检索结果-南通市图书馆

基于改进卷积网络的终端区4D航迹预测与冲突检测

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科学技术与工程 2024年第5期24卷 2150-2157页

作者：张飞桥张亦驰严皓中国民用航空飞行学院经济与管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Orga... 详细信息

随着不断扩大的旅客运输量和航线网络规模,采用飞行计划结合空中交通管制的空中管理办法已经不能与当前民航需求和空中交通流量相匹配,直接影响到航班正常率和运行安全。为解决这一问题,国际民航组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)提出了基于航迹运行(trajectory based operation,TBO)的下一代空中交通管理运行理念,中国民航也提出了智慧民航的建设方案和目标。其中4D航迹是TBO运行的核心组成部分,也是中国建设智慧民航的重要技术指标,其可以对航空器的运行进行精确地管理和控制。因此,提高4D航迹预测的准确性成为了目前急需解决的核心问题。面向航空器的飞行任务实施阶段,从4D航迹预测和冲突检测两个问题进行了研究。在航迹预测方面,采用了基于卷积神经网络-双向门控循环单元(convolutional neural networks-bidirectional gated recurrent unit,CNN-BiGRU)的模型对航迹进行高精度预测;在冲突检测方面,引入了航迹距离检测函数以检验预测模型生成的两条航迹是否存在冲突。通过使用某繁忙终端区真实广播自动相关监视(automatic dependent surveillance-broadcast,ADS-B)历史轨迹数据进行实验,并将该方法与同一数据集上的单一长短时记忆网络(long short-term memory,LSTM)模型和门控循环单元(gated recurrent unit,GRU)模型进行了比较。仿真实验表明,CNN-BiGRU模型的评价指标均优于对比模型,同时预测的两条航迹在未来800 s内不存在冲突。所提出的方法为空中交通管理提供了一种有效的手段,具有重要的应用价值。

关键词： 4D航迹预测基于ADS-B航迹数据飞行冲突检测 CNN-BiGRU

基于范数灰关联-动态功效系数法的机坪U型区空间效率评估

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科学技术与工程 2024年第10期24卷 4336-4342页

作者：李明捷姚霖昊何奕帆中国民用航空飞行学院机场学院广汉618307

为了确定机坪U型区空间效率评估指标体系及其指标的重要程度,分别从机坪设计和机坪运行两个维度建立机坪U型区空间效率评估指标体系。基于此提出了基于范数灰关联-动态功效系数法的机坪U型区空间效率评估方法。并以10个国内大型运输机... 详细信息

为了确定机坪U型区空间效率评估指标体系及其指标的重要程度,分别从机坪设计和机坪运行两个维度建立机坪U型区空间效率评估指标体系。基于此提出了基于范数灰关联-动态功效系数法的机坪U型区空间效率评估方法。并以10个国内大型运输机场航站楼对应的U型区机坪为例进行计算,得到了影响机坪U型区空间效率各指标的权重及各机场航站楼对应的U型区机坪的空间效率评分。提出在U型区设计时应着重考虑指廊边机位个数、U型区指廊纵深和U型区底边长度3个指标。结果表明,该方法能够较为科学地对机坪U型区空间效率影响因素进行综合分析,有效评判不同构型机坪U型区空间效率。

关键词：机坪U型区空间效率范数灰关联动态功效系数法

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基于YOLOv7的机场跑道异物检测算法

电子测量技术 2024年

作者：程擎叶紫何汶键华翔中国民用航空飞行学院空中交通管理学院

机场跑道异物对航班安全起降构成极大威胁，准确及时地检测并清除机场跑道异物是机场安全工作的重点。针对机场跑道异物检测任务中的小目标检测精确度与实时性，提出一种基于YOLOv7的机场跑道异物检测算法。首先在主干网络引入CBAM模块... 详细信息

机场跑道异物对航班安全起降构成极大威胁，准确及时地检测并清除机场跑道异物是机场安全工作的重点。针对机场跑道异物检测任务中的小目标检测精确度与实时性，提出一种基于YOLOv7的机场跑道异物检测算法。首先在主干网络引入CBAM模块，从空间注意力与和通道注意力两方面专注小目标特征信息提取；其次在加强特征提取网络结合AFPN思想提出SA-PANet结构，将相邻有效特征层进行渐进式特征融合，缓解有效特征层之间的语义差距；然后在加强特征提取网络的PANet结构下采样支路中引入BiFormer模块，聚焦小目标特征信息的进一步融合提取；最后在边界框定位损失函数计算过程中引入MPDIoU Loss，加速模型收敛并提升机场跑道异物检测准确率与定位精度。在机场跑道异物图像数据集上实验表明，改进后算法mAP50为98.76%，较改进前算法提升9.09个百分点。与其他针对机场跑道异物检测的算法相比，改进后算法具有更高的检测精度同时将模型参数量与模型计算量增幅控制在可接受范围内，达到机场跑道异物检测任务的准确、快速需求。

