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多交通态势下成都市“一市两场”可达性

科学技术与工程 2024年第21期24卷 9201-9209页

作者：骆晨王敏中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

为剖析多交通态势下“一市两场”的可达性时空规律,优化航空运能分配。通过百度地图API数据,构建在不同时间特征的交通状态下的成都双流国际机场、天府国际机场的加权平均出行时间模型,分析在驾车和公共交通两种出行模式下的两个机场可... 详细信息

为剖析多交通态势下“一市两场”的可达性时空规律,优化航空运能分配。通过百度地图API数据,构建在不同时间特征的交通状态下的成都双流国际机场、天府国际机场的加权平均出行时间模型,分析在驾车和公共交通两种出行模式下的两个机场可达性空间格局。结果表明:天府国际机场的投用使得成都市枢纽机场服务范围空间分布上趋向于“东西均衡”;在驾车出行模式下,两机场1 h覆盖范围在空间上互补;在公共交通出行模式下,两机场2 h覆盖范围在空间上互补。驾车出行模式下的成都市机场可达性均高于公共交通模式出行,驾车出行模式的1 h覆盖范围开始出现重叠,1.5 h可达性辐射范围已经完全覆盖主城区;而公共交通出行从1.5 h覆盖范围开始出现重叠,3 h可达性辐射范围基本覆盖主城区且呈现“西部可达性较好,东部可达性较差”的现象。以成都为中转点,双流机场的中转效率较高,显现出地理位置的优势,且成都市主城区东部边缘部分公共交通可达性极差。天府机场及配套道路基础设施的投入使用极大提高了成都县级区域可达性,其中成都市简阳市居民出行便利度显著提高,金堂县、青白江区周末出行拥堵大幅缓解。

关键词： “一市两场” 城市交通可达性空间格局出行规划

因天气影响的航空器绕飞管制安全评估及策略分析

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科学技术与工程 2024年第6期24卷 2590-2600页

作者：康瑞李凌海牟睿聆周裕川中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

为降低航空器在绕飞情况下管制指挥事故的风险,采用事故树分析法(fault tree analysis, FTA)和层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)相结合的方式对管制员在进行绕飞管制时发生指挥事故建立综合风险评估模型并制定风险管控措施... 详细信息

为降低航空器在绕飞情况下管制指挥事故的风险,采用事故树分析法(fault tree analysis, FTA)和层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)相结合的方式对管制员在进行绕飞管制时发生指挥事故建立综合风险评估模型并制定风险管控措施,以及验证所提管控措施的有效性。首先对各风险因素进行逐层分析,找出其关联性,建立绕飞管制指挥事故的事故树模型。以此为基础,结合层次分析法,确定各层风险指标权重。同时依据各指标总权重的排序结果,提出了在绕飞情况下管制指挥事故的管控措施,最后以长沙区域管制空域为实例对所提方案进行验证。结果表明:在本文方案下虽然雷雨、风切变、协调程序过于复杂和航空器偏离计划航路仍然是导致绕飞管制事故的重要因素,但其重要程度下降了6.2%,且成熟管制员人数不足、扇区流量大和预案频繁发生变化的状况得到有效解决。证明了该方案能够有效抑制导致绕飞管制指挥事故发生的事件的重要程度,减少因极端天气和扇区负荷过大而出现的安全风险事故,整体提高管制系统的稳定性和可靠性。

关键词：空中交通管理绕飞管制风险控制事故树层次分析

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自动飞行员复诵指令生成方法研究

科学技术与工程 2024年第4期24卷 1588-1596页

作者：潘卫军蒋培元李煜琨王腾陈宽明中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

为了提高效率,降低培训成本并推广使用计算机来取代管制模拟机中的飞行员席位,采用集成学习的策略来生成飞行员复诵指令。选用5个大规模预训练语言模型进行微调,并使用K折交叉验证来筛选出性能较好的4个模型作为基础模型来构建集成学习... 详细信息

为了提高效率,降低培训成本并推广使用计算机来取代管制模拟机中的飞行员席位,采用集成学习的策略来生成飞行员复诵指令。选用5个大规模预训练语言模型进行微调,并使用K折交叉验证来筛选出性能较好的4个模型作为基础模型来构建集成学习模型。所构建的集成学习模型在管制指令数据集上取得在本领域中的最优效果。在通用的ROUGE(recall-oriented understudy for gisting evaluation)评价标准中,取得R_(OUGE-1)=0.998,R_(OUGE-2)=0.995,R_(OUGE-L)=0.998的最新效果。其中,R_(OUGE-1)关注参考文本与生成文本之间单个单词的匹配度,R_(OUGE-2)则关注两个连续单词的匹配度,R_(OUGE-L)则关注最长公共子序列的匹配度。为了克服通用指标在本领域的局限性,更准确地评估模型性能,针对生成的复诵指令提出一套基于关键词的评价标准。该评价指标准基于管制文本分词后的结果计算各个关键词指标来评估模型的效果。在基于关键词的评价标准下,所构建模型取得整体准确率为0.987的最优效果,对航空器呼号的复诵准确率达到0.998。

