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基于QAR数据的民机高高原进近着陆风险评估方法

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北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 77-85页

作者：陈农田满永政李俊辉中国民用航空飞行学院航空工程学院广汉618307 中国民用航空飞行学院民航安全工程学院广汉618307

民机高高原进近着陆是高原飞行高风险阶段。为有效实施高高原进近着陆风险识别和等级判据,提出基于熵权可变模糊识别的长短时记忆网络与深度神经网络(LSTM-DNN)相融合的深度学习风险评估方法。基于快速存取记录器(QAR)记录的高高原飞行... 详细信息

民机高高原进近着陆是高原飞行高风险阶段。为有效实施高高原进近着陆风险识别和等级判据,提出基于熵权可变模糊识别的长短时记忆网络与深度神经网络(LSTM-DNN)相融合的深度学习风险评估方法。基于快速存取记录器(QAR)记录的高高原飞行数据,借鉴民机飞行品质监控(FOQA)咨询通告和行业QAR监控标准,结合指标重要度分析与Delphi专家调查,提取着陆时航向变化大、航迹低、610~305 m进近时下降率大、接地时垂直加速度及153~15 m进近时下降率大5个关键监控项目作为民机高高原进近着陆风险评估指标。为克服评估指标权重主观性偏差,应用熵权法确定评估指标权重,基于可变模糊识别方法构建风险等级隶属函数,建立基于LSTM-DNN的民机高高原进近着陆风险评估模型。以成都—拉萨进近着陆航段为例,提取QAR数据,对该风险评估模型进行训练与测试,并与Logistic多元回归、支持向量机(SVM)等评估方法进行比较,结果表明:所提方法平均准确率达到94.18%,最高可达94.79%,验证了方法的客观有效性。

关键词：高高原飞行快速存取记录器数据熵权可变模糊识别 LSTM-DNN深度学习风险评估

民航空勤人员耳和听力保健常识及体检鉴定标准知晓率调查

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听力学及言语疾病杂志 2024年第2期32卷 164-167页

作者：秦彩虹胡墨绳马峰杰尹海英白银中国民用航空局民用航空医学中心民用航空人员体检鉴定所北京100123

目的了解民航空勤人员对耳和听力保健常识、体检鉴定标准的认知程度,为制订针对性的健康教育计划提供依据。方法参考世界卫生组织资料、既往调查文献及中国民航局空勤人员体检鉴定医学标准,设计“耳和听力保健常识及体检标准的知晓情... 详细信息

目的了解民航空勤人员对耳和听力保健常识、体检鉴定标准的认知程度,为制订针对性的健康教育计划提供依据。方法参考世界卫生组织资料、既往调查文献及中国民航局空勤人员体检鉴定医学标准,设计“耳和听力保健常识及体检标准的知晓情况调查问卷”,对空勤人员共计2 253例进行调查,分别统计常识及标准知晓率。结果共回收有效问卷2 253份,空勤人员耳和听力保健常识总知晓率82.97%,不同年龄组间知晓率差异有统计意义(P飞行员受试者常识知晓率最低。体检鉴定标准总知晓率61.55%,男性高于女性,差异有统计意义(P标准知晓率差异均有统计学意义(P飞行学员和飞行员两类问题知晓率均高于乘务员;华东地区常识20题和西南地区空勤人员的标准4题知晓率最高。结论民航空勤人员对耳和听力保健、体检鉴定标准的知晓率存在地区及人群差异,应加大大龄飞行员及客舱乘务员等人群的宣教。

关键词：民航空勤人员耳和听力保健体检鉴定标准问卷调查知晓率

固定翼无人机与通航飞机低空融合运行间隔与容量研究

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固定翼无人机与通航飞机低空融合运行间隔与容量研究

作者：刘厚荣中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

我国作为世界无人机大国,拥有完整的无人机配套产业,无人机的飞速发展迫切需要空域的支持。目前,国内已在多省展开低空空域试点,尝试无人机与通航飞机同场运行。随着低空经济在政府工作报告的多次出现,无人机融入低空空域实现与通航飞... 详细信息

