临空经济对区域创新的结构性影响研究

临空经济在引导区域发展模式向创新驱动型转变中发挥着重要作用,以其独特的“技术—制度—产业—空间”属性,通过技术支撑、制度安排、产业延伸、空间极核等新的范式结构,为区域创新发展提供跃升条件。发展临空经济,能提升城市通达度和交通枢纽地位,影响城市创新层级;缩小城市间知识密集型服务业的差距,使城市群向创新多中心空间结构演化;为区域创新发展提供集聚与扩散叠加动力、制度创新变迁动力、政府与市场双向互动激活动力、中心极核与外围互补引领协同动力,影响区域创新的动力结构。各级政府应高度重视临空经济区在改革创新、先行先试中的引领作用,完善现代综合交通运输体系,差异化构建跨空间创新协作网络,促进创新要素流动和知识溢出,激发临空经济在区域创新中的功能。

机场飞行区多层异质链序风险传播模型研究

为探究机场飞行区风险发生机制及风险传播特性,增强机场飞行区安全管控能力,采用复杂网络理论,依据风险致因间的因果链序关系,构建多层异质网络风险传播模型。采用多层次因果图(AcciMap)理论分析机场飞行区运行风险传播的致因链;基于风险致因特征构建3层异质风险传播网络并根据网络特征设计概率-触发传播模型、容量-阻抗传播模型、容量-负荷传播模型;利用复杂网络理论设计风险传播评价指标,对风险网络传播特征进行分析。结果表明:多层风险网络中节点风险传播能力与节点度弱相关,节点风险灵敏指数可提升风险节点排序准确性;对风险灵敏度指数排序前15%的节点进行风险控制,可有效降低风险扩散近32%;网络风险传播结构存在高连通和松散状态,对风险扩散指数排序前15%的节点进行控制,可以有效降低网络结构鲁棒性指数使风险网络结构由高连通进入到松散状态;所建模型可有效识别风险扩散过程并进行精准控制,以提升机场飞行区风险控制水平。

基于多目标狼群算法的机场行李导入系统仿真优化研究

针对民航机场行李导入系统运行过程中旅客行李注入等待时间长、系统能耗高等问题,综合考虑虚拟视窗控制方式、收集带式输送机运行速度、虚拟视窗长度及同时开放值机柜台数量等关键控制参数对机场行李导入系统运行效率的影响,提出一种求解该问题的仿真优化框架。通过分析机场行李导入系统实际运行工况,建立参数化仿真优化模型。以最小化旅客行李注入平均等待时间和系统能耗为优化目标,结合系统设计和运行过程中的实际约束条件,建立该问题的数学模型,并设计了一种多目标自适应并行狼群算法进行求解。该算法针对所提问题特性及经典狼群算法易陷入局部最优和收敛速度慢等不足,提出一种混合整实数单链编码方式,融合反向学习策略生成初始种群,引入自适应游走概率机制和智能行为并行机制,采用局部和全局自适应邻域搜索及启发式保优策略实现狼群算法智能行为搜索,使用Pareto非支配排序进行寻优迭代并获得最优解集。以国内某大型国际航空枢纽机场行李导入系统为例设计不同规模多种算法对比实验,验证了所提方法的有效性和优越性。

西南地区某机场跑道中段道面沉陷区的检测与评价

对西南某机场跑道部分区域沉陷变形的情况进行专项调查,找到沉陷区域并评价其严重程度,帮助机场运营管理单位掌握飞行区道面状况。首先将跑道检测区按照沉陷程度分为十个闭合水准线路,分区测量点位高程;再将高程数据与设计数据对比分析,运用Surfer、Matlab软件制图呈现和计算跑道沉陷程度;结合道面纵、横坡坡度的改变判断跑道的适用性。评价结论为跑道沉陷部分体积约2700 m~3,约20%测量区域的横坡坡度不符合要求,为避免沉陷情况加剧,应在道面维护工作上做出相应应对措施。

