ASSESSMENT OF MILITARY AIRFIELD OBSTACLE FREE SPACE BASED ON GIS

A mathematical model of obstacle limit surfaces for military airfield obstacle free space is established through airfield obstacle free space analysis.Based on the model,triangle mesh elevation model of military airfield obstacle free space is built by using the software-ArcGIS,and the 3-D display result is obtained.It is convenient to evaluate military airfield obstacle for superimposing digital elevation model（DEM）with military airfield topographic map.Thus it improves the efficiency greatly.It lays the foundation for the application of geographic information systems（GIS）in the management of military airfield obstacle free space.

基于LSTM的机场飞行区活动目标潜在冲突预测

针对机场飞行区冲突不断的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)网络预测机场飞行区活动目标潜在冲突的方法。根据复杂网络理论,以航空器和车辆2类活动目标为研究对象,建立飞行区活动目标网络,设置网络动态演化模型,输入运行数据计算多个网络特征指标,对指标时间序列进行主成分分析,拟合成潜在冲突指数;利用Keras框架搭建LSTM网络模型,将指标时间序列输入LSTM网络进行训练和预测,并与其他预测方法对比;用西安咸阳机场实际运行数据进行实验,将预测值与真实值进行对比,各项指标预测均方误差分别为1.608%、13.126%、0.072%、0.004%、0.014%。结果表明:通过建立飞行区活动目标网络模型,可以用网络特征指标从不同角度刻画潜在冲突;LSTM网络可以有效预测飞行区活动目标网络的潜在冲突,提醒相关人员预防冲突发生,降低冲突概率。

基于AM-LSTM的飞行区航空器滑行轨迹预测与冲突识别

为解决航空器点源定位难以有效预测而引发冲突风险愈来愈多的问题,构建基于注意力机制(AM)和长短期记忆网络(LSTM)的时间序列轨迹预测模型AM-LSTM,预测未来短时间内飞行区航空器的瞬时点源位置;在此基础上,根据航空器型号和滑行航向对其进行轮廓扩展,以航空器速度作为安全距离权重,通过射线法实现轮廓冲突的判定;并以乌鲁木齐地窝堡机场为例进行验证,利用训练完成的轨迹预测模型预测飞行区航空器滑行轨迹,以识别航空器轮廓间的滑行冲突。结果表明:AM-LSTM预测模型能够准确预测飞行区航空器运动轨迹。未来3 s内轨迹位置预测的平均位移误差为1.05 m,轨迹点位置预测精准性可达94.37%,故能在轨迹预测的基础上精确识别滑行冲突风险,有利于保障飞行区的安全运行。

基于双层规划的飞行区地势设计优化模型

为设计出一个符合标准且成本最低的机场飞行区地势表面,在飞行区内划分出骨架和扭曲面,上层规划从全局角度确定骨架具体位置,下层规划根据上层规划的结果,以局部表面跟天然地面的拟合程度为目标,合理衔接骨架并使得扭曲面设计最优,形成基于双层规划的飞行区地势设计优化模型,最后运用遗传算法求解。采用该模型计算得到的三明机场地势设计实例表明,优化模型的排水、坡度、坡段设计均符合既有要求,且与实际工程相比,更贴合天然地形,填方量下降7.50%,土方总计下降8.06%,工程成本降低10.73%。

机场道面装配式修复技术研究综述

为明确装配式水泥混凝土道面的技术特点,便于机场道面修复的技术选型,开展了文献调研,总结典型的装配式道面结构组合和接缝设计,梳理施工质量控制和数字化管控技术,并与其他道面修复技术在适配荷载、使用寿命和施工效率等指标进行对比分析。调研结果表明,钢筋环焊接的接缝设计具备施工简便的优势,预应力连接和可拆装传力构件能分别提升道面的抗弯拉性能和可复用能力,采用切割机、起吊钢梁和起吊调平一体化构件等装置可以提升施工作业效率。在道面修复的应用场景中,装配式混凝土道面适用于长期重型荷载,并在大面积修复作业中具有优势,可与快修混凝土材料配合作业,提升机场道面的韧性恢复能力。

