考虑人机匹配模式的舰载机甲板机务勤务保障调度算法

舰载机甲板机务勤务保障是全周期起降保障作业的关键环节,为提升机群保障能力并减轻传统人工制定保障计划的负担,研究了多类人机匹配模式下舰载机甲板机务勤务保障调度算法。首先,系统分析机务保障所采用的单机机组模式、大机组模式和一体化联合保障模式等人机匹配模式,基于保障流程约束、资源转移和保障范围等各类资源约束,面向实际保障需求,以机务勤务作业完工时间、保障人员累积转移时间和闲忙比方差和为优化目标,建立了适用多类人机匹配模式的舰载机甲板机务勤务保障调度模型;其次,将机务勤务保障调度问题抽象为典型的资源受限项目调度问题,基于考虑资源转移的串行调度机制,设计了双种群遗传算法,对调度模型进行优化求解;最后,保障场景案例实验表明,调度模型和算法可实现不同人机匹配模式下的机务勤务保障优化,显著提升各项保障目标。在同等条件下,一体化联合保障模式具有更高的保障效率和较好的人员负载均衡性,且该优势随着转移入场飞机数量的增加而增加,而人员累计转移时间最长;单机机组保障模式的优缺点与一体化联合保障模式相反,大机组保障模式则介于两类模式之间。     

航母舰载机装备体系及指标论证方法

针对航母舰载机装备体系及指标论证的强体系和强舰载约束特征,以及多机种一体化保障要求高等特点,提出了基于模糊关系变换理论的体系论证方法,建立各型舰载机装备需求与任务需求之间的关系,结合航母编队作战使用特点以及航母甲板/机库空间尺寸约束进行迭代优化,构建舰载机体系结构和典型配置方案。同时,提出了基于舰载机作业流程仿真和舰载约束条件下的指标论证与优化方法,凸显编队体系作战、舰机适配性、海洋环境适应等特殊约束要素,形成系统科学的舰载机战术技术指标体系。在此基础上,构建了面向专家群决策的论证支持系统,并介绍了该系统的基本框架和运用流程。     

基于改进差分进化算法的舰面保障作业优化

舰载机舰面保障作业调度效能是制约航母编队综合作战能力的重要因素。首先,分析了舰面保障作业流程约束和资源约束,以最小化舰面保障作业完工时间为目标函数,建立了舰面保障作业调度优化模型。其次,设计改进差分进化算法用于模型求解,算法采用基于作业开始时间改进的随机键编码方式和并行变异算子结构,以提高算法搜索效率。最后,进行了仿真试验,验证了模型和算法的有效性,并进一步研究了并行变异算子结构对算法 性能的影响。     

基于干扰模型的机群保障点失效应急重构策略生成方法

舰机适配性设计中的航空保障系统对舰载机群进行使用保障和维修保障的过程中,由于舰船甲板空间不足、备件不足、机务人员不足等原因,导致直升机不能及时得到保障,将这些因素抽象为舰船上保障点不可用。通过考虑舰船上直升机群保障过程中的保障点失效情况,提出一种保障点失效应急重构策略生成方法。建立了保障点失效干扰模型,运用拉格朗日松弛法对模型中保障点数量约束进行松弛,采用次梯度优化算法求解拉格朗日对偶问题,并结合启发式算法给出保障点失效的应急调整方案。最后,以舰载直升机机群任务出动保障作为案例,验证了方法的有效性。     

隐藏的战力——航母舰载机武器弹药转运挂载深度透析

<正>航母作为海上活动机场,需要为舰载机提供各种保障,其中弹药保障是舰载机保障的重要内容之一。航母舰载机挂载武器弹药转运系统,是航空保障系统的重要分系统之一,其主要功能是依据舰载机的机载武器保障要求,完成机载武器在舰上的储存、转运,使用和维护。航母弹药转运对象是航空炸弹、导弹、水雷及武器装备组件等,主要工作在各机载武器储存舱室,升降通道、转运舱室,机库甲板和飞行甲板等几十个相关区域,包括舰载机武器弹药升降机、库内转运机、转运车、机载武器储存装置以及指挥管理调度等设备。     

