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热障涂层厚度的脉冲涡流检测反演方法

计量学报 2024年第6期45卷 819-826页

作者：范文茹昌勇中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对热障涂层厚度的高精度测量,提出一种脉冲涡流检测反演方法。该方法提出两阶段处理技术对脉冲涡流检测信号进行预处理,采用主成分分析法提取预处理信号的主成分分量,最后构建BP神经网络实现涂层厚度预测。通过COMSOL建模仿真实验证... 详细信息

针对热障涂层厚度的高精度测量,提出一种脉冲涡流检测反演方法。该方法提出两阶段处理技术对脉冲涡流检测信号进行预处理,采用主成分分析法提取预处理信号的主成分分量,最后构建BP神经网络实现涂层厚度预测。通过COMSOL建模仿真实验证明两阶段处理方法可有效地减小提离效应并区分厚度特征的变化,基于主成分分析的特征提取方法能够对陶瓷层和粘结层厚度变化进行分类识别。结果显示该方法对陶瓷层厚度计算的平均相对误差约为0.4%,对粘结层厚度计算的平均相对误差约为2.6%。可见,该方法对热障涂层厚度的反演精度较高。

关键词：厚度计量热障涂层脉冲涡流两阶段处理法主成分分析 BP神经网络

干涉约束下的飞机动态虚拟拆装过程建模与仿真

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计算机工程与科学 2024年

作者：马红岩陈静杰中国民航大学工程技术训练中心中国民航大学电子信息与自动化学院

针对当前飞机虚拟拆装过程建模中存在的表达不规范、过程固化，无法满足实训者多样的动态操作需求等问题，提出了一种过程建模方法。首先，以拆装对象为主体构建了虚拟拆装参数化模型和对象属性标签，分别用于规范表达虚拟拆装过程和记... 详细信息

针对当前飞机虚拟拆装过程建模中存在的表达不规范、过程固化，无法满足实训者多样的动态操作需求等问题，提出了一种过程建模方法。首先，以拆装对象为主体构建了虚拟拆装参数化模型和对象属性标签，分别用于规范表达虚拟拆装过程和记录对象属性及其当前状态，然后构建了干涉约束矩阵，用于表达对象间的干涉约束关系，作为实训操作的约束边界。在此基础上，构建了干涉约束下的飞机动态虚拟拆装过程模型。最后，以某型飞机货仓温度传感器的拆装为例建立模型进行验证，结果表明该模型具有良好的规范性和动态性，可有效降低建模的工作量。

关键词：参数化模型属性标签干涉约束过程建模

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坠撞环境下乘员伤害分析及飞机适坠性评估

航空学报 2024年第3期45卷 169-181页

作者：牟浩蕾谢威威解江冯振宇林岚辉中国民航大学科技创新研究院天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

为了分析坠撞环境下的机身框段和客舱乘员的动态响应以及乘员伤害情况,开展了大型飞机典型机身框段(含2套三联座椅及4名乘员假人)在6.02 m/s速度下的垂向坠撞试验,获得了机身框段结构坠撞及乘员坠撞响应数据,进行了机身框段结构坠撞破... 详细信息

为了分析坠撞环境下的机身框段和客舱乘员的动态响应以及乘员伤害情况,开展了大型飞机典型机身框段(含2套三联座椅及4名乘员假人)在6.02 m/s速度下的垂向坠撞试验,获得了机身框段结构坠撞及乘员坠撞响应数据,进行了机身框段结构坠撞破坏及乘员伤害分析,并通过可生存空间、系留强度、乘员损伤、应急撤离4个方面对飞机适坠性进行评估。坠撞试验结果表明,客舱地板下部结构发生较大变形与破坏,在货舱地板下部结构中间支撑件区域和两侧客舱地板支撑立柱与机身框连接处产生3处塑性铰;客舱区域基本保持完整,可生存空间得到保持;座椅与客舱地板导轨的连接保持完好,且乘员安全带保持在原位;乘员假人头部伤害判据最大值为31.47,腰椎压缩载荷最大峰值为3997.2 N;乘员假人向过道倾斜,过道仍保持通畅。通过飞机适坠性评估,在6.02 m/s的垂向坠撞速度下,乘员伤害风险较小。

