美国民航信息安全保障计划研究

民航信息系统作为国家重要信息系统之一,正面临严峻的安全威胁,为了保障航空交通运输的安全运行,美国联邦航空局(Federal Aviation Administration,FAA)制定了民航信息系统安全(information system security,ISS)计划.针对目前民航信息系统面临的安全威胁,研究了FAA的ISS计划,介绍了ISS的分层模型和核心内容,并对每个层次的要求进行了解释,给出了其信息安全保障措施的建议.

民航恐怖威胁信息预警系统的设计与实现

为监测并及时向民航公安部门提供互联网微博中针对民航的恐怖威胁信息及信息源,提高民航安保效率,给出民航恐怖威胁信息预警系统的设计与实现方案。系统采用主题爬虫技术实现对微博信息的采集,运用情感分析方法评估微博信息的威胁度,并划分威胁等级,综合运用数据可视化技术,为民航公安等机关部门提供预警信息。实际运行与测试结果表明,系统运行稳定且预警效果良好,可为民航公安部门提供有效的预警信息,及时防范不安全事件发生。

基于改进XGBoost的民航重点旅客风险评估方法

针对传统过采样方法导致的边际模糊及数据量增大的问题,提出了一种基于不平衡数据集的改进极限梯度提升(XGBoost)算法,并结合JJATT恐怖分子数据集构建民航重点旅客风险评估方法。样本在分类概率的基础上,根据焦点损失(Focal Loss,FL)函数重新平衡样本权重,通过网格搜索法确定最终模型。数据集测试结果表明,相较于多种传统方法,所提方法性能更好,准确率达到90.9%,F_(1)值(F_(1)-score)达到90.9%。结果表明,在对民航重点旅客进行安检时,应对其国籍、出生地、学历、职业进行重点检查。

禁飞区约束的CSTBC无人机中继通信系统航迹优化

中继无人机的飞行路径对无人机中继通信系统的链路传输可靠性具有重要影响。为提高无人机中继通信系统链路传输的可靠性,提出协作空时分组编码(CSTBC)无人机中继通信方案,并以链路中断概率最小化准则为基础,提出中继无人机的航迹优化方法;理论分析给出系统遍历容量和分集增益;为保障中继无人机飞行安全,并获取信道的分集增益,提出无人机禁飞区规避方法。结果表明:协作空时分组编码无人机中继通信系统可充分获取信道的分集增益,改善无人机中继通信系统链路传输的可靠性。

基于符合性证据链的航电系统工程试验方法

为形成逻辑严密、可追溯的适航符合性验证资料,提出一种基于符合性证据链的航电系统工程试验方法,并对实现中的关键问题进行分析研究。以自动飞行控制系统的工程试验为例,设计与实现了基于自动飞行控制系统适航验证需求的验证平台。在验证方案设计中,针对复杂验证环境中部分参数不确定性描述问题,提出一种基于分类概率多场景分析的验证方案设计方法,基于适航验证需求,对飞行数据进行筛选,通过对筛选后的飞行数据进行统计特性分析、随机抽样与合并缩减,生成包含发生概率的确定性场景,描述验证环境中部分参数的不确定性。在验证数据分析中,针对多场景多参数条件下的适航符合性判断问题,提出基于加权Dempster-Shafer证据理论的适航符合性评估方法,以确定性场景发生概率为权重,进行证据融合,避免部分小概率场景对融合结果的干扰。基于实际飞行数据,自动飞行控制系统的自动飞行模式工程试验结果表明,所提方法有效可行。

ECOD算法在飞机不稳定进近检测中的应用

在飞机进近和着陆阶段,一旦发生不稳定进近就可能导致航空事故发生,因此终端空域内不稳定进近检测是航空器运行监控领域的热点研究问题。针对终端区的不稳定进近检测,利用OpenSky提供的开源航空器监视数据提出了基于数据驱动的检测方法。从能量管理的角度入手,构建基于无监督异常检测(Empirical-Cumulative-Distribution-based Outlier Detection,ECOD)算法的不稳定进近检测模型,并结合主成分分析(Principal Components Analysis,PCA),获取了飞机能量状态的异常评分进而实现检测。复飞事件检测的验证分析结果表明检测模型在准确率与效率方面具有优势,模型可实现实时部署与在线更新。

基于ECOC平衡随机森林的雷达降水粒子分类

针对数据不平衡情况下的降水粒子分类问题,提出了一种基于纠错输出码(error correcting output code,ECOC)平衡随机森林的双偏振气象雷达降水粒子分类方法。首先,将多类别降水粒子数据集编码为多个二分类数据集;然后,对二分类数据集进行有放回的平衡重采样,构建多棵分类回归树;最后,利用所有的分类回归树联合进行降水粒子分类。对实测数据的处理结果表明,所提方法能够在保证总体准确率较高的情况下,大幅提高少数类的分类效果。

