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QAR Data Imputation Using Generative Adversarial Network with Self-Attention Mechanism

Big Data Mining and Analytics 2024年第1期7卷 12-28页

作者： Jingqi Zhao Chuitian Rong Xin Dang huabo sun School of Computer Science and Technology Tiangong UniversityTianjin 300387China Institute of Aviation Safety China Academy of Civil Aviation Science and TechnologyBeijing 100028China

Quick Access Recorder(QAR),an important device for storing data from various flight parameters,contains a large amount of valuable data and comprehensively records the real state of the airline flight.However,the recorded data have certain missing values due to factors,such as weather and equipment anomalies.These missing values seriously affect the analysis of QAR data by aeronautical engineers,such as airline flight scenario reproduction and airline flight safety status assessment.Therefore,imputing missing values in the QAR data,which can further guarantee the flight safety of airlines,is crucial.QAR data also have multivariate,multiprocess,and temporal features.Therefore,we innovatively propose the imputation models A-AEGAN("A"denotes attention mechanism,"AE"denotes autoencoder,and"GAN"denotes generative adversarial network)and SA-AEGAN("SA"denotes self-attentive mechanism)for missing values of QAR data,which can be effectively applied to QAR data.Specifically,we apply an innovative generative adversarial network to impute missing values from QAR data.The improved gated recurrent unit is then introduced as the neural unit of GAN,which can successfully capture the temporal relationships in QAR data.In addition,we modify the basic structure of GAN by using an autoencoder as the generator and a recurrent neural network as the discriminator.The missing values in the QAR data are imputed by using the adversarial relationship between generator and discriminator.We introduce an attention mechanism in the autoencoder to further improve the capability of the proposed model to capture the features of QAR data.Attention mechanisms can maintain the correlation among QAR data and improve the capability of the model to impute missing data.Furthermore,we improve the proposed model by integrating a self-attention mechanism to further capture the relationship between different parameters within the QAR data.Experimental results on real datasets demonstrate that the model can reasonably impute the missing values in QAR data wi

关键词： multivariate time series data imputation self-attention Generative Adversarial Network(GAN)

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基于QAR飞行大数据的空中颠簸风险时空分布模式探索与分析

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第3期49卷 482-490页

作者：张林意孙华波王纯余长慧卢宾宾武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079 中国民航科学技术研究院航空安全研究所北京100028

空中颠簸是民航飞行过程中的重大安全风险之一,其空间分布模式的探索与分析对有效规避颠簸区域、提升飞行安全水平有重要意义。利用中国民航行业快速存取记录器(quick access recorder,QAR)大数据提取了2017—2019年中国范围内发生的空... 详细信息

空中颠簸是民航飞行过程中的重大安全风险之一,其空间分布模式的探索与分析对有效规避颠簸区域、提升飞行安全水平有重要意义。利用中国民航行业快速存取记录器(quick access recorder,QAR)大数据提取了2017—2019年中国范围内发生的空中颠簸事件,通过核密度估计和时空可视化对其时空分布特征进行了初步的探索性分析,采用空间自相关分析、热点分析、地理加权主成分分析等时空统计分析技术从不同层次和视角对民航空中颠簸风险进行空间分布模式与规律探索。结果表明,中国民航飞机2017—2019年空中颠簸事件较多出现于西藏地区、中部地区和东南部地区,其中第一阶梯和第二阶梯地区空中颠簸事件发生密度明显高于第三阶梯,且多位于第一阶梯和第二阶梯分界线附近。空中颠簸程度具有较为显著的空间自相关性,表现为高-高值聚集特征。在精细尺度视角下,地理加权主成分分析结果表明,空中颠簸风险与相关属性参数间关系存在典型的空间异质性特征。该研究为切实提升民航行业风险管理与安全水平,从时空视角提供了理论算法与实践应用支撑。

关键词：民航安全时空分布模式空间自相关地理加权主成分分析空间异质性

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A Novel System for Moving Object Detection Using Bionic Compound Eyes

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Journal of Bionic Engineering 2011年第3期8卷 313-322页

作者： huabo sun Haimeng Zhao Peter Mooney Hongying Zhao Daping Liu Lei Yan Beoing Key Lab of Spatial information Integration and lts Applications Peking University Beijing 100871 P. R. China Department of Computer Science National University of Ireland Maynooth Co. Kildare Ireland

