基于SPN的近距平行跑道容量建模与分析

跑道理论容量计算是机场容量评估的一项重要内容。传统方法是针对跑道实际运行情况建立特定的数学模型进行粗略计算,本研究则采用随机Petri网(stochastic Petri net,SPN)建立通用的近距平行跑道运行模型,通过同构马尔科夫链,建立系统稳态概率表达式,进而建立跑道容量数学模型。在此基础之上,将跑道容量的影响因素映射成相应变迁的激发率,通过对激发率的调整,实现了不同条件下交替起降近距平行跑道容量的计算与分析。与传统方法相比,该方法所建模型可复用性强,参数调整更为灵活,为跑道理论容量的计算与分析提供了新的解决方案。     

民用飞机机载跑道入侵预警系统仿真验证

民用飞机在低能见度的机场跑道滑行时,存在发生跑道入侵的风险。国内外民航史记载了数次因跑道入侵事件导致的飞机在机场地面相撞而机毁人亡的严重事故。近年来,越来越多的人选择飞机作为长途出行的交通工具,使得全球大型国际机场的年吞吐量剧增,导致跑道入侵事件时有发生。各国民用航空管理组织对跑道入侵事件的关注度持续上升,航空公司需要在机上安装一套地面避撞系统,来避免跑道入侵事件的发生。本验证项目基于某大型机场的动态地图建立了一个机载跑道入侵预警系统原型,建立了飞机在机场滑行的平面四向运动模型,设定了不同安全等级的跑道入侵预警算法,定义了多种飞机跑道入侵场景,最终在MATLAB/Simulink和FlightGear中进行二维平面仿真和三维立体仿真,验证了系统解决方案的有效性和算法的正确性。     

交叉跑道进离场航空器安全间隔研究

交叉跑道在我国尚属新的跑道构型,亟需建立相关标准和评估方法来提高其运行安全性与运行效率。针对交叉跑道进近航空器与离场航空器可能出现航迹交叉情况建立安全间隔,首先通过建立碰撞风险模型计算进近航空器至跑道端的距离;然后建立交叉跑道进近复飞与离场航空器之间的尾流间隔模型,并求出离场航空器产生的尾流是否影响复飞航空器,从而确定...     

基于NSCT和半张量积在防跑道侵入检测技术的研究

为进一步提高跑道侵入告警系统的自动化水平,降低设施设备安装维护成本等问题,通过摄像设备获取机场场面的视频图像数据,采用稀疏表示对视频图像数据集进行检测处理;通过利用NSCT算法优化,结合半张量积,对样本数据集进行跟踪训练;根据单目摄像机测距建立坐标转换和测距模型,对机场场面航空器与跑道中线的距离进行准确测量,根据地面保护区设置合适的阈值实现跑道侵入告警。实验结果表明,优化后的模型图像重构质量提高了7.07%,平均处理时间降低了21.95%,模拟环境下跑道侵入告警准确率为95.2%。模型重构质量好,处理时间快、实时性好、准确率高,可以为预防跑道侵入事件的发生提供方法支持。     

多跑道协同运行模式优化方法

繁忙机场飞行区运行能力低下导致空中交通拥堵及航班延误现象频发,机场系统亟需扩容增效与排堵保畅。为有效平衡机场容流供需,研究了多跑道协同运行模式优化方法。综合考虑机场布局、交通流特性、气象条件等因素,提出了多跑道协同运行模式分类方法;基于跑道容量包络线理论,通过引入容量损失系数客观反映模式切换特点,建立了多跑道协同运行模式优化模型;结合多目标优化及遗传算法基本理论,设计了带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA）,对模型进行了准确求解。仿真实验表明,模型可对多跑道协同运行模式进行优化配置,有效实现机场容量与流量之间的均衡。与单一固定模式相比,多元组合模式优化效果显著,其中航班延误成本减少了38.1%,航班调整数量减少了46.4%,所提方法可显著提升多跑道协同运行能力,有效提高航班正常性。     

