面向智能视频监控的空中交通管制员图像分割

为解决复杂场景下空中交通管制员检测与分割精度低、鲁棒性差的问题,提出一种基于掩码区域卷积神经网络(Mask Region-based Convolutional Neural Networks, Mask R-CNN)的管制员图像分割模型ATC Mask R-CNN(ATC Mask Region-based Convolutional Neural Networks)。首先,构建管制员监控图像数据集(ATC Monitor Image Dataset, AMID)并用于模型训练、测试;其次,在主干网络中引入瓶颈注意力模块(Bottleneck Attention Module, BAM)以增强管制员特征提取,采取改进的柔性非极大值抑制算法(Soft Non-maximum Suppression, Soft-NMS)替代NMS算法进行候选框选取,提高对遮挡目标的检测分割;最后,基于AMID进行管制员图像分割试验。结果显示:ATC Mask R-CNN的精确率、召回率和平均精度分别为96.49%、95.62%和88.84%,表明了该方法的有效性。与Mask R-CNN相比,ATC Mask R-CNN有效降低了复杂场景的不利影响,更适用于管制员工作场景,可以为管制大厅安全管理自动化应用提供技术支撑。

空管一次监视雷达信号处理方法研究

空管一次雷达获取的雷达数据由于包含异常值、存在干扰或数据点缺失,需选取合适的处理方法,以获取有效测量值。本文设计并验证了4种雷达信号处理方法,即基于线性回归的方法、巴特沃斯低通滤波、零相移滤波、分段滤波。利用基于线性回归的方法进行了异常数据的剔除和补偿;利用巴特沃斯低通滤波后去除了高频噪声,曲线光滑无毛刺,但结果存在滞后且开始部分有扰动;零相移滤波解决了高频噪声的干扰,但同时抑制了波形和信号的峰值。最终设计了分段滤波的方法,结合低通滤波和线性回归,将数据分段,峰值部分采用线性回归,其他部分低通滤波。既保留了雷达信号的峰值,避免波形被抑制,同时去除了高频噪声,为后续的计算奠定基础。

基于视频分析的空管员违规行为识别方法

为利用视频数据对空管员违规行为进行智能化分析,降低不安全事件发生率,提出2阶段的违规行为识别模型(AR-ResNeXt),基于实地调研构建空管员视频数据集,利用最小化动态多实例学习损失函数和中心损失函数,获得违规行为检测的判别特征表示,结合异常回归网络和ResNeXt网络,完成对空管员违规行为的时序区间检测与动作分类。研究结果表明:AR-ResNeXt模型在自制数据集中,其帧级AUC达到82.9%,分类准确率达到87.8%,可准确识别空管员发生违规行为的时序区间并进行分类,研究结果可为保障空中交通安全奠定基础。

二次雷达S模式综述

A/C模式的二次雷达在目标数量增加到一定程度时暴露出许多问题,S模式是欧美国家开发的先进二次雷达协议,正在逐步取代传统的A/C模式。文中全面而简略地阐述了S模式的协议内容和工作机制,包括:S模式的起源和特点;S模式询问信号和应答信号的格式、含义、分类及询问应答机制;S模式的上下行数据格式、含义及涉及的重要问题;S模式的兼容性、锁定技术、Squitter模式、数据校验和干扰问题。最后,介绍了S模式在多个领域的应用情况。

基于多DSP技术的SSR实时信号处理机

以 4片数字信号处理器 (DSP)和 2片现场可编程逻辑阵列器件(FPGA)为核心处理器 ,设计实现了二次监视雷达SSR(SecondarySurveillanceRadar)实时信号处理机 .该系统基于 2块DSP +FPGA模式的实时信号处理板 ,实现了对原始二次监视雷达应答信号的各种处理 :反同步窜扰处理 ,反非同步窜扰处理 ,计算目标的方位、距离 ,进行目标的高度、代号解码以及实时产生航管询问编码 ,并生成各种信息的统计报告 .