基于战例复盘的“机场工程”课程向战转型方法研究

针对学员与授课教员对本专业课程在各知识点实战中的作用把握不清及教学内容实战化元素缺乏的问题,提出对实战和演习演练中后勤相关力量作战运用情况进行复盘梳理和凝练,以此提炼军事设施工程专业机场工程类课程教学实战化元素,并同课程知识点进行有机融合,在教学中进行应用(如战例式教学)的解决方法。经实践取得了良好效果,对年轻教员提高实战化教学能力具有十分现实的可操作性与易掌握性,且对其他专业课程教学的向战转型具有较大的参考与借鉴意义,具有广阔的应用前景。

无人驾驶引导车实施飞机滑行引导风险评估

随着民航业的蓬勃发展和民用航空机场的日益扩建,飞行流量的显著增长对机场飞行区内车辆作业的安全性和效率提出了更为严格的标准。论文深入剖析了机场飞行区无人驾驶引导车辆在地面滑行过程中的运行特点,通过综合考虑内部风险与外部风险两个维度,采用了K-means聚类与模糊理论相结合的综合风险评估方法,旨在构建一个全面且准确的机场飞行区无人驾驶引导车辆地面滑行引导过程的风险评估模型。

荷载与温度耦合下的机场道面应力分析与配筋设计

针对大尺寸机场道面板在飞机荷载与温度耦合作用下易出现疲劳破坏的问题,通过ABAQUS软件对不同尺寸道面板在飞机荷载和温度梯度作用下的应力进行了分析。在此基础上根据应力结果完成道面板的横、纵向配筋设计,并对配筋后的道面板通过有限元模型进行了应力验算。研究结果表明:单独考虑飞机荷载,道面板尺寸与内部荷载无直接关联,而在温度梯度作用下,道面板的尺寸会对板内应力产生影响,但超过12 m后应力值趋于平稳。耦合荷载和温度共同作用下,尺寸越大道面板越容易发生破坏,当尺寸较小时板内应力上升幅度较大,但随着尺寸逐渐增大上升幅度放缓并趋于平稳。通过配备预应力筋,道面板板底拉应力下降幅度达87.3%,说明通过施加预应力筋可以有效防止道面板因尺寸过大在飞机荷载与温度梯度耦合作用下产生强度破坏与应力疲劳破坏。

Field cracking performance of airfield rigid pavements

This paper discusses cracking in airport pavements as studied in Construction Cycle 6 of testing carried out at the National Airport Pavement Testing Facility by the Federal Aviation Administration. Pavements of three different flexural strengths as well as two different subgrades, a soft bituminous layer and a more rigid layer known as econocrete, were tested. In addition to this, cracking near two types of isolated transition joints, a reinforced edge joint and a thickened edge joint, was considered. The pavement sections were tested using a moving load simulating that of an aircraft. It has been determined that the degree of cracking was reduced as the flexural strength of the pavement was increased and that fewer cracks formed over the econocrete base than over the bituminous base. In addition, the thickened edge transition joint was more effective in preventing cracking at the edges compared to the reinforced edge joint.

基于心率变异性的飞行员脑力负荷特征

为了探索五边飞行不同阶段飞行员脑力负荷水平,寻找表征脑力负荷的心电指标,对飞行学员展开五边飞行任务的六自由度模拟飞行实验,测量飞行过程中的脑力负荷水平,采集不同飞行阶段飞行员心电各指标数据,利用因子分析构建飞行员脑力负荷模型,分析和验证不同飞行阶段飞行员脑力负荷的变化特征。结果表明:相比心率指标,心率变异性指标在测量飞行员脑力负荷时具有更高的信度和效度;起飞和上升阶段的脑力负荷处于较低水平并呈下降趋势;巡航阶段的脑力负荷水平较低且变化趋势平滑;进近着陆阶段的脑力负荷水平最高。此外,突发事件会显著影响脑力负荷,引起飞行员脑力负荷的显著增加。

