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基于响应面法的镍基高温合金GH4169电弧增材工艺优化

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材料导报 2024年第19期38卷 205-211页

作者：郭志永李猛张志强路学成张天刚曹轶然中国民航大学航空工程学院天津300300

本工作以CMT-P复合电弧增材制造镍基合金GH4169为研究对象,综合考虑送丝速度、焊接速度和脉冲数量等工艺参数,以变形量和成形精度等成形质量为评价指标,采用中心复合响应面法进行工艺参数优化。建立变形量与成形精度的回归模型,分析工... 详细信息

本工作以CMT-P复合电弧增材制造镍基合金GH4169为研究对象,综合考虑送丝速度、焊接速度和脉冲数量等工艺参数,以变形量和成形精度等成形质量为评价指标,采用中心复合响应面法进行工艺参数优化。建立变形量与成形精度的回归模型,分析工艺参数对成形质量的单体与交互效应。研究表明:对变形量影响最显著的因素是送丝速度,脉冲数量次之,焊接速度的影响最小。脉冲数量对成形精度的影响明显大于送丝速度和焊接速度,并且送丝速度和脉冲数量对其具有显著的交互作用;基于综合优化目标,获得了最优参数组合:送丝速度3.5 m/min、焊接速度5.8 mm/s、脉冲数量30;对比成形质量的模型预测与试验结果,变形量与成形精度的误差分别为10.3%和4%,验证了所建立成形质量模型的正确性。

关键词：电弧增材制造 CMT-P GH4169 响应面法工艺优化

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基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1491-1499页

作者：牛国臣王晓楠中国民航大学机器人研究所天津300300 中国民航大学民航智慧机场理论与系统重点实验室天津300300

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,... 详细信息

感知是自动驾驶的基础和关键,但大多数单个模型无法同时完成交通目标、可行驶区域和车道线等多项检测任务。提出一种基于交叉注意力的多任务交通场景检测模型,可以同时检测交通目标、可行驶区域和车道线。使用编解码网络提取初始特征,利用混合空洞卷积对初始特征进行强化,并通过交叉注意力模块得到分割和检测特征图。在分割特征图上进行语义分割,在检测特征图上进行目标检测。实验结果表明:在具有挑战性的BDD100K数据集中,所提模型在任务精度和总体计算效率方面优于其他多任务模型。

关键词：注意力机制多任务学习自动驾驶目标检测混合空洞卷积

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面部三维生理特征点在睡眠剥夺中的疲劳检测

北京航空航天大学学报 2024年第9期50卷 2753-2762页

作者：李敬强房秋樊天辰马龙中国民航大学安全科学与工程学院天津300300 中国民航大学民航安全科学研究所天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300

睡眠不足、生理节律紊乱是导致交通运输岗位人员疲劳的重要因素,随着值勤“刷脸”技术的兴起,及时识别岗位人员疲劳状态是安全风险防范关口前移的必要举措。为深入探索面部疲劳的三维变化,通过30 h睡眠剥夺实验,基于主成分分析(PCA)法... 详细信息

睡眠不足、生理节律紊乱是导致交通运输岗位人员疲劳的重要因素,随着值勤“刷脸”技术的兴起,及时识别岗位人员疲劳状态是安全风险防范关口前移的必要举措。为深入探索面部疲劳的三维变化,通过30 h睡眠剥夺实验,基于主成分分析(PCA)法融合面部双侧曲率特征,提出皱纹严重程度指数(WSI),结合主观疲劳评估、精神运动警觉度测试和客观心率(HR)监测方法,综合判断受试者的面部疲劳程度。结果表明:在睡眠剥夺条件下,WSI变化和疲劳的波动特征明显,整体呈逐渐升高趋势;30 h实验数据显示,WSI变化和主观疲劳指数、反应时的波动趋势有较强相关性(P<0.01)和HR的波动趋势有一定的关联性(P<0.05)。基于WSI指数将疲劳划分为4个等级,从三维生理特征的角度验证面部疲劳静态检测的可行性,研究结果为疲劳快速检测技术提供了新思路。

关键词：面部特征疲劳检测睡眠剥夺三维建模昼夜节律

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基于证据理论和区间分析的eVTOL热失控安全性分析

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西北工业大学学报 2024年第3期42卷 558-566页