关键词：微调策略文本生成管制员培训集成学习自动飞行员

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基于雷达探测数据的尾涡危险区评估

科学技术与工程 2024年第20期24卷 8783-8789页

作者：潘卫军蒋倩兰陈宽明中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

针对尾涡危险区域的研究可以有效避免后机尾涡危险遭遇事件的发生,提出了一种基于激光雷达探测数据的尾涡危险区计算方法。根据雷达实测数据反演飞机尾涡的演化轨迹和速度环量;基于后机遭遇前机尾涡的空气动力学响应构建滚转力矩系数模... 详细信息

针对尾涡危险区域的研究可以有效避免后机尾涡危险遭遇事件的发生,提出了一种基于激光雷达探测数据的尾涡危险区计算方法。根据雷达实测数据反演飞机尾涡的演化轨迹和速度环量;基于后机遭遇前机尾涡的空气动力学响应构建滚转力矩系数模型;考虑尾涡在实际场景下的演化情况,结合反演得到的尾涡特征参数,计算飞机遭遇尾涡时的滚转力矩并计算尾涡危险区。结果表明:基于激光雷达探测数据反演尾涡特征参数,左涡和右涡的位置、环量并不一致,据此结合滚转力矩系数模型计算得到的整体危险区域也具有不对称性,当单涡更稳定时,对应的危险区域也更大。以B738为后机,选取某一尾涡探测片段验证,对于涡心坐标位置为左涡(390 m,8.61°),右涡(435 m,8.85°)的尾涡,左涡、右涡的环量分别为256.83 m^(2)/s和223.35 m^(2)/s,左涡相对右涡实际划设的危险区覆盖范围更大,因此后机与前机左右尾涡的安全阈值区域不同,可据此对横向间隔做出不同调整,因此所提方法有利于为分析后机遭遇安全性、缩短尾流间隔提出重要参考。

关键词：激光雷达背景风场尾流特征参数尾涡危险区域

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基于邻接矩阵的复杂网络演化融合迭代方法

复杂系统与复杂性科学 2024年

作者：牟奇锋李晓倩中国民用航空飞行学院机场学院

为更高效地处理复杂网络拓扑结构的连续拆分与重组，降低算力消耗，提出邻接矩阵融合迭代方法。通过邻接矩阵行列向量融合实现复杂网络聚合，定义网络演化融合拆分迭代步骤及形式，并以构建航班保障网络为例进行实证分析。最后，模拟有... 详细信息

为更高效地处理复杂网络拓扑结构的连续拆分与重组，降低算力消耗，提出邻接矩阵融合迭代方法。通过邻接矩阵行列向量融合实现复杂网络聚合，定义网络演化融合拆分迭代步骤及形式，并以构建航班保障网络为例进行实证分析。最后，模拟有向网络的融合拆分过程，引入时间、空间复杂度指标验证该方法的有效性。结果表明，所提方法与实证网络拓扑结构的演化生成过程一致，其运算复杂度较其他方法更低，尤其适用于有向稠密网络研究。

关键词：复杂网络拓扑结构连续拆分与重组邻接矩阵融合迭代航班保障网络稠密网络

基于BERT-Bi-LSTM-CRF模型的机场类中文航行通告要素实体识别

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科学技术与工程 2024年第10期24卷 4182-4188页

作者：郝宽公董兵吴悦彭自琛罗创中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

航行通告是民用航空情报领域的重要情报资料,针对中文航行通告专业名词较多、格式不统一及语义复杂等问题,提出了一种基于BERT-Bi-LSTM-CRF的实体识别模型,对航行通告E项内容中事件要素实体进行抽取。首先通过BERT(bidirectional encode... 详细信息

