基于监视数据的实时飞行流量计算算法的设计与实现

实时飞行流量计算是空中交通流量管理的一个重要研究内容。本文构造了一种基于监视数据的实时飞行流量计算算法。算法将空域分为面空域、线空域和点空域三类,并针对3类空域结构设计了飞行流量计算方法,设计了避免重复计算处于特殊位置的航空器的计算流程。利用真实飞行轨迹进行验证,本文算法能实时计算出各类空域单元的交通流量,并且符合实际飞行原则和空域使用规则,是一种合理有效的实时飞行流量计算方法,具有一定的参考价值和实用性。     

航路序贯飞行条件下的航空器自主间隔控制

针对航路序贯飞行条件前机减速情况下两航空器的间隔保持问题,在考虑航路飞行存在的随机扰动因素的情况下,提出了基于滚动时域控制的航向角调整和真空速调整的混合间隔保持策略。对不考虑随机扰动的静态离线优化、仅使用速度调整的在线优化和混合间隔保持控制律在线优化3种间隔保持策略进行了对比,仿真的结果表明,不考虑随机扰动的静态优化在预计机动时间结束后没有回到航路中心线,仅考虑速度调整的间隔保持策略在254 s内完成了机动飞行,同时采用速度调整和航向调整的混合间隔保持策略在97 s内完成了机动飞行,机动效率提高了61.8%。结果表明了混合间隔保持策略的有效性、高效性及鲁棒性。     

基于分类与优化的进场航空器调度方法

为兼顾进场运行效率与管制工作经验,提出了一种基于分类与优化的进场调度方法。在分析进场管制特点的基础上,将进场排序问题转化为机器学习领域的分类问题,并构建随机森林分类器预测航空器着陆次序;利用综合得分机制和滑动时间窗实现进场航空器动态在线排序;针对预测着陆次序建立多目标优化模型,实现着陆时间优化;采用长沙黄花机场3组繁忙时段的进场运行数据,验证方法的可行性。结果表明：随机森林分类器预测着陆次序与实际着陆次序高度吻合,正确率达到99.00%以上;相比于传统先到先服务策略,本文方法减少了平均延误时间、平均飞行时间、最大飞行时间、最大延误时间和着陆位置变动次数;相比于常规优化方法,本文方法能够在保障优化指标的基础上,将航空器着陆位置变动由12次降为2次。     

一种基于空域数据库的多种数据融合算法的设计与实现

作为空中交通管制现代化的有机组成部分之一,实现全国空域数据库的建设和管理,统计和预测数据库的建设,用适当的数学模型和仿真模型对全国空域现状的容量进行评估是非常重要和必要的.本文讨论了如何设计并实现一套多数据融合的算法以生成一种统一的融合数据,这种融合数据是在现有的多种数据源的基础上,形成对大范围、全空域的实际飞行状况的现实情况进行监控,其特点之一就是具有统一的时空坐标系,以便为后续的统计和预测数据库的建设和仿真提供支持.     

一种基于空域数据库的多种数据联合算法的设计与实现

作为空中交通管制现代化的有机组成部分之一，实现全国空域数据库的建设和管理，统计和预测数据库的建设，用适当的数学模型和仿真模型对全国空域现状的容量进行评估是非常重要和必要的。本讨论了如何设计并实现一套多数据融合的算法以生成一种统一的融合数据，这种融合数据是在现有的多种数据源的基础上，形成对大范围、全空域的实际飞行状况的现实情况进行监控，其特点之一就是具有统一的时空坐标系，以便为后续的统计和预测数据库的建设和仿真提供支持。     

