)?shù)恼Z速、節(jié)奏可以不僅會減少錯聽,漏聽管制指令,還會提高工作效率。在通話的最后應(yīng)復(fù)誦證實或認真聽取對方的復(fù)誦。個別情況下單調(diào)重復(fù)一句比較冗長的指令并不能使對方是否了解自己的管制意圖,這時不如將指令拆開,用單獨的一個一個的指令來代替一長竄的指令數(shù)據(jù),同時密切監(jiān)控飛行動態(tài)。從表面上看,這樣做好像比較笨,但實際上,這樣做恰恰是十分奏效的。與其與機組不停重復(fù)一個指令,還不如及時發(fā)現(xiàn)問題,及時溝通,找出一個令雙方都能接受的管制方法,快速準確處理問題。
5 減輕管制員工作負荷的建議
5.1 建立管制員職責(zé)的動態(tài)調(diào)節(jié)機制。
5.2 減少管制員的錯誤來源。
5.3 提高管制員的情境意識。
5.4 合理安排管制員排班制度。
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