摘要：随着航空産業的不斷發展，機場不斷擴建翻修，航空器的地面運作日益成為影響當代民航安全的主要風險，本文主要闡述如何針對頻繁變化的跑道、滑行道工作狀态資訊通過AUTOCAD制圖和程式設計來實作機場資訊可視化，通過科技創新，進一步完善AOC對飛行機組的運作支援，有效幫助機組提高情景意識，進而降低以跑道入侵為代表的典型地面不安全事件的發生率。
近些年民航人為不安全事件大幅增多，事件嚴重程度明顯上升，梳理重大風險源以及制定防範化解措施是一項重點工作。其中在預防化解跑道侵入重大風險方面，如何快速準确的把跑道相關資訊通過圖形展示給執行航班的機組，進而提高機組跑道滑行道限制變化情景意識。本文針對機場跑道資訊如何圖形化進行一次深入探讨。
多條跑道機場運作複雜的問題
機場平面圖是機組以及運作控制人員和機場地面服務人員必備的工作用圖，平面圖涵蓋的機場所有滑行道和停機位位置、廊橋以及候機樓等人工建築等詳細資料。對于在機場跑道運作作業的人員來說，一張精确無誤的機場平面圖是至關重要。以北京首都機場三條跑道為例，滑行道編号A~Y一共有127條滑行道總共有282個滑行段，如果某幾條滑行道由于施工或者臨時關閉，尤其是在北京首都機場多條跑道滑行道複雜而繁忙的大型機場運作的飛機機組，會因為機場場面監控不及時，存在誤滑入臨時關閉的跑道或者滑行道等跑道侵入安全隐患。據ICAO不完全統計自2012~2017年至今，國際民用航空器和跑道相關事故已經達到253次。國内2013~2018年民航跑道侵入事件一共209次。如何避免或者緩解機組滑錯滑行道風險，一張清晰準确的機場資訊狀态圖是非常必要的。
圖1 國際民航跑道事件統計
圖2 國内民航跑道事件統計
機場資訊圖形化現狀
國際上滑行道産品是LIDO和JEPPESEN和NAVTECH等航圖和導航資料庫制造商提供滑行路線圖引導系統，可以根據塔台提供的滑行資訊在MCDU上和IPAD上顯示實際的滑行路線圖。主要特點就是價格昂貴，資料維護複雜，但确實是能夠給機組滑行有一個很好的引導作用。缺點是不能提前了解滑行道具體開放狀态。不能有針對性提醒機組機場滑行道具體工作狀态。
機場資訊圖形化系統需求分析
目前我們簽派放行提供機組大量的滑行關閉資訊的航行通告，機組需要自己檢查機場圖去了解實際滑行道關閉具體情況，目前PIB通告很多，機組注意力不容集中到一些滑行道關閉的資訊上，如果将這些資訊圖形化提現到機場平面圖中，可以大大減少機組航行通告資訊閱讀量，提升機場情景意識，進而提升運作安全餘度。
1機場平面圖元素分析
我們把問題簡單化，機場滑行道航行通告資訊圖形化關鍵因素就是機場平面底圖、滑行道、航行通告資訊等三個關鍵資訊。其中滑行道是一個很靈活的元素，同樣一條滑行道關閉他可以整條關閉也可以分段關閉，這些資訊又通過航行通告擷取，而且航行通告資訊也不是非正常範，還需要人工去将其資訊進行解釋和規範處理。
1.1 機場平面底圖
圖3 機場平面底圖
1.2 航行通告
C0391/19
ZBAA B)2019022702 C)2019033608
D)0230-0600 27 AND 02 RWY18L/36R 關閉. 期間, 航空器可由A8 和A9 滑行道穿越跑道, 禁止由A0 和A1 滑行道穿越跑道.