变暖背景下砾石换填对多年冻土区机场跑道下地温场的影响

受气候变暖影响,东北北部地区冻融灾害频发,对寒区工程设施造成了重要影响。地基温度场的研究是分析与解决工程基础冻融灾害的重要手段。文中我们以漠河机场跑道为对象,通过有限单元法研究了洁净砾石换填对机场道基温度场的影响,并对运行30年内道基温度场进行预测。结果表明,换填使季节最大冻结深度(MSF)增加,且换填对道基下MSF的水平影响范围在道面中心线两侧30 m左右。之后,通过比较不同换填深度(1.5(顶)~3.5(底)、1.5~4.5、1.5~5.5和1.5~6.5 m)的道基温度场变化,发现:换填底部深度达到4.5 m时,MSF变化的速率开始减小。最后,根据IPCC第六次评估报告(AR6)未来100年间不同气候变暖速率模型模拟研究了无换填与不同换填深度下的MSF可能变化。结果发现,到2100年,在SSP2-4.5情景下,未换填及不同换填深度的道基下MSF分别为1.63、1.86、1.84、1.84和1.84 m。因此,利用换填法来减少跑道冻融灾害时换填深度应至少达到4.5 m。同时,应加强漠河机场道基地表水与该跑道区地下水的防排水设施建设与维运。研究结果有助于进一步认识换填对多年冻土和活动层水热状态的影响,可为解决道基冻胀和融沉问题提供重要科学依据。

基于IFC标准的机场道面结构信息模型存储与传递方法

为解决机场跑道系统在全生命周期建筑信息模型(BIM)应用中的信息传递和数据交互问题,将工业基础类(IFC)标准在机场跑道系统进行扩展,建立机场道面结构的IFC实体架构,在此基础上创建面向运维应用的刚性道面板实体,并进行几何信息与属性信息的扩展;提出基于IFC的属性信息添加与传递方法,对信息传递过程中的属性信息丢失率进行分析。研究表明:通过建立IFC标准模型,可以实现机场跑道系统的信息传递和数据交互;采用基础模型族扩展法进行机场道面模型传递的属性信息丢失率高达84.21%;采用IFC解析扩展法首次传递可保证信息不丢失,但二次传递信息存在丢失问题;族模型IFC解析扩展法可实现信息首次传递不丢失,二次传递属性信息丢失率低至16.7%,并且采用不同IFC标准版本对模型传递过程中的属性信息丢失率产生较大影响。应用IFC标准进行机场领域扩展具有较高的可行性,所提的信息传递方法可实现机场道面全生命周期信息传递。研究成果可为机场飞行区新IFC实体的扩展提供支持,为机场工程数字化提供技术参考。

京津多机场系统容量损失影响分析

全球范围内多机场系统数量和规模都在不断增长。由于终端区内有限资源的限制,邻近机场的运行存在一定的相关性,这导致多机场系统运行效率低下。为了估计多机场运行产生的限制,以北京终端区为例提出一种统计分析框架对多机场系统的容量损失进行整体分析。首先,根据理论容量模型分别计算出北京终端区各机场的理论容量,并进一步确定各机场独立运行下的实际容量;其次,以北京终端区的历史运行数据为基础,估计出3个机场及终端区系统的具有鲁棒性的Pareto容量包络曲线;最后,基于独立运行容量与相关运行容量量化出终端区各机场及多机场系统的实际容量损失。为进一步提高多机场终端区的运行效率提供建议与参考。

台风-浪-流耦合作用超大浮体水弹性响应分析方法

海上机场超大浮体结构在台风等极端海洋环境下的动态响应准确预测是保障其安全性能的关键前提,其难点在于准确构建中/小尺度复杂流场与浮体结构的流固耦合计算模型。本文提出了一种基于中/小尺度嵌套的海上机场超大浮体水弹性响应分析方法,二次开发实现了台风-浪-流耦合模拟,分析了超强台风“莫兰蒂”途经海上机场超大浮体全过程台风-浪-流时空演变规律;采用中/小尺度流场嵌套技术计算水动力和气动力,代入结构动力学方程进行双向迭代解耦求解;通过算例分析了台风-浪-流耦合作用下浮体结构水弹性响应及影响机制。研究表明:本文提出的方法能够有效地预测此类极端环境下超大浮体结构水弹性响应。

