民航雷達(dá)選址的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)法

郭凡丁 民航西北空管局網(wǎng)絡(luò)中心

1 雷達(dá)選址的必要性

民用一二次雷達(dá)是國(guó)際民航組織推薦的主要民航監(jiān)視設(shè)備，它是確保飛行安全、實(shí)現(xiàn)雷達(dá)管制和提高空域容量的基礎(chǔ)。隨著民航基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，空管雷達(dá)站的建設(shè)速度也隨之加快。因此，在確定項(xiàng)目建設(shè)前，有必要通過(guò)精確、恰當(dāng)?shù)倪x址，從而平衡監(jiān)控區(qū)域、監(jiān)控對(duì)象、建設(shè)成本、維護(hù)成本等各種因素。

2 影響選址決策的因素

在選址階段應(yīng)根據(jù)信號(hào)覆蓋、凈空限制、建設(shè)條件、工程投資等各種因素的影響進(jìn)行綜合的分析和研究，確定適當(dāng)?shù)睦走_(dá)場(chǎng)址。影響雷達(dá)站臺(tái)址選擇的因素很多。在選址時(shí)應(yīng)遵照航空無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)和空中交通管制雷達(dá)站設(shè)置場(chǎng)地和選址規(guī)范。并結(jié)合雷達(dá)系統(tǒng)性能要求以及設(shè)備維護(hù)需要，對(duì)關(guān)鍵因素進(jìn)行分析。

2.1 管制需求

根據(jù)實(shí)際的工作需要總結(jié)為以下幾點(diǎn)：(1)航路、終端區(qū)補(bǔ)盲。新的雷達(dá)站選址工作中必須詳細(xì)了解附件的雷達(dá)覆蓋情況，重點(diǎn)是考慮航路、終端區(qū)的補(bǔ)盲要求。(2)雷達(dá)覆蓋。根據(jù)行業(yè)規(guī)范要求，雷達(dá)站的配置地點(diǎn)，應(yīng)能保證其所轄區(qū)域各個(gè)空域和主要航線均能進(jìn)行有效的探測(cè)，對(duì)航空器在所轄空域內(nèi)應(yīng)連續(xù)觀測(cè)。

2.2 規(guī)劃持續(xù)性

需要建設(shè)的雷達(dá)站要和周圍的市政規(guī)劃以及相應(yīng)環(huán)境規(guī)劃相適應(yīng)，充分考慮其建設(shè)地點(diǎn)的合理性，需要考慮的因素有以下兩點(diǎn)：一、市政規(guī)劃因素。擬建雷達(dá)站是按照民航相關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行建設(shè)，選址的時(shí)候要充分參考周圍的市政規(guī)劃，合理的避開(kāi)規(guī)劃的建筑物和市政道路。第二、電磁環(huán)境因素。按照民航雷達(dá)建設(shè)的有關(guān)規(guī)章制度，對(duì)擬建臺(tái)站的電磁環(huán)境進(jìn)行有效評(píng)估，進(jìn)行合理避讓。同時(shí)避免雷達(dá)站對(duì)周圍環(huán)境的電磁干擾。

2.3 建設(shè)可行性

建設(shè)的可行性和建設(shè)的成本是擬建臺(tái)站的基本條件，可以進(jìn)從以下的幾個(gè)方面進(jìn)行分析：地理氣象條件。地形、地質(zhì)、水文、氣象等條件對(duì)擬建臺(tái)站是否最終建設(shè)起到?jīng)Q定性的作用；交通條件。擬建臺(tái)站和主干道的距離決定了是否需要建設(shè)進(jìn)場(chǎng)道路，若需要修路，勢(shì)必增加工程的預(yù)算和工程量。交通因素也是要重點(diǎn)考慮的；供電傳輸條件。 供電和通信傳輸是雷達(dá)站運(yùn)行的充分條件，若選址時(shí)沒(méi)有了解供電網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)商傳輸情況，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)建設(shè)成本。同時(shí)也為后期的運(yùn)維帶來(lái)安全隱患。

3 模糊數(shù)學(xué)與雷達(dá)選址

3.1 模糊數(shù)學(xué)與模糊綜合評(píng)價(jià)法

FUZZY數(shù)學(xué)是研究不確定性的事物的一種方法，可以對(duì)無(wú)法量化的事物進(jìn)行類似主觀的判斷。模糊綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，在雷達(dá)選址的過(guò)程中往往有有三至四個(gè)備選臺(tái)址，在進(jìn)行最后的評(píng)選中往往取決于主觀的判斷，無(wú)法對(duì)全部的因素進(jìn)行系統(tǒng)的評(píng)判，而且對(duì)最終選擇的臺(tái)址辦法進(jìn)行系統(tǒng)的客觀的科學(xué)的評(píng)估。在進(jìn)行臺(tái)站的模糊綜合評(píng)價(jià)前需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模。

3.2 設(shè)計(jì)一種選址評(píng)價(jià)模型

應(yīng)用多層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法進(jìn)行雷達(dá)選址，建立了對(duì)象的評(píng)語(yǔ)集，把前面描述的影響選址因素分為三層。這種多層次評(píng)價(jià)方法由于對(duì)權(quán)重集進(jìn)行歸一化處理，采取加權(quán)求和，然后將結(jié)果按照從大到小的順序排列，由計(jì)算機(jī)幫助決定優(yōu)選的臺(tái)站。

依據(jù)影響選址的因素，建立了一個(gè)三層指標(biāo)的多因素評(píng)價(jià)體系。每一個(gè)子指標(biāo)是對(duì)其上一級(jí)指標(biāo)的具體描述。需要指出的是為了簡(jiǎn)化模型和計(jì)算量，其中的評(píng)價(jià)因素的權(quán)重是由專家評(píng)價(jià)法直接給出。具體體系模型見(jiàn)表1。

表1 模型情況說(shuō)明

專家評(píng)判數(shù)據(jù)經(jīng)處理后得到諸因素模糊評(píng)價(jià)值，決斷集V=｛A，B，C，D，E，F(xiàn)，G，H｝代表8個(gè)不同的候選地塊（實(shí)驗(yàn)增加樣本數(shù)量，提高計(jì)算準(zhǔn)確性），如表2所示。

表2 模糊評(píng)價(jià)值

由上邊的計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，8個(gè)候選臺(tái)站的優(yōu)先級(jí)順序?yàn)椋篋、A、C、B、G、H、F、E。分?jǐn)?shù)較高前三個(gè)臺(tái)站為D、A、C。在計(jì)算的結(jié)果下，對(duì)三個(gè)臺(tái)站進(jìn)行人為地二次評(píng)價(jià)，就可以較為科學(xué)的選出理想的站點(diǎn)。

4 總結(jié)

民航雷達(dá)選址過(guò)程中，受多方面因素的影響，評(píng)價(jià)的結(jié)果無(wú)法體現(xiàn)客觀性。采取模糊數(shù)學(xué)的多層次模糊綜合評(píng)價(jià)方法，可以由計(jì)算機(jī)確定出了選出較為合適的臺(tái)站位置。評(píng)判結(jié)果較為準(zhǔn)確、客觀，具有唯一性。在判斷的過(guò)程中能綜合考慮多種制約因素，較為真實(shí)反映實(shí)際情況。在輔助進(jìn)行臺(tái)站選址中具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

[1]張蔚.二次雷達(dá)原理[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2009.

[2]佚名.航空無(wú)線電導(dǎo)航臺(tái)和空中交通管制雷達(dá)站設(shè)置場(chǎng)地規(guī)范,MH-T4003-1996[S].