发展中的民航飞行技术与飞行安全科研基地

民航飞行技术与飞行安全科研基地依托中国民航飞行学院,于2003年经民航总局批准组建。科研基地根据民航科技发展规划,围绕民航发展战略,构建科技创新体系, 建立应用型专业研究平台,针对飞行技术和飞行安全领域的重大科技问题,开展创新研究,获取原始应用创新成果,培养和造就该领域内的一流研究队伍及应用人才,是集产、学、研为一体的科研实体。本文简单介绍了科研基地具备的软硬件条件、建设和研究现状,以及对今后工作的设想。

加强动态空气动力学和非线性飞行力学研究构建技术保障体系 提升我国飞行安全水平

现代客机诸如波音和空客系列民机性能已相当先进,飞行员训练也十分严格,但是为什么客机在飞行中一遭遇恶劣气象条件就容易出事?为什么客机有时进行复飞招致坠机事件一而再再而三发生?为什么驾驶员有时操纵失误飞机就难以恢复原有的平稳飞行?凡此种种,问题答案与解释,需要从崭新的视角即从飞机潜在性能开发、飞行新技术研究,尤其是最近发展的前沿学科——动态空气动力学和非线性飞行力学,去寻求从根本上解决的技术途径。本文重点介绍了四个方面:一是高度重视并注重解决引发重大飞行事故技术层面的问题, 二是非定常气动力为民机飞行安全性升级提供强大技术支持,三是国外研究简况,四是我国相关基础研究已取得可喜的进展。

飞行碰撞风险安全评估研究

航空器在飞行时的碰撞风险在航空安全等领域受到广泛关注。目前,针对碰撞风险的研究主要采用REICH模型、国际民航组织的碰撞风险模型、EVENT模型、交叉航路模型、概率论模型、基于随机微分方程分析模型、RASRAM模型等常用模型。为了对比不同模型在碰撞风险安全评估研究中的能力,讨论了不同模型的优缺点,针对所存在的关键问题提出了碰撞风险安全评估未来的研究方向:构建有关防撞系统的碰撞风险模型;分析通信、导航、监视性能对碰撞风险的影响;分析人的因素所造成的碰撞风险;分析基于RECAT尾流间隔标准研究。研究成果旨在为今后的碰撞风险研究提供理论基础,以此有效开展我国飞行碰撞风险安全风险评估工作。

管制指令语音识别在模拟飞行界面的实现

将语音识别技术应用到管制学员的培训中是提高管制模拟机应用效率的重要途径.在深入分析中文管制指令特征的基础上,从语音识别基础技术出发,设计一套适合于中英文管制指令语音特点的语音识别技术,利用MATLAB完成相应程序的编写和模拟飞行界面的设计.通过形成独特的管制指令语音识别模板库,最终在模拟飞行界面实现管制语音指令对航空器飞行的控制.从而为进一步实现自动化模拟机机长席位提供可能,最终完全替代人工机长席位.

基于Matlab的飞行模拟器电动加载系统控制仿真研究

电动加载系统是飞行模拟器的重要组成部分,针对飞行模拟器电动加载系统的高度非线性和易受干扰性,在MATLAB环境下,提出一种基于PIDNN的控制方案.分析飞行模拟器的结构,结合外界干扰,整理出系统的数学模型,利用PIDNN控制器优良的自适应功能对该模型进行控制.仿真结果表明:PIDNN控制系统具有良好的动静态特性和鲁棒性,满足实时控制的要求,对飞行模拟器电动加载系统的控制具有一定的参考价值.

基于正则表达式的飞行电报处理算法

根据飞行电报特点,利用分治算法分割电报后,使用正则表达式解析电报。并使用正则表达式对发送的电报进行纠错和对接收的电报进行容错处理。使电报处理系统格式规范,电报解析正确率高,减轻了管制人员手工输入数据和检查电报的负担,提高了工作效率。

航空飞行事故原因分析及预防

飞行安全是民航最重要的主题之一。通过深入分析文献资料,总结了民航飞行安全的现状,运用Origin画图软件画出了近些年事故发生的变化曲线,结果表明,飞行事故的发生数和发生率逐年递减,发现进近和着陆阶段是事故的高发阶段。在此基础上,进一步从人、机、环境三个方面分析了影响飞行事故的关键因素,其中,飞行员操作失误和各部门人员沟通协调能力差是最常见的人为因素。最后从加强培训和沟通、完善标准、优化飞行环境等方面提出了改进措施。

