基于熵权和模糊分析的空管运行安全风险评价

随着我国空中交通流量的日益增长,空管运行安全重要性日益凸显,也逐步成为该领域研究热点。引入模糊综合评价理论,基于航空器运行数据,从"静态、动态、其他"三方面构建空管运行安全风险评价指标体系,采用层次分析法和熵权法确定评价指标的组合权重,建立空管运行安全风险的模糊综合评价模型。应用模型对某扇区的安全风险等级进行评估,评价结果与真实情况相符,证明评价模型可行性。

基于协同运行的空管实践仿真体系构建与实施

揭示了协同运行能力在空管人才培养中的重要性和传统仿真体系之不足,伴随航空业迅猛发展,开展空管实践仿真体系建设研究变得越发迫切。对基于协同运行的空管协同能力训练要求的设计、面向协同运行的空管实践课程平台的搭建、空管协同运行仿真环境的创立、面向协同运行的实施方案的制定4个方面进行了研究,建立了基于协同运行的空管实践仿真体系。该体系在空管科研与教学、空管行业服务等多个领域产生了良好的应用效果,得到学生、用人单位、空管行业的高度认可。

基于Maklink图和遗传算法的改航路径规划方法研究

为了保障恶劣天气下的飞行安全,航班需要采取改航策略避开危险区.采用已有的以改航路径最短为目标,以航段最小距离、避开危险区、转弯角度等为约束条件的规划模型,设计了3阶段方法研究改航路径规划.首先应用Maklink图和Dijkstra算法规划一条能够避开危险区的路径,接着应用遗传算法优化路径,最后进行路径调整以满足约束条件.算例仿真结果显示,应用本文方法得到的改航路径长度较短,转弯次数少、转弯角度小,计算效率高.仿真结果说明,应用本文提出的方法获得的改航路径满足目标和约束要求,验证了该方法的可行性和有效性.

基于ADS-B统计数据的航路安全间隔研究

通过研究航迹分布规律,制定合适的航路宽度标准是提高空域利用率的关键所在。运用Delphi,开发基于广播式自动相关监视(ADS-B)的航迹数据处理程序。在解析实时飞行数据的基础上,以A593航路为研究对象,统计其航迹位置点与航路中心线的偏离程度。运用Q-Q(Quantile-Quantile)图中位数检验法,对其进行正态分布检验。绘制各个航班的飞行轨迹,并对数据进行拟合,对航迹分布进行统计计算,得到在3个标准差可容度下的分布规律。提出新的航路宽度值。运用危险碰撞模型(CAP),评估航路安全间隔。结果表明,利用CAP模型验证的航路两侧各8km宽的碰撞风险概率值远小于国际民航组织规定的2×10-12安全目标水平,为进一步研究基于ADS-B的飞行安全间隔提供依据。

机场安全热点本体建模及智能划分研究

为保障场面运行安全,将机场安全热点按致险因素归类,并根据航班日均冲突架次率划分为轻度、中度、高度及重度4个危险等级。提出机场安全热点智能诊断系统的领域本体,首先用本体实例形式表示数据库记录信息,进而结合热点本体模型以及热点诊断本体和语义Web规则语言(SWRL)规则,构成一个新的本体模型。最后,应用推理机分析实际案例,并得出适宜的缓解措施。结果表明,采用SWRL规则推理技术能够得到与实际运行情况一致的诊断结论,并兼顾本体与数据库的优点。

基于模糊BN和SHELLO模型的管制人为因素安全风险分析

为量化空中交通管理人为因素安全风险,识别相关风险的关键事件,将组织因素引入传统SHELL模型,将其拓展成新的空管人为因素分析模型SHELLO。利用贝叶斯网络,构建事故的致因关系。利用5年统计资料,计算管制员本身(L)、管制员与其他人员之间(L-L)、管制员与软件之间(L-S)、管制员与硬件之间(L-H)、管制员与环境之间(L-E)、管制员与组织之间(L-O)各基本风险事件的条件概率。针对"航空器之间距离小于规定间隔"事件进行了案例研究。结果表明:当这种事件发生时,有75%的概率与L因素有关,57%的概率与L-S有关,53%的概率与L-H有关,管制员自身是造成该事件的关键原因。

基于运行数据的民用飞机签派可靠度估算软件开发

基于签派可靠度计算模型和计算原理,以常见的民航飞机为研究对象,采用C#编程语言对签派可靠度估算软件进行了设计,分析了估算步骤和实现过程.该软件主要适用于民用飞机的概念设计阶段,估算工具在输入原始设计参数基础时,借助估算模型的计算得出民用飞机整机签派可靠度的数值,通过估算值和实际值的对比和对误差进行分析.结果表明,该估算软件的估算结果准确,估算模型可靠.

