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京津多机场系统容量损失影响分析

科学技术与工程 2024年第12期24卷 5212-5219页

作者：韩红蓉黄婕赵嶷飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300

全球范围内多机场系统数量和规模都在不断增长。由于终端区内有限资源的限制,邻近机场的运行存在一定的相关性,这导致多机场系统运行效率低下。为了估计多机场运行产生的限制,以北京终端区为例提出一种统计分析框架对多机场系统的容量... 详细信息

全球范围内多机场系统数量和规模都在不断增长。由于终端区内有限资源的限制,邻近机场的运行存在一定的相关性,这导致多机场系统运行效率低下。为了估计多机场运行产生的限制,以北京终端区为例提出一种统计分析框架对多机场系统的容量损失进行整体分析。首先,根据理论容量模型分别计算出北京终端区各机场的理论容量,并进一步确定各机场独立运行下的实际容量;其次,以北京终端区的历史运行数据为基础,估计出3个机场及终端区系统的具有鲁棒性的Pareto容量包络曲线;最后,基于独立运行容量与相关运行容量量化出终端区各机场及多机场系统的实际容量损失。为进一步提高多机场终端区的运行效率提供建议与参考。

关键词：多机场系统终端区相关性容量损失

基于ADS-B数据的一次雷达系统误差配准方法

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空军工程大学学报 2024年第1期25卷 83-89页

作者：张召悦黄诚昊中国民航大学空中交通管理学院天津300300

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,... 详细信息

针对大误差一次雷达测量过程中雷达配准方法的精度提升问题,分析了一次雷达误差分布特性,以广播式自动相关监视系统的航迹数据为真值,提出了基于改进轨迹跟踪滤波的实时雷达配准方法。采用点云配准方法中随机抽样一致性的迭代最近点法,对基于期望增加模型的变结构交互式多模型算法中的偏置函数进行了改进,有效减少了随机误差在配准过程中的影响,并获得最优的偏置参数,以提升大误差一次雷达配准的精度。算例分析结果表明,该方法配准后可使所选一次雷达俯仰角平均绝对误差降低至0.04°,方位角平均绝对误差降低至0.07°,为雷达系统误差配准提供新方法支撑。

关键词：广播式自动相关监视一次雷达配准航空器轨迹滤波点云配准

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考虑管制员负荷的空中交通流量动态短期预测

飞行力学 2024年第2期42卷 82-88,94页

作者：朱承元田睿中国民航大学空中交通管理学院天津300300

常用的空中交通流量预测方法忽视了因管制员工作负荷对航班流量实施控制引起的流量变化等动态因素,导致流量预测不够合理,为此,提出了考虑管制员负荷的空中交通流量动态短期预测方法。考虑到管制员负荷难以量化,引入与管制员负荷正相关... 详细信息

常用的空中交通流量预测方法忽视了因管制员工作负荷对航班流量实施控制引起的流量变化等动态因素,导致流量预测不够合理,为此,提出了考虑管制员负荷的空中交通流量动态短期预测方法。考虑到管制员负荷难以量化,引入与管制员负荷正相关的管制通信时间变量,以历史统计数据为依据,建立管制通信时间与航班流量的拟合模型;建立了航班流量和管制通信时间的向量自回归模型;建立了航班流量与管制通信时间的向量误差修正模型(VECM)并进行了2 h的短期流量预测,并与采用单变量ARIMA的预测结果进行比较与分析。结果表明VECM比ARIMA的预测结果准确度提升了6.88%,证明了所提出的预测方法合理可行,为空中交通流量动态短期预测提供了新的方法和思路。

关键词：动态短期流量预测管制员工作负荷向量自回归模型向量误差修正模型

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基于VPNRS-RF的飞机液压系统故障诊断模型

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机械设计与制造 2024年第2期396卷 255-260页

作者：李耀华王签签中国民航大学航空工程学院天津300300

针对飞机液压系统故障诊断特征值冗余难以精准获取和准确率不高的问题,提出一种基于变精度邻域粗糙集(Variable Precision Neighborhood Rough Set,VPNRS)和随机森林(Random Forest,RF)相结合的特征选择算法,并以此为基础建立飞机液压... 详细信息

