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一种改进的民用航空网络空间脆弱性模型

交通运输系统工程与信息 2018年第4期18卷 202-208页

作者：李航胡小兵中国民航大学中法联合空管应用数学研究中心天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

脆弱性是表征1个系统面临灾害时行为表现的重要概念.要尽可能真实地反映民用航空网络面临空间灾害时的脆弱性水平,必须充分合理地考虑灾害影响在民用航空网络中的扩散效应,即灾害间接影响.在前期有关网络系统空间脆弱性研究的基础上,详... 详细信息

脆弱性是表征1个系统面临灾害时行为表现的重要概念.要尽可能真实地反映民用航空网络面临空间灾害时的脆弱性水平,必须充分合理地考虑灾害影响在民用航空网络中的扩散效应,即灾害间接影响.在前期有关网络系统空间脆弱性研究的基础上,详细地分析了灾害影响在民用航空网络中扩散的特点,确定了计算灾害间接影响的3个关键因素,即机场航班连接关系、机场间距离和机场失效门限,提出了改进的民用航空网络空间脆弱性模型.之后,以中国民用航空网络系统为例开展了案例研究,验证了所改进模型的有效性.

关键词：航空运输脆弱性空间灾害灾害扩散效应间接影响

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HRV在管制员疲劳检测中的适用性

北京航空航天大学学报 2018年第11期44卷 2292-2298页

作者：靳慧斌张静吕川中国民航大学通用航空学院天津300300 中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

为研究心率变异性(HRV)指标在管制员(ATC)疲劳检测中的适用性,搭建模拟管制实验平台,利用生理记录仪实时记录20名被试正常和疲劳状态下的心电(ECG)信号,并采集其主观疲劳度(卡罗林斯卡嗜睡量表)和操作绩效。利用偏相关分析选取与被试疲... 详细信息

为研究心率变异性(HRV)指标在管制员(ATC)疲劳检测中的适用性,搭建模拟管制实验平台,利用生理记录仪实时记录20名被试正常和疲劳状态下的心电(ECG)信号,并采集其主观疲劳度(卡罗林斯卡嗜睡量表)和操作绩效。利用偏相关分析选取与被试疲劳等级相关性高的心率变异性指标,并用于管制员疲劳检测的多元线性回归建模。分析结果表明:SDNN与被试的疲劳状态无相关性; LFnorm和HFnorm与疲劳程度呈弱相关; RR间期均值、LF/HF均与被试的疲劳度存在较强的相关性,二者结合建立的多元线性回归模型,拟合优度大于0. 5,RR间期均值和LF/HF可作为检测管制员疲劳的有效指标。本文研究成果可为未来的管制员疲劳实时检测提供科学依据和实验支撑。

关键词：疲劳检测偏相关分析适用性心率变异性(HRV) 多元线性回归

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面向跑道积冰预警的自主降温装置及性能调控

仪器仪表学报 2022年第2期43卷 253-263页

作者：陈斌汤凯峰高大枘焦琳青王立文中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学航空地面特种设备研究基地天津300300

针对跑道积冰问题,设计以热电制冷器为核心的自主降温装置实现积冰主动预警。数值分析表明装置冷端受跑道小范围气象环境影响,具备非线性特性。为实现装置温度快速响应和精准跟随,提出双回路自抗扰控制(ADRC)方法,设计了面向跑道积冰预... 详细信息

针对跑道积冰问题,设计以热电制冷器为核心的自主降温装置实现积冰主动预警。数值分析表明装置冷端受跑道小范围气象环境影响,具备非线性特性。为实现装置温度快速响应和精准跟随,提出双回路自抗扰控制(ADRC)方法,设计了面向跑道积冰预警需求的自主降温控制器。仿真结果表明ADRC温控跟随及抗扰性能均优于非线性PID,均方根误差分别为0.6541和1.1526。低温实验箱温控性能测试显示,装置在不同的温控指令下ADRC的稳态误差均小于非线性PID,最高为0.04℃;跑道环境下的冰点探测实验表明,装置能够实现跑道冰点探寻功能。该自主降温装置温控性能调控策略满足跑道积冰主动预警之需求。

关键词：热电制冷器自主降温精准温控非线性系统自抗扰控制

基于N-K-FRAM的空中交通运行安全风险耦合机制

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中国安全科学学报 2024年第5期34卷 175-185页