关键词：机身框段结构坠撞响应乘员坠撞响应乘员伤害分析适坠性评估

基于混合智能算法的航空集装箱多目标装载优化

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包装工程 2024年第15期45卷 215-225页

作者：张长勇张春婷中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

目的针对航空集装箱多目标装载优化问题,综合提升航空货物的装载效率,降低装载成本,确保装载安全。方法结合航空货物装载实际情况,将容积利用率、载重利用率和重心偏移量作为优化目标,充分考虑载重、体积等7类约束,构建航空集装箱多目... 详细信息

目的针对航空集装箱多目标装载优化问题,综合提升航空货物的装载效率,降低装载成本,确保装载安全。方法结合航空货物装载实际情况,将容积利用率、载重利用率和重心偏移量作为优化目标,充分考虑载重、体积等7类约束,构建航空集装箱多目标装载优化模型。设计一种混合智能算法对该模型进行求解,先采用三空间分割策略结合改进遗传算法生成初步装载方案,再结合大规模多目标进化算法深度优化,综合考虑各目标函数值,生成最终的装载方案。结果采用国际BR算例和真实货物数据进行测试,实验结果表明,针对BR算例中不同异构型货物的平均填充率超过93%,在真实货物装载下,平均容积利用率和载重利用率分别为90.56%、76.40%,平均重心偏移量不超过5 cm。结论所提出的装载算法对航空集装箱多目标装载场景具有良好的适应性,有助于提升航空货物的运输效率和运输安全性。

关键词：三维装箱集装箱装载多目标优化三空间分割

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基于无监督深度融合机制的货物在线装箱算法

包装工程 2024年第11期45卷 153-162页

作者：张长勇姚凯超王彤中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

目的针对当前三维装箱算法存在的模型鲁棒性差、泛化性弱、装载率低等问题,设计一种无监督融合机制的在线装箱算法。方法充分考虑货物“即到即码”的实时性需求,以容器空间利用率为优化目标,基于无监督深度融合指针网络端到端学习模型框... 详细信息

目的针对当前三维装箱算法存在的模型鲁棒性差、泛化性弱、装载率低等问题,设计一种无监督融合机制的在线装箱算法。方法充分考虑货物“即到即码”的实时性需求,以容器空间利用率为优化目标,基于无监督深度融合指针网络端到端学习模型框架,将在线三维装箱的码垛过程公式化地表述为马尔科夫决策过程,设计强化学习要素,并以深度强化学习算法为主,融入蒙特卡洛树搜索,对智能体的决策动作进行训练,以生成具有较优“学习”能力的在线三维装箱模型。结果采用125种不同尺寸和方向随机生成货物数据集,并在7种约束条件下验证,实验结果表明,容器的平均利用率可达84.6%。结论该算法的泛化性较好,且其装载率远优于当前效果较好的启发式算法、深度学习方法,为货物的在线装箱提供了理论依据及参考。

关键词：在线三维装箱无监督融合机制马尔科夫决策指针网络蒙特卡洛树搜索

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融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法

计算机应用与软件 2024年第2期41卷 164-171,187页

作者：徐萌路稳方澄姬菁颖中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

传统的核相关滤波(Kernel Correlation Filter,KCF)算法使用HOG特征来获取目标信息,对非刚体目标不鲁棒,容易出现目标跟踪漂移现象。提出一种融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法抑制跟踪的漂移。算法通过在多通道特征表达时融入光... 详细信息

传统的核相关滤波(Kernel Correlation Filter,KCF)算法使用HOG特征来获取目标信息,对非刚体目标不鲁棒,容易出现目标跟踪漂移现象。提出一种融合光流特征和显著性检测的目标跟踪算法抑制跟踪的漂移。算法通过在多通道特征表达时融入光流特征,增加运动目标的位置、姿态的变化信息。同时,通过显著性检测位置对漂移目标进行重检测调节,抑制跟踪漂移,提高跟踪的准确性。实验结果表明,该算法在复杂场景中仍可以进行鲁棒的视觉目标跟踪。

关键词：目标跟踪相关滤波光流特征视觉显著性

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基于可信隐式第三方的机载软件审计方法

计算机科学 2024年第S1期51卷 1030-1035页

作者：岳猛朱世博洪雪婷段冰艳中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

分布式云存储技术为数量日益庞大的机载软件提供了新的分发与存储方式,这意味着航空公司失去了对软件的直接控制,因此机载软件安全成为了航空公司十分关注的问题。为了提高云存储环境下机载软件的安全性,提出了一种基于可信隐式第三方(T... 详细信息