跑道侵入风险评价的改进网络层次分析法研究

跑道侵入事件已成为威胁航空安全运行的重要因素之一。基于系统工程的思想,从机场、空中交通管制、航空公司三个方面分析造成跑道侵入事件发生的主要因素及其关联关系,并建立风险评价指标体系;利用三角模糊数对传统的网络层次分析法进行改进,基于此建立跑道侵入风险评价研究模型;通过实例分析,找出对跑道侵入风险产生影响的主要因素。结果表明:所用方法可行有效,能够反映出风险因素之间的相互关系,降低了主观判断对指标权重的影响程度,有助于制定预防跑道侵入事件发生的有效措施;管制员工作负荷、管制员情景意识丧失、飞行员操作偏差/疏忽为产生跑道侵入的主要风险因素。     

预警机跑道形巡航探测效能研究

对预警机跑道形巡航时的探测效能问题进行了研究。基于SEA的基本原理,阐述了预警机跑道形巡航探测效能问题,给出了跑道形巡航想定和预警机在此作战环境和作战样式下的MOP集合,重点研究了MOP的系统映射模型,建立了在相对坐标系下分析预警机探测概率和平均覆盖时间的模型,指出了对MOP的使命映射研究方法,采用SEA方法对预警机跑道形巡航探测效能进行了分析。算例说明了模型的正确性。     

跑道容量的运行优化

从战略流量管理的观点出发,研究了预期交通需求超过机场跑道系统容量情况下,跑道容量的运行优化问题。在满足跑道容量曲线限制下,建立了恒定容量和变化容量下的整数规划数学模型,并以数值例子对两种模型进行了对比计算分析。     

机场跑道异物监测技术的研究与进展

跑道异物的快速定位和检测已经成为飞机飞行安全的重要保障。本文介绍了跑道安全监测系统的基本类型与监测原理,深入分析了跑道安全监测系统中主要的技术难点,其中包括雷达技术、图像识别技术和性能验证与评估技术,并对国内外跑道安全监测技术的研究现状及进展做了详细的综述。文中还对几种典型的跑道安全监测系统进行了介绍,对比分析了各个系统的优缺点。最后,对跑道安全监测技术的现状进行了总结并对未来的研究进行了展望。     

基于机型的重庆江北国际机场跑道容量优化研究

“十四五”时期是全面开启社会主义现代化建设新征程,也是多领域民航强国建设开局起步的重要五年,相关数据表明我国机场飞机起降架次与旅客吞吐量将出现不匹配。为缓解空中交通拥堵,提高整个民航系统的运行效率,对重庆江北国际机场跑道容量优化开展研究,通过对重庆江北国际机场分析跑道运行现状,提出存在的运行问题,建立跑道容量模型,将跑道实际流量与实际容量进行分析比较,利用蚁群算法对跑道仿真容量进行优化,研究结果表明能够缓解空中交通压力,进一步提升重庆江北国际机场的跑道容量,从而减少整个机场延误率。     

运用多重属性风险评估量化跑道侵入严重等级

随着航空运输业的迅速发展,交通密度逐渐增大,机场跑滑系统越来越复杂,航空安全问题也随之增多,其中跑道侵入是影响航空安全的重要方面.引起跑道侵入的因素多种多样,本文主要研究人为因素对跑道侵入严重性等级的影响,根据跑道侵入严重等级的划分,利用多重属性风险评估模型对跑道侵入严重性等级进行量化,通过实例计算和对所得数据的分析,表明多重属性风险评估模型可为跑道系统提供通用的跑道侵入风险评估方法,并指出实际工作中存在的问题及预防措施.     

