基于VOR导航的平行航路侧向碰撞率计算模型

为了有效确定平行航路安全间隔与评估碰撞风险,分析了侧向碰撞影响因素,利用Reich模型和概率论理论,建立了非洋区VOR导航下平行航路的侧向碰撞率计算模型。对Reich模型进行了改进,以圆柱体碰撞模板代替传统的长方体碰撞模板,推导出平行航路侧向碰撞率的计算公式,利用事件的概率运算法则,给出VOR导航下航路飞行时两机侧向重叠概率的计算模型。计算结果表明:给定航路侧向碰撞率小于规定值,所设定的平行航路间隔在给定的飞行环境下是安全的,符合客观实际,因此计算模型可行。

基于速度随机分布的低空空域小型无人机碰撞风险评估模型

碰撞风险是评价航空器运行安全性、确定航空器运行条件的关键指标。针对低空空域小型无人机数量增多导致空域安全隐患增加的问题,提出了1种基于速度随机分布的碰撞风险评估模型,确定了无人机在空域中的安全运行的条件。根据低空空域小型无人机操纵性灵活的特点,提出了针对低空空域小型无人机不同飞行动作的碰撞模板:为自由飞行的无人机设置符合实际运行的含碰撞层和避险层的双层球体碰撞模板;为沿固定路径飞行的无人机设置以机身尺寸为参考的长方体碰撞模板。考虑无人机飞行方向和速度变化快的特点,将传统无人机速度的线性分布模型改进为随机分布模型,计算无人机的相对运动关系,再利用速度矢量法计算碰撞模板扫过的空间体积。引入无人机动态定位误差、速度误差,在传统人机可靠性的基础上,建立基于速度随机分布的低空空域小型无人机碰撞风险评估模型。选取大疆M300和M600这2种型号的无人机作为验证机型,运用Matlab软件模拟特定空域场景,并分析碰撞风险与小型无人机密度的关系。通过仿真可以发现:空域内碰撞风险与无人机密度呈正相关关系;根据国际民用航空组织空域安全标准,2种验证机型安全运行的最大密度分别为4.2架/km~3和5.0架/km~3;在满足安全运行条件的前提下,采用新的碰撞风险评估模型,空域容纳2种无人机的数量的密度上限可分别提高106.9%和88.7%。实验结果表明,新的碰撞风险模型更加符合小型无人机运行特征,未来可以用于提升空域内无人机容量、提升空域利用率和无人机运行效率。

基于EVENT改进模型的碰撞风险研究

为了降低飞机的碰撞风险、提高空域利用率,将碰撞模板优化为长方体与圆柱体的组合形状,更加贴近飞机的真实形态,并在经典EVENT碰撞模型的基础上,将改进后的碰撞模板与平面间隔层结合,分别建立纵向、侧向、垂直3个方向上的改进EVENT碰撞风险模型。最后,引入“翼龙”Ⅱ无人机的相关数据进行Matlab仿真验证,分别运用改进EVENT碰撞模型和经典EVENT碰撞模型对碰撞风险值进行评估对比。结果表明改进模型能够有效降低计算冗余,减少飞机的碰撞风险;改进模型的碰撞概率约是经典模型碰撞概率的70%,改进模型对飞行碰撞概率的计算更符合实际。研究成果可在相同的安全目标风险条件下,得到更加准确的碰撞概率,为航路科学规划提供科学依据。

RVSM空域内垂直间隔的安全评估

为了缓解空中交通流量迅速增大造成的航班延误问题,我国已经在全国实施缩小垂直间隔(RVSM)的运行,对RVSM实施后的垂直间隔的安全性评估也被提上日程。结合Reich模型和概率论,对非洋区相邻高度层上的飞机的碰撞风险进行了研究。首先对Reich模型进行了改进,以适用于垂直间隔碰撞率的研究;然后对影响垂直方向碰撞率的决定因素进行了分析,其中对垂直方向重叠概率的研究,不同于国外的统计量的分析,是从机载测高设备的误差入手;最后用实例进行了仿真计算。结果说明我国缩小垂直间隔标准是安全可行的。