随机森林算法在擦机尾事件预测中的应用研究

为实现对擦机尾事件的预测,研究提出一种以非超限飞行数据为基础,运用随机森林算法建立擦机尾事件的预测模型。首先,以B737-800机型的数据为基础,根据对着陆运行过程及擦机尾形成机理的分析得出影响着陆擦机尾事件的特征参数。其次,利用袋外数据计算不同特征的重要性分数,并以此为基础提取适用于随机森林预测的最优特征组合。最后,运用随机森林算法建立着陆擦机尾事件预测模型并与支持向量回归和长短期记忆网络模型进行对比。运用随机森林所建立的航空器擦机尾预测方法可以有效利用大量存在潜在价值的数据,实现对擦机尾风险告警的关口前移的目的。结果显示:在着陆前7 s预测的情况下,所建模型测试集的决定系数在0.85以上,且在改变数据规模的情况下仍能保持预测精确率,与支持向量回归和长短期记忆网络相比,随机森林模型具有较好的拟合度和更高的预测精度,可为飞行员提供足够的反应时间来采取必要的措施,进而避免擦机尾事件的发生。

基于非支配排序的机场特种车辆调度

在机场过站期间,航空器需要依靠特种车辆来提供多项地面保障服务,包括燃油加注、配餐、装卸行李货物、清洁和拖车牵引等。这些服务由相应的特种车辆完成,特种车辆的调度对于提高地面保障服务水平和资源利用率至关重要。目前机场普遍采用基于人工的单车单航班服务的特种车辆调度方式,这种方式成本高、效率低,是导致航班延误的重要因素之一。为解决机场地面拖车保障服务调度的问题,根据拖车服务运行特点,建立拖车行驶总路程和航班延误最小化的车辆路径问题模型。与传统固定算法不同,为适应拖车调度的问题,采用了基于启发式算法的非支配排序思想对模型求解。通过国内首都机场的实际航班数据进行验证,研究结果显示,该算法较实际运行情况下延误数量减少了27%,有效地降低了航班延误率。

牙龈炎患者口腔健康管理的最佳证据总结

目的总结牙龈炎患者口腔健康管理的最佳证据。方法通过计算机检索相关网站和数据库,检索针对牙龈炎患者口腔健康管理的证据,证据类型包括指南、专家共识、临床决策、随机对照试验、证据总结、系统评价和Meta分析。检索时限为建库至2023年5月31日。评价并整合牙龈炎患者口腔健康管理的相关证据。结果共纳入13篇文献,其中指南7篇、专家共识2篇、Meta分析1篇、系统评价3篇。从患者层面、医护层面以及医院层面3个方面总结出30条最佳证据。结论该研究可为牙龈炎患者的口腔健康管理提供综合的、循证的自我口腔健康管理建议,但护理人员在应用证据时应综合考虑,制定符合患者实际情况的个性化干预方案,同时注重社会和家庭支持,以促进牙龈炎患者口腔健康。

牙周炎患者治疗依从性现状及护理干预

牙周维护是保证牙周炎长期治疗效果的关键,其中患者的治疗依从性是重要的因素。检索相关文献,就牙周炎的相关定义、牙周炎患者依从性的现状以及提高依从性的护理干预进行综述。以期提高牙周炎患者的治疗依从性,为临床探索合理有效的个性化护理干预措施提供参考。

城市无人机航线飞行间隔与调控频率综合研究

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。

基于QAR着陆数据的跑道状况等级评估方法

跑道状况等级是飞机安全着陆的一个关键信息。为了进一步提高跑道状况评估的准确性和及时性,提出一种利用飞行快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据快速评估跑道状况等级的方法。首先,根据飞行数据特征从繁多的数据中提取模型所需输入参数;其次,建立基于QAR数据建立飞机采用自动刹车着陆的动力学模型,并计算不同跑道状况等级对应的理论着陆距离;最后,将实际着陆距离与不同的跑道状况等级对应的理论着陆距离作对比,确定跑道状况等级。利用波音738和空客A320的QAR着陆数据分析某机场的跑道状况等级,并与该机场的雪情通告进行对比,验证了模型的准确性。研究成果可用于未来航班的着陆距离预测,为飞行员选择合适的刹车等级提供参考。

