航空護林航線動態優化問題及對策

陳剛

【摘要】：航空護林是我國乃至世界在科學技術潮流當中順應歷史趨勢，而進行的在森林保護領域內對飛機應用的探索。結果表明，飛機在森林保護的中可以發揮巨大的作用。因此我國要對飛行人員、飛行線路等等專業技術要進行細致的研究。所以，本文著重的探討了航空護林中所要飛行的線路問題，目的是在航空護林的實踐中最大限度的節省人力物力，而且還要做到航空護林工作的圓滿完成。

【關鍵詞】：航空護林；航線動態優化；措施

【引言】：現有航空護林航線難以實現動態管理，存在飛機使用效率不高的問題。結合航空護林現實需求以及技術發展，提出以地面采集氣象因素、可燃物因素、火險因子、火源因素等作為實時數據，發揮大數據技術的海量數據存儲、分析能力，對航空護林航線動態優化問題進行優化求解，實現航線的快速、科學、動態規劃，提高飛行效率。

1航空護林航線的性質及分類

航空護林航線的性質，就是為執行巡護、機降滅火、火情偵察、空投等航空護林任務的飛機為完成某項任務而預先設計的飛行路線。根據所執行的任務，可以將航線分為兩大類，即固定航線和臨時航線。（1）固定航線是航空護林的主要航線。由航站根據其巡護區內森林分布、火源分布、飛機性能等因子，在每個航期開始前設計好的，以航站為起點和終點的閉合曲線。在一個航期內要重復使用多次，主要用于巡護探火飛行。（2）臨時航線為完成某一特定任務而臨時設計的飛行路線。它一般以航站為起點和終點，以由經緯度所確定的目的地為轉彎點連接而成的一條直線。立面機降火場時，就是以航站為起點和終點，以火場為轉彎點的一條直線。臨時航線還包括直升飛機以本場為中心，半徑50公里的升高隙望飛行路線。

2主要影響因素數據來源

2.1氣象因素

氣象因素包含風力、風向、溫度、濕度、降雨量的瞬時值以及一天、兩天、一周等等累計量，這些參量都會影響森林火災發生概率及其發展蔓延速率。宏觀的氣象預報尺度對于林區尤其是地理條件復雜的林區而言，無法提供臨近不同條件（如山頂、山谷或向陽、背陽）地域的小范圍氣象因素數值。因此需要更小范圍的氣象監測手段。地方氣象局建設氣象站可提供精細氣象信息，并且目前已有部分林區建設地面氣象站，可提供實時氣象監測數據，同時還可以在地面巡護過程中以手持氣象儀對上述氣象因素進行監測上報。

2.2火險因子

火險因子與可燃物本身和環境條件相關，目前我國已建設數千個森林火險因子采集站，并且還在不斷建設中，因此在已建設火險因子采集站的林區，可直接獲得可燃物的動態情況。

2.3火源因素

火源包括人為火源以及雷擊等自然火源。人為火源通過林區管理可限定在較為固定的范圍，同時人為火源也有一些較為明顯的空間、時間規律：離定居點越近火源越多，燒荒季節和清明等時候人為火源多。這些因素通過地面巡護人員可動態掌握。

3基于大數據技術的航線優化

3.1參數的選擇

日常巡護飛行時，通常每架直升機搭載一名火情觀察員，攜帶簡單攝像設備，所增加的有效載荷對飛行耗油量的影響可忽略不計。因此，仍可采用飛機的最大航程作為計算航線長度的基數。航空護林直升機執行巡護任務時，一般都按巡航速度沿給定的航線持續飛行，在對特定目標實施定位、測量等作業期間通常需要減速飛行，但作業時間都較短，可認為巡護全程都按巡航速度飛行。因此，以巡航速度作為計算航線長度的速度參數。

3.2航線走向的設計

3.2.1覆蓋主要火險區域

就森林防火而言，航空護林巡護的主要目的是及時發現森林火情和威脅森林安全的各種火源。遵循“因害設防”的原則，航線的走向應沿著森林火災易發、多發區域或人員活動頻繁的林區、野外火源較多的地段布設，或至少做到觀察的范圍能夠覆蓋這些區域。在設計航線前，應全面調查統計近幾年森林火災分布情況，走訪基層防火部門，了解林區人員主要活動區域和野外火源管理的重點區位，據此設計最佳的航線走向。

3.2.2避開其他機場

根據空域使用優先級順序，航空護林日常巡護飛行必須避讓民航航班和空軍訓練飛行（包括起降）。各種民航和軍航機場都有各自的管制空域，且管制空域范圍都不一樣，甚至同一個機場不同的方向，其管制空域也不同。因此，設計的航線不應靠近其他各類機場，具體距離多遠，需向機場單位了解并確定。

3.3航線分布的設計

隨著通用航空器的使用越來越廣泛，空域緊張的矛盾將愈發突出，航線也成了重要的空域資源。航空護林固定航線的數量相對有限。在這種情況下，要科學合理地分布航線，使有限的航線資源發揮出最大的效益。大面積林區、重要森林保護區和森林旅游區等是航空巡護的重點。當航線數量不足時，這些區域應優先分配航線，適當增加航線數量，加大航線密度，盡量減少觀察盲區。反之，少林地區安排的航線數量可少些，航線密度可小些。

3.4使用-反饋機制

航線優化除了考慮上述主要的影響因素外還要考慮天然林巡護級別高于人工林，交通不便的林區對航空巡護的需求高于靠近公路的林區等等次要因素，因此在航線優化初期，大數據平臺計算出的航線會與需求有一定偏差，這需要人工干預，將航線優化結果的不合理處反饋到大數據分析模型中，不斷對模型進行反饋糾偏，直至其航線滿足實際需求。

結語

航空護林現有航線規劃形式因缺乏更多森林防火相關數據及數據分析手段支撐，往往采取固定航線的形式飛行，一定程度上存在無效飛行的情況。以氣象、可燃物、火源等多種數據支撐，結合大數據分析技術，以成熟的優化算法對海量數據進行挖掘，可實現航空護林航線動態優化，提高巡護效率，節約人力物力，更好地保護森林資源。

【參考文獻】：

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