关键词：目标检测机场跑道异物注意力机制 CBAM AFPN BiFormer MPDIoU Loss

基于SSA-CNN的航空器着陆跑道占用时间预测

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科学技术与工程 2024年第7期24卷 2813-2820页

作者：陈亚青李颖哲赵瑞高浩然中国民用航空飞行学院民航飞行技术与飞行安全科研基地广汉618307 中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307 中国民用航空飞行学院院办公室广汉618307

国内外相关研究表明,航空器着陆跑道占用时间(aircraft arrive runway occupation time,AROT)是影响机场跑道容量的重要因素,对跑道占用时间的准确预测有利于更准确地评估跑道容量。由于着陆过程的动态性和复杂性,采用注重数据特征提取... 详细信息

国内外相关研究表明,航空器着陆跑道占用时间(aircraft arrive runway occupation time,AROT)是影响机场跑道容量的重要因素,对跑道占用时间的准确预测有利于更准确地评估跑道容量。由于着陆过程的动态性和复杂性,采用注重数据特征提取的卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)对AROT进行预测,针对CNN容易陷入局部最优等缺点,采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm,SSA)对CNN相关参数进行优化。数据采用航空器快速存取记录器(quick access recorder,QAR)的记录作为数据源,涵盖机场数目为34个。根据QAR数据分析AROT影响因素,构建了SSA-CNN预测模型。对QAR数据分析表明AROT与滑行距离、落地气温、跑道入口速度、快速脱离道数量、脱离速度关联性较强,与航空器重量、风速、风向、脱离道角度等影响因素关联性较低。根据影响因素的关联性采用CNN预测模型均方误差为18.35,而优化后的SSA-CNN预测模型均方误差为17.31,预测结果可以为机场评估跑道容量提供参考。

关键词：跑道占用时间跑道容量 SSA-CNN模型 QAR数据

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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

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航空应急救援站脆弱性分析

科学技术与工程 2024年第24期24卷 10569-10575页

作者：廖勇赵一阳吴红洪张丹中国民用航空飞行学院空中交通管理学院广汉618307

为提高区域应急响应速度,增强区域内医疗、消防和紧急物资运输等能力,提出一种基于复杂网络理论的航空应急救援站脆弱性分析方法。首先,构建航空应急救援场站脆弱性评价指标体系,将具体分析指标划分为三类:通过资料搜集直接获得的定量... 详细信息

为提高区域应急响应速度,增强区域内医疗、消防和紧急物资运输等能力,提出一种基于复杂网络理论的航空应急救援站脆弱性分析方法。首先,构建航空应急救援场站脆弱性评价指标体系,将具体分析指标划分为三类:通过资料搜集直接获得的定量计算指标、使用模糊综合评价法进行评价获得的定性评价指标以及借助Pajek工具进行计算得到的网络特性指标;其次,使用集成决策实验室法(decision making trial and evaluation laboratory, DEMATEL)对各评价指标的权重进行估计;最后,使用灰度关联分析法综合评价各节点的脆弱性指数。对某地区现有运输机场布局案例进行分析,结果表明:所提方法在充分考虑待选机场的自身应急救援建设条件的基础上,兼顾救援网络中各机场间的互补性和协同作用,为未来的航空应急救援站选址研究提供了一种高效可靠的评价分析方法。

关键词：航空应急救援复杂网络脆弱性分析灰度关联分析法集成决策实验室法(DEMATEL)

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

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枢纽机场临时机位划设和分配优化研究

枢纽机场临时机位划设和分配优化研究

作者：朱兴澳中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

为了解决枢纽机场停机位的满负荷甚至超负荷运行的安全和效率问题,立足管制移交后机坪运行控制中心的调整权限,分析我国主要枢纽机场停机位超负荷运行特征,基于冲突管理分析潜在运行风险,对枢纽机场的临时机位划设和机位分配优化进行研... 详细信息

