交叉航线碰撞风险计算方法比较

随着空中交通流量的急剧增加,对碰撞风险问题进行研究进而对空域安全进行评估就成为亟待解决的问题.本文就交叉航线碰撞风险的计算进行了研究.首先推导出交叉航路碰撞概率计算公式,将交叉航路碰撞风险分解为水平方向重叠概率和垂直方向重叠概率,然后分别通过基于REICH模型的冲突区域法和概率论的方法对水平方向重叠概率进行了分析计算,最后用自主开发的"空域安全评估方法的研究与应用"软件分别用该两种方法通过实例进行了仿真计算.本文为交叉航路碰撞风险的量化提供了可行的方法,也为缩小或重新制定间隔标准提供了参考方法.     

相邻高度层上穿越飞行中纵向间隔的评估．

从概率论和交叉航路模型出发,研究了飞机在穿越高度层时的碰撞概率,分别给出飞机同向和反向飞行时的碰撞概率模型;同时评估了飞机初始距离对碰撞概率的影响,分析了两者之间的关系。本文也提供了一种计算穿越高度层的碰撞概率的方法,在研究飞机穿越高度层的碰撞风险时,本结论可以作为参考依据。     

代理模型在空间碎片碰撞概率分析中的应用

利用代理模型来高效计算空间目标之间的碰撞概率。碰撞概率计算的经典方法包括蒙特卡洛（Monte Carlo，MC）方法，以及基于速度线性化、位置误差服从高斯分布等假设，在相遇平面上对碰撞概率密度函数（高斯型）进行积分的方法。相较于MC方法要处理原轨道模型由大量重复仿真带来的计算量增长，代理模型针对输入变量的先验分布设计得到相应数学模型，不仅大大降低了单次仿真的计算时间，还减少了计算概率所需的仿真数量。代理模型去除了线性化假设等限制条件，对于碰撞概率密度函数可能呈现出的非高斯型特征也有很好的统计解释，其适用范围更广。本文结果表明，代理模型方法能够在大幅降低计算量的同时，保证对碰撞概率的估计较为准确。     

空域安全评估中的碰撞风险模型分析

碰撞风险研究是空域安全评估的关键内容。随着空中交通管理设备和技术的发展,碰撞风险的研究也深入展开。本文总结了国内外学者对碰撞风险模型的研究及应用,介绍了几种常用的碰撞风险模型或方法,包括概率论理论方法、Reich模型、EVENT模型、随机分析模型、交叉航路模型和模糊数学综合评价法,分析了各自优缺点,并对上述模型进行简要对比,为我国空域安全评估提供参考。     

基于ADS-B最小安全间隔评估研究

本文以广播自动监视技术(ADS-B)为主导,从监视系统的监视精度、作用范围和安全间隔入手,采用改进型Reich模型为基础,建立碰撞区和临近区、模型的延迟误差区、航迹固有偏差区的综合模型,结合国际民航组织的飞行安全指标,进行综合概率评估.进一步缩小ADS-B的碰撞最小飞行安全间隔,最后整合尾流安全区,进行航路流量预测.     

用于C~3系统的可靠性模型和联系统

C~3系统的工作状态实际上有多种取值,仅用正常与失效两种状态的概率来描述其可靠性是不够的。因此它的模型不是“k/n系统”,而是“和联系统”,其可靠性,需按实际工作状态的特点进行描述而不用纯概率的可靠度进行描述。按此模型,可用模块框图的一般方法对含有C~3子系统的大系统进行可靠性预计、评估和优化设计。本文实例中,利用任务完成率R的概念,成功地算出了遥测地面系统接收站的最佳布局。     

导弹命中精度一致性分析及评估

命中精度是导弹性能考核的重要指标，对于反舰导弹的命中精度评定，常常采用命中概率这一精度指标。在反舰导弹命中精度评估的过程中，单独采用经典方法来评估导弹的命中概率时，不同的评估方法可能会带来不一致的评估结果，因此会造成较大的评估风险。为了提高评估结果的一致性，降低评估风险，本文首先改进了基于正态分布的命中概率评估方法，提出了基于Bootstrap重采样的命中概率估计新方法，进一步联合基于二项分布的命中概率评估方法，对导弹的命中精度进行一致性分析及评估。与经典方法相比，该方法降低了评估的风险，提高了评估结果的稳健性。     

