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雷暴低空风切变引起的长周期飞行振动

西南交通大学学报 2004年第2期39卷 189-194页

作者：王永忠中国民航飞行学院空中交通管理系四川广汉618307

典型尺度的雷暴低空风切变以长周期振动频率激励飞机,使其偏离预计下滑航迹.在正弦风切变假定下,利用计算机计算和飞行模拟器模拟研究了长周期振动频率上下的正弦波风切变对飞机着陆航迹的影响.结果表明,计算机计算与飞行模拟器模拟得... 详细信息

典型尺度的雷暴低空风切变以长周期振动频率激励飞机,使其偏离预计下滑航迹.在正弦风切变假定下,利用计算机计算和飞行模拟器模拟研究了长周期振动频率上下的正弦波风切变对飞机着陆航迹的影响.结果表明,计算机计算与飞行模拟器模拟得到的飞行航迹并不完全一致,说明用现有模拟飞行器模拟模式训练飞行员处置雷暴低空风切变是不全面的.

关键词：模拟低空风切变雷暴飞行模拟器飞行航迹偏差长周期振动

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编队飞行中基于危险区域的后机最优位置研究

交通运输系统工程与信息 2022年第5期22卷 300-308页

作者：温瑞英刘文瀚王红勇中国民航大学空中交通管理学院天津300300

编队飞行是实现民航绿色发展的重要措施之一。在前机尾涡危险区域分析的基础上,科学确定后机最优位置是编队飞行的关键。首先,以随机两阶段尾涡消散模型为基础,利用Hallock-Burnham涡模型和诱导滚转力矩系数模型分析后机诱导滚转力矩系... 详细信息

编队飞行是实现民航绿色发展的重要措施之一。在前机尾涡危险区域分析的基础上,科学确定后机最优位置是编队飞行的关键。首先,以随机两阶段尾涡消散模型为基础,利用Hallock-Burnham涡模型和诱导滚转力矩系数模型分析后机诱导滚转力矩系数的演变规律。然后,基于设定的安全阈值,给出前机尾涡危险区域,并考虑飞行高度、速度和风对危险区域的影响。最后,基于后机不同位置处的燃油流量减少率,得出编队飞行中后机最优位置。研究结果表明:后机诱导滚转力矩系数随着前、后机之间横向距离的增加,呈先增后减再增的趋势;随纵向距离的增加,呈先缓慢减小后快速减小的趋势;高度越高、速度越小,诱导滚转力矩系数的峰值越高。飞行高度越高、速度越小,前机初始尾涡的危险区域越大;随着纵向距离的增加,危险区域不断减小,并随涡核的下沉不断下降。侧风使危险区域发生偏离,侧风越大,偏离程度越大。顺风会增加危险区域的纵向距离,顶风则与之相反。两架B737-800飞机在12000 m高度以0.78马赫数进行编队飞行时,前、后机纵向距离3000 m处,无风情况下后机最优位置为横向距离30 m或-30 m、垂直距离29 m,此时燃油流量减少率为7.01%。相较于无风,左侧风20 m·s^(-1)下,燃油流量减少率和垂直距离不变,横向距离增加;顺风20 m·s^(-1)下,燃油流量减少率增加,横向距离不变,垂直距离减少;顶风20 m·s^(-1)下,燃油流量减少率减小,横向距离不变,垂直距离增加。

关键词：航空运输最优编队位置快速仿真计算模型尾涡流场编队飞行危险区域

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空中交通工程学理论内涵与关键科学技术

航空学报 2022年第12期43卷 116-157页

作者：赵嶷飞王梦琦中国民航大学空中交通管理学院天津300300

航空器自1903年诞生至今已逾百年,航空器飞行速度、飞行距离、飞行高度都有了巨大提升。与1924年世界上第一条长距离航路上使用的灯光导航、高频通信设备相比,今天的卫星导航、数据链通信同样发生了翻天覆地的变化。这些巨大进步已经构... 详细信息

