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无对齐实体场景的多语言知识图谱补全

北京航空航天大学学报 2024年

作者：唐榕氚徐秋程汤闻易翟飞飞周玉空中交通管理系统全国重点实验室北京中科凡语科技有限公司中国科学院自动化研究所

多语言知识图谱补全旨在利用其他语言知识图谱的信息增强目标语言知识图谱上的链接预测性能。现有的方法通常利用不同知识图谱之间预先对齐的实体对作为知识迁移的媒介，然而在实际场景中，不同知识图谱之间通常没有预先对齐的实体，导... 详细信息

多语言知识图谱补全旨在利用其他语言知识图谱的信息增强目标语言知识图谱上的链接预测性能。现有的方法通常利用不同知识图谱之间预先对齐的实体对作为知识迁移的媒介，然而在实际场景中，不同知识图谱之间通常没有预先对齐的实体，导致难以实现知识迁移。针对上述无对齐实体场景，提出了一种融合预训练语言模型信息的伪对齐实体生成模块，不断迭代生成新的对齐实体进行知识迁移。为了区分不同语言知识图谱中信息对目标知识图谱的贡献度，提出了一种多图注意力图神经网络用于对三元组进行编码，最后通过该网络输出的嵌入表征计算得到三元组的合理性得分完成链接预测任务。为了验证所提方法的有效性，在两个公开数据集DBP-5L和E-PKG上进行了实验验证。实验结果表明，所提出的方法在多个语言知识图谱上链接预测的性能超过了有对齐实体的多语言知识图谱补全方法，证明了该方法在更加实际场景下的优越性能。

关键词：多语言知识图谱补全实体对齐多图注意力图神经网络

复杂机场场面滑行网络热门“节点-路段”识别

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中国安全生产科学技术 2024年第5期20卷 193-201页

作者：权晶琴胡明华尹嘉男马园园南京航空航天大学民航学院江苏南京211106 空中交通管理系统全国重点实验室江苏南京210007

为提升场面运行安全管理水平,统筹考虑路网结构与轨迹数据,研究复杂机场场面滑行网络热门“节点-路段”识别问题。首先,析取并整合场面物理结构特征要素,构建场面滑行网络的原始模型与对偶模型;然后,针对“静态结构”和“动态交通流”2... 详细信息

为提升场面运行安全管理水平,统筹考虑路网结构与轨迹数据,研究复杂机场场面滑行网络热门“节点-路段”识别问题。首先,析取并整合场面物理结构特征要素,构建场面滑行网络的原始模型与对偶模型;然后,针对“静态结构”和“动态交通流”2个视角,构建1套场面滑行网络特征指标体系及其具体度量方法,设计基于累计信息贡献率的指标筛选机制;最后,采用CRITIC-VIKOR法对场面滑行网络中的热门“节点-路段”进行分类识别,并进行实例验证。研究结果表明:以5%为评价基准得到的热门“节点-路段”识别结果符合机场实际运行情况,主要集中在主滑行道S/W、平行滑行道C/E、15/33号跑道入口以及APN02的部分区域。研究结果可为场面运行安全和高效管理提供决策参考和方法指导。

关键词：机场场面热门节点热门路段 CRITIC法 VIKOR算法

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恶劣天气下机场离场航班运行韧性评估及恢复

北京航空航天大学学报 2024年第1期50卷 110-121页

作者：王兴隆赵俊妮王进中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为保障恶劣天气下机场整体性能,科学评估机场离场航班运行韧性,提高航班恢复能力,从而有效缓解天气的影响。给出机场离场航班运行定义,从机场离场航班运行系统性能出发,分析航班离场延误时间、离场总延误时间、离场航班正常率和机场离... 详细信息

为保障恶劣天气下机场整体性能,科学评估机场离场航班运行韧性,提高航班恢复能力,从而有效缓解天气的影响。给出机场离场航班运行定义,从机场离场航班运行系统性能出发,分析航班离场延误时间、离场总延误时间、离场航班正常率和机场离场航班运行系统综合韧性指数4个指标,对系统在恶劣天气条件下的韧性变化进行评估;提出机场离场航班运行系统性能恢复策略,利用遗传算法对离场延误航班进行优化排序;以2012年北京首都国际机场“721”特大暴雨事件为实例进行数据分析,得到暴雨影响下首都机场的性能指标和韧性指数,对比分析机场离场航班运行系统性能及韧性水平变化。研究结果表明:受暴雨影响,机场离场航班运行系统综合韧性指数由0.457 3下降到0.062 8,暴雨减小后上升到0.222 3;在进行航班优化排序后,离场航班总延误时间减少了24.85%,优化后机场性能恢复速度提升了13.89%,优化后的机场离场航班运行系统最小韧性指数提升了13.38%,系统性能优先恢复至初始状态,表明所提恢复策略有效。