基于KA-SRCN-pSTAP的低空风切变风速估计方法

针对由于独立同分布(IID)样本严重不足,导致极化空时自适应(pSTAP)处理性能下降,进而导致低空风切变风速估计不准确的问题,本文提出了一种基于知识辅助的稀疏表示杂波零陷极化空时自适应(KA-SRCN-pSTAP)的低空风切变风速估计方法。该方法首先利用杂波脊的先验知识辅助构造极化空时稀疏字典,然后利用极化空时稀疏字典,通过SRCN算法挑选原子并对到杂波线性子空间补空间上的投影矩阵进行估计,从而得到pSTAP权矢量,最后构造pSTAP滤波器对地杂波进行抑制,准确估计低空风切变风速。该方法仅使用少量IID样本,将SRCN算法与极化-空时域相结合,完成对风切变风速的有效估计。仿真实验结果证明该方法可以有效实现少样本情况下的风速准确估计。

基于小波多尺度分析大气边界层高度提取方法研究

大气边界层物理演变特征及复杂边界层结构对大气污染过程的影响机制研究中,迫切需要边界层精细化结构的探测手段。通常使用梯度法和小波协方差变换法的方式进行边界层高度提取,但由于该方式容易受到噪声和气溶胶层结构的影响,实验误差较大。提出使用小波多尺度分析方法细化边界层特征结构,从而筛选出有效的细节信息,提高对探索边界层高度的准确性。此外,基于GBQ L-01激光雷达设备实测合肥地区全天气溶胶分布情况,使用小波多尺度分析方法分析对应的平行分量距离平方矫正信号、垂直分量距离平方矫正信号和退偏振比全天分布情况。实验结果表明,该方法准确性高,与梯度法、小波协方差法相比具有更高的稳定性与连续性。对特殊时间点进行数据分析,明确主要影响边界层高度的主要因素,并确定各个时间段的大气边界层高度值。

基于D3AR的半球共形阵低空风切变风速估计方法

针对半球共形阵体制下进行低空风切变检测时会受到强地杂波信号的干扰,导致风切变信号难以检测的问题,提出了一种基于空时自回归的直接数据域算法(Space-Time Autoregressive Direct Data Domain,D3AR)的低空风切变风速估计方法。该方法首先将待检测距离单元的数据从空域、时域以及空时域进行信号对消处理;然后将处理后的数据矩阵描述为空时自回归(Autoregression,AR)模型并估计模型参数;再通过构造与杂波子空间正交的空间来实现对杂波的抑制,最后通过提取待检测单元的最大多普勒频率来估计风场速度。根据仿真结果显示,该方法有效地实现了地杂波抑制,并且能够精确估计风速。

基于改进BP神经网络的ATM系统信息安全评估方法

根据ATM系统3层体系结构,针对ATM系统面临的信息安全问题,提出了应用人工神经网络(ANN)技术来评估ATM系统信息安全的思想;设计了基于改进的BPANN的ATM系统3层神经网络评估模型。根据建立的BP神经网络模型,以ATM信息系统主要信息安全指标作为训练样本,通过学习和训练找出输入与输出之间的内在联系,用训练好的BP网络对ATM信息系统进行评估,并将评估结果与传统的评估方法进行比较。实验结果表明,提出的评估模型具有很强的自适应性和容错能力,适用于复杂的ATM信息系统的安全性评估。实验数据与实际ATM信息系统的运行状态相吻合。

信息安全保障评价指标体系的研究

信息安全保障与信息系统本身一样是一个复杂的系统。为了能够很好反映信息安全保障系统的功效,需要用可量化的参数作为衡量指标。从中国信息安全保障的国家战略、管理策略、工程规范和技术措施方面出发,提出了以"安全基线政策"(Security Baseline Policy)为核心的信息安全评价指标体系(Indicator);研究了具有双重反馈的评价思想和流程。利用信息安全保障评价指标体系有助于建立信息系统安全保障的长效机制,增强信息系统的安全性。

低频电子线路课程“双环节”教学改革探索

低频电子线路课程是电子通信类专业的一门重要技术基础课程。探讨了课程教学改革的意义和紧迫性,围绕大纲规定的培养目标,针对课程特点给出教学方法改革总体规划,突出基于问题的知识传授改革和习题仿真实验改革两个环节,侧重于采用基于问题的课堂教学方法、小班制合作式习题课以及基于Multisim的演示及仿真实验等教学手段,并给出各种方案的实施流程。通过教学方法与教学手段的改革,全面提高了教学质量,有效培养了学生分析和解决问题的能力,收到良好的教学效果,为其他专业课教学改革提供一定的参考。