航空母舰舰载机弹药保障作业调度优化算法

针对航空母舰舰载机弹药保障作业高动态、多阶段特性，将柔性流水车间调度方法和群体智能优化理论相结合，提出一种面向舰载机弹药保障作业的调度优化算法。提出将复杂的弹药保障作业调度问题抽象规约为一类考虑工件交货期的柔性流水车间调度问题，引入启发式规则，构建兼顾高效性和可靠性实战要求的弹药保障作业调度数学模型ATSCA。结合弹药保障作业问题特征，设计提出一种基于双层整数编码的贪婪局部搜索遗传算法（GLSGA-DC），改进操作算子和局部搜索算法设计，以最小化弹药保障完成时间为目标对保障模型进行求解。多组仿真结果表明，相比于同类算法，GLSGA-DC算法在Benchmark基准算例和实际弹药转运实例实验中均取得优秀的效果，在求解均值（AVG）、相对偏差（RD）等指标方面均明显占优，验证了ATSCA模型和求解算法在实际弹药保障任务中的有效性和鲁棒性。     

基于粒子滤波算法的载机着舰甲板运动预测

舰载机在着舰过程中对甲板运动的跟踪存在相位差,需要采用预报技术将甲板的运动信息提前加入到舰载机自动着舰控制系统中：文章利用粒子滤波算法,提出了载舰甲板运动的在线预估方法,及时准确地反映出各种甲板运动形式的实质。对典型海况下甲板的俯仰运动、垂直起伏运动和偏航运动进行预报仿真,仿真结果对比表明基于粒子滤波算法得到的预估结果...     

基于人工免疫算法的航空机务维修器材保障点选址优化研究

为了提高航空机务维修保障效率、降低保障成本以及更加科学合理、高效地进行航空机务维修保障,有必要对保障点选址优化问题进行研究。通过明确其约束条件,建立选址优化的复杂约束的非线性规划数学模型,采用适当的编码方案和罚函数使种群个体编码满足约束条件,利用免疫操作对该模型进行优化求解,提出了基于人工免疫算法的航空机务维修器材保障点优化算法,并进行了仿真。仿真结果表明,该算法在航空机务维修器材保障点选址决策中具有很好的效果。     

基于 CFD技术的滑跃甲板对起飞区流场影响的数值模拟

滑跃起飞是舰载机在航母上常见的 1种起飞方式,是舰载机战斗力生成的关键技术之一。概念设计带滑跃甲板的航母 3D模型,基于计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)技术,对航母空气流场进行数值模拟,得出航母滑跃甲板流场纵向气流流线、法洗区速度分布情况、切洗区速度分布情况、航母流场纵向速度分布情况等,分析滑跃甲板对起飞区流场的影响。数值模拟得出以下结论:舰艏滑跃甲板的两侧脱体涡对 1、2和 3号起飞位的舰载机发动机进气量有影响。     

舰载机复飞/逃逸技术

舰载机在海上航母甲板的复杂动态进近着舰环境中,常常需要复飞/逃逸.该文研究了舰载机逃逸复飞条件及复飞边界状态,给出了基于舰载机小扰动动力学的复飞区的确定方法及复飞决策系统的工作逻辑和流程.     

Optimization of fixed aviation support resource station configuration for aircraft carrier based on aircraft dispatch mission scheduling

Before the dispatch of the carrier-based aircraft, a series of pre-flight preparation operations need to be completed on the flight deck. Flight deck fixed aviation support resource station configuration has an important impact on operation efficiency and sortie rate. However, the resource station configuration is determined during the aircraft carrier design phase and is rarely modified as required, which may not be suitable for some pre-flight preparation missions. In order to solve the above defects, the joint optimization of flight deck resource station configuration and aircraft carrier pre-flight preparation scheduling is studied in this paper, which is formulated as a two-tier optimization decision-making framework. An improved variable neighborhood search algorithm with four original neighborhood structures is presented. Dispatch mission experiment and algorithm performance comparison experiment are carried out in the computational experiment section. The correlation between the pre-flight preparation time (makespan) and flight deck cabin occupancy percentage is given, and advantages of the proposed algorithm in solving the mathematical model are verified.     