我国作为世界无人机大国,拥有完整的无人机配套产业,无人机的飞速发展迫切需要空域的支持。目前,国内已在多省展开低空空域试点,尝试无人机与通航飞机同场运行。随着低空经济在政府工作报告的多次出现,无人机融入低空空域实现与通航飞机融合运行的需求度也在逐年提高,融合运行安全问题亟需解决。为探索低空管制空域内,融合运行安全间隔以及无人机空域容量。本文对固定翼无人机与通航飞机在低空管制空域融合运行的安全间隔与空域容量展开研究。选取通航训练常用机型CESSNA172R作为通航飞机研究对象,选取CW-100和双尾蝎A两款大型固定翼无人机作为无人机研究对象。针对固定翼无人机与通航飞机在运行时的性能差异,基于所需通信、导航、监视（Communication、Navigation、Surveillance,CNS）性能标准,引入人、机、环、管等影响因素,构建直线航线、直角/起落航线运行间隔和空域容量模型并对模型进行改进,在满足国际民航组织安全目标水平的条件下,采用控制变量法,使用Matlab软件对不同机型组合、不同通信、导航、监视运行标准下的运行间隔模型和空域容量模型进行仿真。间隔仿真结果显示,通航训练飞行满足RCP10、RNP1、RSP10运行标准时,CW-100与CESSNA172R在直线航线、直角/起落航线的运行间隔分别为4.18NM、5.96NM,双尾蝎A与CESSNA172R在直线航线、直角/起落航线的运行间隔分别为5.05NM、7.46NM。随着通信、导航、监视性能的下降,固定翼无人机与CESSNA172R在融合运行时的运行间隔增加。容量仿真结果显示,通航训练飞行满足RCP10、RNP1、RSP10运行标准时,CW-100与CESSNA172R的空域容量为0.1049架/（km·h）,双尾蝎A与CESSNA172R的空域容量为0.008571架/（km·h）。对实验结果进行对比,双尾蝎A在直线航线与直角/起落航线间隔分别比CW-100大0.87NM、1.5NM,双尾蝎A同样标准下的空域容量相比CW-100减小了0.09633架/（km·h）。实验结果表明,在低空管制空域相同运行条件下,还应该对无人机机型、速度进行综合考虑来决定该空域内的运行间隔和容量。

关键词：无人机融合运行通信、导航、监视性能运行间隔空域容量

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飞行典型阶段飞机尾流风险控制研究

飞行典型阶段飞机尾流风险控制研究

作者：宋姝妤中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

本文旨在通过计算流体力学的方法,深入分析飞机尾流生成、演化及其控制策略,特别关注尾流在不同飞行阶段的特性以及地面效应和障碍物对尾流耗散的影响。首先介绍了尾流数值模拟方法,详细讨论了雷诺平均模拟(RANS)与大涡模拟(LES)两种主... 详细信息

本文旨在通过计算流体力学的方法,深入分析飞机尾流生成、演化及其控制策略,特别关注尾流在不同飞行阶段的特性以及地面效应和障碍物对尾流耗散的影响。首先介绍了尾流数值模拟方法,详细讨论了雷诺平均模拟(RANS)与大涡模拟(LES)两种主要的尾流模拟方法,以及它们在尾流研究中的应用与效果对比。尾流在近地面的演化较为复杂,且存在反弹现象,研究地面效应下的尾流演化能有效预防尾流遭遇。其次,详细讨论了尾流遭遇响应模型,分析了飞机在遭遇前机尾流时的气动响应。通过模拟后续飞机在遭遇尾流时可能经历的不同情况,如滚转力矩的变化,为评估尾流遭遇的风险提供了理论基础。深入分析了巡航阶段飞机尾流的特性,包括尾流耗散模型与尾流遭遇响应模型,定量评估了尾流危险区的范围。接下来,聚焦于进近阶段的尾流危险评估,研究了进近阶段飞机尾流的三维遭遇和地面效应下的尾流危险区。为了更具体的展示三维尾流危险区,将ARJ21飞机作为后机在不同湍流耗散率下的尾流遭遇模型进行分析,揭示了尾流的演化过程中空间结构的轴向变化和滚转力矩的波动。通过模拟定位,展示了后机沿飞行路径可能遇到的尾流场,进而定义危险区域,确保飞行安全。同时研究了地面效应对尾流危险区的影响,指出受地面效应影响的前机尾涡会发生反弹等复杂轨迹变化。最后,提出了地面障碍物加快尾流耗散的方法。探讨了通过设置不同障碍物来加速尾流耗散的可行性与效果,为降低尾流风险提供了新的思路。该章节通过算例设计、计算域与计算网格设定及流场初始化,深入探讨了障碍物对尾流演化的影响。重点分析了障碍物如何触发涡流动力学变化,特别是在没有侧风影响的条件下,对尾流的动力学进行了详细分析,并与现有直接数值模拟和拖曳水池实验结果进行比较。通过上述工作研究了多阶段飞机尾流风险评估为当前尾流间隔标准提供了参考,同时提出了尾流控制方法,通过地面障碍物加速尾流耗散,极大地缩小了飞机尾流危险区,降低了地面效应下的飞机尾流风险,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