关键词：恶劣天气离场航班运行韧性模型综合韧性指数恢复策略

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数字低空空域栅格化的表征度量与最优标定

数据采集与处理 2024年第1期39卷 31-43页

作者：谢华尹嘉男朱永文陈志杰南京航空航天大学通用航空与飞行学院南京211106 南京航空航天大学民航学院南京211106 空中交通管理系统全国重点实验室南京211106 国家空域技术重点实验室北京100085

低空飞行空间范围小、目标速度慢、环境要素杂,传统的经纬度表征方式无法满足智联环境下的低空精细管理要求,为此本文研究了数字低空空域栅格化的表征度量与最优标定问题。首先,从“点-线-面”视角构建了多维度低空空域结构要素量化表... 详细信息

低空飞行空间范围小、目标速度慢、环境要素杂,传统的经纬度表征方式无法满足智联环境下的低空精细管理要求,为此本文研究了数字低空空域栅格化的表征度量与最优标定问题。首先,从“点-线-面”视角构建了多维度低空空域结构要素量化表征规则,提出了低空空域多层级栅格量化表征方法;然后,通过判定不同空域栅格的“点-线-面”位置关系,提出了基于栅格交集矩阵的低空空域拓扑关系度量方法;最后,综合考虑低空无人机碰撞指数、低空栅格利用指数等优化目标,以及节点与栅格匹配约束、空间位置约束、无人机与无人机/障碍物安全约束等限制条件,建立了面向多维性能的低空空域栅格粒度最优标定模型。针对城市低空典型飞行任务场景对所提方法的有效性及优化效果进行了验证分析。实验结果表明,针对任意设定的低空空域和无人机飞行任务,在可接受的无人机碰撞指数和栅格利用指数下,所提方法可对数字低空栅格粒度进行最优配置,从根源上有效确保低空飞行活动的安全和高效。研究成果对于支撑数字低空空域精细化管理和异质飞行器融合运行具有一定的理论价值和应用意义。

关键词：低空空域无人机空域栅格化栅格表征栅格标定

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空中交通CPS结构特性及韧性评估

北京航空航天大学学报 2024年第4期50卷 1187-1196页

作者：王兴隆魏奕雯贺敏中国民航大学空中交通管理学院天津300300

针对空中交通体系结构复杂、耦合性强、脆弱性高的特点,为缓解因受扰导致的级联失效现象,对其结构韧性进行研究。建立了空中交通信息物理系统(CPS)模型,提出同层度与层间度、同层介数与层间介数等指标,分析级联失效过程;提出空中交通CP... 详细信息

针对空中交通体系结构复杂、耦合性强、脆弱性高的特点,为缓解因受扰导致的级联失效现象,对其结构韧性进行研究。建立了空中交通信息物理系统(CPS)模型,提出同层度与层间度、同层介数与层间介数等指标,分析级联失效过程;提出空中交通CPS韧性的概念,并采用定量评估方法对受损能力和恢复能力进行度量;对比不同扰动-恢复策略下的空中交通CPS表现,制定最佳恢复策略,提高受扰时的韧性。以华东地区空中交通CPS为例进行分析,结果表明:空中交通CPS网络度分布服从幂率分布,介数服从指数分布;在基于介数度值扰动下,采用介数恢复策略可以有效提高受扰时空中交通CPS的韧性。

关键词：信息物理系统级联失效扇区网络航路网络空中交通CPS韧性

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不同入水攻角下高速射弹的流固耦合特性

兵工学报 2024年

作者：刘想炎于楠黄振贵陈志华马长胜邱荣贤中国人民解放军陆军装备部驻南京地区军事代表局驻南京地区第四军事代表室南京理工大学瞬态物理全国重点实验室空中交通管理系统全国重点实验室

高速入水时弹体结构响应（变形）大小关系射弹能否安全入水。当前，基于刚体模型的高速入水数值计算方法无法深入揭示初始扰动影响下射弹入水过程中复杂多相流、水动力与弹体结构响应等之间的相互耦合作用规律。为解决上述难题，基于流... 详细信息

高速入水时弹体结构响应（变形）大小关系射弹能否安全入水。当前，基于刚体模型的高速入水数值计算方法无法深入揭示初始扰动影响下射弹入水过程中复杂多相流、水动力与弹体结构响应等之间的相互耦合作用规律。为解决上述难题，基于流体力学和结构动力学，建立一种高速入水流固耦合数值计算方法，重点研究攻角对某型射弹高速入水过程的影响，分析攻角影响下空泡演化、冲击载荷、弹体运动与结构变形的相互耦合作用机理。研究结果表明：1）随攻角增大，弹体下表面与空泡壁面逐渐产生强烈撞击，迫使空泡壁面弯曲；2）对该型射弹，当攻角＞3°时，射弹会因尾翼拍击液面出现第2次载荷峰值，此时射弹因沾湿产生弯矩，迫使射弹出现塑性应变，随入水深度增加，射弹形成明显的尾翼弯折，因沾湿产生的表面压力最大值超过10MPa；3)攻角为2°时，射弹虽因弹头尾翼同时受力产生弯矩，但内部应力未超过弹体材料的屈服强度，未出现塑性变形，因此，对该型射弹，其安全入水攻角≤2°。