作者：王鹏王晓聪肖女娥李勃阳中国民航大学民航航空器适航审定技术重点实验室天津300300 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

为保证eVTOL的安全性,需要对锂电池的热失控问题进行安全性分析。针对锂电池热失控失效数据不足这一问题,提出一种基于证据理论和区间分析的安全性评估方法:对系统进行故障树建模;针对故障树分析中存在的底事件失效率不精确的问题,使用... 详细信息

为保证eVTOL的安全性,需要对锂电池的热失控问题进行安全性分析。针对锂电池热失控失效数据不足这一问题,提出一种基于证据理论和区间分析的安全性评估方法:对系统进行故障树建模;针对故障树分析中存在的底事件失效率不精确的问题,使用证据理论计算底事件失效概率区间,并结合区间理论对故障树顶事件进行计算;通过重要度分析,找出对顶事件影响最大的底事件。利用所提方法,对eVTOL电池热失控进行安全性分析并计算各底事件的重要度,从而为降低系统失效概率、提升系统安全性水平提供依据。

关键词：安全性证据理论区间分析热失控

冰雪天气下基于LSTM的跑道温度数据-机理联合预测

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北京航空航天大学学报 2024年第7期50卷 2184-2194页

作者：陈斌刘悦尹开浪方珣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

温度是跑道结冰的重要因素,针对跑道除冰运行的跑道热特性参数瞬态变化问题和温度周期序列缓慢变化特性,建立冰雪天气下基于长短时记忆(LSTM)的跑道温度数据-机理联合预测模型。通过最大信息系数法选择数据模型的输入特征变量,采用动态... 详细信息

温度是跑道结冰的重要因素,针对跑道除冰运行的跑道热特性参数瞬态变化问题和温度周期序列缓慢变化特性,建立冰雪天气下基于长短时记忆(LSTM)的跑道温度数据-机理联合预测模型。通过最大信息系数法选择数据模型的输入特征变量,采用动态时间弯曲法进行跑道温度数据聚类划分,建立基于LSTM的数据预测模型;通过跑道热力学知识获取跑道温度预测机理模型,采用最小误差赋权法建立跑道温度数据-机理联合预测模型。仿真预测显示,预测时长为20 min、残差阈值为±0.5℃时,数据-机理联合预测模型优于单独的数据预测模型和机理模型,预测准确率可达99.34%;横向对比显示,在相同边界条件下,数据-机理联合预测模型优于BP神经网络、多元回归模型和支持向量机模型,平均准确率提高26.11%。研究表明,基于LSTM的跑道温度数据-机理联合预测模型契合冰雪天气下跑道除冰运行实际,可获得较好的跑道温度短时预测结果。

关键词：跑道温度冰雪天气预测长短时记忆神经网络动态时间弯曲

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基于DQN的机场加油车动态调度方法研究

西北工业大学学报 2024年第4期42卷 764-773页

作者：陈维兴李业波中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对实际航班时刻不确定导致机场加油车利用率低、调度实时性差的问题,提出一种结合了多目标深度强化学习框架的深度Q网络加油车动态调度方法。建立了以最大化加油任务准时率以及平均空闲车辆占比为目标的优化模型;设计了5个衡量车辆当... 详细信息

针对实际航班时刻不确定导致机场加油车利用率低、调度实时性差的问题,提出一种结合了多目标深度强化学习框架的深度Q网络加油车动态调度方法。建立了以最大化加油任务准时率以及平均空闲车辆占比为目标的优化模型;设计了5个衡量车辆当前状态的状态特征作为网络的输入,再根据2种目标提出了2种调度策略作为动作空间,使得算法能够根据航班动态数据实时生成动态调度方案;完成了对机场加油车动态调度模型的求解,并利用不同规模的算例验证了算法的有效性以及实时性。将所提方法应用于实际调度中,结果表明,与人工调度相比,平均每天加油任务准时完成数增加9.43个,车辆平均工作时间减少57.6 min,DQN的结果更具优势,提升了加油车运行效率。

关键词：机场加油车动态调度深度强化学习深度Q网络多目标优化

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基于视觉的机场无人驱鸟车路径规划算法

北京航空航天大学学报 2024年第5期50卷 1446-1453页

作者：王蕊李金洺史玉龙孙辉中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

机场飞行区存在的低空飞鸟严重威胁飞行器的起飞和降落安全,现有的驱鸟措施难以高效驱离低空飞鸟,且存在设备资源消耗高、受时空影响大等问题。为此,使用无人驱鸟车替代有人驾驶车辆进行驱鸟工作,并使用搭载固定摄像云台的无人驱鸟车对... 详细信息