作者：李一可张洪海石宗北周锦伦南京航空航天大学民航学院江苏南京211106 国家空管飞行流量管理技术重点实验室江苏南京211106

为探究空中交通运行安全风险耦合演化特征,厘清基于N-K模型与功能共振分析方法(FRAM)相结合的空中交通运行系统耦合变异形成机制,首先,收集不安全事件文本数据,归纳事件中的风险因素并归类,得到其历史发生频率以及风险因素之间的耦合关... 详细信息

为探究空中交通运行安全风险耦合演化特征,厘清基于N-K模型与功能共振分析方法(FRAM)相结合的空中交通运行系统耦合变异形成机制,首先,收集不安全事件文本数据,归纳事件中的风险因素并归类,得到其历史发生频率以及风险因素之间的耦合关系;其次,利用N-K模型求解运行风险因素间的耦合度值;然后,结合输出时间与精度,定量评估FRAM功能模块的可变性,分析空中交通运行安全风险耦合机制;最后,分别以区域导航(RNAV)进近不安全事件与偏离航路不安全事件为例,分析其安全风险。结果表明:基于N-K-FRAM的风险耦合机制能够合理有效地定量计算功能模块间的变异性,弱化了传统分析方法对主观意识的依赖性,分析结果更为客观科学。

关键词：空中交通运行安全风险耦合 N-K模型功能共振分析方法(FRAM) 不安全事件

冰雪天气下基于MFOA-KELM残差修正的跑道温度混合预测

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北京航空航天大学学报 2022年第11期48卷 2153-2164页

作者：陈斌刘悦李庆真丁宇王立文中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300 中国民航大学航空地面特种设备研究基地天津300300

道面温度短时精准预测是跑道积冰预警的关键因素之一,为了解决单一机理预测模型随预测时间延长而造成误差累积的问题,提出了一种冰雪天气下跑道温度混合预测方法。将跑道温度机理预测模型与核极限学习机(KELM)相结合,建立一种数据驱动... 详细信息

道面温度短时精准预测是跑道积冰预警的关键因素之一,为了解决单一机理预测模型随预测时间延长而造成误差累积的问题,提出了一种冰雪天气下跑道温度混合预测方法。将跑道温度机理预测模型与核极限学习机(KELM)相结合,建立一种数据驱动修正残差的跑道温度机理预测模型。针对果蝇优化算法(FOA)收敛速度慢、易陷入局部最小值的问题,引入权值更新函数和距离扩充因子,调整果蝇的全局寻优效果,避免陷入局部极小值。利用改进的果蝇优化算法(MFOA)对KELM的正则化参数与核参数联合优化,以冰雪天气下跑道温度实际数据为例,建立基于改进果蝇优化核极限学习机(MFOA-KELM)的跑道温度混合预测模型,并在不同时间尺度下对该混合预测模型进行仿真测试。实验结果表明:与单一机理预测模型相比,当预测时长为120 min时,MFOA-KELM混合预测模型的平均绝对误差至少减小了61.43%,在残差阈值为±0.5℃时,平均预测准确率为91.25%。可见,MFOA-KELM混合预测模型具有更高的预测准确性,研究结论显示该混合预测方法能够为机场跑道温度短时精准预测提供新思路。

关键词：混合建模核极限学习机改进果蝇算法跑道温度预测

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基于信息加工模型的管制员差错分类与分析

中国安全科学学报 2009年第8期19卷 121-125页

作者：闫少华中国民航大学空管学院

在Wickens的人类信息加工模型的基础上,加入注意功能、情景意识、内部和外部操作成形因素,建立了管制员信息处理模型。按照该模型,空中交通管制人为差错可按照认知领域分为感知与警觉性差错、短时记忆差错、长时记忆差错、判断与计划差... 详细信息

在Wickens的人类信息加工模型的基础上,加入注意功能、情景意识、内部和外部操作成形因素,建立了管制员信息处理模型。按照该模型,空中交通管制人为差错可按照认知领域分为感知与警觉性差错、短时记忆差错、长时记忆差错、判断与计划差错、响应选择差错和响应执行差错;影响管制员操作的情境条件可分为外部操作成形因素和内部操作成形因素。对以往空管人为差错的分析表明,在信息加工层面分类的人为差错更宜于确定差错的心理致因。基于该理论模型的差错分类系统可以改进人为差错分析的有效性和一致性,从而提高差错管理的有效性。

