检索结果-内蒙古大学图书馆

北京航空航天大学学报 2025年第4期51卷 1127-1142页

作者：赵向领周志亮中国民航大学空中交通管理学院天津300300

随着航空运输量持续增长和空域容量日渐饱和,固定进场程序对航班调配缺乏灵活性,潜在冲突多、调配困难、等待时间长、碳排放量大等问题日趋凸显。综合考虑多航班在终端区的进场、进近、排序、汇聚等运行过程,提出和描述了基于柔性进场... 详细信息

随着航空运输量持续增长和空域容量日渐饱和,固定进场程序对航班调配缺乏灵活性,潜在冲突多、调配困难、等待时间长、碳排放量大等问题日趋凸显。综合考虑多航班在终端区的进场、进近、排序、汇聚等运行过程,提出和描述了基于柔性进场航迹优化解决方案。基于终端区和航空器运行特征,设计终端区航班进场时空离散网络栅格。以航迹和总飞行长度最短为目标,建立柔性进场航迹的混合整数规划模型,分别考虑网络栅格规则、航空器转弯特性、飞行冲突、安全间隔、航迹连续性等限制条件,以天津机场终端区为例,基于不同的交通密度等级和终端区入口时间窗,设置多组典型实验案例,使用商业求解器Gurobi对所建模型进行求解验证。结果表明:柔性进场航迹较标准仪表进场程序(STAR),航迹长度平均缩短127.375 km,飞行总长度平均降低534.75 km,航班进场时间平均减少6.24 min;且在相同交通密度等级,入口时间窗设置合理的情况下,柔性进场航迹对航班量的小幅波动具有一定的鲁棒性。

关键词：空中交通管理进场航班四维航迹进场排序柔性空域混合整数规划

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支持稳定航迹优化的空中交通多元复杂度计算方法

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交通运输系统工程与信息 2025年第1期25卷 258-269页

作者：温瑞英何家兴王红勇中国民航大学空中交通管理学院天津300300

传统轨迹优化方法难以在改进局部飞行效率的同时保证整体空域稳定运行,为此本文提出针对空域栅格评估的多元复杂度计算方法,并研究该方法在轨迹搜索算法中的应用。首先,由“接近”“汇聚”两种运动趋势计算交互复杂度,由空域结构和气象... 详细信息

传统轨迹优化方法难以在改进局部飞行效率的同时保证整体空域稳定运行,为此本文提出针对空域栅格评估的多元复杂度计算方法,并研究该方法在轨迹搜索算法中的应用。首先,由“接近”“汇聚”两种运动趋势计算交互复杂度,由空域结构和气象环境计算背景复杂度。其次,将两类复杂度分配到空域栅格上,得到栅格的复杂度图。最后,应用于改进的轨迹优化方法中以评估优化结果对空域运行压力的影响。基于仿真空域和实际上海终端区运行数据进行仿真验证。结果表明:空中交通场景的运行压力能够由多元复杂度进行量化。对比原始数据,基于复杂度评估方法改进的A^(*)算法能使优化结果的飞行距离下降20.10%,预计飞行时间下降30.00%,机动次数下降16.67%;同时对比原始数据和传统A^(*)算法的优化轨迹,优化后的局部空域运行压力有所下降。

关键词：航空运输空中交通复杂度改进A*算法空域线性动力系统空中交通管理

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民航飞行员着陆操作品质综合评价体系研究

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安全与环境学报 2025年第2期25卷 558-571页

作者：卢飞魏星宇陈昊南中国民航大学空中交通管理学院天津300300

在现有的航班品质监控标准体系中,缺乏对高品质飞行操作的明确界定。为了全面评估航空器着陆姿态品质并量化姿态超限风险,研究构建了综合评价体系,并整合了可视化百分位数法与时间序列相似度理论,涵盖过程指标、结果指标和难度系数指标... 详细信息