1.3 滑行道
圖4 滑行道
2 航行通告處理
通常我們識讀航行通告具體資訊，判斷關閉機場具體滑行道，然後通過紅筆辨別出來給機組講解。但是有一個問題，就是如果有很多不同機場滑行道關閉通告同時生效，單靠人工在規定時間用紅筆辨別有一定工作強度。比如當航行通告過期失效後，又有别的滑行道關閉的航行通告生效，仍需要重新辨別一張新的滑行道限制運作圖。這種重複工作容易造成人為錯漏。需要一個系統記住你每一次畫圖的步驟，然後實時把影響的區域以圖形的方式表現出來。
機場通告資訊圖形化解決方案及實作
我們通過研發一個圖形化處理系統來解決運作資訊不能實時辨別到機場平面圖中的這個技術難題，利用C# .NET +SPIRE.PDF控件顯示和隐藏機場平面圖的圖層技術來實作目前應用。需要四個子產品：機場底圖顯示，隐藏和顯示打開機場跑道、滑行道，航行通告處理，機場平面圖輸出
1 解決底圖問題
我們利用現有的機場平面圖導入AUTOCAD繪圖系統中成為我們工作底圖，然後利用AUTOCAD繪圖工具畫出所有滑行道儲存相應的圖層檔案備用。
2 通過計算機程式實作底圖圖層檔案顯示和隐藏
本系統利用C# .NET +SPIRE.PDF控件顯示和隐藏機場平面圖的圖層技術來實作目前應用。
3 編制航行通告處理程式及輸出
依據滑行道關閉航行通告資訊去隐藏和顯示底圖滑行道圖層，并且儲存相關圖層資訊到通告處理資料庫中。程式設計思路類似航行通告處理程式，擷取一份關于滑行道關閉或限制使用航行通告，解讀相關具體滑行道關閉資訊，在系統工作平台預覽界面确認所關閉實際滑行道，将實際操作指令儲存到該航行通告的記錄中，隻要選中該通告作為機場重要的航行通告，相應的滑行道關閉指令就會自動執行。這樣實作的好處是不需要同時處理很多航行通告來辨別滑行道工作與否，值班的同僚隻需要處理他當班的滑行道通告就可以。當某個時刻，某個機場有多個航行通告生效情況下可以快速按照儲存的指令關閉相關機場滑行道圖層。依據處理好的目前有效的航行通告輸出相應處理結果的機場平面跑道滑行道限制圖。
4 資料結構
表1 航行通告資料表
5 程式流程
圖5 程式流程圖
6 程式實作
6.1 通告導入子產品程式界面
該子產品是導入或者錄入影響跑道滑行道限制的航行通告。是機場資訊圖形化主要資訊源。
圖6 程式界面
6.2 機場底圖繪制
機場圖的底圖制作在這裡是本應用的一個核心部分，本系統采用官方公布的AIP機場PDF檔案，通過專業圖形加工軟體AUTOCAD對機場圖全部的滑行道和跑道進行分層繪制。隻有分層繪制各個跑道和滑行道并且按照一定的命名規則将機場平面圖中的跑道和滑行道元素矢量化。導出還有圖層資訊的機場底圖檔案。
圖7 AutoCad編輯界面
6.3 航行通告評估界面
通過導入機場航圖底圖，分解跑道和滑行道圖層進入系統評估界面，依據航行通告關閉相應跑道或滑行道圖層，點選儲存按鈕，将機場底圖中要關閉隐藏跑道或滑行道圖層識别碼儲存到通告處理資料庫中。同時顯示通告資訊涉及跑道或滑行道關閉隐藏的航圖。在這裡主要應用了基于C# .NET +SPIRE.PDF控件的PDF圖層控制技術，才能實作相關滑行道或跑道顯示或隐藏功能。
圖8 航行通告評估界面
6.3.1 評估通告資訊關鍵程式代碼
此段代碼就是将篩選出來所有和機場跑道或滑行道有關的航行通告涉及的滑行道或跑道限制資訊彙總輸出。
6.3.2 評估通告資訊關鍵程式代碼
此段代碼就是将評估後的機場跑道或者滑行道關閉或隐藏的指令儲存到相應航行通告的資料庫，以友善程式篩選出來直接按照儲存的指令畫圖。