关键词：空中交通管制(ATC) 人因工程人为差错分析人类信息加工操作模型操作成形因素情景意识

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杆系结构鲁棒性应变能敏感度分析及试验

振动．测试与诊断 2016年第3期36卷 556-561,608页

作者：刘国光武志玮刘鑫中国民航大学机场学院天津300300

为研究结构鲁棒性动态分析方法,进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例,利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响,并同... 详细信息

为研究结构鲁棒性动态分析方法,进行了理论分析、数值模拟和破坏性模型试验。结合平面悬臂桁架和六角星型穹顶算例,利用应变能敏感度法分析了杆系结构鲁棒性。基于杆件移除法讨论了结构应变能和应变能敏感度对结构破坏特征的影响,并同鲁棒性应力变化率评价法进行了对比。结果表明:应变能敏感度法能动态地反映杆系结构鲁棒性变化、预测结构稳定极限荷载、识别结构破坏模态及评价杆件易损性;尽管支座压杆、环向拉杆对应变能敏感度的影响比中心压杆小,但可能引起结构整体倾覆和中心压杆强度破坏;工程应用中应在杆件重要性分析和结构破坏模态识别基础上采用应变能敏感度法评价结构鲁棒性。

关键词：空间结构鲁棒性杆系结构应变能敏感度六角星型穹顶

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七大空管区域复杂网络特征对比与抗毁性分析

复杂系统与复杂性科学 2015年第3期12卷 19-26页

作者：党亚茹李雪娇中国民航大学民航科教评估中心天津300300 中国民航大学经济与管理学院天津300300

根据中国民航七大空管区域的划分,以2010—2013年全国航班计划表中的航班班次数据为依据,构造各空管区域航班班次网络并进行对比分析;运用复杂网络分析方法计算七大空管区域相应特征值,发现各网络符合小世界和无标度特性;对各网络进行... 详细信息

根据中国民航七大空管区域的划分,以2010—2013年全国航班计划表中的航班班次数据为依据,构造各空管区域航班班次网络并进行对比分析;运用复杂网络分析方法计算七大空管区域相应特征值,发现各网络符合小世界和无标度特性;对各网络进行基于度优先的抗毁性测度和马太效应的修复策略分析,发现单层级网络经修复后,网络抗毁性有很大提升。研究发现各空管区域航班班次网络应向多枢纽多层级网络发展,应加强航空网络的抗毁程度。

关键词：空管区域复杂网络中心度特征分析抗毁性抗毁性修复

不同除冰工艺对机场水泥混凝土道面的损伤特性

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交通运输工程学报 2015年第4期15卷 18-25,42页

作者：赵方冉杜拾妹刘新琛安文波徐小磊中国民航大学机场学院天津300300

进行了热风除冰、乙二醇化学除冰与尿素化学除冰的模拟试验,测试了混凝土试件质量损失和强度降低率,分析了除冰方式与除冰次数对水泥混凝土道面的损伤规律。分析结果表明:热风除冰对试件表层损伤反应较慢,在经过45次冻融循环后才表现出... 详细信息

进行了热风除冰、乙二醇化学除冰与尿素化学除冰的模拟试验,测试了混凝土试件质量损失和强度降低率,分析了除冰方式与除冰次数对水泥混凝土道面的损伤规律。分析结果表明:热风除冰对试件表层损伤反应较慢,在经过45次冻融循环后才表现出明显的质量损失,但其对试件内部结构损伤却较严重,50次热风除冰后的强度降低超过35%。虽然50次化学除冰后试件的强度降低小于20%,但试件表层的腐蚀性损伤造成的质量损失较显著,尿素的腐蚀所造成的质量损失高达8.5%,比热风除冰的质量损失高5倍以上。可见,为了保持机场道面结构强度,化学除冰要比热风除冰更为合理。为了降低机场跑道混凝土剥落对飞机发动机损害的隐患,宜优先采用热风除冰方式,但须关注其对道面结构强度的影响。

关键词：机场跑道水泥混凝土道面热风除冰化学除冰道面损伤