航空器自1903年诞生至今已逾百年,航空器飞行速度、飞行距离、飞行高度都有了巨大提升。与1924年世界上第一条长距离航路上使用的灯光导航、高频通信设备相比,今天的卫星导航、数据链通信同样发生了翻天覆地的变化。这些巨大进步已经构成一部精彩的航空科学技术发展史。本文尝试转换观察视角,从交通运输角度,审视空中交通管理实践发展历程和学科知识、研究方法积累过程。在此基础上,以构建学科体系为目标,探讨空中交通工程学研究对象、核心概念和基本原理,总结代表性科学问题和关键技术架构,为进一步构建空中交通工程学科体系,指导后续研究提供理论和研究方法上的支持。

关键词：空中交通管理机场空域容量组织空中交通网络

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着陆阶段航空器航迹检测与风险识别方法

交通运输系统工程与信息 2015年第6期15卷 133-139,153页

作者：岳仁田焦阳赵嶷飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300

进近着陆是整个飞行过程中最易发生危险的阶段.目前着陆阶段的风险识别只能依靠塔台管制员的目视观察.在飞行员技术不熟练、起降频繁的通用航空飞行训练中,目视观察很难准确掌握情况,也因此蕴含了巨大的安全风险.利用视频监视航空器着... 详细信息

进近着陆是整个飞行过程中最易发生危险的阶段.目前着陆阶段的风险识别只能依靠塔台管制员的目视观察.在飞行员技术不熟练、起降频繁的通用航空飞行训练中,目视观察很难准确掌握情况,也因此蕴含了巨大的安全风险.利用视频监视航空器着陆行为,同时提出了一种适合复杂背景下小目标分割算法,从视频中提取航空器着陆航迹;并以此为基础进一步识别降落过程中的运行风险.通过对多组不同角度的视频监视数据验证,该算法可在复杂背景下实现航空器着陆航迹的跟踪、落地时刻的判断及危险滑行航迹的准确识别,对于保障飞行安全具有重要的现实意义.

关键词：航空运输着陆航迹识别视频监视通用航空着陆风险识别图像处理算法

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空管不安全事件危险等级的量化评估方法

西南交通大学学报 2006年第6期41卷 753-757页

作者：杨昌其魏光兴中国民航飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307

空管不安全事件危险等级的量化评估方法参考已有的有关空管不安全事件的评估方法,结合我国有关民航法规,用层次分析法量化评估空管不安全事件的危险等级.空管不安全事件的主要影响因素有垂直间隔、水平间隔、飞行航迹、相对汇聚率和ATC/... 详细信息

空管不安全事件危险等级的量化评估方法参考已有的有关空管不安全事件的评估方法,结合我国有关民航法规,用层次分析法量化评估空管不安全事件的危险等级.空管不安全事件的主要影响因素有垂直间隔、水平间隔、飞行航迹、相对汇聚率和ATC/TCAS控制.根据专家评分确定了判断矩阵和各影响因素权重,并参考已有的方法确定了各因素的最大危险分值和其不同范围对应的分值.各因素的分值之和表示空管不安全事件危险等级的总分值,并分为高、中、低3个等级.用实例验证了本方法的可行性和合理性.

关键词：空中交通管制空管不安全事件危险等级层次分析法评估

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带偏好的交叉航路角度优化模型

西南交通大学学报 2019年第1期54卷 180-188页

作者：戴福青庞笔照赵元棣中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为揭示交叉航路结构对空中交通影响的内部机理,有效打通航路节点运行瓶颈,研究了航路交叉角度优化问题.首先,在分析航班飞行时间和航班油耗与航路基本相交结构角度关系的基础上,构建了交叉航路角度结构;其次,基于交叉航路交通量分布特征... 详细信息

为揭示交叉航路结构对空中交通影响的内部机理,有效打通航路节点运行瓶颈,研究了航路交叉角度优化问题.首先,在分析航班飞行时间和航班油耗与航路基本相交结构角度关系的基础上,构建了交叉航路角度结构;其次,基于交叉航路交通量分布特征,建立了飞行时间和油耗偏好的交叉航路角度优化模型;最后,选取典型交叉航路进行了模型验证.研究结果表明:航班飞行时间和油耗存在线性负相关关系;单一考虑时间优化时,航班总运行成本增加0.54%,仅考虑油耗优化时,总成本减少2.89%;无偏好优化时,航班总运行成本减少3.82%;考虑偏好时,在时间权重系数等于0.4处取得极小值,此时总运行成本降低5.26%,且空域内油耗密度、飞行冲突次数和管制员工作负荷3个指标的均值分别降低20.41%、56.12%、46.24%;优化后构型对原始空域结构的平均角度扰动为11.88%.