城市物流无人机平行航线横向间隔研究

面向未来城市物流无人机高密飞行下安全运行需求,选取空域利用率高的平行航线,聚焦平行航线运行中碰撞风险,研究同时考虑冲突频率和碰撞概率的间隔模型,提出符合安全要求的平行航线横向间隔。借鉴有人机管制经验,确定安全目标水平,并以平行航线上相邻无人机纵向距离小于纵向间隔视为冲突评判标准,再根据实际运行数据,计算区域无人机冲突实际发生频率。综合考虑无人机参数、飞行流量、空域性能、偏离概率及角度、冲突探测与解脱机制等因素,构建多参数、多约束的平行航线城市物流无人机运行场景模拟平台。引入蒙特卡洛方法,给定冲突发生频率和意外偏离概率,假设无人机以一定概率因随机意外偏离而引发无人机之间飞行冲突,模拟冲突下无人机的运行结果,记录违反测试标准的事件。设定1~51 m多个横向间隔待选值,实施510万次仿真实验并统计实验结果,结果发现:①发生违反测试标准事件共计50302起;②事故发生的概率密度与横向间隔服从负指数分布;③可采用施加合适的横向间隔策略,实现安全目标水平。基于拟合的概率密度函数,通过计算剩余风险,对比安全目标水平,确定城市物流无人机平行航线横向间隔为33米。

冲突探测与解脱机制下城市物流无人机自由飞行间隔研究

聚焦自由飞行场景,为确保城市物流无人机运行安全,需要为无人机配备安全间隔。借鉴气体模型和位置误差概率模型,提出考虑冲突探测与解脱机制的无人机自由飞行间隔综合评估模型。首先应用气体模型评估无人机冲突发生频率;接着综合考虑空中交通特性、冲突探测与解脱机制、航线结构、空中交通服务能力,计算冲突发生时碰撞概率,得到总体碰撞概率。最后,对标安全目标水平,计算城市物流无人机自由飞行所需间隔。应用该模型,针对某运行空间无人机自由飞行场景,制定所需间隔。研究结果为城市物流无人机间隔标准制定提供可行方法,同时可用于指导冲突探测与解脱机制,降低突破间隔后碰撞概率。

基于高度层与飞机类型的航路利用率研究

航路利用率表征了空域中航路的利用情况.为了更加准确地计算航路的利用率,针对在航路上不同的高度层对不同类型的飞机具有不同的适用性问题,根据不同高度层和飞机类型的组合情况,从时间、空间、容量三个角度建立了一种基于高度层与飞机类型的航路利用率计算模型.在考虑航路利用率的多维影响因素方面有了突破,通过算例分析计算得到某四条航路的利用率.

太瓦飞秒脉冲激光峰值功率测量装置及测量不确定度分析

超短超强脉冲激光(飞秒强激光)具有极高的峰值功率,在激光惯性约束聚变、高能物理、激光微加工等领域具有广阔的应用前景。飞秒脉冲激光峰值功率是评价超短超强脉冲激光系统性能的重要参数。介绍了基于光谱相位相干直接电场重构法的太瓦量级飞秒脉冲激光峰值功率测量方法、测量装置组成和工作原理,搭建了一套太瓦量级的飞秒脉冲激光峰值功率测量装置,分析和讨论了影响太瓦激光峰值功率测量结果的测量不确定度分量来源和主要因素。测量峰值功率的重复性为2.9%,测量不确定度达到17.6%(k=2),有效解决了太瓦量级飞秒激光峰值功率测量问题。