关键链方法在飞行区作业编排中的应用研究

关键链方法是一种基于约束理论的项目管理方法,普遍应用于建筑、航天、国防、软件、制造等行业,能避免任务切换、帕金森定律、优先级等因素导致的时间和资源损失,在有限资源的情况下能促进项目在更短的时间内完成。该方法也同样适用于飞行区作业编排场景,如航空器引导、行李装卸、客舱清洁等,能综合处理作业需求与关键资源之间的约束,降低作业人员、车辆、物料、环境等关键资源冲突,提高飞行区作业资源的利用效率。通过对关键链方法的应用,可以改善飞行区的作业编排过程的许多实际问题,提高飞行区作业的编排效率、监控粒度和监控范围等,降低飞行区作业对航班放行的影响。

机场飞行区下穿长地道总体设计要点分析

航空运输快速发展,大型机场通过建设飞行区下穿地道来提高运行效率。现分析飞行区下穿地道在分类、服务对象、与飞行区布局的关系,以及飞行区安全距离要求方面的特征,以其交通功能定位为出发点,从总体交通特征参数设计、主体结构设计荷载、配套设施设计、施工方法与施工组织等方面,研究分析飞行区下穿地道总体设计中需重点考虑的设计要点。并以太原武宿国际机场三期改扩建工程飞行区下穿长地道工程为案例,展开探讨,以期为其它工程建设提供借鉴。

机场飞行区的过湿土回填施工技术要点分析

湖北荆州民用机场取土区的粉质黏土天然含水率高,作为填料时需要采取相应的措施降低其含水率,从而保证填筑质量。文章主要对回填要求高的道槽区土方回填进行了研究,分析了取土区过湿土的降水处理、挖运和回填碾压等环节采取的施工措施,提出了渗水沟降水、旋耕机破碎、犁铧机翻土晾晒等特殊处理措施。

基于感知应变的刚性道面结构强度评价方法

刚性道面结构强度实时准确评价,是保障机场设施耐久与适航安全的重要工作,其中决定性因素为基层顶面反应模量K。依托西南某国际机场智能跑道系统,采集C类飞机通过事件下的刚性道面板动态应变响应状态;通过HWD弯沉测试获取道面初始结构参数,建立机场刚性道面9块板足尺有限元模型,通过考虑轮迹偏移和基层顶面反应模量K值对道面板中监测点位动态应变的影响,建立K值与动态应变响应峰值期望ε值的函数关系曲线;采用桥渡原理,补偿机场刚性道面仿真模型与实际结构之间的偏差,将模拟仿真函数关系转换至实际感知函数关系,基于实测感知应变实时评价基层顶面反应模量。在此基础上,采用当量单轮荷载法建立机场道面强度评价指标PCN值与K值的关系,最终实现基于感知应变的刚性道面结构强度实时评价。

基于数字孪生技术的飞行区运行架构

针对智慧飞行区运行建设研究中,数字孪生的服务应用模块仍然存在数字模型与物理空间缺少交互、功能缺乏应用的问题,依托数字孪生技术对飞行区运行多要素进行物理映射和仿真,构建4层数字孪生基本体系架构;通过数据实时传输,实现物理空间与数字孪生模型、物理对象与虚拟目标之间的虚实映射和状态更新;结合孪生域的数据仿真迭代实现物理域的实时决策,为运行服务对象提供航空器实时状态反馈、指令风险评估等服务。在此架构内分析了五大关键技术的可行性和必要性,采用多种工具对飞行区运行三维空间结构进行建模,在结合航空器运行指令的场面风险评估仿真和可视化对目前的飞行区运行数字孪生技术成熟度进行评价的同时,验证了构建数字孪生运行飞行区的可行性。

飞机荷载模拟加载车设计与应用

为真实模拟飞机荷载对机场道面的作用,该文在总结已有相关设施设备特点的基础上,设计了飞机荷载模拟加载车,并结合真实飞机加载的现场试验道面结构层土压力数据对加载车仿真效果进行分析。结果表明:加载车载重系统最大可达50t,可模拟现役主起落架为单轮、双轮及四轮构型的飞机加载效果。装载单个机轮时,加载车对主起落架为单轮构型的飞机仿真效果好,但由于多轮对道面的叠加作用效应,对主起落架为六轮构型的飞机只在加载点正下方仿真效果较好。为真实模拟主起落架六轮及以上构型的飞机加载效果,仍需设计尺寸及加载能力更大的加载车。