基于航空公司客户运行要求的规章分析

民用飞机的产品设计必须满足航空公司客户的运行要求,从适航规章和使用规章两方面研究航空公司客户的运行要求,梳理运行规章对飞机系统、设备配置、适航验证、飞机性能限制、飞行操纵等方面的规定,结合现代民用飞机的运行特点,重点分析单通道窄体客机在研制过程中必须满足的客户运行要求.研究得出,运行要求包括基本飞行设备、特殊飞行设备、应急设备、通信导航监视设备、警告设备、数据记录设备、特殊运行要求;飞行性能要求包含航线适应性和机场适应性两个方面.

多成本和绿色飞行的机队规划

为了减少航空公司的运营成本,以燃油成本最小、时间成本最小、碳排放成本最小以及机型利用率最平均为目标函数,建立了多目标整数优化模型。以某航空公司的实际数据为算例,代入优化模型确定最优机队配置。对各子目标的权重进行灵敏度分析,得到了不同权重组合对总运营成本和碳排放量的影响,给出可选的权重范围。研究结果表明:本文的优化模型一年可以为该航空公司节省约2 869万元运营成本,少排放7 665 t CO_2。

基于AHP−熵权法的民用飞机运行需求模糊综合评价

目前用于民用飞机运行需求论证方案的评价指标不够全面完整,难以找出影响飞机产品质量和竞争力的关键指标.在分析民用飞机运行环境和运行任务基础上,从机型适应性、飞机使用性、设备匹配性、维修合理性、飞机先进性、签派可靠性等6个维度建立民用飞机运行需求指标体系,应用AHP−熵权法综合考虑指标的主观权重与客观权重,得出各指标综合权重;采用模糊集方法确定指标的隶属度,构建模糊综合评价矩阵;提出民用飞机运行需求模糊综合评价模型,通过B737−800机型实例验证该模型的合理性和方法的可行性.结果表明,该模型反映了民用飞机运行需求的技术指标,实现对民用飞机运行需求的综合评价.

基于运行要求的A320机型MMEL编制方法研究

主最低设备清单是民用飞机满足放行条件,实现带故障放行的重要技术手册。首先阐述MMEL的目的和意义,初步研究了以ATA100为顶层规范的A320飞机主最低设备清单的编制规章、依据,基本编制流程和编制内容,重点论述MMEL所涉及限制性条件的种类,除必须工作设备不能失效之外,还包含其他设备限制、飞行性能限制、飞行运行程序限制、气象条件限制等,提出编制中国民航客机主最低设备清单的具体方法,并对大型民用客机主最低设备清单的编制工作提出初步建议。

基于岗位需求的机场运行控制实训系统研制

教学手段与技术的限制是机场现场指挥人才培养面临的重要瓶颈。基于岗位需求,以仿真技术为手段,创制一套适用于机场现场运行控制的实训系统,彻底解决长期依赖书本的单一理论学习方式,使得机场现场理论知识直接得到训练应用,在加深理论理解的同时,锻炼了工作岗位所需的实践能力。

基于混合动态规划算法的进场航班排序

在遵循优化并可行的算法设计理念下,为了更好解决终端区航班进场排序问题,本文提出一种混合动态规划算法。该算法在动态规划的基础上结合约束位置交换算法与滑动窗算法,将进场航空器合理分组、分阶段进行排序,综合考虑短期排序预测的灵活性和计算规模的适度,提高了算法的计算速度、灵活性和鲁棒性。仿真结果表明:与传统先到先服务算法相比,改进后的混合算法不仅能减少延误11.6%,计算速度快,而且还避免了与原次序的较大变化,便于管制策略的实施。

