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基于深度学习的陆空通话品质评估方法研究

基于深度学习的陆空通话品质评估方法研究

作者：张坚中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

陆空通话品质评估是“智慧空管”和“智慧监管”发展路线中所需解决的关键技术问题之一。不同品质的陆空通话所对应的语音信号特征各有差异,存在“数据样本偏倚”和“数据样本类别不平衡”导致语音识别模型准确率高低不一的问题,影响各... 详细信息

陆空通话品质评估是“智慧空管”和“智慧监管”发展路线中所需解决的关键技术问题之一。不同品质的陆空通话所对应的语音信号特征各有差异,存在“数据样本偏倚”和“数据样本类别不平衡”导致语音识别模型准确率高低不一的问题,影响各类以“陆空通话”为核心的深度学习智慧化民航应用模型的性能。本文专注于从语音信号的角度对陆空通话品质进行评估,围绕当前“智慧民航”理念下的“泛化性广、鲁棒性强、可靠性高”的智慧化民航高水平要求,提出基于发音速率、口音、干扰程度的陆空通话品质评估指标体系,为智能化模型优化提供针对性的优化和调整方案。评估方法具体如下:(1)基于发音速率的陆空通话品质评估。构建基于声学模型的音素边界检测模型,对音素边界位置直接定位,获取归一化的音素持续时间,通过对发音的非均匀性计算来评估。与传统的语速计算方法相比,发音速率可以更好地反映不同语音在听觉感知上的差异性,精准捕捉语音特征发生的变化。实验结果通过专家打分的关联性分析图来呈现,得出“发音速率”较“语速”更加符合人耳的实际听觉感知。(2)基于口音的陆空通话品质评估。将口音视为相对标准发音的偏差,构建基于语音和句子先验文本融合特征的音素识别模型。该模型将含口音的陆空通话识别为与实际文本转录的不匹配音素,通过计算出被识别音素序列与语音实际文本所转录音素序列之间的差异度。实验结果表明,口音评估结果明显呈偏右态分布,偏度为0.7529。(3)基于干扰程度的陆空通话品质评估。构建基于无监督学习的语音去噪模型,在无干净语音和未知噪声类型的情况下从原始含噪陆空通话中获取干净语音,将去噪过程中达到最优去噪效果的噪声能量剔除阀门值作为该条语音的含噪值,用来衡量语音信号受干扰程度。实验采用Voice Bank-DEMAND数据库进行验证,得出语音去噪模型可以用来评估语音信号受干扰程度。通过场景应用,将不同品质程度的陆空通话输入至不同的语音识别模型中,分析品质程度与语音识别准确率之间的相关性。以皮尔逊相关系数得出的结果表明:发音速率影响程度最大为39.05%,口音影响程度最大为26.37%,干扰程度影响最大为33.94%。相较于传统的人工语音信号质量评估,本文所提出的评估方法具有客观、具体、量化的特点,能够减轻人工负担,提升工作效率。可借助语音品质评价指标体系所构建的数据集,分析出语音识别模型性能的“短板”,达到我们最终提升语音识别软件性能评估的准确性和可靠性的目的。

关键词：品质评估发音速率口音干扰程度智慧民航语音识别模型性能

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基于机组操作程序的驾驶舱人机交互评价研究

基于机组操作程序的驾驶舱人机交互评价研究

作者：刘茜中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着空中交通流量的增加,民机驾驶舱的功能需求增多,智能驾驶舱的研究不胜枚举。为了能够兼顾驾驶舱设计阶段和已有驾驶舱设计的优化需求,提升飞行员与驾驶舱之间的人机交互效率。基于机组标准操作程序,结合上肢动态操作仿真,对驾驶舱... 详细信息