针对飞机液压系统故障诊断特征值冗余难以精准获取和准确率不高的问题,提出一种基于变精度邻域粗糙集(Variable Precision Neighborhood Rough Set,VPNRS)和随机森林(Random Forest,RF)相结合的特征选择算法,并以此为基础建立飞机液压系统故障诊断模型。VPNRS-RF算法主要是利用随机森林算法分别对变精度邻域和模糊熵粗糙集约简后的特征进行重要度排序,再次筛选后确定最优特征子集,使用最优特征子集对在线贯序极限学习机(OSELM)分类模型进行训练,从而提高故障信息获取准确率。最后以飞机起落架收放系统为例进行仿真研究,验证了VPNRS-RFOSELM模型的优越性。

关键词： VPNRS-RF OSELM 液压系统特征选择最优特征子集

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城市无人机航线飞行间隔与调控频率综合研究

交通信息与安全 2024年第1期42卷 11-18页

作者：张健王守源赵嶷飞卢飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300 民航东北空管局吉林分局长春130000

聚焦城市无人机航线飞行,为确保运行安全,需要为无人机配备合适的飞行间隔。面向同航线纵向飞行场景,研究了考虑冲突频率与碰撞概率且符合ICAO间隔制定原则的间隔调控模型。通过研究仅考虑无人机定位误差下的碰撞风险,得到无人机纵向飞... 详细信息

聚焦城市无人机航线飞行,为确保运行安全,需要为无人机配备合适的飞行间隔。面向同航线纵向飞行场景,研究了考虑冲突频率与碰撞概率且符合ICAO间隔制定原则的间隔调控模型。通过研究仅考虑无人机定位误差下的碰撞风险,得到无人机纵向飞行间隔,作为后续间隔计算的基准;通过综合考虑定位误差和速度误差引发的位置不确定性,计算伴随无人机航线飞行进程的碰撞风险。加大纵向间隔会延迟突破安全目标水平的时机,但随着飞行进程的推进,碰撞风险终将突破安全目标水平。基于此,提出了无人机位置调控机制,对2架无人机位置进行定期调控,以消除速度所产生的累积误差。针对某1个指定的安全目标水平,得到了纵向间隔与位置调控频率的关系曲线,发现二者存在博弈关系,实施高频调控,需要采取更小的航线间隔;反之,则需要加大航线间隔。同时,为兼顾城市空间与位置调控能力的双重约束,提出了选取曲率最大值位置的所需飞行间隔与调控频率作为折中方案,发现安全目标水平要求越严格,所需调控频率和飞行间隔越大。实验得到在满足安全目标水平为5×10^(-9)次/飞行小时情况下,所需调控频率为87次/h,所需纵向飞行间隔为90 m;同时在实际运行环境中,应用上述评估模型与方法可以客观选择所需间隔和调控频率。本文研究可以兼顾城市物流无人机空中运行的安全,提高城市空域利用率和派送效率。

关键词：无人机安全安全目标水平飞行间隔位置调控频率

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基于二维云模型的进近管制系统安全风险评估

重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第7期43卷 94-103页

作者：张兆宁史卓晨中国民航大学空中交通管理学院天津300300

进近管制系统的安全运行是确保民航运输安全的关键。安全风险评估是风险管理的基础,其可以提升安全风险管理效率,提高系统整体运行的安全性。同时考虑安全风险因素和安全风险事件,从管制员风险、设备风险、气象环境风险、管制环境风险... 详细信息

进近管制系统的安全运行是确保民航运输安全的关键。安全风险评估是风险管理的基础,其可以提升安全风险管理效率,提高系统整体运行的安全性。同时考虑安全风险因素和安全风险事件,从管制员风险、设备风险、气象环境风险、管制环境风险和管理风险等5大方面建立进近管制系统安全风险评估指标体系;通过二维云模型得到某进近管制系统的安全风险等级为Ⅲ级并与一维云模型对比,证明评估模型具有有效性。将组合赋权的方法与改进的层次分析法和CRITIC法作对比分析,结果表明:组合赋权的方法不仅减少了主观随意性,还中和了主客观权重的不足;使用组合赋权-二维云模型进行进近管制系统安全风险评估结果更加准确。