关键词：尾流数值模拟尾流遭遇地面效应尾流控制

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逆风影响下最后进近阶段飞机尾涡危险区研究

逆风影响下最后进近阶段飞机尾涡危险区研究

作者：蒋倩兰中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

尾涡是飞机飞行时的副产物,不仅对后续飞行的飞机有重大威胁,还限制了机场效率和跑道容量的提升。特别是在最后进近阶段中,为了确保飞行的安全,前后跟随进近的航空器之间必须维持适当的尾流间距。然而,当遇到较大的逆风时,飞机的地速会... 详细信息

尾涡是飞机飞行时的副产物,不仅对后续飞行的飞机有重大威胁,还限制了机场效率和跑道容量的提升。特别是在最后进近阶段中,为了确保飞行的安全,前后跟随进近的航空器之间必须维持适当的尾流间距。然而,当遇到较大的逆风时,飞机的地速会降低,同时飞机的尾涡耗散得更快。如果两架飞机仍然保持不小于固定距离标准的间隔飞行,那么两机的着陆时间间距将会扩大,使得每小时进场的飞机数量下降,影响机场的运行效率。在保障安全的同时,如何在大逆风条件下缩短两机之间的着陆时间间隔,提升航班进场效率已经成为行业关注的重点。本文以逆风环境影响下最后进近阶段飞机尾涡为研究对象,通过建立激光雷达尾涡实地探测识别模型,对前机尾涡的演化特性、前机尾涡对后机造成的危险区域进行了系统性研究。主要工作包括:首先,根据激光雷达探测原理和尾涡特性确定激光雷达飞机尾涡扫描模式。对国内机场风速进行统计分析,选取胶东机场开展激光雷达飞机尾涡实地探测试验,完成数据采集与分析,建立表征逆风条件下最后进近阶段飞机尾涡信息的多源融合数据库。然后,在飞机尾涡的有效识别方面,提出一种基于小波频谱的卷积神经网络识别方法(CWT-CNN)。该方法通过小波变换对原始激光雷达尾涡数据进行特征提取,并利用卷积神经网络进行尾涡识别。对在胶东机场采集的多源融合数据进行了实验,并与传统方法进行对比。实验结果表明,相比传统方法,本文算法具有更优的识别效能。最后,在后机遭遇前机尾涡风险评估方面,提出一种基于激光雷达技术的尾涡危险区域评估方法。该方法通过反演尾涡特征参数,结合飞机空气动力响应特性确定不同逆风下前机尾涡对后机造成危险的区域,分析逆风对尾涡危险区域的影响。以胶东机场RECAT-CN分类下的典型机型组合为例,计算了尾涡危险区并可视化其动态演化过程,统计计算了尾涡危险区的持续时间,据此确定了两机的着陆时间间隔。实验结果表明,该方法可以有效评估实际背景风场下的后机遭遇尾涡危险区域。本研究验证了逆风加速尾涡耗散,后机即使误入前机尾涡区域并不代表飞机处于不安全状态,飞机仍然可控,提出可以通过时间间隔来控制两机间隔,提高单位时间内的着陆航班量,为机场推行基于时间的动态尾流监控系统和提升进场效率提供理论依据和参考。