随着空中交通流量的增加,民机驾驶舱的功能需求增多,智能驾驶舱的研究不胜枚举。为了能够兼顾驾驶舱设计阶段和已有驾驶舱设计的优化需求,提升飞行员与驾驶舱之间的人机交互效率。基于机组标准操作程序,结合上肢动态操作仿真,对驾驶舱的可视性、可达性和舒适性评价进行了研究,通过实例进行了评价,为此本文主要做了以下研究工作:（1）通过实际测量某民机模拟机驾驶舱,获得了该机驾驶舱数据。构建了该驾驶舱的虚拟模型,该模型细化至各个按钮、旋钮和手柄等操作界面,作为驾驶舱人机交互仿真评价的驾驶舱模型。（2）依据标准构建飞行员人体棒模型。利用所建立的飞行员人体棒模型和驾驶舱模型,依据相关标准对眼位点和视野范围的要求,反推了该驾驶舱模型中飞行员的实际眼位点位置,建立了视野范围计算模型。（3）依据某航司该型民机驾驶舱的机组标准操作程序（SOP）,通过动作分解获取驾驶舱中飞行员的标准操作流程交互数据,作为上肢动态操作仿真的目标。（4）基于MATLAB建立飞行员上肢数学模型,结合驾驶舱模型、飞行员模型和标准操作流程交互数据,进行了正、逆向运动学求解、运动轨迹规划和动力学分析,通过驾驶舱飞行员上肢人机交互动态仿真,获取基础数据,并推算出上肢每个动作的能耗数据,表征飞行员上肢体力负荷。（5）引入眼位点误差改进了可视性评价方法;并引入躯干运动需求参数改进了可达性评价标准,使其更加具体化和精细化;基于NASA力量模型建立了舒适性评价模型。结合上述机型的驾驶舱准备程序和V后一发失效应急程序进行模拟仿真,对该驾驶舱的可视性、可达性和舒适性,进行了初步的分析评价,并通过层次分析法获得综合评价结果。驾驶舱人机交互评价结果为良好,与飞行员的实际体验相符,验证了评价方法的有效性,对民机驾驶舱的人机及交互界面设计提供了反馈支持。

关键词：民机驾驶舱机组标准操作程序人机交互上肢动态仿真

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基于演化博弈的民航干支线运营策略研究

基于演化博弈的民航干支线运营策略研究

作者：杨亚茹中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来我国的航空业得到了前所未有的发展,国内的干线航空发展已经趋于稳定,在高铁和低成本航空公司的双重挤压下,我国支线航空的处境愈发艰难,“三支”问题—支线飞机、支线机场、支线航空也凸显出来。当前我国的干支线航空公司之间常... 详细信息

近年来我国的航空业得到了前所未有的发展,国内的干线航空发展已经趋于稳定,在高铁和低成本航空公司的双重挤压下,我国支线航空的处境愈发艰难,“三支”问题—支线飞机、支线机场、支线航空也凸显出来。当前我国的干支线航空公司之间常常处于竞争的状态,即使有的航司之间建立合作关系,也无法持久稳定的进行下去,航空公司间的价格战屡见不鲜。针对以上问题,基于演化博弈探讨航空公司间的合作不合作问题,以求打破“三支”问题的僵局,促进干支线航空的协同发展。本文以民航干线航空公司和支线航空公司在演化博弈中的策略选择为研究目的,首先对国内外民航干支线问题的相关研究成果进行梳理,总结前人对民航干支线合作不合作问题所用到的方法;在现有基础上,再从概念和基础理论入手,归纳总结干支线的界定以及二者的区别,接着阐述了经典博弈论和演化博弈论,同时分析了演化博弈论的适用性。在此基础上,确定模型的问题描述、相关假设,基于演化博弈理论,构建以合作、不合作为策略的民航干线航空公司和支线航空公司之间的演化博弈模型,求解复制动态方程,对模型的局部稳定均衡点进行分析,绘制单方主体演化趋势的复制动态相位图,对民航干线航空公司和支线航空公司的演化趋势进行分析;接着运用微分方程和雅可比矩阵判断均衡点的稳定性,对民航干支线航空公司两方的整体均衡稳定性进行分析,结合相位图来描述系统演化决策过程的路径,探讨系统的演化策略和演化稳定状态。对模型中关键变量进行理论推导分析,探讨各个变量对博弈系统的影响。最后使用Matlab软件对模型进行数值仿真分析,验证模型理论分析结果,得出民航干支线策略选择受到双方合作成本和新增客流的影响最大,并且合作成本与合作策略是负相关关系,而新增客流与合作策略是正相关关系。在干支线航空公司进行策略选择时,受到双方的初始合作意愿的影响,并且干线航空公司占据主导地位。最后并根据仿真结果对如何促进民航干支线的协同发展提供一些政策和建议。