关键词：流固耦合高速斜入水攻角超空泡结构变形冲击载荷

基于聚类和AdaBoost的ADS⁃B数据质量综合评估方法

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航空学报 2024年第13期45卷 381-392页

作者：张召悦阳颖中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为更好地发挥ADS-B数据应用价值,针对ADS-B数据质量评估过程中传统方法无法客观准确得到质量等级的问题,在分析行业应用、发射设备性能、数据安全等方面对ADS-B数据质量需求的基础上,构建了ADS-B数据质量评估指标体系,提出了基于集成学... 详细信息

为更好地发挥ADS-B数据应用价值,针对ADS-B数据质量评估过程中传统方法无法客观准确得到质量等级的问题,在分析行业应用、发射设备性能、数据安全等方面对ADS-B数据质量需求的基础上,构建了ADS-B数据质量评估指标体系,提出了基于集成学习自适应提升算法(AdaBoost)的新型数据质量评估方法。该方法通过K-means聚类确定最佳质量等级类别,结合熵权法和双基点法(TOPSIS)打分确定数据标签,并采用AdaBoost算法对评估模型进行了训练和优化。以天津机场数据为例,实验得出ADS-B数据质量的最佳等级划分为5级,得到的数据质量评估模型准确率高达98.5%,验证了该方法可以有效避免主观因素对评估结果的影响,并得到最优的质量等级划分,能够提高评估结果的稳定性和精确度。

关键词： ADS-B数据质量 K-means聚类熵权法双基点法 TOPSIS 自适应提升算法

城市低空无人机飞行计划协同推演与优化调配方法

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航空学报 2024年

作者：谢华韩斯特尹嘉男纪晓辉杨逸晨南京航空航天大学空中交通管理系统全国重点实验室南京航空航天大学通用航空与飞行学院南京航空航天大学民航学院

针对复杂城市环境下无人机集群飞行面临的多机耦合制约、冲突风险频发和运行效率低下等难题，提出了城市低空无人机飞行计划协同推演与最优调配方法。首先，面向无人机“个体”，考虑无人机与城市静态环境目标之间的冲突问题，构建了基... 详细信息

针对复杂城市环境下无人机集群飞行面临的多机耦合制约、冲突风险频发和运行效率低下等难题，提出了城市低空无人机飞行计划协同推演与最优调配方法。首先，面向无人机“个体”，考虑无人机与城市静态环境目标之间的冲突问题，构建了基于概率风险地图的无人机三维路径规划方法，实现了无人机飞行计划“初始生成”；然后，面向无人机“群体”，考虑无人机与无人机之间的冲突问题，构建了无人机飞行计划多类型冲突协同推演模型，设计并度量了冲突发生率、冲突风险等级和栅格占用比例等冲突特征指标；最后，设计了调整飞行路径、飞行速度、飞行时间等多元化调配策略，建立了基于多元策略自适应配置的无人机飞行计划优化调配模型，验证了所提方法的优化性能和参数敏感性，实现了不同交通密度场景下城市低空无人机飞行计划的优化调配。实验表明，所提方法可在有效控制风险成本和时间成本的基础上，将飞行计划冲突降低96.2%，对于40架以内的无人机运行场景，可得到完全无冲突的飞行计划，而100架以内的无人机的最低飞行冲突解脱率可控制在95%以上。所提方法是科学有效的，可为复杂城市低空无人机飞行活动安全和高效管理提供理论基础和方法指导。

关键词：城市低空无人机空中交通管理飞行计划冲突探测与解脱运筹优化

基于多目标混合启发式算法的协同无冲突4D航迹规划

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2024年第3期41卷 372-386页

作者：周逸胡明华杨磊张颖南京航空航天大学民航学院南京211106 空中交通管理系统全国重点实验室南京211106 南京航空航天大学通用航空与飞行学院南京211106

为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系... 详细信息

为促进基于航迹运行的框架下未来空中交通管理系统的协同决策,本文提出了一种协同无冲突4D航迹规划方法。首先以提高航班效率和航空公司间的公平性为目标,以无冲突为约束构建了一个多目标整数线性优化模型。其次,提出了一种基于基尼系数的指标以量化航空公司间的成本分配公平性。为了提高问题求解效率,采用了基于网格的探测方法以加速冲突检测,并设计了一种多目标混合启发式算法(Multi-objective hybrid-meta-heuristic optimization algorithm,MHMOA),通过结合模拟退火(Simulated annealing,SA)和爬山局部搜索算法来近似最优的非支配解。最后,利用实际航班计划和航路网络数据比较和分析了MHMOA、SA和两种常规多目标优化算法的优化结果。结果表明,MHMOA所获得的非支配解的质量更高、延误更低且航空公司间公平性更优,在3个多目标优化性能指标方面表现优异,可为空中交通管理员提供更详细的决策支持。

关键词：空中交通管理航迹规划混合启发式算法 4D航迹多目标优化