检索结果-内蒙古大学图书馆

工程科学学报 2024年第5期46卷 887-896页

作者：王岩韬赵昕颐中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报... 详细信息

为降低飞行过程中遭遇危险天气的概率,同时避免大范围绕飞导致的路径与耗油增加,针对航路中的雷暴、积冰和颠簸天气,使用数值预报和概率预报,面向航前飞行计划,提出一种基于危险天气不确定性的最小风险路径规划方法.首先,基于概率预报数据使用配料法和C-F模型计算雷暴发生概率,基于数值预报数据计算积冰预测指数和颠簸预测指数;然后,融合多类型危险天气,提出一种具备风险标识的栅格化地图;在此基础上,改进传统路径最短的规划算法,构建以风险最小化为目标的Dijkstra和A^(*)算法;最后,使用2023年4月3日华中地区强对流天气预测数据建立风险地图,使用上述改进算法与传统Dijkstra、A^(*)和RRT算法进行路径规划并对比分析.结果表明,传统Dijkstra和A^(*)算法可计算得到最短飞行路径,而改进的A^(*)算法可计算得到总风险最小路径;若综合考虑飞行风险与路径长度,改进的Dijkstra算法最为适合.

关键词：危险天气概率预报不确定性推理飞行路径规划风险最小化

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空地数据实时传输下的飞机着陆风险预警方法

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工程科学学报 2023年第10期45卷 1759-1770页

作者：王岩韬赵昕颐中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

面向未来5G和卫星网构成的空地高通量互联场景,为实现飞机着陆风险提前预警.首先基于统计与模型,建立了一套以多源运行实时数据为主,融合历史统计和专家知识的着陆预警体系;然后,针对现有研究计算结果滞后问题,先通过对ARJ21飞机着陆过... 详细信息

面向未来5G和卫星网构成的空地高通量互联场景,为实现飞机着陆风险提前预警.首先基于统计与模型,建立了一套以多源运行实时数据为主,融合历史统计和专家知识的着陆预警体系;然后,针对现有研究计算结果滞后问题,先通过对ARJ21飞机着陆过程快速存取记录器(QAR)数据的聚类分析,将飞行员着陆操作模式分为4类,进而构建基于决策场理论的飞行员着陆操作模式预测模型,计算并讨论不同场景下、不同个性飞行员的着陆模式选择;在上述基础上,针对着陆过程的复杂性和不确定性,提出一种分层计算的置信规则库推理方法,融合定性与定量信息实现着陆动态风险评估和预警.最后,通过对“2020.10.16攀枝花跑道外接地事件”和“2010.8.2伊春空难”着陆过程的风险推理验证了预警方法的有效性,其中攀枝花事件提前预警时间可达13 s.

关键词：多源运行数据着陆风险风险预警决策场理论分层置信规则库

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雷暴天气下的多航班备降动态优化方案

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工程科学学报 2023年第4期45卷 654-662页

作者：王岩韬刘锟赵嶷飞中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

空中多次备降极易导致低油量等不安全事件发生.针对区域内多航班集体备降这一问题,选取其中最复杂情况,即航路或终端区存在雷暴天气,首先通过搜集和统计气象数据与历史航迹,得到雷暴天气下飞行限制区的划设标准;然后,将前往备降场方式... 详细信息

空中多次备降极易导致低油量等不安全事件发生.针对区域内多航班集体备降这一问题,选取其中最复杂情况,即航路或终端区存在雷暴天气,首先通过搜集和统计气象数据与历史航迹,得到雷暴天气下飞行限制区的划设标准;然后,将前往备降场方式分为机动飞行与沿航路飞行两类,分别使用A*与改进灰狼-Dijkstra方法开展改航路径规划;先以备降航班飞行总时长最短为单目标,再综合飞行、管制、机场、航空公司等多方期望构建多目标函数,定义动态决策时间间隔,提出一种基于单目标与多目标的区域内多航班备降动态优化方案;最后,使用“8.12”华北运行数据开展仿真验证,在单目标与多目标方案中,面向机动飞行A*算法所得结果分别将飞行总时长减少了100 min和62 min,而面向按照航路飞行的改进灰狼-Dijkstra算法所得总时长分别减少73 min和14 min;并且,在多目标方案中,航班恢复飞往原目的地的时间整体提前了63 min,总成本降低了6.29万元.以上说明,该方案在保证航班备降安全基础上,可兼顾多方需求,提升经济与效率.