星基ADS与雷达误差校准算法的研究

基于星基自动相关监视(ADS)系统和雷达各自的特点,分析了空中交通管制中ADS与雷达数据融合的模型,提出了在传统的地心地固(ECEF)坐标系中星基ADS和雷达系统误差校准的算法。同时,针对ADS数据的特性,又进一步提出了在Geodetic坐标系和以雷达站为极点的极坐标系(以下简称雷达站极坐标系)中的系统误差校准算法。最后,对校准效果进行了仿真分析和比较,并介绍了一种有效应用上述算法的方法。

风电场对航管二次监视雷达S模式的影响分析

风电场作为一种运动的大型障碍物可能对航管二次监视雷达的性能产生影响。目前航管二次监视雷达正在经历逐步由A/C模式到S模式的转变升级,研究风电场对航管二次监视雷达S模式的影响,对保障民航飞行安全具有重要意义。该文在S模式和A/C模式信号特征对比分析的基础上,分析了S模式询问信号和应答信号可能受到风电场影响的条件,并由此给出了S模式二次雷达附近可能受风电场影响的飞行范围的计算方法,同时给出了其与A/C模式影响范围的定量化比较。该文所提方法及相关结论可以为风电场附近的雷达选址(或新建风电场选址)和飞行程序的设计提供依据。

基于微多普勒特征的风轮机雷达杂波检测

作为一种清洁能源和可再生能源的形式,近年来风能受到了全球各国的普遍关注,风轮机会对其附近的航管监视雷达产生不利影响。风轮机雷达杂波检测技术的研究,对于保障民航飞机的空中交通安全起着重要作用。提出了一种基于风轮机雷达回波微多普勒特征的杂波检测方法,该方法利用风轮机与雷达波束不同位置条件下风轮机杂波的微动特征实现风轮机杂波的检测。对检测出的存在风轮机杂波的距离单元进一步判断是否存在飞机目标,进而只需对存在飞机目标的距离单元进行杂波抑制。仿真结果表明该算法能够实现风轮机雷达杂波的有效检测。

空管二次雷达最小间隔的分析与比较研究

本文对空中交通管制中使用二次雷达SSR建立最小间隔的方法进行了分析,提出了用危险接近概率(CAP)的概念作为角误差的评估指标,并建立几种模型进行比较评估。针对一种使用单脉冲技术的远程二次雷达LSSR和普通二次雷达进行数据仿真。结果表明应用单脉冲技术的雷达比普通二次雷达角估计正确性要优越。

基于VHF数据链的自动相关监视系统

介绍了基于甚高频（ＶＨＦ）数据链的自动相关监视（ＡＤＳ）系统的基本概念，构成原理和系统结构．为改善ＡＤＳ系统的跟踪精度，将基于“当前”模型的卡尔曼滤波算法用于ＡＤＳ系统数据处理．数字仿真和实际应用表明：该算法可以有效地消除由于突发干扰和飞机姿态变化造成的ＡＤＳ报文丢失、乱码对ＡＤＳ系统跟踪精度的影响。

ADS-B监视技术在空中交通服务中的应用研究

直升飞机已成为渤海湾石油开采船(平)台运输人员和补充供给的主要交通工具。近几年,在渤海湾低空空域出现了多次潜在飞行冲突。ICAO推荐的新监视系统将在航空监视领域产生根本性变革,ADS-B是解决非雷达空域监视问题的好办法。依据渤海湾地区地理特征和目前石油开采船(平)台的分布,提出在渤海湾地区应用UAT方式的ADS-B系统建议,提出了四站式和两站式ADS-B系统地面站建设方案。

空中交通管制监视新技术简介

空中交通管制监视技术在传统雷达监视技术应用的基础上,已逐步发展出多点相关定位(MLAT或MDS)和广播式自动相关监视(ADS-B)等一系列新监视技术。这些空管监视系统的新装备、新理念和新手段已在空管领域开始逐步应用,新技术支撑着空管系统的持续安全发展。文中对MLAT、ADS-B、先进场面监视设备等空管监视新技术进行了简要介绍。