在现有的航班品质监控标准体系中,缺乏对高品质飞行操作的明确界定。为了全面评估航空器着陆姿态品质并量化姿态超限风险,研究构建了综合评价体系,并整合了可视化百分位数法与时间序列相似度理论,涵盖过程指标、结果指标和难度系数指标3个维度。基于航班数据建立了常模,并通过数据分析得出所有样本成绩近似正态分布,表明该体系能有效区分不同民航飞行员着陆操作品质。此外,应用该体系对超限航班进行分析,发现所有超限航班成绩位于常模后0~4%,临界超限航班成绩位于后0~15%,且各权重均通过了敏感性分析,表明了该体系在识别高风险航班和量化超限风险水平方面的有效性,为飞行员技术评估和航空公司飞行安全管理提供了重要技术支持。

关键词：安全工程着陆姿态评价体系常模参照可视化百分位数动态时间规整飞行品质监控

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离场飞行程序四维航迹仿真及噪声影响分析

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安全与环境学报 2025年第3期25卷 1192-1201页

作者：庄南剑余劲修谷润平中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为了更精确地评估机场终端区离场飞行程序的噪声,基于飞机性能数据基础(Base of Aircraft Data,BADA)模型,考虑飞机离场过程中爬升方式、推力和襟翼变化,建立能够针对多机型、多种飞行程序飞机离场飞行航迹模型。同时,结合噪声-功率-距... 详细信息

为了更精确地评估机场终端区离场飞行程序的噪声,基于飞机性能数据基础(Base of Aircraft Data,BADA)模型,考虑飞机离场过程中爬升方式、推力和襟翼变化,建立能够针对多机型、多种飞行程序飞机离场飞行航迹模型。同时,结合噪声-功率-距离(Noise-Power-Distance,NPD)曲线建立了机场综合噪声评估模型,并利用综合噪声模型(Integrated Noise Model,INM)验证了建立模型的准确性。此外,以某机场为例,分析了减推力高度、加速高度、机型差异以及飞机的转弯方式等因素对机场噪声的影响。结果显示,B738在执行定点转弯时,噪声随减推力高度增加而增大,随加速高度增加而减小:减推力高度和加速高度每上升152 m,55 dB、60 dB、65 dB噪声等值线面积分别扩大3.3%、2.8%、2%和减小4.5%、4%、2.8%;当B738执行定高转弯程序时,转弯高度每上升152 m,55 dB噪声等值线面积扩大0.4%;飞机噪声不仅与飞机的推力和飞机与观测点之间的距离有关,还与飞机使用的发动机的噪声特性相关。机场的噪声主要取决于架次最多,产生噪音最大的机型,当机场执行定点转弯时,其噪声影响范围更固定;当机场执行定高转弯时,其噪声影响范围更为发散。研究可为机场终端区离场飞行程序减噪优化提供支持。

关键词：环境工程飞机噪声飞机性能数据基础模型程序仿真噪声评估

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考虑冗余距离的融合空域下无人机防撞研究

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安全与环境学报 2025年第3期25卷 978-987页

作者：王莉莉闵幸兴孟令航许皓星中国民航大学空中交通管理学院天津300300

针对融合空域内,无人机需对存在潜在冲突风险的有人机进行探测和解脱的问题,提出在无人机上安装广播式自动相关监视接收端(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast IN,ADS-B IN)系统来接收有人机机载广播式自动相关监视发射端(Auto... 详细信息

针对融合空域内,无人机需对存在潜在冲突风险的有人机进行探测和解脱的问题,提出在无人机上安装广播式自动相关监视接收端(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast IN,ADS-B IN)系统来接收有人机机载广播式自动相关监视发射端(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast OUT,ADS-B OUT)系统发出的位置、航向等信息。从实际运行的安全角度出发,在以两架航空器半径之和构成的有人机球体保护区范围的基础上,引入ADS-B系统内数据接收处理及传输所产生的延迟距离。此外,考虑到当无人机位于有人机的尾流影响范围内时可能产生的不利影响,计算出前机诱导速度对后机产生的诱导滚转力矩,从而得到尾流影响下的安全距离,进一步调整有人机保护区的边界范围,建立两机之间的防撞模型。针对无人机在遇到潜在碰撞风险时的响应机制,根据最快解脱和最小机动原则,设置了二维平面下调整速度和航向的解脱方案,并在三维场景中,优化了传统的速度障碍法模型,进一步通过改变无人机的俯仰角来调整高度实现有效避让。为验证上述策略的有效性,最后设置仿真试验场景进行模拟试验,仿真结果满足最低间隔标准的要求,无人机防撞完成。