平行航路安全评估新方法(英文)

首先提出了一种平行航路安全评估新方法,即从空中交通管制的安全防护体系入手,将潜在飞行冲突看作空中相撞事故的初因事件,提炼出管制员指挥、短期冲突告警、飞行员目视避让及机载防撞系统告警四层安全防护,进而将平行航路碰撞风险问题分解为潜在飞行冲突计算和各防护层的失效概率分析.然后,推导了管制员干预次数计算模型,采用CREAM方法解决了管制员调配飞行冲突失误概率计算问题,建立了STCA防护失效和TCAS防护失效故障树模型.最后,以京沪平行航路为例进行计算,得出了雷达管制环境下的京沪平行航路碰撞风险.结果表明该航路满足安全要求.     

基于层次分析法的水上飞机抗浪能力评估

对水上飞机的抗浪能力给出合理评价和分析，是水上飞机飞行试验非常重要的工作。本文提出基于层次分析综合评估方法对水上飞机抗浪性能进行评估，该方法充分考虑抗浪性评估的复杂性，充分利用了专家工程经验，对不同评估参数划分权重，合理给出水上飞机抗浪能力。通过海鸥300轻型水陆两栖飞机实例分析,评估认为其在不大于0.4 m浪高水面安全起降概率可达88.5%以上，试验验证了该方法的可行性、有效性。     

某型无人机着陆回收可行性研究

无人飞行器结构硬着陆或坠落时,碰撞过程有可能给飞行器结构带来损伤,影响飞行器重复使用.本文利用碰撞仿真技术,对无人飞行器硬着陆仿真方法进行了研究,分析了某型无人机硬着陆回收的可行性.建立了其着陆速度、着陆姿态角与过载的关系,该结果可用于该型无人机的修改设计及结构耐撞性能的评估.     

昆明新机场空中交通运行安全性评价

以昆明新机场为背景,对新机场空中交通安全性评估问题从理论和实际应用方面进行了比较系统、深入的研究.本文首先概述了国内外安全评价技术理论与方法的发展状况;进而从理论上探讨了民航空中交通管制安全评估的方法和作用,提出了针对空中交通安全的评价模型;其次,以即将投入运行的昆明新机场为背景,针对新机场空管运行的具体特点,根据已有的理论模型,采用层次分析法与故障树分析法相结合的办法,提出了空中交通安全模型的建立与分析方法;再次,论文根据系统评估出来的结果,系统地分析了各种制约限制因素对新机场空中交通安全运行评估结果的影响;最后,本文说明了把故障树分析法用于民航空管安全性评价的可行性,并对空中交通安全性评价的研究进行了展望.     

基于概率的编队飞行的告警算法设计

在建立编队飞机并行飞行的模型基础上,提出了一种基于概率的报警逻辑,即只有当两架飞机的冲突危险度超过一定的门限值的时候才发布报警信息.基于这种逻辑,本文运用蒙特卡洛方法仿真出在一定的冲突概率下飞机的碰撞区域并对结果进行了分析,最后验证了算法的有效性.     

制定空域安全管理规划缩小航空器最低安全间隔标准

由于世界范围内对航空服务的需求持续增长 ,有必要寻求一些方法在现有空域内提供额外的容量。降低空域最低安全标准可以显著增加空中容量 ,但是 ,如何在降低空域最低安全标准的同时又保证必要的安全裕度是一个亟待解决的问题。本文介绍了利用相撞危险性模型进行空域安全评估 ,并对通过评估后的空域建立相应的空域监控和管理机制 ,从而达到从空域安全规划的角度缩小航空器最低安全间隔标准 ,并保证空域安全。     

一种新的多输出重要性测度及其高效计算方法

基本变量重要性测度分析是结构安全评估以及工程优化设计的一项必要工作。本文结合矩独立重要性测度思想和基于方差的重要性测度思想,提出了一种新的适用于多个输出的重要性测度。所提测度利用概率积分转化(Probability integration transformation,PIT),将输出的不确定性由输出的联合分布函数来表征。在多输出情况下,相比单纯基于方差的重要性测度,所提测度能够同时包含各个输出的不确定性及其相关性。而相比单纯的矩独立重要性测度,由于它使用方差来衡量变异性,因而求解过程更为简便。在计算多输出的分布函数时,本文采用基于分数矩的极大熵方法结合Nataf变换法,在保证求解精度的同时大大降低了模型调用次数。数值和工程算例说明了该测度的合理性以及计算方法的高效性。     