关键词：逆风进近阶段激光雷达尾涡识别尾涡危险区尾流间隔

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我国通用航空短途运输旅客服务质量评价研究

我国通用航空短途运输旅客服务质量评价研究

作者：王梦杨中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着民用航空运输网络的持续扩展和民航部门对通用航空重视程度的日益增长,通用航空在短途旅客运输能力上获得了显著增强,这对满足乘客日益多样化和高标准的出行需求提出了新的挑战。因此,建立一套客观且高效的评价机制,以评估通用航空... 详细信息

随着民用航空运输网络的持续扩展和民航部门对通用航空重视程度的日益增长,通用航空在短途旅客运输能力上获得了显著增强,这对满足乘客日益多样化和高标准的出行需求提出了新的挑战。因此,建立一套客观且高效的评价机制,以评估通用航空短途运输的旅客服务质量,对于帮助企业提升市场竞争力显得尤为关键。《“十四五”通用航空发展规划》中明确强调,未来五年内,通用航空领域的发展重点含有全面提升短途运输网络的服务质量,这凸显了优化通航短途服务质量是一个亟待深入探讨的议题。本研究依托《通用航空企业短途运输旅客服务标准》,融合质量工程学中的马田系统评价理论,对通航短途旅客服务质量评价问题进行了深入探讨,旨在通过科学的方法提升服务质量,进一步满足旅客需求。首先深入剖析了服务质量理论,并在此基础上,结合《通用航空企业短途运输旅客服务规范》和SERVQUAL模型的五个核心维度——有形性、可靠性、保证性、移情性、响应性,细化并选取了构建通航短途运输服务质量评价指标体系所需的具体指标。随后,设计了一份面向旅客的问卷调查,用以收集旅客基本信息及他们对各项服务的感受,通过数据分析确保了指标体系的合理性和可靠性。接着,本研究应用了马田系统方法,通过正交设计与信噪比分析,有效地筛选并优化了评价指标,界定了关键影响因素,并通过计算马氏距离和确定最优阈值,划分了服务等级,得出了全面的评价结论。在此之后,引入了改进的重要性绩效分析方法,利用熵值对指标进行区域划分,以更加直观和高效的方式指导服务质量的改进措施。研究结论证实,马田系统在民航运输领域的应用是切实可行的,为通用航空短途运输服务质量评价研究增添了新的视角和方法,为该领域的理论与实践贡献了有价值的参考依据。

关键词：通用航空短途运输服务质量马田系统评价指标

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航空电机密封轴承聚脲润滑脂摩擦学性能研究

航空电机密封轴承聚脲润滑脂摩擦学性能研究

作者：李国涛中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着“双碳”政策的出台与航空业设备性能升级,对航空电机密封轴承的摩擦性能提出了更高的需求。聚脲润滑脂因其具有良好的减摩抗磨性、寿命长、耐高温与易生物降解等特点被广泛应用于航空工业尤其是电机密封轴承润滑中。通过研发高润... 详细信息