基于属性加密的广域信息管理的授权方法

为了解决广域信息管理(system wide information management,SWIM)信息安全问题,根据SWIM面向服务的系统架构(service-oriented architecture,SOA)的特点,设计SWIM的访问策略,提出了一种基于属性密码(attribute-based encryption,ABE)的授权方法.该方法根据SWIM访问结构中分布性、异构性和动态性的特点,采用密文访问策略(cipher policy-attribute based encryption,CP-ABE)实现.在模拟环境中对该方法进行仿真实验和安全性分析,实验结果表明:该方法支持SWIM航空用户细粒度的授权,降低了SWIM授权管理的复杂度,提高了SWIM系统的安全性.

基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法

在飞行冲突探测和恶劣天气情况下,单纯利用跟踪滤波算法无法准确判断目标飞机未来的飞行动态。为了有效提高航迹预测精度,针对广播式自动相关监视(ADS-B)信息中意图信息对航迹的影响,提出了一种基于ADS-B意图信息的航迹预测改进算法。该改进算法先通过残差均值交互式多模型(RMIMM)算法,推算出目标飞机的飞行状态参数和飞机运动模式,再结合天气状况、飞行计划和空中交通管制规章进行意图估计,最后通过飞行状态参数、飞机运动模式以及意图信息共同预测目标飞机的航迹。运用蒙特卡洛方法进行仿真,结果表明,与现有算法相比,该改进算法不仅能提供更加精确的航迹预测,而且降低了意图推断的时间延迟。

风电场对民航监视导航影响的三维可视化评估

新近研究表明风力发电场对民航监视导航设备可能产生显著影响,对其潜在影响的评估对于民航相关设备的选址选型、以及风电场项目的选址与方案确定具有重要的指导意义。论文给出了一种风力发电场电磁影响的三维可视化评估方法。该方法包括风电场限制区评估和风轮机可见性评估两个方面的评估,利用监视导航设备与风轮机相关参数,计算三维风电场限制区边界和设备到风轮机可视线的相关数据,并由这些数据自动生成地理数据标记与可视化语言KML格式的描述文件,将该KML文件载入Google Earth等三维地理信息系统平台,实现三维可视化评估。该方法给出的评估结果结合三维地理信息直观形象,可为进一步的详细评估奠定基础,为相关决策提供有效的依据。

局部分布信息增强的视觉单词描述与动作识别

传统的单词包(Bag-Of-Words,BOW)算法由于缺少特征之间的分布信息容易造成动作混淆,并且单词包大小的选择对识别结果具有较大影响。为了体现兴趣点的分布信息,该文在时空邻域内计算兴趣点之间的位置关系作为其局部时空分布一致性特征,并提出了融合兴趣点表观特征的增强单词包算法,采用多类分类支持向量机(Support Vector Machine,SVM)实现分类识别。分别针对单人和多人动作识别,在KTH数据集和UT-interaction数据集上进行实验。与传统单词包算法相比,增强单词包算法不仅提高了识别效率,而且削弱了单词包大小变化对识别率的影响,实验结果验证了算法的有效性。

广域信息管理SWIM信息安全技术标准研究

广域信息管理SWIM(System Wide Information Management)是下一代空中交通管理系统NGATM的信息共享机制,其主要核心服务之一是信息安全保障。文章根据国际民航组织ICAO制定的相关标准,从SWIM信息安全核心服务入手,研究了SWIM安全架构,分析了以Web服务安全标准为主的SWIM安全服务和基础设施所应遵循的安全技术标准,对SWIM数据安全和隐私保护具有重要意义。

基于GSM短信的航班信息查询系统

构建了一个基于GSM短信的航班信息查询平台,采用Visual Basic开发短信查询控件并构建Access航班信息数据库,通过GSM短信模块RJ45 Modem池与用户手机进行短信自动收发,使用户能随时随地进行短信航班信息查询。

单通道恒模抗干扰民航VHF接收机设计与实现

为了消除恒模干扰对民航VHF话音通信系统的影响,以FPGA和DSP为平台设计实现了基于单通道恒模算法的抗干扰接收机。接收机中的干扰抑制系统使用DSP对受干扰的AM信号进行载频估计,使用FPGA实现陷波、正交变换、基于非线性最小二乘法的恒模干扰实时估计和干扰抑制等过程。系统测试表明:抗干扰接收机能够有效地抑制恒模干扰,且具有处理速度快、稳定性好的特点。