关键词：交通运输工程安全风险评估进近管制系统指标体系二维云模型最小二乘法

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基于多维空间的航路利用率

科学技术与工程 2024年第7期24卷 3004-3009页

作者：谢春生胡泽涛张兆宁中国民航大学空中交通管理学院天津300300

航路利用率表征了空域中航路的利用情况,通过计算航路利用率可以实现对空域资源进行更合理、高效的利用。为了更加准确地计算给定时间段内固定航路的利用率,通过构建抽象的三维空间,提出了一种基于多维空间的航路利用率计算方法。在考... 详细信息

航路利用率表征了空域中航路的利用情况,通过计算航路利用率可以实现对空域资源进行更合理、高效的利用。为了更加准确地计算给定时间段内固定航路的利用率,通过构建抽象的三维空间,提出了一种基于多维空间的航路利用率计算方法。在考虑时间和空间两个角度之间的相互联系有了突破,从时间、航路、高度层三个维度建立航路时空利用率计算模型计算航路时空利用率,结合航路容量利用率,从时间、空间、容量三个角度出发,建立了航路利用率计算模型。最后通过算例分析计算得到某一空域四条航路的利用率。

关键词：航路利用率多维空间高度层航路航路时空利用率航路容量利用率

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大规模飞机排班问题研究综述

交通信息与安全 2024年第1期42卷 1-10,27页

作者：张宝成冉博文中国民航大学空中交通管理学院天津300300

飞机排班是航班计划的关键环节,直接影响民航运输的安全和经济效益。随着中国机队规模的稳步扩张,大规模飞机排班问题的研究愈发迫切;然而,早期基于连接网络或时空网络的机型指派模型及侧重运营收益、维修需求或鲁棒性的飞机排班问题模... 详细信息

飞机排班是航班计划的关键环节,直接影响民航运输的安全和经济效益。随着中国机队规模的稳步扩张,大规模飞机排班问题的研究愈发迫切;然而,早期基于连接网络或时空网络的机型指派模型及侧重运营收益、维修需求或鲁棒性的飞机排班问题模型,在问题规模、约束条件数量等方面往往受限,不能满足大规模飞机排班需求。本文在分析各类排班问题关联性和局限性的基础上,归纳了大规模一体化飞机排班问题的模型及其求解算法,分析了各算法的适用范围、优势和不足,并发现:分阶段排班模型无法保证全局最优解,一体化飞机排班模型更具有实际意义;精确算法理论上可保证求得最优解,但运算复杂、耗时长、模型分解难度大;启发式算法计算速度快,步骤简单,但无法保证求解的质量和算法的稳定性。在此基础上,进一步提出了未来大规模一体化飞机排班问题的研究方向:①问题建模方面,可在优化航线网络结构的同时,综合考虑航线需求、时间均衡调度和个性化机组指派等因素,建立一体化飞机排班集成模型,以解决现有模型的局限性;②问题求解方面,可以将Benders分解和列生成算法相结合,将整个问题分解为相对简单的主问题和子问题的组合,减少求解难度;也可将精确算法和启发式算法相结合,在保证求解精度的前提下尽量减少运算耗时,提高求解效率。

关键词：航空运输飞机排班整数规划机型指派 Benders分解列生成算法

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基于扇区开合的管制员排班优化

科学技术与工程 2024年第4期24卷 1707-1714页

作者：王莉莉马也中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为提高管制员的利用效率和工作满意度,制定出更切合实际运行的管制员排班表,从管制工作的实际需要出发,以人员需求数量最少为目标,在符合民航局各种规章要求的基础上,建立管制员排班模型。在初始模型的基础上,又考虑了人员对工作及休息... 详细信息

为提高管制员的利用效率和工作满意度,制定出更切合实际运行的管制员排班表,从管制工作的实际需要出发,以人员需求数量最少为目标,在符合民航局各种规章要求的基础上,建立管制员排班模型。在初始模型的基础上,又考虑了人员对工作及休息时间的个性化需求,对模型进行改进。最后以某空中交通管理局区域管制室管制员数据为例进行分析,使用LINGO求解器对模型进行求解。结果表明:与手工编制的排班时间表相比,通过排班优化模型制定出的排班方案减少了执勤人数,避免了人员浪费,并能较为充分地满足管制员的个性化需求。

关键词：管制员排班人力资源管理优化模型