复杂地形低空三维风场数值仿真方法

设计了飞机超低空飞行的复杂山地地形,基于球绕流理论,建立了低空复杂地形及其上空三维过山气流的工程化模拟方法,并进行了算例仿真和分析.该方法可以提供低空三维风场模型,并能满足分析飞机低空飞行动力学特性的需要.     

基于ADS-B信息的通航飞行冲突避让算法研究

随着低空空域的开放和通用航空的发展,低空空域流量大幅增加,致使飞机飞行冲突事件呈多发态势。为了解决低空冲突问题,基于广播式自动相关监视(ADS-B)信息的避让算法,首先利用相对运动关系对本机周围的飞行状况进行分析,排除不存在危险冲突的航空器;然后针对危险接近的航空器,提出调整速度和改变航向两种避让策略;最后利用Matlab软件,对两种避让算法进行仿真分析。结果表明:算法正确有效,能够快速辨别飞行冲突,并给出合理的避让策略;调整航向的避让算法,其有效性优于调整速度的避让算法,但在实际飞行中,由于调整速度的避让方法更易操作且节约成本,应优先选择调整速度的避让方案。     

基于复杂网络和朴素贝叶斯的飞行态势评估

为了辅助管制员作出合理的冲突调配决策，准确地评估空中飞行态势，提出了一种基于复杂网络和朴素贝叶斯分类器的飞行态势评估方法。首先，依据航空器的位置、航速、航向等重要信息，通过三维速度障碍法构建了冲突网络，在此基础上选取了平均度、平均点强、平均加权聚类系数等6个网络特征指标构建态势评估指标体系。采用分类的思想对飞行态势进行评估，分类器选择朴素贝叶斯分类器，将飞行态势分为优、良、中、差4个等级。仿真试验结果表明：相对于传统飞行状态网络，所构建的冲突网络能够降低33.3%的虚警率；所提出的评估模型能够准确判断空中的飞行态势，能为航空管制工作提供辅助决策。     

浅析我国通航气象服务现状及需求

正随着我国经济社会快速发展,民众对通用航空的需求持续增加,近年来我国通航飞机数量年增长呈两位数飞速增长,通用航空飞行的主要活动区域是低空空域,随着我国"两区一岛"试点、"两大区七小区"扩大试点以及后续的不断低空空域改革,我国低空飞行活动将日趋频繁,低空飞行流量持续增大。然而如何保障低空飞行的安全、高效是亟待解决的问题,其中气象条件是影响低空飞行安全、高效重要因素之一。通航飞行活动通常在3000m以     

复杂低空救援飞行模糊综合评价模型

为系统掌握复杂低空救援飞行状况,采用模糊综合评价方法,综合考虑救援效率、救援效益、飞行安全、技术手段、运行环境、流程规范等影响低空救援飞行的主要因素,构建评价指标体系,采用层次分析法确定指标权重,建立复杂低空救援飞行综合评价模型。以某典型低空救援飞行为例进行仿真实验,验证了模型的有效性。     

低空飞行特点及其机动性能的分析

低空和超低空突防飞行是目前世界各国航空兵部队经常采用的主要战术飞行之一。本文从低空飞行的主要特点出发,根据世界和我国的飞行实践,较详细地分析了低空和超低空机动飞行的有关问题,如速度的选择、水平和垂直机动性以及纵向杆力的变化特点等,最后对保证飞行安全、发挥超低空突防的能力提出了看法。     

大型固定翼无人机融合飞行预定航迹线保护区探究

为解决大型固定翼无人机（large fixed wing unmanned aerial vehicle,LFW UAV）在联合空域与民航客机开展融合飞行的安全风险评估问题,建立LFW UAV飞行安全风险与安全间隔量化计算办法,构建预定航迹线保护区划设方案。研究结果表明：LFW UAV 4D航迹预测模型具有较高精准性,飞行冲突模板符合导航与安全风险等行业参考值建议,安全间隔量化结果可为低空高密度空域规划提供支撑,研究成果可促进智慧低空发展和智能物流技术创新。     