机场跑道内爆炸毁伤效应及工程化函数模型

针对反跑道弹药战斗部对机场跑道内爆毁伤效应评估的需求,为系统开展机场跑道在装药内爆载荷作用下的毁伤效应研究与构建工程函数模型,在量纲分析的基础上开展不同装药质量、不同装药埋深下的机场跑道内爆毁伤实验和数值仿真,探究装药量和装药埋深对机场跑道毁伤形态以及毁伤场参数的影响规律。研究结果表明:装药量一定时,有效毁伤半径Red随装药埋深的增加呈先增大、后减小的趋势;装药埋深一定时,毁伤效应参量随装药量的增加而增大;装药量和装药埋深的最适匹配可达到理想的毁伤效果。基于实验与数值仿真研究获得的弹坑形态和裂纹特征与跑道内爆炸作用机理分析,提出将毁伤模式和毁伤场特征参量相结合的评估方法来有效表征多层混凝土介质内爆毁伤效应,采用敞坑、隆起和隐坑3种毁伤模式来描述跑道的破坏形态,采用特征参量弹坑半径Rc、有效毁伤半径Red、最大爆腔半径Ric,以及弹坑深度H定量描述跑道内爆毁伤场区域;结合大量仿真和实验数据拟合得到机场跑道内爆毁伤模式和毁伤场特征参量的工程化函数模型,可对机场跑道内爆毁伤效应进行快速预测。

冲击荷载下橡胶混凝土道面应变响应研究

为阐明冲击荷载作用下橡胶混凝土道面的应变响应,基于光纤光栅应变计和重型落锤式弯沉仪(heavy weight deflectometer,HWD),设计了一种道面冲击应变响应的测试方法。通过该方法,对比分析了冲击荷载下橡胶混凝土道面与普通混凝土道面的应变响应差异,并通过监测不同尺寸的橡胶混凝土道面,研究道面板尺寸对应变响应的影响。试验结果表明:相较于普通混凝土道面,橡胶颗粒的加入改变了冲击荷载下道面的应变响应分布,使混凝土道面板中的水平应变均减小,而板边、板角的水平纵向应变增加;并且随着板长增加,橡胶混凝土道面板中、板边、板角处最不利应变响应方向的应变逐渐增加,其中板角处纵向应变增加最快,即道面板长增加将使橡胶混凝土道面冲击荷载下的最不利位置和方向从板边横向转移至板角纵向,因此在大尺寸橡胶混凝土道面设计与建造中,板角应变也应被考虑。

基于T-S模糊神经网络的飞行学员飞行技能评价模型构建研究

为准确评价飞行学员飞行技能的优劣,在分析飞行学员起落航线各飞行阶段任务的基础上,参照飞行训练手册并结合与教员的访谈,建立了飞行学员飞行技能评价指标体系。运用T-S模糊神经网络搭建的飞行技能评价模型实现对飞行学员飞行技能评价,采集118名飞行学员飞行数据(有效数据110组),80组数据用于训练模型,30组数据用于测试,以验证模型评价的适用性和精确度。结果表明:T-S模糊神经网络具有很好的学习效率,评价飞行学员飞行技能准确度为976%,该方法构建出的评价模型应用于飞行学员飞行技能评价有效可行。

基于SEA的常规导弹封锁机场跑道作战效能分析与应用

为系统研究常规导弹封锁机场跑道作战效能,在基于系统效能分析方法建立的系统效能模型基础上,针对常规导弹封锁机场跑道的问题进行了作战效能计算、单波次打击用弹量计算、多波次打击用弹量计算、效费比比较分析和作战方案评估。结果表明:不同作战环境下影响导弹武器作战效能的因素有子母弹种类、瞄准精度、抛撒半径、打击波次、用弹量、作战方案设置等。作战效能提升的途径包括合理选择瞄准精度的子弹和选择具有较高作战效能的作战方案,并指出在满足作战要求的基础上,可以选择高效费比的作战方案。所得结果为研究常规导弹封锁机场跑道问题奠定了基础,为导弹作战问题研究提供了新的定量化研究手段,对进一步丰富和发展导弹作战军事运筹应用理论具有重要意义。