关键词：安全工程融合空域无人机防撞冲突解脱冗余距离

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终端区离场航空器自主路径规划

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北京航空航天大学学报 2025年第2期51卷 446-456页

作者：王红勇郭宇鹏中国民航大学空中交通管理学院天津300300 北京市交通委员会北京101160

随着航空器自主保持间隔运行概念的逐渐发展,基于连续爬升运行(CCO)模式,可有效解决当前终端区内航空器离场路径固定单一所造成空域运行效率低问题。为此,提出一种基于人工势场-粒子群优化(APF-PSO)联合算法的终端区离场航空器自主路径... 详细信息

随着航空器自主保持间隔运行概念的逐渐发展,基于连续爬升运行(CCO)模式,可有效解决当前终端区内航空器离场路径固定单一所造成空域运行效率低问题。为此,提出一种基于人工势场-粒子群优化(APF-PSO)联合算法的终端区离场航空器自主路径规划方法。构建面向航空器自主运行模式的空域环境模型,对空域环境进行栅格化处理并计算各栅格的空域复杂度,限制离场航空器进入高复杂度栅格以保障运行安全;构建基于BADA数据库和减退力爬升模式的航空器爬升性能约束模型;应用APF-PSO联合算法进行路径规划,通过粒子群优化(PSO)算法广域搜索思想解决人工势场法(APF)固有的局部极值-目标不可达问题;使用贝塞尔曲线法优化该路径,引入滑动时间窗口理念优化航空器离场时刻;使用上海终端空域的实际结构和运行数据,应用所提方法进行仿真模拟。仿真结果表明:APF-PSO联合算法可有效生成航空器无冲突离场路径并规避繁忙空域,优化处理后的路径满足航空器爬升性能约束,且优于实际运行路径(路径长度减少23.78%,最大转弯率降低55.73%,最大爬升率降低9.94%);离场航空器自主运行模式下的空中交通复杂性较当前运行模式更为均衡(栅格复杂度峰值降低3.92%),可有效提升空域利用率。

关键词：航空运输航空器自主运行连续爬升运行路径规划人工势场-粒子群优化算法空中交通管理

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受限空域下交叉口无冲突四维航迹规划研究

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飞行力学 2025年第03期 87-94页

作者：王莉莉刘鑫宇中国民航大学空中交通管理学院

基于航迹运行可有效解决交叉口在受限空域影响下航班流的延误堆积、效率低下等问题，提出了一种避障航迹动态规划与无冲突四维航迹自主生成的辅助决策方法。首先，构建面向受限空域的侧向绕飞航路搜索模型，基于航空器间水平安全间隔，... 详细信息

基于航迹运行可有效解决交叉口在受限空域影响下航班流的延误堆积、效率低下等问题，提出了一种避障航迹动态规划与无冲突四维航迹自主生成的辅助决策方法。首先，构建面向受限空域的侧向绕飞航路搜索模型，基于航空器间水平安全间隔，转换计算航空器过交叉口时应保持的最小纵向时间间隔。然后，引出占用时间窗概念，构建强调时间维度预测的冲突检测模型，并考虑空域资源利用率和解脱经济性，提出综合通行优先级以判定改航航空器。最后，结合广度搜索思想改进A*算法，建立以改航时间最短为目标的改航点搜索模型。以交叉两航路为仿真场景，验证所提方法在实际航班流运行下的有效性。结果表明，所提方法的多米诺效应指数相较于基于自主改航和先到先服务的解脱降低了46.14%,解脱覆盖率相较于调速解脱提高了21.09%。

关键词：空中交通管制冲突检测与解脱基于航迹运行交叉航班流

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基于改进双动态时空图网络的航班延误预测模型

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计算机应用研究 2025年第2期42卷 365-370页

