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。

基于贝叶斯网络的不停航施工风险源识别与评估方法

该文通过采用WBS-RBS以及贝叶斯方法,对浦东机场四期扩建工程西货北侧机坪项目不停航施工可能产生的各类风险进行识别与评估。得到以下结论,首次在机场不停航施工过程中采用WBS-RBS以及贝叶斯网络方法对风险进行识别与评估,通过WBS-RBS分析方法识别出空防安全、设备设施损坏、运营质量3大类风险源以及管线设备损坏、围界破损、跑滑入侵等7项具体风险。通过贝叶斯网络方法对识别出的风险源进行评估,明确跑滑入侵、不适航、管线设备损坏为风险值最高的风险事件,并结合施工与运营管理对风险事件及关键节点进行管控。该文研究成果对不停航施工风险管理具有参考意义。

基于轻量化YOLOv4机场场面遥感图像目标检测方法

针对现有遥感图像目标检测方法存在深层CNN丢失局部特征信息、复杂场景检测精度低的问题,提出一种基于轻量化YOLOv4的目标检测方法。首先,采用轻量级神经网络Ghostnet替代YOLOv4中作为主干特征提取的CSPdarknet53网络;其次,为改善复杂环境检测能力,采用CycleGAN仿真夜间场景;再次,融合Transformer模块,使模型易于采集网络特征间关系和局部信息;最后,采用Adam优化器和K-means++筛选锚框的方式加速收敛速度,并以RSOD航空遥感数据集进行实例验证。实验结果表明本文算法较原YOLOv4的MAP值提高了6.65个百分点,参数量减小了84.7%,可以满足复杂场景下的机场场面航空器实时目标检测。

复杂地基条件下的机场场道地基处理技术

为了有效解决民用机场场道建设过程中复杂地基处理环节产生的各类问题,持续提升机场建设质量,本文结合实际案例,分析了复杂地基条件下机场场道地基建设具体流程和相应的施工方法,并指出了机场场道地基在特殊地质条件下的处理复杂性,期望对提升机场建设质量起到一定的参考和借鉴意义。

真空预压和堆载预压加固机场软基效果对比

依托浦东机场四期扩建地基处理试验段工程,开展了大面积软土地基真空预压和堆载预压试验。基于地基表面沉降、分层沉降、孔隙水压力,以及水平位移的变化规律,比较了真空预压和堆载预压加固软基效果。结果表明,真空预压和堆载预压对机场软土地基加固效果均较好,地表沉降量可达到1000 mm左右,淤泥质黏土层沉降值可达到30 cm左右。抽真空与堆载过程中孔隙水压力变化较大,预压结束后黏土层存在孔隙水压力残留。真空预压水平位移较大,约占沉降的40%,堆载预压区域外土体易发生隆起变形,需严格控制堆载速率。

机场雷暴监测预警方法设计

为实现机场雷暴的精准检测,设计一种基于大气电场的机场雷暴监测预警方法。通过大气电场仪采集电场大数据,并实施缺失数据填补、干扰数据去噪处理。利用经验模态分解法分解大气电场数据,实现大气电场数据的频率分布和幅值分布特征提取。基于多元回归模型构建预测模型,以特征为输入,预测未来一段时间内的雷暴强度值。参考雷暴强度等级划分表,实现不同程度的机场雷暴监测预警。结果表明:雷暴强度预测结果与实际结果之间的可决系数均在0.9以上,比较接近1,说明雷暴强度预测结果与实际情况较为接近,证明所研究方法的监测预警效果较好。

地面突风对通航飞行器的影响及数值模拟研究

突风一直以来都是危及飞行安全的重要气象要素之一,造成国民经济和人民生命财产的损失。利用常规观测资料、ADWR-X多普勒气象雷达资料和ERA5逐小时再分析资料,对四川盆地西部一次爆发性大风过程中风场的精细化特征、成因及对飞行的影响进行诊断和模拟研究,结果表明:此次大风过程风速增长快,爆发性强。地面风速自午后开始出现4次波动,且每一次波动期间风速峰值呈增加趋势,时间呈缩短趋势。由于第4次波动风速呈爆发性增加,最大瞬时风达到了16.1 m/s,地面风速脉动值超过5 m/s,致使跑道区域内流场的不稳定性增加,起降跑道侧风值超过了中小型飞行器的起降标准。高空动量下传对本次大风过程中风速的爆发性增加起主导作用。中层强偏南气流与低层偏北急流配和,中层辐合以及低层辐散下沉的垂直结构使得低层下沉气流异常强劲,将900~850 hPa的大风核快速向地面传导。通过天气研究与预报(weather research and forecasting,WRF)模式四重嵌套对本次过程进行模拟,表明WRF对盆地西部冷空气补充南下引起的在风速演变趋势、风速最大值和大风影响时段的风向有较好的模拟能力,对飞行起飞和着陆有一定的参考价值。