分布式云存储技术为数量日益庞大的机载软件提供了新的分发与存储方式,这意味着航空公司失去了对软件的直接控制,因此机载软件安全成为了航空公司十分关注的问题。为了提高云存储环境下机载软件的安全性,提出了一种基于可信隐式第三方(Trusted Implicit Third Party,TITP)的机载软件审计方法对云上机载软件进行监控与管理,以确保机载软件的完整性。此外,由部署在云端的可信硬件代替用户进行审计工作,解决了可公开验证审计机制中第三方审计者不完全可信的问题,并以日志的方式记录审计结果以供用户查询。运用可信硬件进行完整性验证不仅降低了用户计算成本,而且缩短了用户在线时间。与其他可信隐式第三方审计方法进行实验对比,所提方法在审计计算过程中节省了10%的时间消耗。

关键词：机载软件云存储可信隐式第三方审计方法日志

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全局航迹不确定度及其偏离度模型

中国惯性技术学报 2024年第7期32卷 724-732页

作者：朱志强宫峰勋马艳秋吕培培中国民航局第二研究所成都民航空管科技发展公司成都610042 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

航迹不确定度及偏离度直接影响航班冲突检测与解脱的可信度,且对于基于航迹的运行异常重要。针对全局航迹质量评估,提出一种基于单航迹点不确定度及其误差均方根集合的全局航迹不确定度及偏离度模型,即以95%飞行时间内航迹点误差不超出... 详细信息

航迹不确定度及偏离度直接影响航班冲突检测与解脱的可信度,且对于基于航迹的运行异常重要。针对全局航迹质量评估,提出一种基于单航迹点不确定度及其误差均方根集合的全局航迹不确定度及偏离度模型,即以95%飞行时间内航迹点误差不超出保护范围的航迹为参考航迹,围绕航迹点集合的误差概率密度及t-分布函数,构建全局航迹不确定度及偏离度模型。仿真及实际空管雷达数据评估结果表明:与卡尔曼滤波算法模型相比,所提模型直接给出误差偏离度及其分布状态,可更快速、直观地获得航迹数据及运动模型品质,实现全局航迹及运动模型质量的图形及数值评估,具有较好实用价值。

关键词：不确定度偏离度全局航迹评估运动模型评估航迹误差集合

基于机场活动地图信息改进AIMM-UKF算法的移动目标跟踪

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交通信息与安全 2024年第2期42卷 87-94,104页

作者：常鑫马光辉高建树郝世宇中国民航大学交通科学与工程学院天津300300 中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对机场场面高密度交通以及多类型移动目标的特殊性,为保证机场自动化设备如无人驾驶技术在机场内的应用,需要进一步优化定位算法来提高移动目标的跟踪精度;通过分析现有的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法(adaptive interac... 详细信息

针对机场场面高密度交通以及多类型移动目标的特殊性,为保证机场自动化设备如无人驾驶技术在机场内的应用,需要进一步优化定位算法来提高移动目标的跟踪精度;通过分析现有的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法(adaptive interactive multi-model-unscented Kalman filter algorithm,AIMM-UKF)在移动目标跟踪过程中模型匹配度和跟踪精度上的不足,研究了1种基于机场活动地图信息改进的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法。根据机场地图数据库(airport map database,AMDB)细化的机场操作规程文件,通过ArcGIS软件对某机场施工CAD图简化处理并利用二次多项式配准法对机场地图进行精确校正,完成高精度机场地图修正,将接收到的机场智能监控设备采集到的数据进行实时处理,结合高精度机场地图信息对发生位置偏移的移动目标的坐标信息进行修正,改变移动目标跟踪算法的观测值,在自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的基础上,利用观测矩阵对其进行二次修正,提高移动目标跟踪精度和模型匹配度。经蒙特卡洛仿真实验表明:该改进算法利用高精度机场地图信息对移动目标的观测值进行修正,与自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法相比,位置的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均降低了62.69%,速度的RMSE平均降低了56.84%。本文算法具有更高的模型匹配度和更佳的滤波效果,提高了场面移动目标的跟踪精度。

关键词：机场交通管控与运行场面移动目标机场地图数据库 AIMM-UKF 转移概率矩阵观测矩阵