基于改进鲸鱼优化算法的离场航班时刻优化

面对航空客货运输服务迅速增长、各地机场离港高峰时段拥挤度激增的情况,需要对离场航班进行优化配置,降低高峰时段离场总延误时间,同时保障航空公司申请的航班时刻总偏移。考虑航班时刻唯一性、走廊口流量限制、机场容量限制等因素,建立双目标离场航班时刻优化模型,运用精英反向策略与黄金正弦算法对鲸鱼优化算法(WOA)进行改进后求解。以北京首都国际机场为例,使用AirTOp对优化后的结果进行仿真验证。结果表明:优化后航班平均延误减少77.62%。因此,改进鲸鱼优化算法可以有效降低离港高峰时段延误,增强机场运行效率,合理配置有限的时刻资源。

基于改进YOLOv8的机场飞鸟实时目标检测方法

飞鸟对航空器的安全运行有着严重的威胁。常用探鸟方法中,人工探测精度较低,雷达探测成本较高。为解决上述问题,对中小型机场而言,提出基于改进YOLOv8的机场飞鸟实时检测方法。利用视频监控设备来检测飞鸟能以较低的成本实现高效的检测精度及速度。首先,设计特征融合C3(feature fusion C3,FFC3)模块,该模块在更细粒度的层次上实现多尺度特征融合,然后为模型选择合适的通道数,实现了检测速度和精度的平衡;其次,设计CSPPF(CBAM-spatial pyramid pooling fast)模块,在SPPF中引入CBAM(convolutional block attention module)模块,实现检测精度和速度的进一步提升;最后,发现了原AirBirds数据集的两点不足之处,对此改进了机场飞鸟数据集,同时利用了数据集增强技术。结果表明:改进YOLOv8的mAP@50达到0.820,相比原YOLOv8提升了0.015;改进YOLOv8的速度达到32帧/s。改进YOLOv8满足机场鸟类检测实时性和精确性的要求,为复杂环境下中小机场飞鸟检测提供了一种新思路。

微表处用水性树脂基改性乳化沥青流变性能

机场道面微表处技术养护品质依赖于其胶结材料性能,为明确水性树脂聚合物掺量对微表处用改性乳化沥青流变特性的影响,制备了微表处用WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青,借助动态剪切流变试验、线性振幅扫描试验和弯曲梁流变试验,探明了不同水性树脂聚合物掺量下改性乳化沥青高温抗变形能力、中温疲劳性能与低温蠕变特性,对比分析了WER/WPU改性乳化沥青与WER/WPU/EVA改性乳化沥青的流变性能,并与现有研究中改性乳化沥青的抗变形、抗开裂能力进行了对比评价。结果表明:掺加树脂聚合物后乳化沥青材料的高温抗变形能力、中温疲劳寿命以及低温柔韧性得到有效提升,提升幅度随水性树脂聚合物掺量增加而提高;WER/WPU/EVA-15改性乳化沥青高温抗变形性能略优于WER/WPU-15改性乳化沥青,但其疲劳特性与低温抗裂性较WER/WPU-15改性乳化沥青略低。文中所研制的树脂基改性乳化沥青具有显著的先进性。

考虑候机区拥挤的机场廊桥再分配优化研究

为缓解高峰时段机场候机厅内局地过度拥挤现象,对既有廊桥分配方案进行再优化,构建数学优化模型,以最小化各登机口候机区域客流密度最大值为目标,综合考虑停机位预分配方案、前后航班及相邻登机口航班时刻、候机厅面积等约束,在不影响廊桥利用率的前提下,优化候机区客流时空分布,避免因局地过度拥挤而诱增潜在的管理风险。鉴于模型的计算复杂性,运用遗传算法进行优化求解。实例计算结果显示:算法收敛性能良好;优化后候机区内局地的客流密度峰值下降近50%,候机厅资源利用均衡性明显改善,对应均方差指标降幅超过51%,表明所提方法实现了预期效果,可提升机场运行管理水平和服务质量。