关键词：干线航空支线航空演化博弈策略选择

面向民航Web应用系统的自动化渗透测试平台的设计与实现

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面向民航Web应用系统的自动化渗透测试平台的设计与实现

作者：张书畅中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

民航业正处于数字化转型阶段,这既带来了便利,也暴露了网络安全的风险。为应对这一挑战,民航行业应加强网络安全防护,确保飞行安全和旅客信息安全。为加强网络安全,我国民航局制定了相关规章制度,推动信息化网络安全快速发展。网络管理... 详细信息

民航业正处于数字化转型阶段,这既带来了便利,也暴露了网络安全的风险。为应对这一挑战,民航行业应加强网络安全防护,确保飞行安全和旅客信息安全。为加强网络安全,我国民航局制定了相关规章制度,推动信息化网络安全快速发展。网络管理者需定期进行安全审计,并采用防火墙、入侵检测等手段保护网络安全。然而,这些手段有时不足以应对威胁,因此渗透测试成为重要的补充,这些测试能更准确地评估网络防御措施的有效性。目前,渗透测试工具存在依赖专家知识和缺乏统一整合的问题。为解决这些问题,可以考虑将不同工具集成,实现自动化执行整套测试流程,提高测试效率和降低操作难度。针对上述问题,本文设计并实现了一个面向民航Web应用系统的自动化渗透测试平台,主要研究内容包括以下几个方面:1.民航行业安全规范深度解析与Web应用系统风险评估:研究民航行业的安全规范和标准,并深入挖掘民航Web应用系统的独特属性及其潜在风险。以《民航Web应用系统安全检查指南》为指导完成了系统的需求分析,确保自动化渗透测试系统功能覆盖行业规定的关键安全检查项,为民航信息系统的安全保驾护航。2.多工具协同作战,将多种测试工具融合,借助Celery调度器库和RabbitMQ消息队列技术,对渗透测试任务中间过程进行调度,实现渗透测试任务高效执行。以Metasploit Framework作为工具层的核心,并且可以根据不同的测试需求集成和使用各种第三方插件,从而实现多样化的漏洞利用手段。3.渗透测试模型研究与系统实现。在系统设计与实现过程中,采用PTES模型来指导整个渗透测试过程。PTES模型包含七个主要阶段:前期交互、信息收集、威胁建模、漏洞分析、漏洞利用、后渗透攻击、报告生成。结合民航Web应用系统的特性,将PTES模型融入控制层,确保系统按照标准流程执行各项测试任务,从而提升测试的系统性和效率。4.测试系统实战验证:本文构建了模拟的民航Web应用系统环境和靶场主机环境,以实际行动验证自动化渗透测试系统的功能和性能。通过模拟真实的攻击场景,检验系统是否能有效地发现和利用漏洞,并生成准确的渗透测试报告。此外,还与其他同类系统进行对比实验,以确保在实际部署和使用中系统的有效性。

关键词：渗透测试民航Web应用系统自动化网络安全

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民航新闻英汉翻译实践报告

民航新闻英汉翻译实践报告

作者：赖洲中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

在全球化背景下,国际民航业合作日益密切。各大航空资讯网站不断整合航司和民航机构发布的行业相关信息,逐渐成为相关从业者及时准确获取全球民航业相关新闻,把握行业动态的重要渠道。笔者以纽马克的交际翻译理论为指导,精选提炼中国民... 详细信息