关键词：航空运输动态备降优化改进灰狼算法多航班备降飞行限制区

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基于QAR数据的飞行控制系统故障研究综述

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中国安全科学学报 2024年第4期34卷 1-9页

作者：王岩韬高艺时统宇中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

为系统梳理国内外对民用飞机飞行控制系统故障分析的研究历程和现状,针对基于快速存取记录器(QAR)数据分析的飞行控制系统典型故障类型,首先,总结QAR数据预处理、特征提取等使用过程;然后,根据故障分析可达到的性能指标,提出4个故障研... 详细信息

为系统梳理国内外对民用飞机飞行控制系统故障分析的研究历程和现状,针对基于快速存取记录器(QAR)数据分析的飞行控制系统典型故障类型,首先,总结QAR数据预处理、特征提取等使用过程;然后,根据故障分析可达到的性能指标,提出4个故障研究阶段,分别为故障监测、故障识别、故障诊断和故障预测;最后,综合国内外研究进度与深度,得出飞行控制系统典型故障类型,包括方向舵液压泄漏、升降舵指示不一致、襟翼动作耗时等,建模常用QAR数据项包括飞机主舵面位置、飞行姿态、飞机性能、左右襟翼角度、襟翼位置等,计算方法包括物理模型、多变量统计、逻辑推理、机器学习等。结果表明:系统分析方向舵、升降舵、襟翼等子系统最新研究进展,发现在故障类型、参数选择和计算方法的改进等方面取得了一定的成果,故障研究阶段基本处于故障诊断或非实时预测水平,但仍需加强面向安全保障与实际维修方面的需求,以实现故障实时预测技术。

关键词：快速存取记录器(QAR) 飞行控制系统故障监测故障识别故障诊断故障预测

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基于混合概率模型的飞机操纵系统故障风险评估

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中国安全科学学报 2025年第2期35卷 10-20页

作者：时统宇高艺王岩韬中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

针对飞机操纵系统故障引发的飞行安全风险问题,提出一种基于改进风险优先数(IRPN)的故障风险评估复合框架。该框架综合考虑故障概率、严重程度、检测度和风险阻尼4个关键风险因素。首先,利用失效模式影响与分析(FMECA)和故障树分析(FTA... 详细信息

针对飞机操纵系统故障引发的飞行安全风险问题,提出一种基于改进风险优先数(IRPN)的故障风险评估复合框架。该框架综合考虑故障概率、严重程度、检测度和风险阻尼4个关键风险因素。首先,利用失效模式影响与分析(FMECA)和故障树分析(FTA)方法双向推导系统的故障模式;其次考虑人和环境因素,使用贝叶斯网络(BN)法构建混合概率模型以计算故障概率;再次将故障严重程度划分为3个评价特征参数,并通过层次分析法(AHP)与模糊综合评价法对故障严重程度进行综合评估,然后借助飞行员快速参考手册、飞机机型设计手册等,通过准则-推理法制定可检测度的评分准则,较为科学地评估故障模式的所属可检测等级;最后引入功能共振分析法(FRAM)设置风险阻尼系数来表征故障风险演化时的风险传播情况,并以飞机襟缝翼作动系统卡阻故障模式案例进行计算验证。研究结果表明:该故障模式的IRPN评估结果为158,与实际运行情况完全吻合。通过故障模式的范例模拟和不安全事件真实验证,证实了IRPN复合风险评估框架计算得到的故障综合风险指数的有效性和准确性。

关键词：飞机操纵系统故障风险评估混合概率模型改进风险优先数(IRPN) 失效模式影响与分析(FMECA)-故障树分析(FTA) 功能共振分析法(FRAM)

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飞行签派员警觉性预测三过程模型

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中国安全科学学报 2023年第10期33卷 104-110页