基于PSO的SURF IA选星优化研究

机场场面情景意识显示和告警(Enhanced Traffic Situational Awareness on the Airport Surface with Indications and Alerts, SURF IA)作为广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast IN, ADS-B IN)下的一种监视应用,可以使航空器在机场运行时的安全和效率大大提高。以北斗卫星导航系统(BDS)/GPS双系统作为ADS-B IN的数据源,在利用所有可见卫星达到SURF IA运行的性能要求的基础上,为了减少可见卫星的使用数量,降低工作负荷,采用了粒子群算法(Particle Swarm Optimization, PSO)对导航卫星进行筛选,使得采用更少的卫星运行满足SURF IA的要求。仿真结果表明,经过PSO筛选后,可以以更少的卫星满足SURF IA运行最低监视性能要求,提高了机场场面运行监视性能。

民航机场场道工程不停航施工组织与安全管理

社会的发展和人们生活水平的提高,使得民航机场规模、建设水平呈明显上升趋势,不停航施工作业越来越多,这给施工组织与安全管理提出更高要求。基于此,为确保机场场道正常运作,减少、避免施工安全问题,该文对民航机场场道工程不停航施工特点进行探讨,以此为基础从多个层面研究此类工程施工组织设计与安全管理要点,以期为相关工作带来一定参考。

强夯置换碎石墩在机场场道软基的应用研究

机场建设迅速发展,软弱地基处理对到飞机起降安全及机场长期运营成本至关重要,成为场道设计和施工中的难点问题。本文依托重庆江北国际机场扩建工程,开展3000kN·m能级试验段,分析两遍强夯置换中夯锤夯沉量随填料和夯击次数的变化规律,揭示夯击能释放规律及成墩机理。采用试验手段分别对墩间土、置换碎石墩和处理后的复合地基进行标准贯入试验,超重型动力触探、钻芯取样、单墩载荷试验,以及道基反应模量试验,进一步研究强夯置换碎石墩对场道软土地基的加固处理效果,并确定施工控制参数。试验成果表明:成墩初期夯击能以击实碎石墩和贯入土体为主,在形成致密墩体后更有利于夯击能向深层土体释放;3000kN·m能级强夯置换能够有效处理场道工程中的3~5m厚淤泥质土、松散土等不良地基问题,夯击次数可控制为25~30击;墩间土体密实度得到显著提高,墩体连续且贯入持力层,单墩承载力特征值可达800kN;施加碎石褥垫层后复合地基整体性和刚度好,道基反应模量可达80MN/m^(3)。

自贡机场地面风场特征分析

利用自贡机场2018~2019年自动气象站地面风资料,对风场变化特征进行分析总结。结果表明:机场主要受偏北风、偏西南风影响,偏北风频率较高,较大风速出现在春夏季,静风及风向不定频率较高;午后至傍晚风速较大,夜间至清晨风速较小;全年平均风速较小,差异不明显。

基于单多普勒激光雷达的机场风场预报方法

基于机场上空的低空小尺度天气系统风场结构以及单多普勒激光雷达测风原理,对已有变分同化方法和涡度-散度风场反演方法进行改进,利用变分同化方法对由单多普勒激光雷达所测的径向风速进行同化,预报它在未来时序时的估计值,再利用改进的涡度-散度方法对预报的径向风速进行反演,实现对三维风场的反演,从而成功实现对风场的预报。最后,通过对机场上空的天气结构仿真,分析了这种方法对径向风速实现的三维风场的预报的优缺点及其误差。

藏东南林芝机场低层风场垂直结构与变化特征

为了正确认识青藏高原山地低层大气风场特征及其对民航机场飞行安全的影响,采用地面测风仪与风廓线仪观测资料,分析研究了藏东南雅鲁藏布江河谷中林芝机场低层风场垂直结构及变化特征。结果表明,林芝机场所在的雅鲁藏布江河谷内,风场以正交于河谷方向的东南风为主,整层风场具有较为一致的日变化和季节变化特征,午后地面和河谷内低层强东南风将对飞机的进近及起降安全产生不利影响;雅鲁藏布江河谷外,风场基本分为两层,低层与高层风场的日变化和季节变化规律差异很大,高层风场是大尺度环流的表现。雅鲁藏布江河谷内风场与河谷外高层大尺度环流间缺乏动力学联系。

基于航空口岸的台胞大陆旅游流空间场效应分析

为克服缺乏研究分析所需的各源点(旅游目的地)间旅游流的流量、流向数据,本文基于网络分析原理的数据库分析技术,对航空口岸选择变化所引起的台胞大陆旅游流空间场效应进行模拟分析。研究发现,以广州-广州,上海-上海为入出境口岸的客流联系比较发育,其次是北京-北京、上海-广州(或广州-上海),而选择北京-上海(或上海-北京),北京-广州(或广州-北京)为入出境口岸的旅游流空间场发育较为薄弱。造成这种空间效应的主要原因是受到旅游资源区位供给、旅游者市场需求(如产品偏爱,旅游时间限制)、旅游交通(航空网络连接强度和紧密度)及旅行社营销等共同影响。研究结果为入境台胞区域旅游合作与发展提供参考依据。