NOMA技术下的星地融合网络安全性能分析

针对多窃听用户下的基于非正交多址接入技术的星地融合网络，研究了其安全性能，特别地，窃听用户应用联合窃听策略，联合窃听策略顾名思义就是每一个窃听用户相互合作去窃听主用户的信息。本文首先推导得到了所考虑系统安全中断概率的闭式解，为了进一步获得高信噪比下评估系统性能的参量，其次得到了安全中断概率的渐进解，通过渐进解可找到一种有效的手段来评估非正交多址接入技术和联合窃听策略的特点，理论结果显示窃听用户数目以及信道条件好坏对系统性能有着巨大影响，最后蒙特卡洛仿真验证了理论分析的正确性。得到的理论解和仿真解可指导工程实践设计。     

软管-锥套式空中加油动态建模与性能分析

提出了一种基于凯恩方程的自主空中加油软管-锥套动态模型及性能分析方法。该方法将软管视为由有限段以铰链形式连接的刚性 杆组成，锥套为软管末端的一个质点。本文定义了描述系统状态的广义坐标及广义速率，导出了软管段位置多级递推公式和系统动态方程，估算了软管在加油机尾流、定常流和大气扰动下的气动载荷。通过数值仿真分析了平稳大气中锥套在加油机不同飞行条件下的稳态阻力和软管拖拽轨迹，验证了模型的正确性及系统稳定性。最后研究了大气扰动对锥套运动的影响及不同软管段的受扰运动。     

防空武器系统作战布局优化

在评估防御体系的作战效能时,目标突防概率是人们关心的主要的性能指标.本文利用随机服务系统理论的状态分析和统计平衡分析,获得计算目标沿任意航迹突防概率的随机模型.模拟退火算法是基于Monte Carlo迭化求解法的一种启发式随机搜索法,该算法能通过模拟退火过程快速找到全局的最优解.结合计算目标突防概率随机模型与模拟退火算法,建立了定量解决武器系统作战布局优化问题的方法.算例的计算结果表明,这种方法很快找到火力单元理想的布局位置.这种定量的组网和布局方法比以往基于原则的手工布局更科学、更快速.     

复合材料补片参数对修理后金属结构疲劳性能的影响

为评估复合材料补片参数对修理后金属结构疲劳性能的影响,本文基于复变量Green函数方法,利用AF-GROW软件建立了复合材料补片胶接修补损伤飞机金属结构裂纹扩展寿命分析模型.研究结果表明:(1)该模型精度较高,可以满足工程要求;(2)修理结构的裂纹扩展寿命随着补片宽度的增大而增加,但增幅越来越小,寿命变化曲线趋于平稳,(3)由于无法考虑脱粘扩展,结构修理后的裂纹扩展寿命随补片厚度只呈现上升趋势;(4)在可达性满足的情况下,宜对含裂纹结构进行双面修理.     

可靠性及可靠性灵敏度分析的改进点估计方法

针对低维高度非线性问题，提出了一种可靠 性及可靠性灵敏度分析的改进的点估计方法。基本思想是首先由空间分割来降低局部子空间 中功能函数的非线性程度，然后用低精度的稀疏网格积分探索子空间中功能函数的概率响应 特性，最后组合子空间中的信息来得到所需的可靠性及其灵敏度分析结果。方法的优点 是适用于低维高度非线性功能函数的失效概率和可靠性灵敏度分析，由于无需求解功能函数 的梯度函数，因此适用于复杂的隐式功能函数。另外，由于方法利用少量均匀抽样来估计对 失效概率贡献最大的点，并依据其进行子空间的划分，从而使得子空间的划分更有利于提高 可靠性及可靠性灵敏度分析的效率。用算例对所提方法进行了验证，结果表明：在低维高度 非线性条件下，所提算法的精度和效率比类似的三点估计、直接稀疏网格积分方法有明显优 势。     

时分多址系统中跳频信号的捕获

本文提出一种时分多址跳频信号的捕获方法。利用F个频率的任意排列构成同步头,使其具有多址工作能力及低窃听率。文中分析了在白高斯随机噪声情况下,系统的虚警概率和捕获概率。另外,也分析了在干扰环境下系统的捕获能力。