作者：王岩韬王则政时统宇中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

为解决民航飞行签派员警觉性预测问题,在国际通用的警觉性理论基础上,通过电子手环监测与精神运动能力测试(PVT)数据分析,构建面向民航飞行签派员的警觉性预测三过程模型(TPMA)。首先,从国内大型运输航空公司的一线值班飞行签派员中选取... 详细信息

为解决民航飞行签派员警觉性预测问题,在国际通用的警觉性理论基础上,通过电子手环监测与精神运动能力测试(PVT)数据分析,构建面向民航飞行签派员的警觉性预测三过程模型(TPMA)。首先,从国内大型运输航空公司的一线值班飞行签派员中选取120名被试,在40 h睡眠剥夺条件下定时采集体温数据,并对被试进行PVT测试;其次,使用余弦分析法确定相位,根据测试数据,确定模型的上下渐近线,睡眠转换阈值等关键参数;然后,通过提前唤醒,测试修正睡眠惯性过程;最后,测试120名被试用以验证模型,并额外选取3组不同排班方式的被试开展独立验证。结果表明:二谐量的余弦函数可以很好地拟合体温数据,拟合相位为16.88,警觉性昼夜节律参数为-55 ms/℃,上下渐近线分别为750、200 ms,睡眠转换阈值为437 ms;TPMA预测结果与规律作息测试数据拟合优度大于0.90,与实际工作条件下测试数据的拟合优度大于0.81。提出的飞行签派员TPMA具有较好的稳定性和适用性。

关键词：飞行签派员警觉性警觉性三过程模型(TPMA) 简单反应时精神运动能力测试(PVT)

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危险天气下4D改航回归航迹规划方法

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中国安全科学学报 2023年第2期33卷 110-117页

作者：王岩韬刘锟中国民航大学国家空管运行安全技术重点实验室天津300300

为解决航班因危险天气临时绕飞导致的航迹冲突问题,提出一种面向航迹运行(TBO)的4D改航回归航迹规划方法。首先,根据航空器性能限制,栅格化空域,使用蚁群算法与轮盘赌法,以改航路径最短为目标,生成三维空域内危险天气下的改航路径;然后... 详细信息

为解决航班因危险天气临时绕飞导致的航迹冲突问题,提出一种面向航迹运行(TBO)的4D改航回归航迹规划方法。首先,根据航空器性能限制,栅格化空域,使用蚁群算法与轮盘赌法,以改航路径最短为目标,生成三维空域内危险天气下的改航路径;然后,提出航迹回归概念,根据预计到达时间(ETA)计算改航速度,对齐时间得到4D改航航迹;最后,以我国中部某主要航段为运行场景,选取3个航迹回归点,采用“调速+等待”策略,计算避让危险天气的三维可行航迹,以燃油消耗与排放成本的计算结果与改航航迹产生的冲突为参考,评估各改航方案。结果表明:当选择最晚回归点时,改航方案3燃油消耗为5.9 t,温室气体排放量为26.3 t,是3种方案中消耗最少的,但需解脱冲突2次;选择最早回归点的改航方案1未与其他航班出现冲突,但燃油与排放相比方案3增加0.1%和0.2%。以上结果证实,该方案可实现危险天气下选取不同回归点时的4D改航回归航迹规划。

关键词：危险天气 4D改航回归航迹基于轨迹运行(TBO) 预计到达时间(ETA) 蚁群算法

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基于面部特征的管制员疲劳判别算法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：王莉莉殷硕峰潘越中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室

针对现有通过管制员面部信息监测疲劳极少融合管制真实场景，算法鲁棒性低等特点，提出一种考虑管制员工作特性的疲劳实时判别算法。采用Attention Mesh算法获取面部468点的三维坐标信息，并使用特征匹配法逐样本对其眼部与嘴部纵横比... 详细信息