QAR数据的应用与研究进展

随着飞行品质管理的推行,QAR数据在飞行运行管理中的应用得到了快速发展,QAR数据作为记录航空器飞行状态的重要客观数据,是飞行运行安全的重要依据。本文简要介绍了QAR数据,并从飞行安全管理、飞行员操作特征分析、环境污染影响、航空器油耗检测、航空器维修五个方面来阐述当前的应用情况与研究进展。

中国民航飞行品质监控体系研究综述

本文首先介绍了中国民航业面临的挑战;其次简要概述了飞行品质的监控体系,包括其定义、工作内容和流程,回顾了中国民航飞行品质监控体系的发展过程;最后深入研究了飞行品质监控体系的现状,重点关注了飞行员操作品质分析、飞行超限事件分析和航空器状态检测3个方面。

基于启发式算法的停机位分配研究

针对当前机场停机位资源紧张以及航班延误等问题,本文研究了机场停机位资源分配问题。首先,依据机场停机位资源分配的相关规定,将其转化为目标函数和约束条件,构建了以最小化停机位使用的整数规划模型。其次,考虑飞机与停机位属性匹配的问题,提出了基于属性匹配的启发式算法,对停机位分配问题进行求解。最后,通过使用CPLEX软件对小规模问题进行精确的求解,以验证模型的准确性,并应用启发式算法对某机场的大规模分配问题进行研究。实验结果表明,本文构建的模型和算法能有效应对机场现实运营中的停机位分配问题,且效果良好。

基于PID的陆区航路纵向碰撞风险控制

为提高陆区航路运行的安全性,减少间隔冲突隐患,仿真研究陆区航路纵向碰撞风险,首先,基于位置误差理论建立陆区航路的纵向碰撞风险数学模型,综合考虑飞行员干预时间,使用安全目标水平反推,确定航空器运行安全区域的前后边界;然后,使用Matlab软件的System Identification工具箱拟合辨识快速存取记录器(QAR)数据,得到反映发动机推力手柄角度和速度变化对应关系的传递函数,依此设计比例、积分与微分(PID)控制系统,将航空器纵向间隔控制在安全区域内;最后,使用Simulink搭建控制系统进行仿真,以验证控制系统功能。结果表明:在给定航路流量(50架/h)条件下,该控制系统能够实时计算2机纵向安全间隔范围(3326~16674 m),并在产生间隔冲突时于70 s内将前后机间隔调整至标称值。PID控制系统能够将碰撞风险始终维持在安全目标水平之上,提高航空器运行的安全性。

定位误差影响下的配对进近纵向碰撞风险研究

近距平行跑道(closely spaced parallel runways,CSPRs)配对进近纵向碰撞风险研究对评估配对进近程序的安全性至关重要,其中定位误差又直接影响配对进近纵向碰撞风险。针对以往研究中缺乏对定位误差分布的实际数据的拟合,进行基于实际数据拟合的定位误差影响下的配对进近纵向碰撞风险研究。根据配对进近的实施流程,建立配对前后机纵向间隔随时间变化的运动学模型。对于飞行过程中定位误差,采用实际航空器定位误差统计数据拟合定位误差分布。基于广播式自动相关监视(ADS-B)数据,对航空器最后进近阶段的纵向定位误差进行拟合分析,匹配出适配程度最佳的分布——正态分布。分别研究配对2架飞机机身之间的碰撞风险和前机尾流与后机机身之间的碰撞风险,确定每类碰撞风险模型中积分区间上下限。在正态分布的基础上结合配对进近2架飞机的运动过程,建立配对进近纵向碰撞风险评估模型。收集2020年12月上海虹桥机场B737-800机型相关参数数据并进行算例分析,对给定初始纵向间隔分别为926 m和2778 m时,机身碰撞风险(P_(x1))和尾流碰撞风险(P_(x2))随时间的变化进行计算仿真,同时进一步仿真分析不同起始纵向间隔与P_(x1),P_(x2)以及总体纵向碰撞风险最值之间的关系。结果表明:(1)初始纵向间隔为926 m时,随着时间的增长,P_(x1)逐渐减小,P_(x2)逐渐增大,且P_(x1)远大于P_(x2);(2)初始纵向间隔为2778 m时,结果相反;(3)P_(x1)随初始纵向间隔的增加逐渐减小;(4)P_(x2)随初始纵向间隔的增加逐渐增大;(5)前后机的总体纵向碰撞风险随初始纵向间隔的增加有先减小后增大的规律,当初始纵向间隔小于2136 m时纵向碰撞风险主要取决于前后2架飞机机身在纵向上的碰撞风险,反之则取决于前机尾流与后机机身之间的碰撞风险。