为了解决枢纽机场停机位的满负荷甚至超负荷运行的安全和效率问题,立足管制移交后机坪运行控制中心的调整权限,分析我国主要枢纽机场停机位超负荷运行特征,基于冲突管理分析潜在运行风险,对枢纽机场的临时机位划设和机位分配优化进行研究。首先,遵循《关于修订印发航班备降工作规则的通知》启用临时机位的局方规定,明确机坪运行区域内航空器之间潜在的各类冲突;参阅《民用机场飞行区技术标准》,确定各类航空器之间在地面滑行的安全间隔,分析并总结出管制移交模式下启用临时机位方案后的场面相关限制条件。基于运动学模型和蒙特卡洛轨迹偏差理论,优化临时机位的划设。分析常见A与B机位引入线构型和靠廊桥机位对临时机位划设的影响,建立航空器在机坪区域运行的运动方程;基于离散统计理论,建立航空器在正常机位的滑入推出和直线运行状态的蒙特卡洛轨迹偏差和机位运行冲突概率模型;遵照相关运行限制,利用Matlab仿真航空器机坪运行的标称轨迹和偏差区域,研究航空器机位间的冲突概率;以湖南长沙黄花机场A滑行道区域进行实例验证,结果表明:相比人工经验方案,基于蒙特卡洛的轨迹偏差有利于运行冲突区域的精准判断,影响正常机位数量,推出路线干扰数量,对头组数得到了相应的优化,降低了运行风险冲突。根据优化后的临时机位划设方案,构建了临时机位设置下的机位分配模型,进行所有机位的联合分配优化。考虑临时机位不能保障作业的限制,将所有靠廊桥正常机位分为三类,分别为:受临时机位影响推出与滑入的机位、附近可供临时机位拖回进行保障的机位、常规运行的的靠廊桥正常机位,以冲突最低和靠桥率最高构建多目标优化数学模型,设计人工蜂群算法,并以长沙黄花国际机场的进离港航班数据进行实例验证,验证模型和算法的可行性及优化效果。最后,基于软件工程和运动空间可视化呈现技术,运用三维建模、动画和渲染的Cinema 4D软件,对临时机位方案的运行下的次日早班航空器的局部离港情况进行可视化的动态呈现。

关键词：临时机位划设运动学模型蒙特卡洛轨迹机位分配

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基于三方动态博弈的终端区协同决策研究

基于三方动态博弈的终端区协同决策研究

作者：朱莉中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着民航运输的逐步恢复,空中交通流量的迅速增长必然会导致空中交通供需矛盾,空中交通拥堵和航班大面积延误让空中交通流量管理难度日趋增大。作为航空器进离场的交通枢纽,机场终端区承载着提供空中交通管制服务的关键任务,由于航班需... 详细信息

随着民航运输的逐步恢复,空中交通流量的迅速增长必然会导致空中交通供需矛盾,空中交通拥堵和航班大面积延误让空中交通流量管理难度日趋增大。作为航空器进离场的交通枢纽,机场终端区承载着提供空中交通管制服务的关键任务,由于航班需求持续攀升、空域容量有限且耦合紧密,终端区供需矛盾日益突出。因此,为了科学合理分配终端区容量资源,及时采取行而有效的流量管控措施,本文将终端区协同决策理论与动态博弈论相结合,提出一种解决多方利益冲突的终端区协同决策方法。首先,从理论层面分析终端区协同决策动态博弈问题,明确终端区协同决策动态博弈主体,分析动态博弈过程和博弈结果。基于多目标优化与动态博弈之间的关系,提出构建多目标动态博弈模型,并完成相关算法的研究与改进。其次,开展终端区协同容流调配策略研究,从空管部门、机场单位、航空公司三方利益出发,结合动态博弈理论,分析博弈局中人的效用函数和策略空间,构建三方动态博弈容流调配模型,采用多目标粒子群算法和改进的博弈粒子群算法进行求解,使博弈策略实现最优组合。通过与多目标优化相比,最终结果表明,该模型在充分利用终端区容量的同时,有效降低了航班调整量,减少了航班延误损失,提升了整体优化的效益,实现了终端区容量与流量的供需平衡。最后,针对大面积航班延误下的协同容流调配问题,综合分析旅客赔偿成本、航班延误运营成本、航班恢复公平性等影响因素,构建航班恢复综合优先度指标,为航班恢复排序提供依据。从空管部门、机场单位、航空公司协同的角度,优化三方动态博弈容流调配模型,对比分析进离场不同条件下的航班恢复情况。结果表明离场优先级更高时,能够增加航班恢复数量,提升整体航班恢复能力,有利于缓解大面积航班延误造成的空中交通拥堵状况。本文提出的终端区协同决策方法,为不同场景的终端区容流调配提供有效的策略方案,对于缩短协同决策时间、提升航班运行效率、降低航班延误损失具有重要意义。

关键词：协同决策动态博弈终端区容流调配多目标优化博弈粒子群算法