民航安全信息工作绩效评价指标体系研究

为完善安全信息工作管理制度,提高民航业安全信息工作的质量,将平衡计分卡方法(BSC)进行变型,结合实际工作经验,将平衡计分卡4个层面的逻辑关系由传统的递进关系,变为并列递进关系,构建民航安全信息工作绩效管理指标体系。先采用层次分析法求取主观权重,然后用变精度粗糙集求取客观权重,最后将主、客观权重通过最小相对信息熵原理进行优化,并且采用改进的TOPSIS方法从新的角度对指标体系的信度和效度进行验证。结果表明,一级指标"安全信息的质量"最优权重为0.407,占总权重的40.66%,是评价安全信息工作优良的决定性指标;而其二级指标"安全信息的规范程度"的ρi值最大,反应了该指标信度效度最大,达到0.288,占总权重的11.97%,在安全信息工作绩效管理中最重要。该指标体系可以实际应用于安全信息工作绩效管理过程,有助于提升安全信息工作的管理水平,提高安民航安全信息的质量。

空域扇区运行状态评估

目前,对扇区拥挤的研究主要采用容量、流量作为指标的评估方法,描述小时时段的流量分布情况,由于选择颗粒度较大,难以准确把握交通流的运行特征,在短时期内出现变化时,不能很好地描述扇区运行状况,因此,提出了更详细的划分方法,对扇区容量进一步说明,定义了流容比因子,以15 min为研究区间,对扇区运行状态进行评估,经过厦门1号扇区的试用,取得了很好的效果。

基于本体的机场安全热点特征分析方法

针对民用机场热点特征识别与分类需求,在Protégé中构建机场热点的顶层概念框架并描述逻辑(DLs)表达,引入对机场安全热点在不同层面形式化的描述,建立机场安全热点领域本体,以Fa CT++推理机将热点按不同特征分类推理。该方法的意义在于为机场热点特征识别信息化和热点分类协同工作的全过程提供了一定的语义支撑,管制员可以直观、全面地掌握热点区域状况。

新型军民合用机场跑道安全协同管理机制研究

为促进军民航运行动态信息传递和指挥协调,研究了针对军民合用机场由于安全管理协同困难而导致不同类型飞机使用单跑道起降易发生跑道侵入的问题。认为,首先应根据军民航安全体系特点设计可供军民领域共享的本体模型;其次,将本体难以描述的民航跑道侵入风险识别、严重度评估及缓解措施等复杂知识转化为实时风险管理SWRL规则;最后,对实际案例进行推理。结果表明,采用规则推理的本体模型可以满足跑道侵入实时风险管理的需要。

基于运行场景的民机运行需求评价软件研究

目前用于民用飞机运行需求论证方案的评价指标不够全面和完整,难以找出影响飞机产品质量和竞争力的关键指标。在分析民用飞机运行环境和运行任务的基础上,从机型适应性、飞机使用便捷性、设备匹配性、维修合理性、飞机先进性、签派可靠性6个维度,建立了民用飞机运行需求指标体系,利用层次分析法计算指标权重,采用模糊集方法确定指标的隶属度,将指标隶属度的客观性与专家定性分析的主观性结合确定量化指标,提出民用飞机运行需求评价模型。同时,运用C#语言开发了民用飞机运行需求指标体系评估软件,并通过B737-800机型实例验证了该模型的合理性和可行性。

民航不安全事件报告危险源识别模型

为了识别民航不安全事件的发生原因,从民航不安全事件报告出发,提出了一种基于LDA主题模型和Word2Vec模型的民航不安全事件报告危险源识别模型。首先,构建危险源标签分类表,选取民航不安全事件报告与Wiki中文数据库作为数据源,然后利用LDA主题模型得出民航不安全事件报告的主题概率分布与词概率分布,最后利用Wiki中文数据库训练Word2Vec模型得到词向量,进而计算文档主题与不同危险源标签之间的相似度,得出民航不安全事件报告的危险源分类。结果表明,该模型的精准率为77.7%、召回率为86.8%、F为82.0%,能够有效识别各民航不安全事件报告的危险源。

基于时间序列模型的航班运行风险短期预测

针对国内航班运行风险预测技术匮乏的现状,采用移动平均自回归(ARMA)方法,构建航班日运行风险的单变量预测模型;采用向量自回归(VAR)方法,构建航班日运行风险的多变量预测模型;经稳定性检验后,对比2种方法的短期预测效果,发现使用ARMA的单变量预测模型,未来第3天预测精度达到80.76%,可用预测周期为1~3天;而VAR多变量预测模型计算出未来第1天预测精度可高达92%,第7天预测精度仍达到80.64%,适用预测周期为1~7天。结果表明:基于ARMA和VAR的时间序列模型可用于航班运行风险的短期预测,而VAR模型精度更好,更加符合实际需求。