在全球化背景下,国际民航业合作日益密切。各大航空资讯网站不断整合航司和民航机构发布的行业相关信息,逐渐成为相关从业者及时准确获取全球民航业相关新闻,把握行业动态的重要渠道。笔者以纽马克的交际翻译理论为指导,精选提炼中国民航局国际合作服务中心发布的十一篇英译汉民航新闻,介绍了如何提炼原文信息并准确传达给读者的同时满足时效性要求。报告通过具体案例,从词汇层面、句法层面、篇章层面分析翻译问题,探讨如何运用词性转换、词语搭配、直译、语序调整等不同翻译方法,解决文本关键词及民航术语翻译问题,同时确保译文流畅连贯。在本报告的撰写过程中,译者接触到了新闻编辑的全过程,如何对内容进行调整和删减。译者也发现交际翻译理论对民航新闻的翻译的积极指导作用,同时也意识到翻译民航新闻必须具备一定的专业知识积累。译者期望本报告能够从交际翻译理论的角度对民航新闻翻译提供实践性的见解。

关键词：民航新闻英汉翻译交际翻译理论

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基于航线网络的中国航空公司运营效率研究

基于航线网络的中国航空公司运营效率研究

作者：杨晨昕中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

航空公司运营效率是衡量航空公司经营情况与竞争力的重要指标。实现自身运营效率的提升,是航空公司提质增收、推动其高质量发展的必由之路。探究航空公司运营效率的提升路径,不仅符合交通强国的战略目标,也是实现航空运输行业高质量、... 详细信息

航空公司运营效率是衡量航空公司经营情况与竞争力的重要指标。实现自身运营效率的提升,是航空公司提质增收、推动其高质量发展的必由之路。探究航空公司运营效率的提升路径,不仅符合交通强国的战略目标,也是实现航空运输行业高质量、可持续发展的必然要求,对于促进航空运输行业的健康发展具有重要意义。而航线网络作为航空公司运营的基础和关键因素,直接关系到航空公司的经营成本和竞争力,是实现其运营效率提升和长远发展战略的重要支撑。以航线网络各项结构特征指标为切入点,深入研究其对航空公司运营效率的影响机制,从而有的放矢地对航线网络进行优化完善,以实现运营效率的提升,是一条科学可行的路径。本文以我国大型航空公司、中型航空公司、小型航空公司为研究对象,针对其航线网络特征对运营效率的影响机制开展实证分析,在此基础上给出航空公司运营效率的提升路径。首先,明确了航线网络与运营效率的相关概念、度量指标及研究方法。在理论上分析了各指标对运营效率的影响机制,并基于此提出了假设。其次,分析不同类型航空公司的航线网络布局情况,采用复杂网络方法,对不同类型航空公司航班分布情况、网络全局结构特征、节点直达性及分布、网络节点中心性、核心边缘结构进行分析,掌握不同类型航空公司航线网络结构特征。结果发现,大型航空公司航线网络发达,网络的通达性高、中心性较强,中型航空公司节点数、航线数、连接率明显低于大型航空公司,小型航空公司网络通达性整体处于较低水平。再次,构建航空公司运营效率评估体系,采用BCC-DEA模型完成各类航空公司运营效率评估。结果发现,大型、中型和小型航空公司在运营效率上存在显著差异。大型航空公司优势显著,中型航空公司在综合效率与纯技术效率方面获得较大进步,小型航空公司纯技术效率存在显著内部差异,中、小航空公司在规模效率方面存在明显不足。在此基础上,构建Tobit模型,分析航空公司规模、网络全局结构、节点直达性、网络节点中心性、核心边缘结构对航空公司运营效率的影响。所得结果证实了前文假设,诸指标对航司效率的影响正向性显著,基于此,将诸指标与三类样本相结合,进行了针对性分析。最后,结合理论基础、实证结果与现实情况,提出了针对大型航空公司、中型航空公司和小型航空公司运营效率提升的一系列对策。总而论之,即大型航空公司需要强化枢纽建设、开展集成化运营、维持领先地位,中型航空公司需要深耕区域网络、创新定制化服务、科学扩张规模,小型航空公司需要灵活调整航线、发扬成本优势、开展联盟合作。本文为中国航空公司航线网络优化与效率提升提供了决策依据,对推动民航交通运输业的可持续发展、实现民航交通运输业的高质量发展具有积极作用。