采用多视频融合的机场场面监视方法

以非协作式监视技术特征为依据,采用多视频融合处理技术,提出了一种专门针对中小型简易机场的场面目标监视方法。该方法通过光流法计算运动场,依靠动态模糊聚类自适应地分析运动场,最后依靠多视频融合来提高检测精度。实验表明,本方案不仅可行,而且可以有效地抑制50%以上的测量误差,为中小型简易机场的场面监视雷达提供了另外一种备份手段。

二次雷达工作模式发展展望

二次雷达系统广泛应用于空中交通管制。传统的A/C模式二次雷达抗干扰性能差,且应答编码信息有限,不能满足新的航空管制需要,升级的S模式能有效解决上述问题。本文简要介绍了A/C模式的特点,重点分析了S模式的概念、信号格式和特征,并展望了S模式的发展方向。

一种用于多摄像机无重叠视域环境下的车辆跟踪系统

针对当前交通监控系统中自动化程度较低、过多依赖人力进行监控的现状,文章设计了一种用于多摄像机无重叠视域环境下的车辆跟踪系统。该系统为中心-分布式结构,中心服务器与分布在前端的智能摄像机节点通过GPRS相连,与传统的功能单一的摄像头相比,基于DM642的智能节点可以在前端完成目标检测、跟踪以及分类等工作,并将抽象化后的目标特征信息通过GPRS传输给中心服务器,大大减轻了网络传输的压力。中心服务器根据节点传送来的目标信息,对不同摄像机视域下的目标进行匹配,实现了目标的连续跟踪,获得了更为全面的目标信息。试验表明,文章设计的车辆跟踪系统可以在较大监控范围内有效地跟踪目标车辆。

自动相关监视系统的研究与开发

介绍了自动相关监视（ＡＤＳ）系统的基本概念，构成原理和与实施相关的研究与开发工作，特别是重点介绍了以ＰＣ机为基础的ＡＤＳ信息处理系统的成果，最后还介绍了ＡＤＳ运行情况．

城市交通监控中的一种基于Internet的传输控制协议

本文基于城市交通物联网及远程控制的发展趋势,提出一个设备无关的、可靠的、面向连接的传输控制协议,使各种交通设备的传输数据和控制命令能够以统一的数据格式进行表示和传输,并通过Internet来进行远程感知和控制。设计了设备和服务器间交互报文的数据格式,结合通信协议的原子性、次序性、实时性和容错性,实现了连接建立、数据传输、状态维护、丢包检测和重传机制、拥塞控制等关键技术。通过仿真和实验分析了可行性及传输性能。

一个安全宽带接入系统的建立

针对原有宽带接入方式缺少安全认证和审计、容易遭受网络攻击等不足,提出一个安全宽带接入方案,建立安全宽带接入系统,包括基于双ISP的接入系统、PPPoE+RADIUS认证系统以及基于JSP的宽带查询系统。应用结果证明,该系统能有效提高宽带接入的安全性和可靠性。

Linux流控工具TC的原理及实用案例分析

Linux系统下的开源软件TC是一个功能强大而且性能优越的流量控制工具,可以媲美专业的流控设备,本文介绍TC的主要组件的概念、用途、组件相互之间的关系和结构以及它们是如何协同工作的,然后使用实例的方式讲解一个方案的设计过程,通过该实例可以了解TC高度的灵活性以及强大的功能。

扩充1090ES数据链容量的相位调制技术

对广播式自动相关监视(ADS-B)系统的1090ES脉位调制信号做脉内调相,可在不增加发射次数、不占用新的频段、不影响现有ADS-B系统运行的情况下增加信号的数据传输能力。论证了两种可能采用的1090ES数据链扩容方法,说明了选择相位调制实现扩容的原因。讨论了相位调制扩容1090ES信号需解决的几项关键技术,包括扩容信号的调制,信号的接收、解调和解码,信号的同步,数据的校验码设计,可行性及安全性评估。针对多发单收的突发通信特点,提出了一种按偏差分区的载波粗同步方法;针对相位突变引起的频谱扩展问题,提出了一种相位线性过渡的解决方法。