自由飞行下基于贝叶斯网络的碰撞风险研究

为研究自由飞行条件下给定间距的飞机碰撞风险评估问题,通过分析自由飞行下的飞机碰撞过程,分解碰撞事故发生过程,将与碰撞密切相关的风险因素或过程事件视为节点,并确定节点之间的关系,建立自由飞行状态下基于贝叶斯网络的碰撞风险模型;利用传统的位置误差模型,以及最大期望(EM)算法,求解节点事件的先验概率,导入贝叶斯网络模型,求得2架飞机碰撞风险。算例结果表明,用该模型计算出的碰撞风险与实际情况相符,算例中飞机之间保持8 n mile的间距是安全的;利用该模型可在满足安全目标水平条件下缩小最小安全间距,提高空域利用率。

机载防撞系统水平防撞模型的建模与仿真

针对下一代机载防撞系统水平防撞的功能要求,采用相对距离水平投影的方法,根据空间碰撞威胁度和时间碰撞威胁度的理论依据,建立了水平方向的冲突探测和防撞模型,并利用伽利略相对性原理导出了本机与入侵飞机之间的投影水平相遇距离和到最接近点的预留时间的计算公式。阐明了水平防撞模型的建模方法,制定出机载防撞系统水平防撞功能的仿真测试方案,并进行了基于时间流的计算机仿真和测试。仿真结果表明:该模型不仅能够预测出飞机在各个时间的相对方位、相对距离和相对高度,而且可以给出合理的水平机动措施,为飞行员提供左转或右转的角度指示以避免空中相撞。

基于TriLSTM-SVDD的ADS-B欺骗数据检测方法

广播式自动相关监视(ADS-B)协议公开、无认证措施等特点,使其易受消息修改攻击。首先,分析了攻击者攻击意图与攻击路径选择的关联性;然后,为了应对通过1090ES链路、机载网络等实施的消息修改攻击,提出了经特征处理的TriLSTM-SVDD模型进行欺骗数据检测。仿真结果表明,TriLSTM模型预测误差显著小于LSTM模型,TriLSTM-SVDD模型则以98.9%的准确率识别出0.01°的纬度值偏差、0.02°的经度值偏差和50 m的高度值偏差。

ADS-B与TCAS II数据融合算法研究

面对空中交通密度越来越大,TCAS II在实际应用中暴露出的虚警和不必要告警等问题愈加明显。为了提供可靠连续的监视信息,提高防撞系统的性能,给出了一种ADS-B与TCAS II组合监视数据融合算法。该算法首先建立了飞机状态空间模型,并分析了ADS-B和TCAS II数据内容和特点,然后研究了数据融合前需要解决的关键问题,利用Kalman滤波器对数据进行处理,采用了在线性最小方差意义下的按标量加权最优信息融合准则和算法对数据进行融合。对该算法进行仿真,结果表明融合后的数据估计误差比任何一个传感器单独估计的误差都要小,说明该算法能够得到较高精度的数据,有效增强了防撞系统的性能。

基于ADS-B的非合作飞行目标监视技术的可行性初探

民用航空规模的快速增长和目标多样性的增加,导致通信链路阻塞和监视信号干扰的大量引入,使得民用空域目标监视变得更加困难,尤其是对非合作目标的目标监视问题亟待解决。现有空空监视体制中空中防撞系统(TCAS)和广播式自动相关监视(ADS-B)不能实现无人机等非合作目标监视。本项目基于ADS-B方法,以无人机等非合作目标监视为出发点,对无人机监视定位与跟踪的可行性开展研究。本文在自动相关监视体制基础上,初步论证了ADS-B用作雷达的可行性,以得到与现有民用航空监视技术不同的一种ADS-B雷达信号体制。

基于ADS-B的飞机防撞算法

面对飞行流量持续快速增长,民航空域资源日益短缺,对冲突飞机进行有效的解脱,是避免飞机间发生碰撞的关键技术。对飞机保护区域进行合理建模,给出一种基于广播式自动相关监视(ADS-B)技术的冲突解脱算法,该算法有效利用ADS-B的数据精度高、更新快的特点,从水平方向上给出"保向变速"与"保速变向"两类解脱策略,从垂直方向上给出"爬升"和"下降"两种解脱策略。把飞机的水平速度、航向和垂直速度作为控制变量,通过计算冲突解脱的边界条件获得控制变量转换时间,从而找到可行的解脱方法。仿真结果表明,对于同一飞行冲突情形,并不是所有的冲突解脱策略都是可行的,但是对于可行的冲突解脱策略,需要由飞行员根据当时的具体情况去决定哪种解脱方式是最优的。

汽车防撞装置的研究

本课题是研究适用高速公路和市内车辆防止相撞的装置。当两车相距达一定距离时,能发出声、光报警信号,井能自动减速和停车,是保证人身安全和防止车辆相撞的最佳装置。

军用舰船AIS综合运用研究

针对舰载AIS在使用中只收不发存在航行安全隐患的问题,系统梳理了舰载AIS在航海工作中的3种使用方式,结合使用需求给出了舰载AIS在恶劣气象条件下、狭水道航行和交通繁忙海域的信息广播时机。合理适时的广播军用舰船的AIS信息,可为舰船在复杂多变的航海环境中保证航行安全提供有效的保障手段。

从海上交通安全管理角度浅谈渔船AIS设备智能终端发展和对策研究

文中旨在通过调研海上的创新实践——渔船AIS设备智能终端中VHF自动语言播报提醒功能的发展历史、运行机制和海上各关联方的反馈等,从海上交通安全管理的角度提出海上无线电管理、设备改进的建议,以提升海上本质安全和治理能力现代化水平。