民机飞行机组操作程序设计探讨

飞行机组操作程序是飞行员完成驾驶舱操作任务的基础,对于确保飞机安全飞行具有重要的意义。参考民用航空领域若干典型的驾驶舱操作研究成果,并结合实际工程经验,提出了飞行机组操作程序设计的一般流程、方法,包括制造商在操作程序设计中对适航规章、设计技术和运营经验等方面的内容。提出的设计流程和方法可用于指导民用飞机飞行机组操作程序设计。     

基于二进制粒子群算法的战时航空网络规划研究

领空作为国家资源的一部分,其使用、调配关系到国家的安全与发展,在战时,将更多的空中资源调配给军航使用,有利于保障军事行动的顺利进行。基于此,提出一种基于二进制粒子群算法(BPSO)的战时航空网络规划方法。首先,对航空网络建模,收集航班数据;其次,建立航空网络性能评价体系;然后,以使用尽可能少的民航机场维持预期网络性能为目标,以作战意图和战场环境为约束条件,通过BPSO 算法进行求解;最后,进行仿真分析。结果表明:该方法能够结合作战意图、反映战场环境、合理调配航空资源,为战时航空管制工作提供决策依据。     

试飞备降机场评估与选择

针对试飞运行与民航运行的不同,就如何选择试飞备降机场进行分析与研究,并通过对某型飞机在试飞飞行组织实施保障中积累的工作经验的总结,结合民航签派放行关于备降机场的选择方法与民机试飞运行保障特点,提出了民机试飞备降机场保障条件评估方法与试飞备降机场选择方法,为提升试飞安全性及试飞运行FOC系统的建立奠定了基础。     

多太阳能无人机覆盖路径优化方法

为解决传统电动无人机在覆盖作业时存在的续航时间短的问题,提出应用多架太阳能无人机进行覆盖作业。首先,在建立了应用于覆盖作业的太阳能无人机的能量模型的基础上,提出了能量流动效率这一指标来评价太阳能无人机在作业过程中对能量的利用率。其次,针对边界存在障碍物的凹多边形区域和内部含障碍物的多边形区域,以总作业完成时间最短为优化目标,提出基于无向图搜索方法的覆盖路径优化模型,定义约束方程限制无人机按照一定规则访问无向图中的节点,通过混合整数线性规划的方法求解每架无人机的最优飞行路径。再次,考虑无人机转弯时的姿态变化对能量流动效率的影响,将总作业完成时间最短和总能量流动效率最高同时作为优化目标,建立双目标优化方程,在首先以作业时间最短为优化目标进行求解的基础上,通过有限遍历的方式选择使能流效率和作业时间相对最优的覆盖飞行方向及飞行路径。大量仿真实验表明,所提的优化模型选取不同的优化目标,应用于不同形状的待覆盖区域,适用性广,在工程上应用范围广、可行性强。     

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。     

Future air traffic management: technology,operations, and human factors implications

The NASA, the FAA and Eurocontrol have initiated programs of research and development to provide flight crew, air line operators and air traffic managers with automation aids to increase capacity in enroute and terminal areas, to support the goals of safe, flexible, predictable and efficient operations, and to ensure, and to enhance the safety of operations in the response to demands for capacity enhancement. Achievement of these goals is enabled by increased precision of knowledge of aircraft and asset position in space and time, by increased density and bandwidth of transmitted information among the airspace assets and users, and by increased service and information to the flight deck, ATC and airline operations centers. These aiding technologies are intended to support exploitation of timely and dynamic information on atmospheric hazards, traffic fluctuations, and airspace utilization. These systems are intended to support the human operators who maintain the authority and responsibility for safe, efficient operations through cognitive aiding technologies, to serve as cognitive orthoses (Reason, 1988) [12].     

一例涡桨飞机飞行事故中的人因分析与研究

从早期一例涡轮螺旋桨飞机的飞行事故出发，首先回顾了事故发生的过程，然后分析和研究了事故发生的原因，并指出人为差错是导致事故发生的主要原因，最后从工程角度出发对民用飞机驾驶舱人为因素设计工作提出一些反思和建议。