针对现有通过管制员面部信息监测疲劳极少融合管制真实场景，算法鲁棒性低等特点，提出一种考虑管制员工作特性的疲劳实时判别算法。采用Attention Mesh算法获取面部468点的三维坐标信息，并使用特征匹配法逐样本对其眼部与嘴部纵横比阈值进行标定；引入管制员在岗时间、实时陆空通话负荷以及疲劳事件发生次数三个指标，将三者通过指数衰减函数动态映射至疲劳监测时间窗口，并通过计算动态衰减时间窗内眨眼频次占比，得出疲劳趋势指标；最后处理了某管制单位管制室30位成熟放单管制员，班后管制测试的脑电与面部视频数据，并对通过面部数据得到的疲劳指标Fδ，与脑电疲劳指标Fε进行时间维度上的相关性分析。结果表明：在30个被试样本的双变量交叉相关性分析结果中，Pearson相关性系数整体介于0.462-0.785之间，Sig双尾显著性检验均位于0.01级别，相关性显著，验证了所提出算法的有效性与可靠性。

关键词：管制员疲劳判别人脸关键点检测陆空通话负荷脑电(EEG)信号

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基于GA、RBF和改进Cao方法的空中交通流预测方法

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交通信息与安全 2023年第1期41卷 115-123页

作者：王莉莉赵云飞中国民航大学天津市空管运行规划与安全技术重点实验室天津300300

针对传统空中交通流量预测方法精度不足、时效性差的问题,考虑空中交通流量时间序列的混沌特征,在相空间重构理论的基础上,研究了结合遗传算法(GA)、径向基(RBF)神经网络与改进Cao方法的空中交通流量预测方法。为降低传统Cao方法人为参... 详细信息

针对传统空中交通流量预测方法精度不足、时效性差的问题,考虑空中交通流量时间序列的混沌特征,在相空间重构理论的基础上,研究了结合遗传算法(GA)、径向基(RBF)神经网络与改进Cao方法的空中交通流量预测方法。为降低传统Cao方法人为参数选择引入的误差,提高相空间重构精度,通过判定虚假邻近点,以及迭代比较嵌入维度离差和可接受偏差,确定重构相空间嵌入维度值的选择标准,进而得到重构后的空中交通流量时间序列数据;为提升径向基神经网络预测精度并降低参数误差,使用遗传算法优化RBF神经网络的中心矢量、加权系数和输出层阈值,再通过最优系数标定后的神经网络对重构后的时间序列进行预测;利用实际空中交通流量数据进行仿真以验证方法的有效性,并结合最大Lyapunov指数和预测结果分析了预测的时效性以及时间尺度对精度影响。结果显示:(1)改进后的预测方法具有更好的非线性拟合能力,提高了交通流量时间序列的预测精度;(2)以5 min时间间隔预测为例,相比传统RBF神经网络,改进方法的平均绝对误差、均方误差以及平均绝对百分比误差分别降低了19.44%、34.78%和27.21%;(3)相比反向传播(BP)神经网络和长短期记忆(LSTM)神经网络,所提方法的平均绝对误差分别降低了36.20%和16.10%,运行速度分别提高了27.42%和35.00%。综上所述,所提方法能更好地解析系统的混沌特性,提升空中交通流量预测精度与速度。

关键词：航空运输管理空中交通流量预测混沌时间序列改进Cao方法径向基神经网络

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基于改进YOLOv5及危险区域判断的碰撞预警系统研究

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汽车技术 2024年第4期4卷 1-6页

作者：衣振兴詹振飞毛青孙博文王菊重庆交通大学重庆400074 汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401120

为提升碰撞预警系统对周围环境的感知能力,提出一种基于YOLOv5及危险区域判断的碰撞预警系统。首先,通过通道注意力模块提高模型的判别能力和准确性,然后,使用路径聚合网络与空间金字塔池化提高模型对多尺度特征的提取能力,最后,通过引... 详细信息

为提升碰撞预警系统对周围环境的感知能力,提出一种基于YOLOv5及危险区域判断的碰撞预警系统。首先,通过通道注意力模块提高模型的判别能力和准确性,然后,使用路径聚合网络与空间金字塔池化提高模型对多尺度特征的提取能力,最后,通过引入预警激活区域过滤相对安全的目标,提高了预警系统的预警精确度。结果表明,引入预警激活区域后,与无预警激活区域相比,预警系统的准确度、精度和召回率分别提高20%、50%和26.7%,运行速度提升49.1%,进一步证明了方法的有效性。

关键词： YOLOv5 通道注意力模块路径聚合网络空间金字塔池化预警激活区域碰撞预警系统

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