关键词：航空公司航线网络运营效率影响机制

基于深度学习的机场类航行通告要素智能识别研究

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基于深度学习的机场类航行通告要素智能识别研究

作者：郝宽公中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着我国民航机场数量的增多,机场情报信息处理工作负担逐渐增大,尤其针对航行通告要素信息进行高效、准确识别的需求日益迫切。由于机场类航行通告正文通常含有大量非结构化文本要素,导致其识别和处理往往需要人工参与,不仅效率低下,... 详细信息

随着我国民航机场数量的增多,机场情报信息处理工作负担逐渐增大,尤其针对航行通告要素信息进行高效、准确识别的需求日益迫切。由于机场类航行通告正文通常含有大量非结构化文本要素,导致其识别和处理往往需要人工参与,不仅效率低下,而且容易出现“错、忘、漏”等问题。基于深度学习的文本识别技术不断发展,利用深度神经网络学习文本复杂特征的模型逐渐成熟,这为传统航行通告文本在数据准确性和系统互通性方面提供了解决途径。因此,深入研究机场类航行通告利用深度学习方法实现对非结构化文本要素的有效识别,将助推民航产业数字化转型的进程。本文以系统性构建机场类航行通告要素识别模型、探究传统航行通告非结构化文本信息向结构化和标准化文本信息处理为研究重点,通过建立语料库进行模型训练和评估,并在预训练、特征提取多方面对模型进行对比分析。核心研究如下:(1)构建机场类航行通告语料库。首先,按照语料采集原则从多个权威数据源收集数据,并对语料数据进行实验预处理,确保语料满足进一步分析的要求。其次,根据语料特点归纳统计分析,明确定义了实体分类和标注方法,通过制定的标注规范策略进行高质量的语料标注。最后,标注一致性评估结果验证了语料数据的可靠性。(2)基于预训练模型的机场类航行通告要素实体识别方法及结合知识增强的模型改进方法。基于预训练模型对E项文本要素的学习,构建了BERT-Bi-LSTM-CRF要素识别模型,该模型融合BERT的深度语言理解、Bi-LSTM的序列处理及CRF的精准序列标注能力,F1得分达到85.54%,通过与现有模型对比分析,验证了该模型在航行通告要素识别中的有效性。为了进一步提升模型性能,引入知识增强机制,优化构建Ro BERTa-Bi-LSTM-CRF模型,不仅保留了原框架的优势,还通过融入领域专业知识,显著提升了模型对专业术语及上下文的理解,将F1得分提高至91.53%。(3)设计机场类航行通告要素智能识别系统框架。在实现高效的要素实体识别的基础上,结合航行通告要素结构特点与AIXM模型实体建模规则,设计了可实现Q项代码核对和事件匹配的要素智能识别系统,同时利用GUI技术搭建了要素显示界面。

关键词：机场类航行通告非结构化文本要素命名实体识别预训练模型知识增强

基于最小延误成本的航班延误恢复模型构建及应用

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基于最小延误成本的航班延误恢复模型构建及应用

作者：王小萌中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

随着民航客运量的增长和航班延误现象的日趋频繁,由航班延误所触发的各种矛盾频发,使得提高航班正点率和旅客满意度成为我国民航业亟需解决优化的关键挑战。因此,提高航班延误后的恢复能力具有很强的现实意义。本文针对基于最小延误成... 详细信息