6.4最終輸出結果
該結果是選擇了和該機場滑行道或跑道限制相關10個航行通告後輸出檔案預覽，輸出時間是3秒，産品專業、高效、安全、實用。
圖9 程式界面
機場通告資訊圖形化現階段成果
目前已經完成主程式開發，完成廣州、北京、上海、深圳、鄭州、西安、長沙、武漢等8個國内機場和法蘭克福、洛杉矶、悉尼等3個國際機場的滑行道機場圖制作。争取今年完成國内基地公司所在機場的滑行道機場圖制作，明天1月~3月測試網絡版的使用效果，争取4月正式向全公司推廣網絡版，主要采用總部制作釋出機場地圖，以及航行通告處理，分子公司使用分析結果給機組講解。2021年争取IPAD電子飛行包嵌入該系統直接将航圖處理結果推送給機組使用。
機場通告資訊圖形化應用展望
利用現有的計算機圖形技術的整合實作了航行通告相關機場資訊以圖形化檔案展示給機組了解，為解決了長期困擾我們航行通告圖形化難題提供一個解決方向。南航目前可以在以下幾個方面應用機場資訊圖形化技術。
1 分子公司放行講解提醒
該系統核心就是各個機場運作底圖，結合處理好有效的航行通告将實時機場滑行通告資訊圖形化。給各個基地公司放行講解機場滑行道工作情況提供一個實用工具，簡單易用，收集有影響的航行通告快速将滑行道限制資訊在機場圖中疊加顯示，友善機組閱讀。
2 EFB平台中放行講解單精準提醒
未來将在整合該子產品于電子飛行包中，機組在放行提醒單上就可以看到處理好各種滑行道限制的機場圖，這是一種圖形化航行通告表現形式，将讓機組關注力集中到一張或幾張客戶化航圖上，大大簡化文字航行通告，提高機組準備品質。具體解決方案如下：
1、情報部資料處理室将影響的航行通告處理，
2、系統根據當天的航班在簽派員計算上傳飛行計劃的同時檢索和飛行計劃相關的機場的航行通告，自動輸出滑行道限制檔案，
3、最後和放行檔案中的航行通告一起打包發送到EFB資料伺服器端，供機組閱覽。
3 運作控制中心機場監控平台圖形展示
也可以将生成的機場平面圖疊加到運作控制中心大平面上，讓值班人員了解場面滑行道和跑道運作限制情況。
4 動态繪制專業滑行路線圖
未來可以将滑行道資料限制資訊建立一個滑行道資料庫，将所有滑行道限制資訊錄入其中，根據具體機型對滑行道相關資訊，比如南航停靠廊橋、滑行道寬度、PCN值、翼展、甚至是施工時間等運作關鍵資訊進行篩選和測算，動态生成相關機型可用滑行路線圖，隻需将限制或者許可的滑行道标注特定顔色即可。比如南航A380機型北京機場專用滑行路線圖。
結論
機場資訊圖形化發展與應用是今後航空運輸企業運作控制必須掌握的技術之一，通過高速網絡和大資料資訊處理各種資訊并将資訊圖形化展示應用是未來航空應用技術競争制高點，我們也将盡可能将圖形技術緊密結合工作實際繼續提高研究深度和廣度，為南航運控成為具有國際競争力的世界一流運控中心而努力。
參考文獻
［1］cocacola456: Spire.PDF 教程:在C＃中顯示或隐藏PDF圖層 [EB/OL］2017-11-01. https://blog.csdn.net/cocacola456/article/details/78415656
［2］ICAO Safety Report [EB/OL］2013~2018. https://www.icao.int/safety/Pages/Safety-Report.aspx
［3］中國民用航空安全資訊統計分析報告[EB/OL］2013~2018. https://safety.caac.gov.cn/index/initpage.act