作者：魏明徐子清孙博中国民航大学空中交通管理学院天津300300

针对现有航班延误预测模型中仅考虑机场之间空间拓扑结构的缺陷,提出一种基于多图信息融合的改进双动态时空图卷积网络航班延误预测模型。首先,根据航班延误传播的不同空间相关性,构建基于机场和航路的四种空间邻接矩阵,并进行多图融合... 详细信息

针对现有航班延误预测模型中仅考虑机场之间空间拓扑结构的缺陷,提出一种基于多图信息融合的改进双动态时空图卷积网络航班延误预测模型。首先,根据航班延误传播的不同空间相关性,构建基于机场和航路的四种空间邻接矩阵,并进行多图融合提供更加全面空间特征信息;其次,将多图结构转换成超图刻画航班延误航线之间的空间相关性,利用门控时间卷积提取其时间序列相关性,利用超图卷积提取其空间相关性,并设计两种特征增强模块进一步避免部分点和边空间特征信息丢失现象。最后,以美国2009—2019年的50个机场之间航班延误预测为例,将本模型与五个主流基线模型进行对比,完成了消融实验。实验结果表明,相较于其他基线模型,该改进模型能够更好地在该问题上拟合实际情况。

关键词：航空运输航班延误预测图卷积神经网络超图卷积神经网络多图信息融合

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基于蒙特卡罗模拟的无人机地面风险缓冲区确定方法

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科学技术与工程 2025年第3期25卷 1290-1297页

作者：孟令航武春雁乔雷章张弘扬中国民航大学空中交通管理学院天津300300

无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初... 详细信息

无人机坠地范围的精度和置信水平对于客观评估无人机地面风险有重要意义。不确定风场和复杂电磁环境是无人机失效坠地范围不确定性的主要诱因。针对无人机完全失效情况下的质点假设,首先,构建以初始位置和速度为边界值,以风速矢量和初始位置为随机变量的无人机弹道下降动力学模型,通过蒙特卡罗模拟确定无人机失效坠地范围。其次,提出一种确定无人机地面缓冲区包络线的绘制方法,实现对整条无人机航迹地面风险缓冲区的定量化确定。最后,以航大汉来(天津)航空技术有限公司巡检业务航线例对本文提出的方法进行了仿真验证,并与无人机在不同风场和不同运行条件下的缓冲保护区进行对比,研究不确定风场及其运行条件对无人机地面坠毁范围的作用效果,建立不同运行条件下的地面风险缓冲区。结果表明,在飞行速度更大、飞行高度更高、风速更大、风速和风向的标准差更大的条件下运行,无人机失效坠毁产生的坠地范围更广泛,建立的地面风险缓冲区的面积越大。

关键词：无人机地面风险缓冲区蒙特卡罗模拟不确定风场航迹误差

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基于速度误差的物流无人机安全放行间隔标定方法

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科学技术与工程 2025年第9期25卷 3959-3967页

作者：刘铭远张兴俭耿增显中国民航大学空中交通管理学院天津300300

为了满足未来无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)大量运行需求,在符合安全目标水平的基础上,以效率最高为目标,为无人机制定安全放行间隔。根据无人机的运行速度误差特征,综合考虑爬升阶段和巡航阶段的运行特征,分析了同航路运行、交... 详细信息

为了满足未来无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)大量运行需求,在符合安全目标水平的基础上,以效率最高为目标,为无人机制定安全放行间隔。根据无人机的运行速度误差特征,综合考虑爬升阶段和巡航阶段的运行特征,分析了同航路运行、交叉航路运行和航路网运行3种场景中的放行安全问题,并分别建立了碰撞风险评估模型,结合蒙特卡洛仿真提出了一种放行间隔标定方法。最后以实际运行物流无人机为例,将10^(-7)最大碰撞概率作为目标安全水平进行验证,分析确定了3种运行场景中的最小安全放行间隔。结果表明:同航路安全放行间隔T为122 s,交叉航路安全放行间隔T与两个起飞点距交叉点距离差值D相关,并满足T=(D±1199.97)/14(T≥0),航路网系统4个起飞点之间的安全放行间隔分别为158、86、0和0 s。该方法可以为无人机运行企业进行放行间隔管理提供参考。

关键词：物流无人机速度误差碰撞风险蒙特卡洛仿真安全放行间隔

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