基于EMSDBO算法的无人机三维航迹规划

针对无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)三维航迹规划问题,提出一种增强型多策略蜣螂算法的UAV航迹规划方法。首先,将飞行接近率和响应时间的动态约束添加到威胁成本代价中,并考虑UAV转弯性能的影响,建立三维任务空间模型与航迹代价函数。其次,在蜣螂算法中引入偏移估计策略、变螺旋搜索策略、准反向学习策略和逐维变异策略,提高算法的全局寻优能力和收敛速度。最后,给出了改进算法在三维环境下航迹规划的仿真结果。结果表明:综合考虑UAV机动性能和转弯性能,规划出的路径可以更加安全有效地避开危险源。相比其他算法,改进算法的寻优能力更好,规划的航迹质量更优。

空中航路点通行能力评估与优化方法

航路作为空中交通流的承载体,其瓶颈主要在于交叉航路节点的通行能力。为提高航路网络的运行安全和效率,优化航路网络的拓扑结构,本文提出基于仿真样本-代理模型-变量优化的航路点通行能力优化框架。根据历史数据统计繁忙航路点的高峰时段航班数量及繁忙高度层流量占比情况,提出基于仿真的通用航路点通行能力评估方法;以航路点构型中的航路输入角度、流量占比和输出角度作为输入特征,将航路点通行能力评估方法得到的通行能力值作为样本标签,训练多层感知机代理模型,实现对航路点通行能力评估的快速计算;基于粒子群算法,以调整航路角度和交通流分布作为优化手段,对航路点通行能力进行优化。实验结果表明,构建的航路点通行能力评估方法能较好地反映实际航路点的通行能力状况,使用多层感知机作为代理模型能够满足航路点通行能力预测代理任务的精度要求,平均绝对误差为1.19,优化的航路点通行能力相比优化前提升了37.9%,验证了优化框架的有效性。

飞行保障架次预测方法研究及恢复期预测

为研究飞行保障架次未来恢复发展情况,在传统时间序列预测方法基础上引入支持向量机(SVM)进行优化,再结合疫情影响预测并判断未来的增长情况,为未来航空运输的恢复提供了一定参考依据。首先基于ARIMA-SVM、Holt-Winters三参数指数平滑-SVM两种组合模型,在无疫情数据基础上进行验证,实现模型精度的优化;然后基于X-12分解疫情时间序列,预测2021年-2023年三年内的月度值,并判断年度增长恢复情况。结果表明:引入SVM优化残差序列后,组合模型与单一模型相比误差有所降低;通过疫情影响分析及预测可以判断疫情影响下的飞行保障架次预计在2023年恢复至疫情前的水平。

基于效用理论的飞机客舱布局选型研究

在综合考虑安全性、经济性和舒适性等因素的前提下,建立了量化评价客舱布局备选方案的二级指标体系;运用效用理论定义了基于评价指标体系的效用函数和效用矩阵,采用层次分析法将客户的个性化需求定量化表示成评价指标的权重差异,提出了确定最佳方案的加权效用值计算方法.以B787飞机的客舱布局选型为例,针对某家航空公司的定制需求,得到了该家航空公司的客舱布局最佳方案.实例分析结果表明模型的合理性.

尾翼滑翔增程炮弹最大滑翔距离研究

根据尾翼滑翔增程炮弹的空气动力特性和飞行弹道特性 ,对其滑翔距离进行了分析研究 ,在一定的假设条件下 ,得出水平滑翔距离计算公式 ,在不考虑滑翔时高度对下降段射程的影响的情况下 ,推导了最大滑翔距离的计算公式 。

弹丸滑翔弹道的能量法研究

本文针对弹丸滑翔飞行的运动特性 ,根据能量守恒原理 ,采用能量分析法对弹丸在滑翔段的弹道特性进行了研究。分析了弹丸理想滑翔飞行弹道的特点 ,推导出弹丸实现滑翔飞行的必备条件 ,以及弹丸滑翔飞行距离的计算公式、计算方法以及近似估算公式 ,对滑翔飞行初始时刻的选择进行了初步讨论。