基于BDI模型的管制员Agent行为建模研究

针对空中交通仿真系统中的管制员Agent建模问题，通过分析管制操作行为特点，采用BDI结构，建立了基于决策树模型的管制规则知识库，设计了慎思型管制员Agent。基于Jadex平台，构建了管制员Agent模型，将由JADE平台建立的航空器Agent和模拟空管自动化系统Agent与Jadex平台建立的管制员Agent进行通信与协调，通过仿真系统构建仿真场景并验证管制员Agent的BDI推理过程，实现了对管制员的日常指挥行为的模拟。实验结果表明，所构建的管制员Agent模型可以顺利进行推理过程并对飞行冲突进行探测与解脱。     

基于三维空域网格的低空飞行航迹战略规划方法

针对复杂低空环境下航空应急救援飞行安全问题,提出了一种基于三维空域网格的飞行航迹战略规划方法。将空域网格化分成多个飞行航迹节点,同时考虑地形、气象、飞行规则以及航空器性能等多种约束,使用改进的A*算法搜索单个航空器的最优飞行航迹。在单个航空器初始飞行航迹基础上,结合时间窗原理,提出两种方法解决了多机无冲突航迹战略规划问题。最后,通过案例仿真验证了方法的有效性。     

基于Agent航空器滑行避让过程的建模与仿真

针对航空器地面滑行过程中出现的冲突避让问题,采用多Agent方法,在满足航空器规则与流程的基础上,设计了符合管制员思维的分布式多Agent模型.对每个Agent的功能以及Agent之间的交互进行了详细的描述,同时利用事件驱动(event-condition-action)语言描述了Agent推理过程.最后利用Anylogic仿真平台对多Agent模型进行验证,验证结果证明采用规则的算法可智能有效地避免航空器冲突,且符合航空器的运行流程.     

基于满意博弈论的复杂低空飞行冲突解脱方法

复杂低空空域环境下多飞行器冲突解脱方法可以有效地提供冲突解脱策略,实时规划飞行器四维航迹,避免飞行器之间发生危险接近事故或者碰撞,从而保障空域运行安全。然而,随着飞行器数目的不断增长,冲突解脱面临"维数灾难",导致问题具有高维度、强耦合等难点。因此,传统的优化方案难以得到令人满意的方案。为了提高冲突解脱效率,保障运行安全,基于满意博弈论方法,考虑低空飞行器运动特点,构建冲突解脱模型,设计冲突解脱方法。飞行器主要采用改变航向角的策略。通过基于条件概率的方法来建立"社会关系",即当前飞机所做的决策对其他飞机产生的影响。每个飞行器在决策时,都会受到优先级比自己高的决策者的影响。基于满意博弈论的冲突解脱方法不仅可以有效地解决当前飞行器的冲突问题,而且兼顾探测范围内的其他飞行器,避免当前解脱策略导致与其他飞行器冲突,实现整体最优化。最后,通过在极端典型飞行冲突场景中实验验证表明,基于满意博弈论的冲突解脱方法可以实时高效实现大规模飞行器的冲突解脱,保障飞行安全且控制经济成本。     

无人机空中冲突探测与避撞研究

近年来，无人机运输业迅猛发展，其飞行过程中的冲突探测与避撞问题成为亟需解决的关键问题。在无人机周围建立合理的三维空间模型，优化包括紧急避撞区域、一般避撞区域、监视及提前避撞区域的三级避撞区域系统，并利用ADS-B 报文提供的无人机位置、速度等信息，基于无人机一般二维平面上的冲突探测与避撞算法，通过增加垂直方向上的冲突识别来改进冲突探测算法，对比调速、调向两种避让方案在各避撞区域的成功率。结果表明：改进算法能在无人机数量大幅增加的情况下有效识别冲突无人机，同时采用先调速后调向的避让方案，避撞成功率达到99.75%，可为保障无人机的飞行安全提供有效策略。     

基于回归分析的低空空域资源可用性评价方法

低空空域资源一直是通用航空产业发展的瓶颈,是制约我国通用航空发展的关键因素之一。基于理论研究和实地调研,构建低空空域资源可用性评价指标体系,运用多元线性回归法对影响低空资源的军/民航各项因素进行系统分析,确定各级指标权重;以江苏省为例,深入分析该省低空可利用资源的现状,总结各地区实际情况和大量数据,通过多元线性回归结果显示各项因素对该地区的影响值;最后得出低空空域资源可用性结果。结果表明:采用回归分析方法分析低空空域资源,所得结果是科学且有效的,可为我国低空空域资源合理利用以及通用航空活动空域申报提供参考。     