航行通告是民用航空情报领域的重要情报资料,针对中文航行通告专业名词较多、格式不统一及语义复杂等问题,提出了一种基于BERT-Bi-LSTM-CRF的实体识别模型,对航行通告E项内容中事件要素实体进行抽取。首先通过BERT(bidirectional encoder representations from transforms)模型对处理后的向量进行预训练,捕捉丰富的语义特征,然后传送至双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory,Bi-LSTM)模型对上下文特征进行提取,最后利用条件随机场(conditional random field,CRF)模型对最佳实体标签预测并输出。收集并整理机场类航行通告相关的原始语料,经过文本标注与数据预处理,形成了可用于实体识别实验的训练集、验证集和评价集数据。基于此数据与不同的实体识别模型进行对比实验,BERT-Bi-LSTM-CRF模型的准确率为89.68%、召回率为81.77%、F_(1)为85.54%,其中F 1相比现有模型得到有效提升,结果验证了该模型在机场类航行通告中要素实体识别的有效性。

关键词：机场类航行通告要素实体识别双向转换编码器双向长短期记忆网络文本信息抽取

基于数字高程模型的民航甚高频地空通信信号覆盖仿真

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科学技术与工程 2024年第1期24卷 95-103页

作者：徐亚军吴红洪曾葆鸿方鹏越中国民用航空飞行学院空中交通管理学院德阳618307

为解决起伏地形下民航甚高频(very high frequency,VHF)地空通信信号覆盖范围计算精度低、冗余度大、数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据获取缺乏自动性及信号覆盖图可视性差等问题,采用最大遮蔽角截止法等进行仿真研究。首... 详细信息

为解决起伏地形下民航甚高频(very high frequency,VHF)地空通信信号覆盖范围计算精度低、冗余度大、数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据获取缺乏自动性及信号覆盖图可视性差等问题,采用最大遮蔽角截止法等进行仿真研究。首先,考虑计算覆盖范围存在误差,提出利用反距离加权(inverse distance weight,IDW)插值法提高地形辨识度并在计算覆盖范围时考虑大气损耗;其次,为解决DEM数据获取缺乏自动性,利用MATLAB编码自动提取;再次,考虑遮蔽角计算存在冗余,采用“最大遮蔽角截止法”降低计算量;最后,为使覆盖范围直观可视,绘制二维及三维的覆盖显示图。结果表明,这些方法使遮蔽角计算量相较改进前降低了约64.60%,信号覆盖精度相较改进前提高了约3.315%。改进的覆盖仿真程序可以为VHF地面通信台站选址及飞行航线规划提供有效支撑。

关键词：甚高频通信数字高程模型反距离加权插值法遮蔽角大气损耗覆盖率

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基于模拟退火粒子群算法的甚高频台站补盲

科学技术与工程 2024年第21期24卷 8996-9001页

作者：徐亚军吴红洪赵一阳张强中国民用航空飞行学院空中交通管理学院德阳618307

目前中国西藏地区甚高频(very high frequency,VHF)通信台站在7000 m及以上高空航路通信信号覆盖存在覆盖盲区,但是并没有针对VHF通信信号盲区补盲方面的研究及对应的解决办法。为了解决以上问题,提出了一种以西藏地区的实际地形为优化... 详细信息

目前中国西藏地区甚高频(very high frequency,VHF)通信台站在7000 m及以上高空航路通信信号覆盖存在覆盖盲区,但是并没有针对VHF通信信号盲区补盲方面的研究及对应的解决办法。为了解决以上问题,提出了一种以西藏地区的实际地形为优化算法搜索对象,以拉萨管制区管辖范围内航路通信信号的单重覆盖率、双重覆盖率及管制区的冗余度为指标的补盲部署数学模型。接着,在不改变西藏地区原有VHF通信台站数量和位置的基础上,利用模拟退火粒子群算法,采用最小频率最少台站个数寻找一个最优台站对未覆盖的一段航路进行VHF通信信号覆盖研究。仿真结果表明,该算法不仅实现了采用最小频率最少台站个数解决航路通信信号覆盖盲区的目标,而且克服了粒子群算法在寻优过程中易陷入局部最优解的缺点,同时也证明了提出的补盲部署数学模型的正确性及改进的粒子群算法的高效性。该算法和模型可以为航线网路规划、台站部署优化及最终通过该方法解决频谱资源匮乏问题提供理论支撑和技术支持。

关键词：数学模型补盲部署粒子群算法模拟退火算法

KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

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表面技术 2024年第9期53卷 158-166页

作者：李国涛何强许泽华张磊陈勇刚杜治材中国民用航空飞行学院民航安全工程学院四川广汉618307

目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润... 详细信息

目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌,通过X射线能量色散能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素分布,使用X射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面润滑膜的元素价态,探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。结果经过修饰后,纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优,摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现,KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度,修复磨损表面。KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点,首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面,在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成;其次,KH-mullite能够进入润滑膜中,将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。结论Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用,经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。

关键词：莫来石纳米添加剂 KH550 聚脲润滑脂摩擦学性能磨损机制

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