中国特色世界一流民航大学新征程下电气工程及其自动化专业及课程建设思考

本文基于对学校发展战略和目标任务的学习,坚定了以人才培养为中心的专业建设思路,通过调查问卷采集了本校电气专业毕业生的自评信息,通过本专业毕业生就业分布及专业师资队伍数据的综合分析,发现了中国民航大学电气工程及其自动化专业建设中存在的问题,对电气工程及其自动化专业及课程的建设展开了思考。

信息技术驱动下民航特色专业课程混合式教学改革

针对传统课堂讲授无法解决有限学时内学生自主学习与个性发展需求的问题,围绕“目标分析、资源开发、活动设计、考核评价”,提出民航特色专业课程混合式教学改革方案。以无线电导航原理与系统课程为例,具体阐述如何依据产出导向重构模块化教学内容,基于虚实结合技术构建立体化教学资源,并通过混合式教学改革成果分析说明教学改革的有效性,为一流课程建设提供参考。

国内外专业认证双驱下电子信息工程一流专业建设研究

在国家“双一流”建设背景下,为顺应中国民航大学“国际化、标准化”的航空专业人才培养要求,提出电子信息工程专业建设路径。以机载设备剩余寿命精确预测和健康管理技术发展为导向,基于国内外专业认证标准分析电子信息工程专业现状,以产出为导向建立专业培养目标与要求,采用项目制方法建立课程体系,以持续评估建立培养方案的持续改进体系,并从师资建设、产教融合、航空安全文化等方面提出提升措施。研究成果已应用于电子信息工程专业2020版培养方案中,以期能够对电子信息工程一流专业建设和提升具有国际影响力的人才培养质量提供合理化建议。

基于BERT与生成对抗的民航陆空通话意图挖掘

针对民航陆空通话领域语料难以获取、实体分布不均,以及意图信息提取中实体规范不足且准确率有待提升等问题,为了更好地提取陆空通话意图信息,提出一种融合本体的基于双向转换编码器(bidirectional encoder representations from transformers,BERT)与生成对抗网络(generative adversarial network,GAN)的陆空通话意图信息挖掘方法,并引入航班池信息对提取的部分信息进行校验修正,形成空中交通管制(air traffic control,ATC)系统可理解的结构化信息。首先,使用改进的GAN模型进行陆空通话智能文本生成,可有效进行数据增强,平衡各类实体信息分布并扩充数据集;然后,根据欧洲单一天空空中交通管理项目定义的本体规则进行意图的分类与标注;之后,通过BERT预训练模型生成字向量并解决一词多义问题,利用双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络双向编码提取上下句语义特征,同时将该语义特征送入条件随机场(conditional random field,CRF)模型进行推理预测,学习标签的依赖关系并加以约束,以获取全局最优结果;最后,根据编辑距离(edit distance,ED)算法进行意图信息合理性校验与修正。对比实验结果表明,所提方法的宏平均F_(1)值达到了98.75%,在民航陆空通话数据集上的意图挖掘性能优于其他主流模型,为其加入数字化进程奠定了基础。

浅谈民航自动化专业英语的教学

本文根据民航自动化专业英语的教学目标,讨论其教学内容、教学方法以及教学手段的应用。在教学内容方面,强调课程与民航的专业背景相结合;在教学方式方面,提倡采用翻转课堂的教学模式,在传统教学手段的基础上采用更加丰富的教学形式。

电子信息工程专业应用型人才培养方案探讨

探讨了我院电子信息工程专业本科人才培养方案的培养目标、培养要求以及课程体系的优化,实践环节的加强。新的人才培养方案以提升学生能力和素质为导向,强调知识、能力和素质协调发展,合理定位本科应用型人才培养目标,统筹优化课程体系,更有利于人才培养目标的实现。

基于机场活动地图信息改进AIMM-UKF算法的移动目标跟踪

针对机场场面高密度交通以及多类型移动目标的特殊性,为保证机场自动化设备如无人驾驶技术在机场内的应用,需要进一步优化定位算法来提高移动目标的跟踪精度;通过分析现有的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法(adaptive interactive multi-model-unscented Kalman filter algorithm,AIMM-UKF)在移动目标跟踪过程中模型匹配度和跟踪精度上的不足,研究了1种基于机场活动地图信息改进的自适应交互式多模型-无迹卡尔曼滤波跟踪算法。根据机场地图数据库(airport map database,AMDB)细化的机场操作规程文件,通过ArcGIS软件对某机场施工CAD图简化处理并利用二次多项式配准法对机场地图进行精确校正,完成高精度机场地图修正,将接收到的机场智能监控设备采集到的数据进行实时处理,结合高精度机场地图信息对发生位置偏移的移动目标的坐标信息进行修正,改变移动目标跟踪算法的观测值,在自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的基础上,利用观测矩阵对其进行二次修正,提高移动目标跟踪精度和模型匹配度。经蒙特卡洛仿真实验表明:该改进算法利用高精度机场地图信息对移动目标的观测值进行修正,与自适应修正马尔可夫转移概率矩阵的交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法相比,位置的均方根误差(root mean square error,RMSE)平均降低了62.69%,速度的RMSE平均降低了56.84%。本文算法具有更高的模型匹配度和更佳的滤波效果,提高了场面移动目标的跟踪精度。