随着民航客运量的增长和航班延误现象的日趋频繁,由航班延误所触发的各种矛盾频发,使得提高航班正点率和旅客满意度成为我国民航业亟需解决优化的关键挑战。因此,提高航班延误后的恢复能力具有很强的现实意义。本文针对基于最小延误成本的航班延误恢复问题进行研究,通过构建航班延误成本量化模型,对单个航班的延误成本评估提供计算方法,以时隙分配和进离场协同理念为基础,在考虑跑道容量限制和航司公平性等因素的前提下,结合Stackelberg博弈思想建立了延误成本最小的离场航班恢复模型,以国内某机场的实际运行数据为例,使用遗传算法进行求解,运用Python软件对优化后的航班恢复方案仿真验证,研究结果不仅有助于降低航班延误成本和延误时间,同时有助于保障航空公司公平性。论文主要研究工作包括以下几个方面。(1)通过梳理航班延误原因、航班恢复策略和处置流程,从安全、成本、航司公平性、旅客、运行限制等角度对制定航班恢复方案的主要参考指标进行分析,得到航空器运行间隔、气象与容量的关系,获得容量、成本、旅客情绪和航司公平性对制定恢复方案的影响,进而展开对航班恢复模型的研究。(2)从运输服务主、客体角度出发,将航班延误成本划分为航空公司延误成本和旅客延误成本两类,并基于ATA成本分析法将航空公司延误成本细分为燃油延误成本、地面运营成本、折旧/租赁成本、机组人员成本、旅客食宿成本、旅客失望成本,将旅客延误成本定义为旅客时间价值损失,分别构建量化模型,重点对取消航班成本进行研究,提出航班取消成本计算方法,以一个航班实际运行数据为例,验证了模型的可行性。(3)通过对大面积航班延误下离港航班时隙分配的博弈分析,基于Stackelberg博弈思想,构建了主方ATC和从方航空公司的主从结构航班延误恢复模型,模型以延误成本最小为目标函数,以机场实际运行限制为约束,从成本角度考虑航空公司公平性,最终根据博弈模型求解思路,选择遗传算法求解模型博弈均衡解,以得到优化后的恢复方案。(4)选取国内某国际机场实际运行的离港航班数据为例进行模型验证,将不同航班架次及不同航司的航班延误成本与延误时间作为评价指标,根据模型运用Python软件得到优化方案和实际执行方案的各项航班延误成本与延误时间进行对比分析。

关键词：航班延误恢复航班延误成本量化模型 Stackelberg博弈遗传算法

高集成度机场运行态势全数字实时仿真平台架构设计

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民航学报 2024年第2期8卷 37-41页

作者：万健刘佳管明杰杨浩中国民航科学技术研究院

本文提出了一种高集成度的机场运行态势全数字实时仿真平台架构。首先，通过制订机场运行数据的信息系统标准，搭建机场运行数据底座，以确保目标系统集成和设备功能验证，为民航机场信息交互形成标准的数据基础。然后，构建全景虚拟仿... 详细信息

本文提出了一种高集成度的机场运行态势全数字实时仿真平台架构。首先，通过制订机场运行数据的信息系统标准，搭建机场运行数据底座，以确保目标系统集成和设备功能验证，为民航机场信息交互形成标准的数据基础。然后，构建全景虚拟仿真平台，提供沉浸式虚拟驾驶生态系统和机场运行安全事件仿真，为机场运营人员提供全方位的培训和演练环境。同时，提出低空智联交互引擎的设备通讯标准，设计基于云边端的物联架构，以脚本解释器为核心实现设备交互的智能化。最后，建立机场运行数据区块链，采用私链模式，全生命周期全维度存储信息，确保数据的安全性和隐私性。通过本文的架构设计，可以形成机场信息系统和物联设备集成运行、验证和仿真的平台，为未来机场运营提供了一种全数字化的解决方案。

关键词：机场运行仿真数据底座低空智联脚本解释器区块链