关键词：空中交通管制交叉航路结构优化偏好模型遗传算法

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基于轨迹谱聚类的终端区盛行交通流识别方法

西南交通大学学报 2014年第3期49卷 546-552页

作者：王超韩邦村王飞中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为了改善终端空域扇区和进离场航线对实际空中交通的流量及空间分布的适用性,研究了从大量航空器飞行轨迹中识别主要交通流的方法.在分析飞行轨迹空间特征的基础上,建立了基于3D网格的轨迹间相似性模型.利用谱聚类算法对终端区飞行轨迹... 详细信息

为了改善终端空域扇区和进离场航线对实际空中交通的流量及空间分布的适用性,研究了从大量航空器飞行轨迹中识别主要交通流的方法.在分析飞行轨迹空间特征的基础上,建立了基于3D网格的轨迹间相似性模型.利用谱聚类算法对终端区飞行轨迹样本进行聚类划分,提出了一种基于轨迹聚类核密度估计的盛行交通流和异常轨迹的识别方法,用于从空管雷达记录的飞行轨迹中识别出盛行交通流的实验.实验研究结果表明:该方法将1 476条轨迹划分为5个聚类,识别出5个盛行交通流,且识别结果未受到异常轨迹的影响.

关键词：空中交通管制空中交通流聚类分析轨迹核密度估计

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湍流动能的产生与飞行中严重的晴空颠簸

西南交通大学学报 2004年第6期39卷 712-715页

作者：王永忠中国民航飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307

基于湍流动能倾向方程,推导出了其只含风切变和大气稳定度的简化方程.根据收集到的100例飞行中晴空颠簸的实际资料,利用环境技术应用(ETA)模式对该简化方程进行了检验.研究表明,仅利用湍流动能的产生预测晴空颠簸并不一定有效,而需要对... 详细信息

基于湍流动能倾向方程,推导出了其只含风切变和大气稳定度的简化方程.根据收集到的100例飞行中晴空颠簸的实际资料,利用环境技术应用(ETA)模式对该简化方程进行了检验.研究表明,仅利用湍流动能的产生预测晴空颠簸并不一定有效,而需要对湍流动能的产生项进行诊断.预报颠簸时,湍流动能倾向方程中的耗散项不能忽略;ETA模式的垂直分辨率和模式的设计者给定的大气稳定度对预报的准确性也有影响.

关键词：晴空颠簸风切变湍流动能理查逊数普朗特数 ETA模式

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基于复杂性的多扇区移交策略优化

交通运输系统工程与信息 2023年第1期23卷 284-294页

作者：王红勇张加豪许平中国民航大学空中交通管理学院天津300300

现有多扇区移交间隔管理研究往往忽视扇区复杂性,可能出现扇区局部复杂性不均衡等问题,对空域造成一定安全隐患。本文充分考虑多个管制扇区复杂程度,提出一种新的管制移交间隔优化方法。首先,基于扇区之间复杂性的相互影响关系,建立大... 详细信息

现有多扇区移交间隔管理研究往往忽视扇区复杂性,可能出现扇区局部复杂性不均衡等问题,对空域造成一定安全隐患。本文充分考虑多个管制扇区复杂程度,提出一种新的管制移交间隔优化方法。首先,基于扇区之间复杂性的相互影响关系,建立大型区域管制中心多扇区网络模型。其次,提出航空器进入多扇区边界时刻调整,航空器进入各个扇区时刻调整以及航空器高度层重新配备等3种策略,建立以多扇区复杂性的均值、均衡程度和航空器总延误为目标的移交策略优化模型,并采用多目标遗传算法进行求解。最后,基于北京区域管制中心(ZBAAAR)的实际运行数据进行仿真分析。结果表明:3种策略可使复杂性均值分别降低2.2%,2.8%,6.0%,可使复杂性均衡程度分别提高1.76%,1.83%,1.38%,基于航空器进入时刻控制的两种策略导致航班平均延误时间分别为-295 s和-214 s,验证了模型及算法的有效性。

关键词：航空运输空中交通复杂性多扇区复杂性多管制扇区移交策略