Conventional moving target detection focuses on algorithms to improve detection efficiency. These algorithms pay less attention to the image acquisition means, and usually solve specific problems. This often results in poor flexibility and reus- ability. Insect compound eyes offer unique advantages for moving target detection and these advantages have attracted the attention of many researchers in recent years. In this paper we proposed a new system for moving target detection. We used the detection mechanism of insect compound eyes for the simulation of the characteristics of structure, control, and function. We discussed the design scheme of the system, the development of the bionic control circuit, and introduced the proposed mathe- matical model of bionic cqmpound eyes for data acquisition and object detection. After this the integrated system was described and discussed. Our paper presents a novel approach for moving target detection. This approach effectively tackles some of the well-known problems in the field of view, resolution, and real-time processing problems in moving target detection.

关键词： moving target detection bionic compound eyes mechanical structure control circuit detection model

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地理环境因子对民航飞行“接地距离远”超限事件影响分析

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航空工程进展 2024年第3期15卷 81-89页

作者：冉瑾瑜孙华波刘岳峰北京大学遥感与地理信息系统研究所北京100871 北京大学空间信息集成与3S工程应用北京市重点实验室北京100871 中国民航科学技术研究院航空安全研究所北京100028

“15 m(50 ft)至接地距离远”是民航客机在着陆阶段常发生的超限事件。研究机场地理环境因子对该超限事件的影响,能够为机场选址和飞行品质评估提供参考依据。使用飞机快速存储记录器(QAR)数据、机场的地形和气象数据,通过全局和局部相... 详细信息

“15 m(50 ft)至接地距离远”是民航客机在着陆阶段常发生的超限事件。研究机场地理环境因子对该超限事件的影响,能够为机场选址和飞行品质评估提供参考依据。使用飞机快速存储记录器(QAR)数据、机场的地形和气象数据,通过全局和局部相关性分析,确定“接地距离远”事件的主要地理环境影响因子;基于地理加权回归模型,建立“接地距离远”事件频率与高程、起伏度以及气温之间的回归模型;根据回归系数,采用Kmeans聚类算法将因子的影响模式分为五类,探究地理环境因子对“接地距离远”事件影响的空间格局及作用机制。结果表明:“接地距离远”事件频率与高程、起伏度、气压和气温有显著的相关性,各因子对“接地距离远”事件的影响强度和方向存在明显的空间分异现象,同一影响模式下的机场在空间分布上呈现出聚集性。

关键词：飞行品质监控接地距离远事件快速存储记录器地理环境因子地理加权回归

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数字化管理平台助力垃圾分类和“无废城市”建设——以浙江省湖州市为例

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环境工程 2024年第2期42卷 230-238页

作者：段华波周继姣赵娜娜兰孝峰郑睿颖付星瑞陈瑛孙建明华中科技大学环境科学与工程学院武汉430037 湖州市市容环境卫生管理中心浙江湖州313000 生态环境部固体废物与化学品管理技术中心北京100029 伏泰信息科技股份有限公司江苏苏州215163 浙江大学工程师学院杭州310058

我国持续稳定的经济社会发展以及居民消费水平的不断提升,产生了大量的城市生活垃圾,是城市建设与可持续发展面临的突出难题。以习近平总书记“绿水青山就是金山银山”理念的诞生地暨“无废城市”建设试点城市——湖州市为例,系统介绍... 详细信息

我国持续稳定的经济社会发展以及居民消费水平的不断提升,产生了大量的城市生活垃圾,是城市建设与可持续发展面临的突出难题。以习近平总书记“绿水青山就是金山银山”理念的诞生地暨“无废城市”建设试点城市——湖州市为例,系统介绍了城市生活垃圾数字化管理平台开发的技术方法和功能板块设计与优化,特别是大数据和信息化技术支撑下的智慧化运维与垃圾分类管理模式;并基于湖州市近5年的生活垃圾产生、分类收集、运输、利用和处置等清单数据及演变趋势,采用生命周期评价方法初步定量评估了平台支撑下的减废降碳协同效益。湖州市生活垃圾管理数字化措施的应用和推广,可为其他城市生活垃圾分类与智慧化管理提供参考。