一种多通道雷达数据记录仪的设计与实现

介绍了基于C/S结构的多通道雷达数据记录仪系统的设计与实现,详细描述了系统结构、系统设计与实现、系统可靠性等几个方面。     

一种融合神经网络与熵权法的多用户飞行程序评价体系

飞行程序人员主要依据国际民航组织（International Civil Aviation Organization, ICAO）第8168号规章从飞行安全考虑,兼顾部分经济性指标进行程序设计。目前,飞行程序设计鲜有考虑所涉及的不同用户的需求。同时,对飞行程序的评价主要依据专家经验打分,缺少对客观因素的分析。本文面向飞行程序涉及的4个用户,提出了一种融合神经网络与熵权法的飞行程序评价体系。首先,分析了飞行员、民航管制员、军航管制员、机场和城市规划部门4个飞行程序用户对飞行程序的需求,从而基于多用户需求建立了飞行程序的三级评价体系。再次,通过利用基于神经网络计算的主观权重以及基于熵权法的客观权重,利用博弈论框架得到了一种综合性主客观权重的评价体系。最后,基于中国西部某军民航合用机场的离场程序,对评估体系进行了实例验证,并对程序中的改进方向提出了建议。综合多用户需求的飞行程序将在空域资源受限条件下进一步提升空中飞行效率,降低延误。     

一种基于语义分析的大数据视频标注方法

提出一种基于Spark计算框架的海量视频语义标注方法。将存储在Hadoop分布式文件系统（Hadoop distributed file system,HDFS）上的海量视频部署到若干计算节点上,依据分形特征实现镜头快速分割。提取样本关键帧的颜色、纹理和分形特征向量,进行元学习策略训练,进而形成视觉词典。根据视觉词典对检测视频内容进行分析,产生一系列能表征视频内容的视觉单词。根据重要程度,通过马尔科夫链按重要程度对视频的视觉单词进行排序,并将排列结果作为该视频的标注。最后,从检测正确率、平均运行时间和扩展效能方面与传统分布式计算模型进行了对比。     

基于FlightGear的飞行数据管理与分析系统

飞行器是一个庞大的复杂系统,其设计与开发需要几轮迭代,而仿真技术在此过程中起着无法替代的作用。开源仿真软件FlightGear主要用于飞行模拟,并不能用于飞行器的系统研发仿真与验证。本文以FlightGear为基础,对其进行了扩展,从而实现了一套集飞行数据管理和分析于一体的软件系统。利用FlightGear接口,开发了以数据采集为主的通信、存储等模块,使扩展系统能够实时、灵活地采集飞行器的参数,并存储于数据库;设计并实现了用于飞行器姿态预测的分析模块,新预测方法提高了姿态参数的预测精度。目前,该扩展系统已用于某飞行器的研发论证中,取得了较好的经济效益。     

航空公司短期航班计划编排模型及算法

航班计划编排的实质是对航空公司各种生产要素的优化配置,其优化程度直接影响航空 公司市场竞争能力。目前,航空公司在编排短期航班计划时过多地考虑了市场竞争,而忽略 了航班延误。文中兼顾市场竞争与航班延误控制,将航班延误控制纳入短期航班计划的编排 过程中。通过分析独立延误与波及延误特点,建立基于延误控制的短期航班计划编排模 型,并采用贪婪随机自适应搜索过程(Greedy randomized adaptive search procedure,GRA SP)算法对模型进行求解。最后,通过实例分析验证了所提方法的有效性。     

试飞数据库管理系统实现研究

试飞数据库管理系统(FTDBMS)是支持军机、民机、直升机等各类试飞数据处理需要的工程数据库管理系统。文中分析了试飞数据库管理系统的特点,重点分析了历程和非历程数据的特征,给出了试飞工程数据管理的实现方法,提出了松耦合和紧耦合两种数据访问接口,描述了试飞数据标识体系及其工作原理,该系统的研制将我国试飞数据处理软件提高到集成化、广适应、标准化、可重用的新阶段     

基于神经网络的飞机极限数据专家系统

利用神经网络专家系统的方法时飞机飞行参数的极限允许值进行计算，可以使推理过程变得简洁、清晰，避免了常规方法在软件实现上的诸多缺点。同时，本文采用一种模糊规则方法对神经网络专家系统的推理行为进行描述，使得神经网络专家系统能够回答有关why和how的询问。以最大允许马赫数的计算为例，本文设计了用于该参数推理的神经网络专家系统．并给出了简单算例。     