随着“双碳”政策的出台与航空业设备性能升级,对航空电机密封轴承的摩擦性能提出了更高的需求。聚脲润滑脂因其具有良好的减摩抗磨性、寿命长、耐高温与易生物降解等特点被广泛应用于航空工业尤其是电机密封轴承润滑中。通过研发高润滑性能的聚脲润滑脂可有效降低密封轴承摩擦副之间的摩擦磨损,提升能源使用效率,降低设备故障率。本文以航空电机密封轴承为研究对象,选用聚脲润滑脂作为润滑剂,对提升其润滑性能进行研究并制备成脂,通过四球摩擦测试考察制备复合聚脲润滑脂对轴承钢GCr15摩擦性能影响及其润滑机理。结合氟橡胶密封件脂润滑摩擦试验模拟验证其在航空电机密封轴承上的实际应用效果。本文完成的主要内容如下:（1）首先采用硅烷偶联剂（KH550）对纳米莫来石（Mullite）进行表面修饰以制备分散性较好的KH-mullite。利用物理共混技术将两种纳米颗粒Mullite与KH-mullite作为添加剂分别与聚脲润滑脂复合。采用扫描电镜（SEM）与傅里叶红外光谱分析（FT-IR）等表征测试手段以探究KH550对纳米Mullite的修饰机理;通过测试复合脂的滴点与锥入度以观察复合脂的基础理化性能。研究发现,所有制备的复合脂滴点均在300℃左右、锥入度介于250-280个单位之间,表明参与试验的复合聚脲润滑脂均符合美军航空军用润滑脂MIL-PRF-81322标准。（2）利用四球摩擦试验以考察含纳米Mullite、KH-mullite复合聚脲润滑脂的摩擦学性能。添加浓度分别设置为0.01 wt%、0.03 wt%、0.05 wt%、0.07 wt%和0.1 wt%。研究发现,当Mullite浓度为0.03 wt%时,摩擦系数与磨斑直径均为最低,相比较基础润滑脂分别降低9.3%与11.1%。KH-mullite复合聚脲润滑脂的减摩抗磨性能更优,摩擦系数与磨斑直径相比于Mullite复合聚脲润滑脂分别降低了22.4%与15.6%。采用扫描电镜（SEM）与能量色散能谱仪（EDS）对摩擦副磨损表面进行观测,利用XPS对摩擦副表面润滑膜进行元素价态分析,探究复合聚脲润滑脂在润滑过程中减摩抗磨机理。研究发现,Mullite能够有效提升聚脲润滑脂的减摩抗磨性能,但仍能对摩擦副表面造成物理磨损。经过修饰后的KH-mullite与聚脲润滑脂具有良好的兼容性,能够均匀分散在摩擦副表面与润滑膜中,KH-mullite成分中KH-AlO与KH-Si O在润滑过程中起不同的积极影响。KH-AlO吸附沉积在磨损表面,修复划痕与凹坑,KH-Si O承受载荷以发挥“轴承效应”,两者发挥协同作用有效改善聚脲润滑脂的摩擦学性能。（3）基于前述研究,利用材料表面性能综合测试仪模拟航空电机密封轴承实际服役工况,在不同温度（25℃、100℃、180℃）条件下,探究KH-mullite复合聚脲润滑脂作为轴承钢氟橡胶密封件摩擦副润滑剂的磨损摩擦性能。研究发现,KH-mullite复合聚脲润滑脂其高热导率在磨损表面供给良好散热效果的同时KH-mullite能够在润滑膜中发挥“微轴承效应”,两者共同提升脂与氟橡胶密封件的摩擦学性能。

关键词：硅烷偶联剂纳米莫来石表面修饰聚脲润滑脂摩擦学性能

基于红外可见光图像融合的雷达管制员疲劳状态识别研究

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基于红外可见光图像融合的雷达管制员疲劳状态识别研究

作者：翟梓希中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着我国经济复苏,民航航班数量不断增加,空中交通流量迅猛增长,空中交通管理系统的运行压力和复杂程度日益增大,管制员工作负荷也越发沉重。因管制员疲劳引发的不安全事件数量也在逐年增多,准确识别管制员的疲劳状态并及时根据实际情... 详细信息