模糊PID控制下的CSPRs配对进近纵向碰撞风险

为控制近距离平行跑道(CSPRs)配对进近的纵向碰撞风险,提高该程序的运行安全,首先,基于快速存取记录器(QAR)数据分析航空器在进近过程中的速度变化特征,拟合其在进近阶段的定位误差分布;其次,考虑前机的尾流影响,建立基于位置误差的配对进近纵向碰撞风险模型,计算得到前后机的最优纵向间隔;然后,使用Matlab的System Identification工具箱,拟合辨识发动机推力手柄角度和飞机速度变化的相关数据,得到其对应关系的传递函数,根据该函数设计模糊比例、积分、微分(PID)控制系统,通过控制前后机间的纵向间隔使碰撞风险维持在最低值;最后,使用Simulink仿真验证该控制系统。结果表明:模糊PID控制系统在响应时间、超调量、稳定性等方面的表现皆优于传统的PID控制系统,该模糊PID系统能在50 s内将前后机的纵向碰撞风险控制在最低值(1.72×10-38次事故/飞行小时),并且在整个配对程序的实施过程中维持该值。

气固微型流化床反应分析仪的理想流型判据分析

微型流化床因具有气体返混小和可操作性强等优点,在反应动力学测量等领域备受关注。获得流型随操作参数的变化规律,才能实现微型流化床理想流型的有效调控。采用双流体模型耦合考虑结构的相间曳力(又称多尺度CFD)模拟了一系列A类和B类颗粒在不同操作条件下的流化行为,结合颗粒浓度和气体停留时间分布(RTD)特征考察气速、床径和初始床高对气体返混行为的影响。研究表明,当微型流化床在初始鼓泡到湍动流态化之间操作时,才逼近颗粒全混流和气体近似平推流的运动状态。进一步分析气体RTD曲线形状特征(如拖尾、多峰等),提出采用斜度S<0.6作为微型流化床平推流判据,弥补了原判据[满足方差σ_(t)^(2)<0.25且峰高E(t)h>1]的不足,为微型反应分析仪的流型调控奠定了基础。

物联网视域下高校实验室智能化管理及安全系统设计与实现

本研究将从当前多校区高校实验室安全与管理存在的问题入手,去研究和探索基于物联网视域下实验室智能化管理及安全系统设计的新方法、新途径。利用互联网信息化手段构建资源共享、开放充分、运作高效的实验教学平台,构建基于大数据时代的实验室管理体系,通过对各类仪器设备使用运行产生数据的采集、分析等,实现对实验前、中、后全过程监测,及时发现实验中存在的问题,开展针对性指导,对实验室危险源的有效预警,提升实验室安全管理效能,将实验室管理工作推向更高层次,达到人才培养、科学创新、安全管理共赢的效果。