关键词： “无废城市” 数字化管理平台碳排放湖州市

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猫上呼吸道疾病的病原、诊断与防治

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畜牧兽医学报 2024年第6期55卷 2345-2356页

作者：孙凡媛刘怡婷郭昕怡陈建材周华波覃一峰欧阳康韦祖樟黄伟坚陈樱无广西大学动物科学技术学院南宁530004 南宁市华波宠物医院南宁530004 广西壮族自治区兽用生物制品工程研究中心南宁530004 广西畜禽繁育与疾病防控重点实验室南宁530004 广西高校动物疫病预防与控制重点实验室南宁530004

猫上呼吸道疾病(feline upper respiratory tract disease, FURTD)是一种在猫中广泛传播的以上呼吸道、口腔和眼部症状为主的疾病。引起FURTD的病原多样,除常见的猫杯状病毒(feline calicivirus, FCV)、猫疱疹病毒Ⅰ型(feline herpesvir... 详细信息

猫上呼吸道疾病(feline upper respiratory tract disease, FURTD)是一种在猫中广泛传播的以上呼吸道、口腔和眼部症状为主的疾病。引起FURTD的病原多样,除常见的猫杯状病毒(feline calicivirus, FCV)、猫疱疹病毒Ⅰ型(feline herpesvirus type 1,FHV-1)、猫衣原体(Chlamydia felis,C.felis)、猫支原体(Mycoplasma felis,M.felis)、支气管败血波氏杆菌(Bordetella bronchiseptica,Bb)外,临床中还有许多其他的病原偶见感染。临床中常出现由多种病原体混合感染的情况,并且病原的不断进化容易造成致病性的增强和组织嗜性的改变,这种病因的复杂性往往使得FURTD的防治较为困难。同时,由于许多病原感染引起猫的症状相似,仅凭临床症状无法准确判断出病因,准确认识不同病原的特性、掌握不同的病原检测方法对FURTD的病因快速诊断和提出高效的治疗方案至关重要。目前,不同病原引起的FURTD病例常被报道,而针对FURTD的诊断方法、治疗以及疫苗研制都尚未成熟,本文将对该疾病的常见和新发病原、诊断方法、治疗手段和防控措施进行系统地阐述,旨在为FURTD的防治工作提供更多的思路。

关键词：猫上呼吸道疾病病原混合感染诊断方法

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基于QAR数据的中国民航飞行排放清单估计研究

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环境科学学报 2022年第12期42卷 322-331页

作者：董锦涛王纯孙华波卢宾宾武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 中国民航科学技术研究院航空安全研究所北京100028

近年来中国民用航空迅速发展,产生了大量的排放物,需要准确的排放清单来评估民航行业对环境的影响.针对现有的研究在估算精度与覆盖范围上存在的不足,本文利用了飞机QAR数据构建了估算单次飞行燃油消耗量与包括HC、CO、NO_(x)、PM、SO_... 详细信息

近年来中国民用航空迅速发展,产生了大量的排放物,需要准确的排放清单来评估民航行业对环境的影响.针对现有的研究在估算精度与覆盖范围上存在的不足,本文利用了飞机QAR数据构建了估算单次飞行燃油消耗量与包括HC、CO、NO_(x)、PM、SO_(2)以及CO_(2)在内的排放物生成量的方法,并采用自下而上的方法,对2018年1月—2021年11月在中国国内民航活动产生的排放物进行了统计.在估算时考虑了机型、起飞机场和降落机场对飞行各阶段持续时间的影响.从排放模式来看,不同机场的飞行在LTO阶段的平均排放量存在差异,总的来说,机场规模越大,单次飞行排放量越多,大多数排放物在CCD阶段排放且该阶段的排放量与飞行时间存在明显的线性关系.2018年和2019年的排放量保持了上升,CO_(2)排放量分别为73.17×10^(6)t和76.85×10^(6)t,但自从2019年12月受到新冠疫情影响后,排放量与航班量随疫情控制情况波动,2020年和2021年1月—11月CO_(2)排放量分别为61.51×10^(6)t和60.08×10^(6)t.为了探究新冠疫情对排放物的影响,采用差分整合移动平均自回归模型对无疫情时2019年12月之后的排放量进行了估计,结果表明新冠疫情爆发后,到2021年11月为止各种排放物的排放量减少了20%左右.