遗传算法在多机飞行冲突解脱中的应用

为了应对自由飞行时飞机间的冲突解脱问题,利用遗传算法具有的简单、应用范围广以及扩展性强等显著特点,提出了一种基于遗传算法得到最优冲突解脱航迹的路径规划算法。仿真结果表明,对于两机间以及多机间的飞行冲突解脱问题,该算法均能通过改变飞行航向快速有效地得出最优冲突解脱路径,达到解脱的目的。

基于Agent的智能化桌面飞行训练系统框架

基于agent 的智能化桌面飞行训练系统(PCIFT)将模拟训练方法与智能教学系统(ITS)相结合,运用agent 方法和面向对象技术设计了一个网络环境下的基于模拟训练的桌面飞行练习系统的框架,系统既为学生提供了一个自适应的、个性化的智能训练环境,也为教师提供一个训练开发工具。系统具有较好的通用性。

人群异常识别技术研究进展

人群行为分析是计算机视觉领域最活跃的研究方向之一.有许多针对人群异常行为及检测的算法如人群密度估计、人群中运动检测、人群跟踪和群体行为识别.在对目前人群异常行为进行总结分析,并概括出人群异常的三大关键特征.并在次基础上,分别针对人群特征提取、异常识别技术、异常分类技术以及人群异常识别数据库方面,对人群异常识别技术现状进行总结概括,并并对存在的问题,以及未来发展方向提出了研究的建议和意见.文章对相关领域的研究具有一定的参考价值.

基于DSSPI的航空复合材料无损检测技术研究

复合材料在民用航空器结构上得到了广泛应用,但是复合材料与金属材料相比,受低能量冲击后会出现分层,产生肉眼看不到的损伤,极大地影响航空安全;如何快速准确地对其进行无损检测,并判断缺陷的位置大小是很有意义的;基于激光错位散斑干涉技术的航空复合材料无损检测技术方法,结合CCD剪切照相,并经过计算机进行数字图像处理来检测与识别航空复合材料的分层及损伤程度;为了验证技术的可行性,通过对预制损伤的蜂窝夹层复合材料标准试件进行了检测,很好地检测出了损伤位置及大小,因此技术是完全可行的,可以应用于复合材料的快速检测。

基于SOPC的视频车辆检测技术研究

在智能交通领域,车辆的违章检测是重要的技术。而视频检测算法基本上都是基于PC平台的软件检测,无论是从稳定性和价格等都是不可取的。结合最新的SOPC技术,提出了一种基于SOPC的视频检测技术。以Nios II软核处理器和外设IP核为硬件平台,结合A/D和D/A视频接口,以$C/OS为操作系统,实现了视频检测的硬件与软件结合的嵌入式检测技术,从而摆脱了PC的限制。最后通过具体的工程验证了设计的有效性,该方法具有高达82%的检测率,从而在智能交通领域发展有很好的市场前景。

ADS-B技术应用及发展趋势研究

分析ADS-B在民用航空领域中的发展应用情况,包括公共运输航空、通用航空、无人机3个不同领域,阐述ADS-B作为新一代航行技术的核心技术之一的优势以及重要性,分析当前存在的问题,探讨可能的发展趋势。介绍ADS-B系统的构成、在监视系统中的应用以及开发避撞系统。作为ADS-B新型功能开发,重点讨论基于ADS-B开发通航和无人机避撞系统的优越性,并开发全空域全机型的一体化避撞系统的必要性。

三维面部表情识别技术的研究进展

三维采集设备的快速发展,极大推动了三维数据技术的研究。其中,以三维人脸数据为载体的三维面部表情识别研究成果不断涌现。三维面部表情识别可以极大克服二维识别中的姿态和光照变化等方面问题。对三维表情识别技术进行了系统概括,尤其针对三维表情的关键技术,即对表情特征提取、表情编码分类及表情数据库进行了总结分析,并提出了三维表情识别的研究建议。三维面部表情识别技术在识别率上基本满足要求,但实时性上需要进一步优化。相关内容对该领域的研究具有指导意义。