彩色多普勒超声对感染性休克患者急性肾损伤的预测价值

背景感染性休克患者存在肾脏血液灌注异常,严重时可诱发急性肾损伤(AKI),严重威胁患者生命安全;彩色多普勒超声(CDU)可用于评估肾脏血流变化,但有关其在感染性休克患者AKI评估中价值的研究较少。目的通过CDU评价感染性休克患者AKI的发生情况及其血流动力学改变。方法选取2019年6月至2021年7月徐州市中心医院收治的105例确诊为感染性休克的患者并纳入感染组,选取同期健康体检者58例并纳入对照组,收集受试者一般资料。采用CDU检查受试者肾脏血流动力学指标[肾动脉管腔内径(D)、收缩期血流峰值速度(Vs)、舒张末期血流速度(Vd)、阻力指数(RI)、搏动指数(PI)],比较感染组与对照组的一般资料及肾脏血流动力学指标。根据感染组患者入院72 h内发生AKI与否将其分为AKI组及非AKI组,比较AKI组与非AKI组肾脏血流动力学指标。应用受试者工作特征(ROC)曲线分析肾脏血流动力学指标对感染性休克患者发生AKI的预测价值。应用单因素分析及多因素Logistic回归分析探讨感染性休克患者发生AKI的影响因素。以AKI由轻到重的程度将患者分为AKIⅠ组、AKIⅡ组、AKIⅢ组,比较AKIⅠ组、AKIⅡ组、AKIⅢ组的肾脏血流动力学指标,采用Spearman秩相关分析探究肾脏血流动力学指标与AKI分期的相关性。结果确诊为感染性休克后,于72 h内发生AKI的患者共39例,其中AKIⅠ组19例、AKIⅡ组15例、AKIⅢ组5例。感染组D、Vs、Vd小于对照组,RI、PI大于对照组(P<0.05)。AKI组D、Vs、Vd小于非AKI组,RI、PI大于非AKI组(P<0.05)。D、Vs、Vd、RI、PI预测感染性休克患者发生AKI的ROC曲线下面积分别为0.782、0.772、0.708、0.842、0.683,最佳截断值分别为4.91 mm、71.19cm/s、17.19 cm/s、0.71、1.50,灵敏度分别为66.67%、94.87%、58.97%、87.18%、56.41%,特异度分别为80.30%、51.52%、77.27%、66.67%、78.79%。多因素Logistic回归分析结果显示,D≥4.91 mm、Vs≥71.19 cm/s、RI≥0.71为感染性休克患者发生AKI的影响因素(P<0.05)。与AKIⅢ期患者比较,AKIⅡ期患者的D更大,RI更小(P<0.05);与AKIⅢ期患者比较,AKIⅠ期患者的D、Vs、Vd更大,RI更小(P<0.05);与AKIⅡ期患者比较,AKIⅠ期患者的Vd更大(P<0.05)。Spearman秩相关分析结果显示,AKI患者D、Vd与AKI分期呈强负相关,Vs与AKI分期呈弱负相关(rs=-0.421,-0.674,-0.358,P<0.05);RI与AKI分期呈强正相关(rs=0.539,P<0.001);PI与AKI分期无明显相关性(P>0.05)。结论CDU可用于检查感染性休克患者的肾脏血流动力学指标。肾脏血流动力学指标与感染性休克患者AKI的发生及严重程度相关,并对感染性休克患者发生AKI具有预测价值。未来或可通过检测肾脏血流动力学指标来对感染性休克患者AKI发生情况进行诊断和评估。

高温状态下的材料法向光谱发射率测量

为满足隐身材料、热防材料和隔热涂层等高温材料涂层的光谱发射率的高精度测量需求,研究了在1 273 K~3 100 K条件下准确测量材料法向光谱发射率的方法。基于发射率定义,建立了材料法向光谱发射率测量模型,并在该基础上研建了光谱范围为0.7μm~12μm的材料法向光谱发射率测量装置。为克服测量装置中样品高精度加热时伴随腔体效应的技术难点,研制了具备可移动石墨坩埚的样品加热炉,取得了良好的实验效果。使用发射率测量装置对SiC与低发射率涂层2种样品的法向光谱发射率进行实验测量。结果表明:2种样品的法向光谱发射率均随波长增加而降低,随温度的升高而升高。最后对高温状态下材料法向光谱发射率测量不确定度进行了评定,相对扩展不确定度为3.6%。