机场跑道摩擦系数测试试验数据分析

介绍了自行研制的机场跑道摩擦系数测试车的测量原理与系统组成。以在车体后桥部位安装的专用测量轮为测试栽体，测量该测量轮所受的垂直正压力和水平摩擦力，计算跑道的摩擦系数。采用对比试验方法．进行了本车与瑞典Safegate跑道摩擦系数测试车的测量试验，并对本车和瑞典Safegate测试车的测量误差和测量数据的稳定性、重复性、相关性等进行了统计分析。     

多轮飞机滑水保护

飞机以一定的速度在积水跑道上滑行时,因滑水导致飞机操纵性变差,甚至刹车失灵等现象。分析了滑水产生的机理,从跑道、轮胎、使用技巧、并着重从刹车控制系统角度介绍多轮飞机滑水保护措施,通过地面动力联试表明,刹车系统自身的滑水保护措施对于提高飞机的安全性起着至关重要的作用。     

基于管制语音指令识别的防跑道侵入安全告警策略设计

传统场面监视管理系统通常采用基于电子进程单操作和场面目标态势识别的防跑道侵入安全告警设 计策略，无法判别和保证管制语音指令与电子进程单操作之间是否具备一致性，某型空管场面监视管理系统尝 试在引入管制指令识别功能的基础上重新设计防跑道侵入安全告警策略，为实现更准确高效的防跑道侵入应用 提供了解决方案。     

跑道侵入概念中的地面保护区研究

为了便于信息交换、数据对比以及不安全事件的研究、分析和防范,亟待明确跑道侵入的外延与内涵。目前国际民航组织关于“跑道侵入”概念中存在一个“地面保护区”的术语,业内人士对其理解不尽相同。在综合考虑升降带、端安全区、仪表着陆系统场地保护区、无障碍区域、障碍物评价面等限制条件的基础上,对地面保护区的划设提出了明确的意见。结论支持并丰富了国际民航组织有关跑道侵入的定义。     

机场近距平行跑道间距和入口错开的选择研究

研究了近距平行跑道规划中的两个关键问题,即跑道中心线间距和端部入口错开。根据不同跑道基准代字组合,给出了近距平行跑道间距的建议值。讨论了跑道入口错开及其不同实现方式对相关平行进近、跑道运行模式、地面运行与效率的影响,给出了入口错开的决策建议。     

冲偏出跑道事件风险影响指标分析

目前对冲偏出跑道风险的研究多基于事故统计数据,较少从飞行数据及飞行操作特征的角度进行分析。基于飞行数据,对冲偏出跑道事件开展风险分析。将飞行数据分为飞行状态、操作指令、信息3 类,以此研究飞机在起飞滑跑、着陆、着陆滑跑3 个阶段的状况及风险影响指标;通过数据所反映的操作特征,结合标准操作程序,推导出飞机偏离正常数据、与标准操作不相符的操作,得到影响正常飞行的风险因素;基于行为安全2-4 模型,建立冲偏出跑道风险评价指标体系,对实际案例的事故致因机理进行研究,着重分析操作特征及人为因素,并提出冲偏出跑道风险防控措施。结果表明：通过对飞行操作特征及飞行参数的分析,从操作类、数据类以及环境类3 个维度建立风险影响指标体系,可以降低指标因素对冲偏出跑道事件的影响;从人、机、环、管方面提出改进措施,可有效降低冲偏出跑道事件发生的概率。     

机场终端区跑道配置优化及容流调配模型研究

大型繁忙机场交通需求的持续增长导致的飞行流量与保障能力、机场容量之间的矛盾日益突出。为了充分利用跑道系统资源,合理配置跑道运行容量,优化飞行流,建立非线性0-1整数规划模型解决以下两个问题:确定跑道配置优化序列,匹配进离场飞机流。模型综合考虑机场交通流、跑道配置转换容量折损、跑道容量包络线等约束,以优化区间内航班总延误最小为目标,用LINGO建模求解,使用实际运行数据验证模型的有效性。结果表明,模型实现了跑道资源的优化利用,降低了航班延误。