随着我国经济复苏,民航航班数量不断增加,空中交通流量迅猛增长,空中交通管理系统的运行压力和复杂程度日益增大,管制员工作负荷也越发沉重。因管制员疲劳引发的不安全事件数量也在逐年增多,准确识别管制员的疲劳状态并及时根据实际情况做出应对处理,可以有效降低因管制员疲劳问题导致的空管安全风险。本文利用非接触式计算机视觉技术避免因数据采集而对管制员产生额外的干扰,围绕红外可见光图像融合技术、图像特征信息提取、管制员疲劳状态识别方法等核心问题开展了雷达管制员疲劳状态识别的相关研究。首先,为了顺利采集空中交通管制工作场景下的红外可见光图像,开发出了一种可以跨平台使用双目摄像头的图像信息采集录制软件工具,对其帧率、稳定性、压缩能力、跨平台能力等方面进行了测试,验证了该软件工具具备较强的稳定性和实用性。其次,使用不同数据集之间的横向对比二十种红外可见光图像融合方法的实际融合效果,使用Lat LRR方法对图像进行融合效果最好,其融合图像的平均信息熵(Information Entropy,EN)和标准差(Standard Deviation,SD)参数排名均为首位,其数值分别为7.55,49.73,但时效性最差,融合单幅图像平均耗时403.78秒。TIF方法的时效性最好,融合单幅图像平均耗时0.11秒,但是融合之后的图像信息熵、标准差数值分别为7.04,33.38均排名靠后。GFF方法融合图像的信息熵、标准差数值分别为7.27,40.27排名靠前,效果优于TIF略次于Lat LRR方法;融合单幅图像平均耗时0.39秒,时效性略次于TIF,但大幅优于Lat LRR方法。综合考虑各方法的实际融合效果和时效性,选定GFF作为本文红外可见光图像融合方法。再次,有效提取图像的EAR、MAR、人体头部姿态、人体距离等特征信息。通过实际案例测得在睁眼时EAR数据约为0.419,闭眼时约为0.079;嘴巴在张开始MAR的数值约为1.219,嘴巴闭合时约为0.471。通过3D-2D点对点投影标定法以及罗德里格斯公式可以求解出二维平面图像中人体头部姿态的Pitch、Yaw、Roll三轴的具体数值分别为-2.75/-15.89/-3.76;根据三角测量法基本原理并增加11厘米纠偏量后可以有效估计出人体距离。然后,依据相关文件将管制员疲劳状态分为五个级别;并以此为基础,展开了各级别疲劳特征的阈值判定,通过指定管制员疲劳状态评估指标和离散选择模型中的有序Logistic模型对实际采集的数据进行计算并最终得到了各个特征值之间的实际阈值以及95%的置信区间。最后,通过对比得出使用图像融合技术相较于可见光图像在进行雷达管制员疲劳状态识别时准确率提高了9.37%。完成了管制员疲劳敏感动作的分析、疲劳状态等级的划分,总结出了通过管制员面部综合特征对其疲劳状态进行识别的方法,研发了雷达管制员疲劳识别终端软件。通过对比本文提出的管制员面部综合特征疲劳识别、PERCLOS、驾驶员疲劳检测等方法,得出了本文所提出的疲劳识别方法准确率明显高于其他二种疲劳检测方法。

关键词：雷达管制员疲劳识别可见光图像红外图像图像融合

《大型机场公共交通改进策略》（1-2章）英汉翻译实践报告

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《大型机场公共交通改进策略》（1-2章）英汉翻译实践报告

作者：孟雪中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来,中国民航引入大量飞机、机场、空管等领域的民航文本,此类文献的翻译有助于进一步提升民航国际化水平。本翻译实践依托于民航局机场司翻译项目《美国机场规划设计先进经验资料编译与研究》。本文为《大型机场公共交通改进策略》(... 详细信息

近年来,中国民航引入大量飞机、机场、空管等领域的民航文本,此类文献的翻译有助于进一步提升民航国际化水平。本翻译实践依托于民航局机场司翻译项目《美国机场规划设计先进经验资料编译与研究》。本文为《大型机场公共交通改进策略》(1-2章)翻译实践报告,笔者在“理解、表达、变通”(CEA框架)的指导下完成了翻译实践。本翻译实践报告分为五部分。笔者首先介绍了翻译背景及意义、源语文本的来源和主要内容。其次对译前、译中、译后的三个阶段进行了描述。接下来笔者对CEA框架进行了简介。以CEA框架为指导,笔者从词汇、句法、语篇三个层面出发,结合翻译策略对翻译实践中遇到的典型问题进行了分析。最后笔者对翻译实践中的收获和不足之处进行了总结。笔者希望该翻译实践报告能为今后的民航翻译实践提供借鉴,进一步丰富民航翻译理论。

关键词：理解表达变通信息型科技文本翻译策略