飞行冲突检测与调配的方法研究

随着空中交通流量的增加，中国空中交通系统面临着越来越严重的空域拥挤。飞行冲突变得日益严重，解决飞行冲突和潜在冲突的有效方法是改变飞机航向和高度。提出了水平检测和距离法检测飞行冲突的方法，总结了检测程序，给出了解决冲突的方法，推导了相应的算法，量化了检测指标。     

Flight safety measurements of UAVs in congested airspace

Describing spatial safety status is crucial for high-density air traffic involving multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) in a complex environment. A probabilistic approach is proposed to measure safety situation in congested airspace. The occupancy distribution of the airspace is represented with conflict probability between spatial positions and UAV. The concept of a safety envelope related to flight performance and response time is presented first instead of the conventional fixed-size protected zones around aircraft. Consequently, the conflict probability is performance-dependent, and effects of various UAVs on safety can be distinguished. The uncer-tainty of a UAV future position is explicitly accounted for as Brownian motion. An analytic approximate algorithm for the conflict probability is developed to decrease the computational consumption. The relationship between safety and flight performance are discussed for different response times and prediction intervals. To illustrate the applications of the approach, an experi-ment of three UAVs in formation flight is performed. In addition, an example of trajectory planning is simulated for one UAV flying over airspace where five UAVs exist. The validation of the approach shows its potential in guaranteeing flight safety in highly dynamic environment.     

飞行等待程序及仿真研究

结合国内外有关飞行实际,综合考虑飞行等待程序的各影响因素,对等待程序的进入、退出和沿等待程序的飞行进行了研究,尤其是对于有风条件下的非标准等待程序轨迹研究.通过模拟演示准确掌握飞机在空中的运动轨迹,并与实际对比,结果表明其与真实飞行轨迹高度接近.本研究是缩小垂直间隔(RVSM)空域航空器高度性能监视平台仿真演示的重要内容,并解决了长期困扰飞行导航和飞行程序设计人员对等待飞行中飞机具体轨迹的掌握需求.     

Low altitude wind shear detection using airport surveillance radars

This paper describes an enhanced weather processor for the Federal Aviation Administration's Airport Surveillance Radar (ASR-9) that will include Doppler wind estimation for the detection of low altitude wind shear, scan-to-scan tracking to provide estimates of the speed and direction of storm movement and suppression' of spurious weather reports currently generated by the ASR-9's six-level weather channel during episodes of anomalous radar energy propagation (AP). This ASR-9 Wind Shear Processor (WSP) will be implemented as a retrofit to the ASR-9 through the addition of interfaces, receiving chain hardware and high-speed digital processing and display equipment. Thunderstorm activity in terminal airspace (the volume extending approximately 30 nmi from an airport and to 15,000 feet altitude) is an obvious safety issue and makes a significant overall contribution to delay in the United States commercial aviation industry. Analysis and on-line testing of the prototype ASR-9 WSP has confirmed that the system can provide operationally beneficial detection of low-altitude wind shear phenomena and enhanced weather situational awareness for Air Traffic Control teams     

预冷组合循环发动机吸气式模态建模与性能分析

为了对预冷组合循环发动机开展性能分析，以协同吸气式火箭发动机（SABRE 4）为研究对象，采用部件法建立了发动机稳态模型，计算获得了SABRE 4发动机在吸气式模态下沿飞行弹道的性能参数变化规律。然后对发动机的高度和速度特性进行研究，得到了发动机的飞行包线。计算结果表明，在吸气式飞行弹道内，核心机推力和比冲的变化分别为488~680kN和34786~46954m/s。SABRE 4发动机具备推力大和比冲高的性能优势。在预冷器工作过程中，随着飞行马赫数增大，预冷器换热量不断增大，进入预燃室的氢流量减小，预燃室总温降低，HX3的吸热量减小。与其他压气机和涡轮相比，空气压气机和氦涡轮的工作参数变化较大。SABRE 4发动机通过对来流空气进行预冷，可实现在大空域和宽速域内工作。由于空气压气机的喘振和堵塞边界限制，发动机的高度和速度特性分别存在飞行高度和飞行马赫数的限制。