空中交通管理系统安全的灰色多层次综合评价

针对空中交通管理系统安全评价方法中存在的不足,根据系统工程的基本原则和思路,以空中交通管理系统的人员、设备、环境和管理为基本因素,建立了空中交通安全管理系统的评价指标体系,并结合层次分析与灰色理论,提出了空中交通管理系统安全的多层次灰色评价模型,并结合实例进行了实例计算.仿真计算结果表明该方法能更有效地利用评价指标的信息,所给出的综合评价值不仅能用于描述所评价单位的安全状况,还具有横向比较多个单位安全状态的功能,该方法具有较好的可操作性和实用性,对更加科学合理地评价空中交通管理系统安全状态具有参考价值.

空中交通管制人员风险评价的证据理论模型

针对空中交通管制人员风险评价中的不确定性问题,基于证据理论建立了空中交通管制人员风险评价指标体系和空中交通管制人员的风险评价模型,并提出了具体的算法,通过仿真实例计算,验证了该方法能较好地解决评价过程中所遇到的不确定性问题。

基于贝叶斯网络的航空公司飞行安全系统评价

开展航空公司的飞行安全系统评价是提高飞行安全运行水平的重要措施。在对国内外相关研究成果进行分析和比较的基础上,结合飞行安全评价中的不确定性特点,利用飞行安全评价指标体系,建立了基于贝叶斯网络的飞行安全系统评价模型。该模型能够有效地处理专家意见一致或不一致的情形,并对系统进行预测及诊断分析。通过对某航空公司飞行安全运行状况的实例评价,结果表明此方法是合理有效的。

滑翔段弹丸的飞行特性研究

在弹丸稳定飞行的假设条件下 ,根据弹丸滑翔飞行的特点 ,建立了滑翔段弹丸运动的数学模型。在小扰动前提下推导出描述弹丸扰动运动的状态方程 ,据此分析了滑翔段弹丸飞行的一些固有特性和操纵特性 ,推导出滑翔段弹丸的倾角随攻角的变化关系 ,所得结果对于滑翔弹丸的设计具有一定的参考价值。

基于系统动力学的空中交通系统安全管理研究

空中交通系统是一个动态的复杂系统,本文分析了影响空中交通系统安全管理的主要因素,运用系统动力学的基本原理和方法,对空中交通系统安全水平进行了动态预测,并通过仿真计算,定量地分析了各个因素的安全投入增长率对系统安全水平的影响大小,为决策提供了科学的、定量的参考依据。

基于博弈论的飞行安全风险评价

通过研究飞行机组与空中交通管制员之间的合作问题,以达到对飞行安全风险的分析和评价;结合博弈论的基本思想和方法,应用贝叶斯条件概率定理和NASH策略对飞行机组与管制员之间的合作关系进行定量分析,建立飞行安全风险博弈模型假设;根据Bayesian决策模型和NASH均衡算法,计算出飞行机组与管制员之间的局势均衡点,即飞行安全风险的最小值;通过仿真计算表明,该结果对改善航空公司安全管理的科学性、可靠性和进一步降低事故率以及提高飞行安全水平具有一定的参考价值。

终端区4D飞行轨迹预测与冲突预警

为提升终端区飞行轨迹预测精度,实现航空器短时冲突预警,建立一种基于孪生支持向量回归的终端区4D飞行轨迹预测模型。对历史飞行轨迹应用重采样算法,降低轨迹数据规模;利用墨卡托投影将轨迹点经度、纬度与高度化为x-y-z坐标,采用孪生支持向量回归算法学习预测模型,实现短时航空器飞行轨迹动态预测;计算两架航空器水平、垂直距离,建立航空器冲突预警指示函数;对孪生支持向量回归算法进行超参数灵敏度分析,分析各超参数对模型预测效果的影响。根据机场真实数据进行仿真实验,证明:基于孪生支持向量回归的4D飞行轨迹预测模型能够准确捕捉航空器运动趋势,且泛化能力强;所提模型x-y-z坐标预测均方根误差是BP神经网络预测结果的32%、35%和61%,单次预测计算用时减少约0.13 s。