机场道面水平钻孔注浆材料的制备与性能研究

为满足机场不停航施工道面下基层水平注浆工程对材料的需求,开展了复合硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥复配试验。制备出符合施工要求的硅酸盐-硫铝酸盐复合水泥砂浆,并使用维卡仪、截锥圆模、压力试验机等设备研究了材料的凝结时间、流动性、1d抗压强度等。结果表明:硫铝酸盐水泥掺加比例越高,凝结时间越短;水灰比及减水剂掺量对流动性影响较大,同时对其他性能有一定影响。在确认最佳配合比时,经圆柱体强度试件模拟的钻孔注浆和现场试验段重锤式弯沉仪及探地雷达实测结果表明:复合水泥砂浆具有良好的工作性能,道面强度及结构恢复至钻孔前水平,能满足机场不停航施工要求。

道面平整度对湿滑道面-飞机轮胎相互作用影响分析

湿滑条件下,跑道不平整使积水厚度随道面起伏而变化,影响飞机起降安全。因此,引入国际平整度指数(international roughness index,IRI),搭建基于IRI的轮胎-积水-道面有限元模型,通过仿真模拟,分析不同IRI的道面对飞机临界滑水速度的影响;结合IRI,对比不同飞机轮胎速度、积水厚度条件下道面视摩擦因数较平整道面的降低幅度,分析IRI对道面摩擦性能的影响;并依据某机场视摩擦因数实测试验结果,对仿真实验结果进行修正,探究IRI对飞机刹车效应的影响。结果表明:道面平整段积水厚度一定时,飞机临界滑水速度随IRI增加而降低,当IRI=5时,飞机临界滑水速度较平整道面降低约30%;飞机轮胎速度一定时,视摩擦因数随道面平整度等级降低而减小,当IRI=5时,视摩擦因数较平整道面降低幅度高达98%,严重影响飞机运行安全;道面平整度等级为“好”时,相同平整度段积水厚度下,飞机轮胎与道面视摩擦因数随IRI的增加而减小;综合考虑IRI和经试验数据修正后的视摩擦因数对飞机刹车效应产生的影响发现,随着平整度指数与平整段积水厚度逐渐增加,飞机刹车效应会产生降级。国内某机场道面在1.5<IRI≤2,平整段积水厚度≥7.66 mm的道面条件下,飞机刹车效应最大降低了3级,即由“中到差”降至“差”,此时飞机方向操纵与减速能力严重下降;积水道面平整度评价为“中”和“差”时,飞机刹车效应降级幅度突增,导致道面条件无法保障飞机运行安全;平整段积水厚度为7.66~13 mm时飞机刹车效应受IRI变化的影响较大,降级变化明显,在维护过程中须尤为注意。

多轮荷载作用下的高模量沥青道面力学响应特性

飞机起落架多轮荷载作用下,道面内部应力应变等力学响应将产生叠加与干涉。针对高模量沥青机场道面,通过ABAQUS有限元软件开展道面结构力学响应计算,分析飞机多轮荷载对道面力学响应敏感性,研究高模量沥青混合料在机场道面中的应用效果。结果表明:在飞机主起落架的六轮荷载作用下,道面结构层中产生的应力与路表弯沉的峰值最大,且道面的疲劳寿命最小,在进行道面结构计算与材料组成设计时,应以六轮荷载作为最不利荷载工况;机轮荷载分布的对称性越强,结构内应力与路表弯沉的峰值点位置越靠近荷载包围区域中心;沥青道面变形有一定的时间滞后,卸载后路表弯沉不能立即恢复并存在残余变形,且主起落架轮数越多,滞后时间越长,保留的残余变形越大;中面层采用的高模量沥青混合料可降低道面各层拉应力、压应力、剪应力的应力水平,进而有效地减少机场沥青道面轮辙与疲劳开裂。