机场飞行区存在的低空飞鸟严重威胁飞行器的起飞和降落安全,现有的驱鸟措施难以高效驱离低空飞鸟,且存在设备资源消耗高、受时空影响大等问题。为此,使用无人驱鸟车替代有人驾驶车辆进行驱鸟工作,并使用搭载固定摄像云台的无人驱鸟车对机场低空中鸟类进行实时检测,获取鸟情数据后,为无人驱鸟车路径规划提供鸟情数据基础。针对鸟类检测的问题,提出一种基于坐标注意力机制改进的YOLOv5网络,对小目标鸟类进行高效的实时检测,使网络更加精准地对鸟类进行定位;针对传统路径规划算法存在路径距离较长、拐点较多等缺陷,提出一种改进的天牛群算法,可有效缩短无人驱鸟车行驶距离,精准躲避机场内静态障碍物和动态障碍物,并快速到达指定驱鸟位置。实验结果表明:所提算法可对机场鸟类进行有效检测,为无人驱鸟车及时提供鸟情数据,利用改进的天牛群算法缩短规划路径的距离,使无人驱鸟车更加精准快速地到达指定驱鸟位置,有效减少人力资源投入,节约无人驱鸟车行进所需能源,提高驱鸟效率。

关键词：卷积神经网络鸟类检测无人车天牛群算法路径规划

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基于微分平坦的高超声速飞行器跟踪控制方法

系统工程与电子技术 2024年第3期46卷 1084-1092页

作者：赵昱宇索超王雨潇中国民航大学电子信息与自动化学院天津300300

针对高超声速飞行器跟踪控制存在控制相对阶较高、过程状态约束强等问题,提出基于微分平坦的高超声速飞行器跟踪控制和外环跟踪控制方法,避免串级自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)等控制方法带来的鲁棒性问题,微... 详细信息

针对高超声速飞行器跟踪控制存在控制相对阶较高、过程状态约束强等问题,提出基于微分平坦的高超声速飞行器跟踪控制和外环跟踪控制方法,避免串级自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)等控制方法带来的鲁棒性问题,微分平坦将过程状态和控制输入映射为关于平坦输出的函数,在模型线性化的同时实现了轨迹规划的约束降维。针对不确定性较强的姿控内环,搭配ADRC从而避免微分高阶模型推导下的微分爆炸问题,ADRC不依赖于精确模型信息,提升了控制系统鲁棒性。仿真结果表明,微分平坦和ADRC互补对方缺陷,具有良好的控制性能和鲁棒性。

关键词：自抗扰控制微分平坦高超声速飞行器轨迹跟踪姿态控制

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国际视野下高质量职教师资队伍建设研究——基于OECD教育调研报告的分析

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中国职业技术教育 2024年第18期 68-77页

作者：刘丽桑宁霞山西大学继续教育学院

职教师资是支持各国建设高质量职业教育体系、实施高质量职业教育的根本力量。基于OECD发布的系列教育调研报告,深度检视国际视野下职教师资队伍建设存在的主要问题有:供需结构不平衡;数字素养与技能不高;培养培训体系不健全。相关国家... 详细信息

职教师资是支持各国建设高质量职业教育体系、实施高质量职业教育的根本力量。基于OECD发布的系列教育调研报告,深度检视国际视野下职教师资队伍建设存在的主要问题有:供需结构不平衡;数字素养与技能不高;培养培训体系不健全。相关国家为建设高质量职教师资队伍采取的实践举措有:加大职业发展支持力度,缓解职教教师队伍的供需矛盾;完善配套数字教育资源,提升职教教师的数字素养与技能;强化培养培训协同机制,健全职教教师的培养培训体系。在此基础上,我国高质量职教师资队伍建设的行动路向为:优存量、扩增量、提质量,强力保障职教师资队伍的供需平衡;兴基建、立标准、研评估,系统提升职教教师的数字素养与技能;强职前、优职后、促贯通,合力完善职教教师的培养培训体系,全面推进我国高质量职教师资队伍建设。

关键词：职业教育比较研究 OECD 高质量发展师资队伍建设