微分对策理论在配对进近防撞安全间隔研究中的应用

针对配对进近方式中配对两机的防撞安全间隔问题,提出了一种用微分对策理论研究防撞安全间隔的方法。通过对配对进近模式配对两机相对运动关系的分析,构建了配对两机追逃博弈问题的微分对策模型;以运动时间和相对距离为基础构建了性能指标,求解微分对策的解析解,用微分对策的方法推导出了配对两机危险接近状态的最优控制策略;进一步设计配对博弈场景进行了数值仿真,通过对比分析得到3种机动避让程序下配对两机各自的航迹及运动特性。该模型和方法可以用于配对两机安全前界问题的分析和研究。

区域导航技术下的平行航路侧向重叠概率的研究

着重对区域导航平行航路的侧向重叠概率的计算进行了研究。首先,通过数据统计,分析侧向重叠概率在平行航路安全性评估中的重要性;其次,利用双指数分布和分离的双指数分布对区域导航技术下的平行航路侧向重叠概率进行了计算;最后,通过仿真比较来确定最适合区域导航下的平行航路侧向重叠概率的计算方法。结果表明,用分离的双指数分布描述大偏航密度函数所得的侧向重叠概率更接近于实际情况。

基于蒙特卡洛算法的配对进近安全前界计算

为了提高近距平行跑道容量,针对配对进近中配对前机错误闯入配对后机航迹的情况,根据两机的相对运动关系设置速度、距离、角度等参数,建立平面直角坐标系,在此基础上构建了配对进近避让程序模型来计算配对进近安全前界。以上海虹桥国际机场为例,利用蒙特卡洛算法对避让程序模型进行仿真,计算了不同机型配对在多种闯入角度和避让角度组合下,不同跑道间距下的安全前界。仿真结果表明,配对两机的安全前界与跑道间距、闯入飞机的闯入角、两机的速度差有关。该方法可以准确计算近距平行跑道配对进近方式下配对两机的安全前界。

基于北斗RDSS的监视数据传输技术研究

为了实现通用航空器的监视数据在空-地之间的有效传输,完成地面监管人员对低空空域航空器的运行监控,文中综合利用ADS-B技术、数据压缩算法及北斗短报文技术,首先对在1090ES数据链上传输的ADS-B消息进行压缩,然后将较大压缩包分包处理以及添加包头控制符,最后基于北斗短报文传输协议格式封装监视数据压缩包后将其调制发出,并且在接收报文端添加接收成功/丢包反馈响应,在发送端添加丢失补发操作,进一步提高北斗短报文数据传输可靠性,尤其在ADS-B地面站接收覆盖不到的区域,对通用航空器的运行监视数据传输提供一个可靠的方案。

ADS-B系统安全问题解决策略对比分析

广播式自动相关监视(ADS-B)系统作为新型航空监视技术,可及时为飞行员及空管人员提供航空器的位置和其他环境信息。为了降低系统的成本,数据信息采用明文方式进行广播,这导致ADS-B系统存在信息泄露及信息篡改等通信安全问题。文中主要分析了ADS-B系统被攻击的原因、攻击的类型,以及已有的防欺骗策略。最后,总结目前的ADS-B报文异常检测存在的问题和未来的发展趋势。

基于布林带理论验证操纵绩效的飞行员认知负荷特征分析

为了不断提高民航飞行学员养成训练过程中的有效性和科学性,客观量化飞行员的认知分配方式和认知负荷成为综合评价飞行操纵绩效的重要评估手段。设计一种基于模拟飞行软件结合屏幕眼动仪的多通道参数采集方法获取受试者执行矩形起落航线训练科目过程中的飞行参数和眼动数据,通过布林带理论建立飞行操纵绩效评价模型,重点从兴趣区注视时间百分比、静止注视熵和注视访问平均时间等数据维度出发分析飞行员的认知分配策略、认知灵活性与复杂性、认知负荷状态,对比不同操纵绩效的飞行员在起落航线的认知特征。结果表明:不同飞行绩效的飞行员认知特征基本一致,但飞行绩效优的飞行员表现为认知分配掌控精确性、状态稳定性和灵活性更佳,认知负荷水平更低,因任务难度变化引起的认知负荷波动更小。