基于航班信息的飞行区宽带物联网切片方法

面向民用机场飞行区差异化的无线接入与传输需求,提出了一种基于5G系统的飞行区宽带物联网架构,并为内部节点生产数据设计专用网络切片,以实现这些数据的可靠传输。为了提高切片利用效率,进一步利用航班信息预测未来时刻的带宽需求,提出基于航班信息数据的网络切片动态分配方法。仿真结果表明,该方法分配的内部节点带宽可满足生产数据传输的空口延时需求。

国际行业性认证与国内工程认证的差异分析——以电子信息工程专业为例

随着中国加入华盛顿协议,国内工程教育的认证工作开展得如火如荼,但部分行业类专业的认证却陷于一种匹配错位的尴尬局面。文章分析了针对民航业人才培养的国际航空教育专业认证的特点、标准体系及认证流程,并将其与国内的工程认证进行对比,给出了二者的共性与差异,为具有航空类专业的专业认证提供了一个新的途径,为这些专业的办学提供指导思想。同时也可为其他类似的行业性专业的认证提供新的思路。

基于ADS-B与Mode-SEHS联合观测的民航空域风场重建方法

准确实时的风场数据对保障民航飞行安全有着重要作用,针对风场的精确重构问题,提出了一种基于飞行器监测数据的风场重建方法。旨在利用广播式自动相关监视和S模式增强型监视联合观测数据计算空域内的风观测值,并结合机器学习中的高斯过程回归模型,利用时间和空间上离散的风观测值进行模型训练,完整重建目标空域风场。实验结果表明,重建的风场风速的平均绝对误差为2.72m/s,相对误差为8.21%,风向的平均绝对误差为3.66°,证明了方法能够快速地完成准确实时的风场重建。

基于“对分教学模式+项目式教学法”的电力电子技术教学实践

以电力电子技术课程教学实践为例,介绍了融合对分教学模式和项目式教学法、依托线下教学和智慧树教学平台开展教学实践活动的思路和方法,将专业知识与思政元素相结合,遵循“以学生为中心”的理念,践行立德树人根本任务,使理论学习与项目实践相结合,取得了良好的教学效果。

中国民用机场量化分类方法研究

针对当前我国民用机场分类方法多、且多为定性描述方法的现状,研究我国民用机场分类标准。在分析我国民用机场体系空间分布现状基础上,基于中心地理论与分形理论,提出了机场中心地概念,并以机场年旅客吞吐量为规模等级参数,对机场体系规模-位序进行研究,进而确定我国民用机场的动态量化分类标准,并与美国机场分类标准进行对比分析。研究结果表明,本文提出的机场量化分类方法是可行的,分类结果是合理的,符合当前我国机场规划发展的实际。

基于XGBoost的民航飞机发动机性能参数预测模型

为提高民航飞机发动机性能参数的预测精度,提出一种基于模糊推理和XGBoost算法的发动机性能参数预测方法;对发动机进行总体性能分析,确定油门杆位置、气压高度、总温、全重、马赫数及飞行阶段为影响发动机性能参数的主要因素;其次采用模糊推理对快速存取记录器(QAR)数据进行纵向飞行阶段划分,消除人为划分训练数据对预测精度的主观影响;最后,建立各发动机性能参数的XGBoost预测模型,并与多种预测模型进行对比实验;实验结果表明:对发动机N1、燃油流量参数的预测,XGBoost预测模型相比支持向量回归(SVM)、线性回归模型和BP神经网络,其精度更高且不需要对训练数据进行缩放。