基于时间窗的机场地面保障车辆动态调度

机场各类地面资源的优化配置是机场场面运行优化的核心问题,而机场地面保障任务的调度是其中的关键一环。针对机场地面保障车辆的调度问题,考虑航班延误、提前等情况,构建了双阶段机场地面保障车辆调度模型,并设计双阶段启发式算法进行求解;基于中国某大型机场的实际运行数据,以清水车和食品车调度为例分别进行仿真实验。结果表明:对比先到先服务策略,清水车行驶总距离减少55.31%,食品车行驶总距离减少47.38%;对比传统遗传算法,清水车行驶总距离减少19.31%,食品车行驶总距离减少22.93%;动态调整后,清水车新增总行驶距离1.2%,食品车总行驶距离新增3.2%,均在可接受范围之内。可见,双阶段机场地面保障车辆调度模型能提高大型机场场面运行效率,为机场航班实际地面保障任务调度提供理论依据和决策支持。

不同季节影响下复合道面力学响应分析

为了研究复合道面在不同季节时的力学响应,以中原地区某机场改造项目为项目背景,借助三维有限元软件,建立了道面有限元模型,分析了复合道面在温度影响下的力学响应,并与机场监测数据进行对比,验证了模型的准确性。研究发现:大气温度所能影响的道面深度范围在0.56 m以内,和大气温度相比,道面面层温度峰值远大于气温峰值;道面内部不同结构层之间温度变化趋势相同,随着道面深度的加深,温度峰值逐渐递减,并且出现时间具有延迟现象;在不同季节,道面在相同机型作用下所产生的变形不同,说明温度对于道面的受力是有影响的,其中混凝土层在冬季时所产生的应变值比夏季所产生的减少约74%,变化比较明显。

考虑机场、航空公司与空管需求的机场群离场航班时刻优化

随着中国航空流量的不断增加,机场群内航班延误时间长、延误架次多、机场时刻紧张等问题逐渐暴露,这些问题主要是航班时刻设置不合理所导致。为解决这些问题,需要对机场群内航班时刻进行优化。通过从机场、航空公司、空管3个角度综合考虑,分别以延误时间、航空公司航班时刻调整总方差、管制员总调整量作为优化目标,建立了机场群航班时刻优化模型,并使用权重线性递减的粒子群优化算法实现对模型的求解。以京津冀机场群为例进行分析,使用MATLAB对模型进行寻优。结果表明优化后机场群内总延误时间由77580 min减少至46260 min,航空公司航班时刻调整总方差由447.076减少至63.141,管制员总调整量由467次减少至253次,3个目标均得到了优化。可见该模型权衡了机场、航空公司与空管之间的公平性,为机场群航班时刻的优化提供了理论参考。

混合进近运行下平行跑道进场容量评估

本文以仪表着陆系统(ILS,instrument landing system)和建立要求特殊授权的所需导航性能(RNP AR,required navigation performance authorization required)进近(EoR,established on RNP AR)混合程序为研究对象,探讨混合进近下跑道进场容量。首先,研究了飞机尾流消散和运动规律,提出混合进近条件下安全间距计算方法;其次,根据混合进近运行特征,建立混合进近平行跑道进场容量模型;最后,以昆明长水国际机场为例,构建全空域机场仿真模型,对模型进行验证,并在此基础上,设置多个运行场景对影响混合进近条件下跑道进场容量的因素,包括程序结构、机型和RNP AR能力飞机比例进行分析。研究结果表明:容量评估模型能够对混合进近运行下平行跑道进场容量进行精确、客观的评价;且固定半径转弯(RF,constant radius to fix)航段半径越大,跑道进场容量越大;RF航段半径为4~7 km时,RNP AR能力飞机比例越大,跑道进场容量越大;中型机比例越多,跑道进场容量越大。

机场群场面碳排放时空特征和驱动因素分析

以减少场面碳排放为目标,为航空器滑行路径优化提供理论依据,对川渝地区机场群场面碳排放量的时空特征及驱动因素进行了分析,并提出相应的减排策略。基于历史航班数据采用局部空间关联指数时间路径模型对机场群场面碳排放的时空特征进行了分析,得出机场群场面碳排放的空间结构动态趋势;利用对数平均狄氏指数分解法对天府机场场面碳排放的驱动因素进行驱动效应分析,得到场面碳排放受客均座位数和城市连通数作用显著的结论。所提方法为机场场面滑行路径优化以及航班时刻的合理调整提供了理论研究基础,也可为机场相关单位提供节能减排策略的依据。