論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民航安全管理中的應(yīng)用

趙楠

（中國民航西北地區(qū)空中交通管理局，陜西 西安 710000）

隨著社會生產(chǎn)力的巨大變化，虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR——VirtualReality)的不斷發(fā)展，人們可以方便地實現(xiàn)在現(xiàn)實生活中由于安全性或者經(jīng)濟性方面的原因而難以進行的研究工作。虛擬現(xiàn)實（VirtualReality），也稱為人工環(huán)境或靈境技術(shù)，是近幾年出現(xiàn)的一種先進的、數(shù)字化的人機接口技術(shù)。“虛擬現(xiàn)實”(簡稱VR)，是一項綜合性計算機圖形交互技術(shù)，它利用計算機生成一種模擬的實物與環(huán)境，通過多種傳感器設(shè)備使用戶“投入”到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境的直接交互。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是將現(xiàn)實世界映射到虛擬世界的技術(shù)，有多感知性、沉浸感、交互性、構(gòu)想性的特點。常用的又包括計算機圖形(CG：ComputerGraphicJ技術(shù)、顯示技術(shù)、計算機仿真技術(shù)、人工智能、傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)并行處理等技術(shù)在內(nèi)的最新發(fā)展成果。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)表現(xiàn)特征

虛擬現(xiàn)實技術(shù)以視覺感受為主，包括聽覺、觸覺的綜合感知的人工環(huán)境，系統(tǒng)可以直接觀察、操作、觸摸、檢測周圍環(huán)境及事物的內(nèi)在變化。操作者能夠真正進入一個由計算機生成的交互式三維虛擬環(huán)境中，并能與之發(fā)生“交互”作用，進行交流。表現(xiàn)出三個基本特征，交互性，沉浸性，多感知性。多感知性的表現(xiàn)是在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中裝有視、聽、觸、動覺的傳感及反應(yīng)裝置，因此，使用者在虛擬環(huán)境中可獲得多種感知，親身體驗交互操作的反應(yīng)與感受。沉浸性表現(xiàn)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)根據(jù)人類視覺、聽覺的生理心理特點，由計算機產(chǎn)生逼真的三維立體圖像．使用者戴上頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套交互設(shè)備，便可將自己置身于虛擬環(huán)境中，成為虛擬環(huán)境中的一員，有一種身臨其境的感覺。交互性是在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中人機交互是一種近乎自然的交互可通過鍵盤、鼠標、頭盔、數(shù)據(jù)手套等設(shè)備進行交互。使用者通過自身的語言、身體運動或動作等自然技能，對虛擬環(huán)境中的對象進行觸摸或操作。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民航安全管理中的應(yīng)用

（一）航空器設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)變成三維模型。虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的三維虛擬裝置及設(shè)施．可以進行計算機模擬的強度、剛度、振動、風洞等試驗，及時發(fā)現(xiàn)問題并可以隨時修改設(shè)計，操縱者可以身臨其境地融入到整個裝置的運動環(huán)境與運動過程．可以對三維虛擬設(shè)備進行仿真操縱，及時發(fā)現(xiàn)問題并可以隨時修改設(shè)計，避免了生產(chǎn)試件所需的大量時間和資金浪費，提高了安全性。

（二）解決機場設(shè)計缺陷的問題。機場運行安全是十分重要的，但是影響機場安全的主要受設(shè)計水平。在我國機場布局規(guī)劃和設(shè)計中很多地方是依據(jù)經(jīng)驗和參考同等級別機場的布局規(guī)劃，使得缺陷暴露出來，如如跑道滑行道系統(tǒng)設(shè)計的不合理可能導致跑道侵入事件，停機坪滑行路線和停機位設(shè)計缺陷則可能導致車輛與航空器搶道、車輛刮蹭甚至航空器與航空器刮蹭的事件，而候機樓通道設(shè)計缺陷則可能造成樓內(nèi)控制區(qū)邊界上的薄弱點，形成空防安全的隱患與威脅。而在采取更改設(shè)計措施時，又沒有科學的評估手段，造成對更改設(shè)計的影響估計不足，破壞了原有設(shè)計的完整性和系統(tǒng)性，從而引發(fā)運行中的問題。而采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，搭建數(shù)字化得的民航運行系統(tǒng)。在機場初始設(shè)計結(jié)束之后利用圖紙進行建模，根據(jù)預期的吞吐量設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，配置相應(yīng)數(shù)量的運行車輛和運行人員，使機場在計算機中先行“運行”起來，統(tǒng)計模擬運行中的不安全事件，分析引發(fā)原因中的設(shè)計因素，修改設(shè)計以避免“木已成舟”后再發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，實現(xiàn)機場的設(shè)計安全。

（三）航班延誤和機場容量分析。航班延誤在我國的新聞報道中，這是一個非常常見的現(xiàn)象了，造成航班延誤的原因很多，有天氣的原因，這是一種不可逆轉(zhuǎn)的原因，另一種是流量控制原因和航空公司飛機調(diào)配問題，以及超負荷的安排航班計劃，來提高飛機利用率而安排造成航班延誤。這樣的延誤，就會造成后續(xù)該航班的安排，如打亂原有的時刻表占用跑道、滑行道和停機位而使正點到達的其他飛機無法落地或者出發(fā)航班無法正點起飛，造成更多的航班延誤和機場保障的混亂，航班密度大的繁忙機場受到的影響更大。而通過利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)計算航班延誤的后果，對延誤的后續(xù)影響和擴散影響得到直觀的評估結(jié)果。對延誤的后續(xù)影響和擴散影響得到直觀的評估結(jié)果，航空公司可以根據(jù)評估結(jié)果靈活調(diào)整飛機派遣計劃，機場也可及時調(diào)整跑道、滑行道以及機位和登機口的分配，而民航主管機關(guān)也可根據(jù)評估結(jié)果及時發(fā)現(xiàn)航空公司虛占航線的情況。

其次，機場容量問題也是非常明顯的，容量影響的因素包括空域容量、跑道滑行道容量、機位數(shù)、貨運能力和候機樓布局乃至地面交通限制等多種。機場的容量取決于航空器運行流程、行李和貨物流程及旅客流程中的“瓶頸”環(huán)節(jié)，采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以將這些因素統(tǒng)統(tǒng)視為變量，調(diào)整某一個變量數(shù)值，而保持其余變量不變并觀察容量的變化，再而依次類推得到機場容量對各個變量的經(jīng)驗公式，從而方便地找到不同運行條件下的容量“瓶頸”，更加的做好評估結(jié)果和擴容措施。