证据理论在空中交通管理安全评价中的应用

针对空中交通管理安全评价中的不确定性问题,将证据理论引入空管安全评价中,来解决评价过程中所遇到的不确定性问题。建立了空中交通管理安全评价证据理论模型,并且提出了具体的计算算法,实例验证了该方法的可行性、有效性和实用性。

空中交通管理安全预警指标体系及权重

分析了空中交通安全预警指标的构建原则及分类,对每项指标的含义进行了说明,采用层次分析法和专家判断矩阵法确定了指标的权重。实例分析表明,该方法具有较好的实用性。

跑道侵入风险评价的改进网络层次分析法研究

跑道侵入事件已成为威胁航空安全运行的重要因素之一。基于系统工程的思想,从机场、空中交通管制、航空公司三个方面分析造成跑道侵入事件发生的主要因素及其关联关系,并建立风险评价指标体系;利用三角模糊数对传统的网络层次分析法进行改进,基于此建立跑道侵入风险评价研究模型;通过实例分析,找出对跑道侵入风险产生影响的主要因素。结果表明:所用方法可行有效,能够反映出风险因素之间的相互关系,降低了主观判断对指标权重的影响程度,有助于制定预防跑道侵入事件发生的有效措施;管制员工作负荷、管制员情景意识丧失、飞行员操作偏差/疏忽为产生跑道侵入的主要风险因素。

基于BP神经网络的民航安全预测方法研究

为了对民航系统安全运行状态进行科学的分析和预测,针对反映民航系统安全运行状态的重要指标之一——飞行事故万时率,采用BP神经网络的时间序列非线性预测模型及方法,对其进行了分析研究和仿真验证,计算结果表明,该预测方法是可行的,并与实际具有较好的一致性。

基于SARIMA-LSTM的各类飞行保障架次预测研究

各类飞行保障架次是反映我国民航空管系统各单位保障能力以及运行效率的重要性指标,对各类飞行保障架次的预测分析有利于为相关部门的决策提供技术与理论支持。基于2010-2019年各类飞行保障架次的月度数据,根据数据的时间序列特点采用SARIMA拟合数据的线性趋势,得出预测值,再用LSTM对残差的非线性数据进行修正,得到修正后的残差,最终将预测值和修正后的残差相加得到最终的预测结果。将组合后的SARIMA-LSTM模型预测结果与SARIMA模型相比,结果表明组合后的模型对各类飞行保障架次有较好的拟合效果。

航空公司飞行安全综合评估方法研究

人的因素是影响飞行安全的关键因素,并且各决策因素具有难以度量的不确定性。以机组人为因素为主要研究对象,利用SHELL模型建立飞行安全评估指标体系,并利用AHP方法计算评估指标体系中各个指标的权重;运用物元理论建立评估模型并利用该模型进行飞行安全综合评估,找出影响飞行安全的主要指标;通过实例验证所用方法的可行性、有效性。结果表明:所用方法可行、有效,能够最大限度地解决评估过程中的不确定性,可为航空公司进行飞行安全管理提供一个可行的方法。

基于飞机最大起飞重量、商载与航程关系的飞机选型研究

飞机选型与机队规划是航空公司发展与决策的核心内容。本文从航空公司运营角度出发,围绕飞机的最大起飞重量、商载和航程的匹配关系进行深入研究,依据商载航程图,重点分析了其限制条件和最大起飞重量的改变对商载、航程能力的影响。针对16个机型关于商载、航程、起飞重量等10个影响因子建立了商载、航程能力比较算法,进而最终确定最大起飞重量的选择方法。结合实际航线,针对宽体客机最大起飞重量的选择和增重后所需回收成本的航班数量进行分析验证,得到最大起飞重量的改变对实际航线适应性的影响。结果表明算法具有较好的实用性,为航空公司引进新飞机选择最大起飞重量提供一定的参考价值。