基于Petri网的航空器运行指令筛选方法与推演

为对航空器运行指令潜在的风险进行预警,对航空器运行指令进行逻辑分析,构建涉及指令及跑道的多种约束;建立多跑道运行全过程着色时延Petri网模型对进离港及场面运行流程进行分析;开发航空器起飞或复飞以及后续指令过程模块、航空器着陆指令过程模块以及航空器穿越指令过程模块;航空器运行指令进行筛选的同时采用实际数据设定模型中时延库所的时间参数,推演结果表明,航空器运行指令的时序对跑道状态产生影响,可对潜在的场面风险状态进行评估与预测。

Cache模拟系统的设计和实现

Cache即高速缓冲存储器,位于CPU与主存之间,是现代计算机不可缺少的组成部分,其性能的高低可直接影响计算机整体的工作效率。本文用软件模拟硬件的方法,依据Cache的基本工作原理,分析了Cache在不同工作策略下的命中率问题。

基于交互式多模型的短期4D航迹预测

通过采集ADS-B等空地数据链实时下传的航空器状态数据(高度、航向、地速和垂直速度),建立航空器的飞行状态转换及观测方程,进而利用交互式多模算法(IMM)让不同的运动模式匹配航空器不同的运动状态,动态校正航空器初始航迹预测值,并展开无观测数据条件下的4D航迹外推.仿真实验表明,该算法收敛速度较快,航迹预测精度较高,能够有效的追踪航空器的实时运动状况.

基于网格划分的ADS‑B地面站信号覆盖及选址分析

针对通用航空飞行活动的安全监视问题,合理的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance‑broadcast,ADS‑B)地面站选址规划能够提高空域的监视范围,基于网格划分分析ADS‑B地面站对真实高度的监视信号覆盖范围并进行选址分析。考虑地球曲率和地形遮蔽对信号传播距离的影响,采用数字地理高程数据建立地理模型,将空域网格化处理,用Xdraw算法计算网格覆盖性,确定ADS‑B地面站对真实高度的最大理论覆盖范围,构建地面站最大覆盖模型进行空间规划布局。最后,对ADS‑B地面站信号覆盖情况进行仿真,并以湖北省为例,计算出满足该区域覆盖需求的地面站布局。为实际工作中的地面站布局规划提供了依据。

单雷达航迹滤波与卡尔曼滤波算法

单雷达数据处理在民航空管自动化系统中起到基础性的作用,其航迹质量直接关系着自动化系统的准确性和可靠性。航迹状态滤波是单雷达数据处理中的难点,是实现平滑、稳定航迹的关键。本文以航迹状态滤波算法为切入点,介绍了广泛应用于自动化系统中的卡尔曼滤波算法。

基于聚类分析的航空器滑行过点时间预测

为了预测航空器滑行预计到达时间(Estimated time of arrival,ETA),减少场面冲突,提高机场运行效率,本文使用卡尔曼滤波算法对场面历史轨迹数据进行预处理。为了衡量轨迹样本间的距离,综合三类特征用于机场场面历史轨迹数据聚类。特征包含航空器滑行时段和场面航空器数量,以及参考动态时间规整(Dynamic time warping,DTW)算法提取的轨迹差异度特征。将两个样本特征的欧式距离作为样本间的相似度量;基于均差最大原则确定初始聚类中心,使用K-means算法对样本进行聚类,根据待规划航空器的所处时段和场面航空器数量选择匹配度最高的类簇,将其聚类中心样本的轨迹序列和塔台规划的静态路径相结合预测航空器滑行ETA。通过将实际轨迹数据与预测的滑行ETA进行对比分析,证明了本文预测航空器滑行ETA的准确性。

欧洲猫雷达数据分发设备(μLINES)替代方案

"北上广"三大区管主用的欧洲猫自动化系统使用μLINES作为雷达数据的输入设备,用于接收HDLC协议同步RS232接口的雷达数据。该设备价格昂贵且已经停产,但现场运行、设备测试等场合均需要该设备及其备件。因此有必要研究该设备的替代方案,研制出替代品,以满足现场需求。文章设计了LINES的一个替代方案并研制出了替代产品,该产品价格低廉,经过长期测试证明完全能够替代μLINES来接收雷达数据。

基于4D轨迹的机载端滑行引导算法

针对繁忙机场航空器场面滑行效率低、延误大的问题,提出一种基于4D轨迹的场面滑行引导算法。首先根据机场结构建立机场拓扑模型;然后对传统Dijkstra算法进行改进,在考虑路段翼展约束和转弯约束的情况下,为航空器规划一条最优滑行路径,并根据管制设定的所需到达时间(RTA)为所有轨迹点分配相应的RTA,从而得到一条目标4D滑行轨迹;最后,航空器在速度引导算法指引下实现对4D轨迹的追踪。速度引导算法是以航空器平顺滑行为目标,根据航空器当前的运动状态,以航空器性能、速度、RTA为约束,动态计算出最优的滑行参考速度,从而实现精准的4D轨迹追踪。仿真实验结果表明,机载端滑行引导算法能为航空器提供一条合理平顺的滑行轨迹,并能在参考速度的引导下高效准时地到达终点。

A-SMGCS V级系统中机载场面告警算法

针对目前机场场面的监控主要通过人工及目视辅助设备实现的不足,同时为了减轻管制员与飞行员的负担,提高机场场面的运行效率,提出一种自动化场面告警探测算法:基于高级场面活动引导与控制系统(A-SMGCS)中的监视源数据,对滑行道冲突、起降跑道长度不足2种情形实现自动化的告警探测与提示。针对与他机目标冲突告警问题,提出基于速度矢量法的潜在冲突判断算法;针对起降跑道长度不足告警问题,提出实时计算起降所需跑道长度的运动学模型。最后搭建仿真环境模拟真实的飞机场面滑行,为模型提供监视源数据,以对算法进行验证。验证结果表明:告警响应均在警情发生的0.5 s内,无虚警、漏警,符合预期结果;该算法是可行的。

适用于ATC系统的ADS-B数据转雷达数据方案研究

新疆荒漠高山众多,导致雷达建设困难,现有的雷达信号不足以覆盖新疆空域,大部分空域仍为程序管制。为加强空域覆盖能力,新疆已建有15个ADS-B基站,未来计划新增30个ADS-B基站。但其现有的主用Indra自动化系统不支持接入ADS-B数据。该文提出一种方案,把多路ADS-B信号转换为通用雷达信号,接入Indra自动化系统,提高该系统的覆盖能力,加强空管保障能力。