铝蜂窝道面板承载能力试验

为了研究铝蜂窝道面板的承载能力,铺筑了室外试验段并进行了现场试验,使用直径30cm刚性承载板模拟飞机轮载,在道面板表面布置位移传感器和应变片,测试了铝蜂窝道面板在不同地基强度、不同地表状态下板体变形、表面应变。试验结果表明:地基强度的增加能改善道面板的受力情况,减少弯沉。当地基强度从70MPa增加到100MPa时,100kW荷载作用下最大变形减小了39.2%。而脱空会使板底出现过大应力,显著降低道面板的承载能力。

直升机野战油料保障模拟优化研究

野战条件下，场站通常在前沿阵地开设野战直升机场实施伴随保障，其中油料保障主要采取飞机加油车先对直升机实施加油，后到野战机场油库领取油料这一方式进行。若将野战直升机场油料保障作为一个系统来研究，要实现适时、适量的油料保障，确定合适的飞机加油车及野战机场油库发油鹤位数量是一个关键问题。利用GPSSW语言对这一问题进行模拟，得出模拟结果并进行统计分析，经反复模拟和参数比较得到适合的参数，为部队保障提供依据。

基于人工神经网络的机场土面区压实度预测

为提高机场土面区安全动态预测及保障能力,结合某机场为期6 a的土面区安全评估数据,建立基于人工神经网络(artificial neural network,ANN)的压实度预测模型.选取天然密度(natural density,ND)、实测含水率(actual water content,AW)、最优含水率(optimal water content,OW)、降水状况(rainfall condition,RC)和压实状况(compaction condition,CC)作为输入向量,以双曲正切S型传输函数作为传递函数,利用400组实测数据完成模型训练后,用随机抽取的100组测试数据对模型进行精确校验,通过纳什效率系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)分析ANN模型的预测能力,并进行工程应用验证.结果表明,充分训练后ANN模型的均方差为0.98,NSE计算值为0.89,可有效预测土面区压实度.机场对比试验结果表明,大部分测区预测误差在±5%之内,仅有1个样本误差为15%,NSE计算值为0.86,达到了工程应用精度.采用影响因素分析法优化ANN模型发现,ND和AW是影响压实度最重要的因素,管理部门可通过严格控制回填土级配和加强排水措施有效改善土面区安全性.

北京首都国际机场低空风切变观测分析和数值模拟

利用2007-2008年北京首都国际机场气象观测资料和低空风切变的航空记录资料,统计分析了首都国际机场背景风特征和发生低空风切变时的风特征,并针对影响航空飞行安全的低空风切变个例分析了高空形势场,利用中尺度数值模式模拟了低空风切变的发展过程.主要结论有:两年间首都国际机场平均风速冬春季较大,风向主要为西北和东南方向,出现大风的频率也较夏秋季高;低空风切变主要发生在冬春两季,发生时近地面风速在11～15 m/s,风向为西北方向,主要由大气运动本身的变化造成,环流分析更加明确大尺度运动系统过境对低空风切变诱发的影响;数值模式不仅模拟出首都国际机场的低空风切变,还模拟出低空风切变自西北向东南方向的发展过程,其中,高空动量下传可能是诱发机场低空风切变的重要机制.

道面宽度对机场跑道多年冻土地基温度场的影响

基于ABAQUS有限元及其二次开发平台,建立了多年冻土地区机场沥青道面地基温度场分析模型,对不同宽度道面地基温度场进行对比分析,同时对地基温度场影响范围、地基最大融化深度进行研究。结果表明:机场道面宽度对地基温度场影响明显,在相同时间条件下,随着道面宽度的增加,地基融土核最高温度不断上升融土核面积不断扩大,且椭圆形融土核中部越来越饱满;外界温度对5 m深度内地基温度影响显著,随着深度的增加影响越来越小,达到一定深度后地基温度基本保持不变;不同道面宽度地温沿水平方向温度变化呈“Z”形分布,越接近道肩处温度变化越明显,同时道面对天然冻土的影响范围约为距道肩20 m内;道面中心处融深随宽度的增加呈现两个阶段上升趋势,且道中融深明显大于道肩融深,道肩融深受机场道面宽度影响很小。基于此建立了道中地基融深受道面宽度影响的变化规律,为多年冻土区机场建设提供相应的理论依据。

飞机荷载对隧道结构的动力影响分析

随着立体交通路网的发展,在机场跑道或停机坪下修建隧道的情况时有发生,这就需要研究飞机移动荷载对下穿隧道结构的影响,以确保其安全。文章依托北京市首都机场捷运工程,基于有限元法比选了节点动力荷载及面动力荷载两种简化飞机移动荷载的响应结果,结合计算结果与现场实测数据,进一步分析了飞机移动荷载对隧道结构的影响规律。结果表明:两种飞机简化荷载作用下,隧道的竖向位移变化规律相似,但节点动力荷载作用时隧道的竖向位移略大;飞机着陆点与隧道相对位置的变化对隧道结构的竖向位移变化规律影响不大;飞机位于隧道正上方三倍洞径范围内跑道时对隧道结构的动力影响是不容忽视的,不仅引起隧道结构发生明显的竖向位移,还可导致围岩压力的显著增大;而在飞机动、静荷载作用下,拱顶中心位置的围岩压力及竖向位移最大,需重点关注。