关键词：碳排放排放清单统计预测新冠疫情 QAR数据

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全功率变速抽水蓄能机组快速功率模式小信号建模

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电力系统自动化 2022年第4期46卷 162-169页

作者：史华勃王渝红滕予非陈刚孙昕炜丁理杰四川大学电气工程学院四川省成都市610065 四川蜀能电力有限公司高新分公司四川省成都市610041 国网四川省电力公司电力科学研究院四川省成都市610041

小信号建模是全功率变速抽水蓄能机组(FSC-VSPSU)稳定性量化分析与多控制器参数优化的基础。由于变流器响应时间尺度为毫秒级、水轮机系统响应尺度为秒级,因此,采用快速功率模式的抽水蓄能机组在发电状态下的稳定特性在很大程度上受制... 详细信息

小信号建模是全功率变速抽水蓄能机组(FSC-VSPSU)稳定性量化分析与多控制器参数优化的基础。由于变流器响应时间尺度为毫秒级、水轮机系统响应尺度为秒级,因此,采用快速功率模式的抽水蓄能机组在发电状态下的稳定特性在很大程度上受制于水轮机特性。针对常用经典水轮机模型不能准确反映抽水蓄能机组运行特性的问题,提出了计及初始运行工况的改进水轮机小信号模型。该模型可反映水轮机初始运行负荷和水头对稳定特性的影响,且模型参数易于获取。结合发电机、励磁系统、调速系统以及变流器模型,构建了FSC-VSPSU在发电状态下的小信号模型和电磁暂态仿真模型。采用特征值分析方法研究了抽水蓄能机组小信号稳定特性,仿真结果表明抽水蓄能机组存在超低频振荡风险。同时,提取了关键影响因素,进一步给出了调速系统参数整定原则。

关键词：全功率变速抽水蓄能机组快速功率模式建模水轮机

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迎风间断谱元法分析非均匀介质内热辐射

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工程热物理学报 2022年第6期43卷 1666-1674页

作者：孙亚松李新宇李思达张华波马菁西北工业大学动力与能源学院基础研究中心西安710072 长安大学汽车学院机电与动力工程系西安710064

非均匀介质内热辐射与均匀介质内热辐射相比存在差异,辐射传递方程也将变得复杂难以求解。在本工作中,以高效、快速获取多维非均匀介质内热辐射强度为目的,发展了迎风间断谱元法求解辐射传递方程。通过与文献结果对比,证明了该方法在求... 详细信息

非均匀介质内热辐射与均匀介质内热辐射相比存在差异,辐射传递方程也将变得复杂难以求解。在本工作中,以高效、快速获取多维非均匀介质内热辐射强度为目的,发展了迎风间断谱元法求解辐射传递方程。通过与文献结果对比,证明了该方法在求解非均匀介质内热辐射问题的可行性。此外,在求解过程中采用逐单元计算方案。与传统整体求解域组装方案相比,计算效率大大提升。对于光学厚度较小的算例,迎风间断谱元法与文献中基准解对比吻合较好,不存在数值振荡现象。此外,通过多组非均匀介质内辐射热平衡和辐射非热平衡算例,验证了该方法的准确性和有效性,并进一步分析了变折射率对热辐射的影响规律。

关键词：高温热辐射间断谱元法迎风格式非均匀介质多维参与性介质

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A new construction method of the scientific and technological innovation team and its multi-agent simulation 25th

A new construction method of the scientific and technologica...

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第25届中国控制与决策会议

作者： sun Wei Yu Yang Zhu huabo Wang Weidi Scholl of Business Administration Northeast University Dept of Systems Engineering of Northeast University

ISBN: (纸本)9781467355339

For overcoming the shortcomings of the existing method of the construction of scientific and technological innovation team, this paper proposes a new method. In the new method, the selected candidate has the higher similarity not only with the knowledge that team needs, but also with the selected persons previously. Therefore, this method may increase the knowledge communication greatly. By the simulation based on the Repast platform to compare the old method and our proposed method of the construction of scientific and technological innovation team, we validate the novel approach of scientific and technology innovative has the advantage..

关键词： scientific and technological innovation team construction multi-agent simulation

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