飞机发动机叶片燕尾基座自动化喷涂研究

针对飞机发动机叶片燕尾基座的自动化喷涂问题,以提高喷涂涂层均匀性为目标,提出一种基于复杂结构件表面喷涂模型的均匀性分析方法。首先设计了燕尾基座自动喷涂的涂料雾化系统和机器人本体系统,然后从飞机发动机叶片燕尾基座的表面几何结构入手,分别建立了平面喷涂模型和曲面喷涂模型,并进行涂层均匀性分析,最后依据均匀性分析结果进行机器人喷涂路径规划。仿真计算结果表明基于复杂结构件表面喷涂模型的均匀性分析方法是正确的,基于此的机器人喷涂路径规划是合理的,为自动喷涂原理样机的研制提供了设计参考。

基于虚拟仿真技术的多层次模块化课程建设研究——以《航空电子系统》课程为例

为了适应国家对课程建设的引导方向,解决航空电子系统课程存在的教学内容零散、教学资源单一、教材陈旧等问题,参考民航工作岗位的相关规范和机型相关技术,设计了模块化教学内容,并通过系统输入、处理、输出的逻辑关系对教学内容进行有序衔接,形成航空电子系统整体概念。设计了层次化开放实验系统,采用课堂演示、开放实验、创新开发等形式适用于不同需求的学生,突出学生的多样化发展。教学资源上,在原有的课程文档基础上,增加了拓展资源与虚拟仿真资源,利用虚拟仿真技术开发了能够用于课堂和实验的教学资源库,实现一套系统链接课堂与实验,解决了实验场地、实验成本等问题,同时能够支撑学生的理论学习、实验操作、创新开发等不同需求。课堂设计上,采用“研究性教学”的方法设计了黑板习题、问题讨论、教师总结、动态演示等环节,突出“以学生为中心”,改变传统“以教为主”的方式,体现了教与学的互动。

民机自动飞行控制虚拟仿真实验设计与实现

围绕现代民航机务维修工程行业人才培养的需求,突出学科优势与专业特色,设计开发了民机自动飞行控制虚拟仿真实验。针对民机运行中典型的姿态、轨迹自动控制过程开展虚拟仿真实验,再现飞行真实场景,还原自动控制中姿态变化、飞行轨迹、运动参数、舵面偏转的动态过程,探究控制参数对自动控制性能的影响规律,实现抽象概念形象化、理论问题工程化、动态过程立体化、变化规律明晰化,有效解决民机自动飞行控制可视化实验难以开展、成本高昂的局限性,为电子信息工程专业的虚实结合教学实践体系提供了重要支撑和补充完善。

新信息时代模拟电子技术课程知识点强化实践与分析

针对课上听得懂、课下忘干净的问题,基于模拟电子技术课程培养方案和教学大纲,结合学生自身能力学习,设计了模拟电子技术知识点分级图。课上学习,课下巩固,基于新媒体信息传播方式,设计新颖的习题模式激发学生参与热情。建立师生反馈机制,快速响应教学需求,同步改进教学。

工程教育认证背景下《航站楼自动化技术与系统》课程综合改革与实践

工程教育认证是现代高等教育专业认证必须遵循的标准。以成果为导向,围绕学生进行课程目标达成和持续改进是实现工程教育认证的必备手段。文章以航站楼自动化技术与系统专业特色课程为例,分别从面向民航行业特色的课程大纲制定、讲义编写、教学过程改进和课程目标达成与持续改进方面进行论述。通过上述研究实践,最终形成了面向工程教育自动化专业认证的航站楼自动化技术与系统内容体系和和教学实施方法,促使课程目标对专业毕业要求的达成。

卫星通信导航监视技术及其民航应用

航空运输主要在空中进行,覆盖范围广,速度快,如何实现“叫得到、看得见、避得开”并保障航空安全是一个巨大挑战。通信、导航、监视等技术和基础设施在确保航空安全中发挥着关键作用,是空管系统的核心。传统陆基系统依赖地面基础设施,服务覆盖范围有限,因而民航运输活动仅限于固定的航路航线。随着民航运输量的增加,运行环境复杂多样化,传统航路航线网络运行瓶颈凸显,民航空管系统运行负荷趋于饱和,对通信导航监视性系统提出了更高、更严苛的要求。卫星技术的应用给依赖陆基系统的民航空管系统带来了全新发展机遇,可提供全天时全天候大范围无缝覆盖、高可靠和高精度服务。本文对民航中应用的卫星通信、导航、监视技术的发展进行综述,剖析民航通信导航监视技术未来需求,提出一些建议。

电力电子技术课程教学改革探索

以中国民航大学电力电子技术课程为例,介绍了课程的性质和培养目标,分析了课程教学过程中存在的问题,从梳理课程知识点、引入新技术和新知识、建设特色教学资源、加强师资队伍建设、挖掘并融入思政元素等方面对课程进行教学改革,以支撑人才培养方案,提高电力电子技术课程的教学质量。