基于飞行资源分离的航班延误传播研究

在航班串设计及机组排班过程中,经常涉及飞行资源(飞机、机组)分离的问题。而延误航班的飞行资源分离将导致共享资源的衔接航班发生延误,并传播至后续航班串。本文考虑带有飞行资源分离的航班串,利用基于贝叶斯网络的比例风险回归模型,对资源分离后的航班离港延误进行分析。对比两种不同时刻飞机与机组资源分离方案下,各延误因素对衔接航班离港延误,以及整个后续航班串延误时间的影响,结果表明,不同时刻分离方案会造成不同的延误传播效果。本文为飞机、机组资源分离时刻的选择提供了定量分析方法,结果表明,资源分离时刻的不同对衔接航班的离港延误,以及整个后续航班串延误波及时间的影响都不同。     

采用TLC方法的超机动飞行控制系统设计

基于轨迹线性化控制(Trajectory linearization control,TLC)方法,研究了超机动飞机飞行控制系统的设计问题。首先简要介绍了TLC方法的设计思想;然后根据奇异摄动理论,将超机动飞行控制系统分成快慢两个回路,并为其分别设计了轨迹线性化控制器;最后分别用所设计的控制器和已有的动态逆控制器对某型歼击机进行了赫布斯特机动仿真。仿真结果和对比分析表明,所设计的TLC控制器是有效的,且比动态逆控制器具有更好的控制跟踪性能。     

遗传算法在飞行冲突解脱中的应用

随着空中交通流量的增加，我国的空中交通系统面临着越来越严重的航线拥挤，飞行冲突变得日益严重。自由飞行是解决这一问题的有效方法，即允许飞行员选择最合适自己的飞行航线和飞行速度，其优势显而易见，但同时增加了管制员管制监控的难度 ，基于遗传算法的自由飞理论能有效地解决这一问题。本文论述了该方法在飞行冲突解脱中的应用。     

基于多智能体航空公司航班恢复协同决策方法

航空公司进行航班延误恢复时,各种资源之间会通过航班计划产生间接关联,此时各决策单元若独立地考虑本领域内的资源恢复问题,将难以保证恢复方案的整体可行性和全局优化性。为探究航空公司航班恢复过程中各决策部门的决策模型及其协同关系,本文提出了基于多智能体技术的航班恢复协同决策仿真方法。首先,基于航空公司实际组织架构构建了航班恢复多智能体决策系统框架;其次,对部门间协同决策的动态过程进行了分析,将延误恢复的全过程分为了预恢复、可行解协商、均衡解协商3个阶段,构建了三阶段协同决策机制;最后,根据不同资源的恢复特性建立各决策部门的核心决策模型与部门间自动协商模型,并基于多智能体系统进行仿真。仿真结果显示,基于多智能体的协同决策方法能够在3.8 s的极短时间内针对1天中包含3架飞机和12个航班的航班计划做出完整的延误恢复方案,并且能够在保障航空公司整体效益的情况下一定程度地平衡各决策主体的自身利益。     

基于粒子群优化的直升机飞行控制律设计方法

针对直升机强耦合特性导致飞行控制律设计难度高的问题,提出了一种基于粒子群优化算法的改进线性二次型调节器(Linear quadratic regulator,LQR)设计方法.针对直升机的线化状态空间模型,基于LQR设计方法建立了直升机飞行控制律全状态反馈矩阵的基本求解算法;以系统稳定性为约束,以最大化主状态反馈系数影...     

基于自适应逆的微型飞行器飞行控制系统

飞翼式微型飞行器由于尺寸小、速度低、气动布局特殊和飞行环境复杂多变,其飞行力学具有显著的非线性和非定常特性,传统的控制方法已不能满足要求.本文运用时标分离理论,设计了快变量和慢变量动态逆,同时引入在线神经网络补偿动态逆误差,并采用伪控制补偿器消除作动器和自适应单元之间的相互影响,在此基础上提出了飞翼式微型飞行器的自适应飞行控制系统,并与采用动态逆-PID控制方法设计的飞行控制系统进行比较.仿真结果表明:基于自适应逆的飞行控制系统,具有较强的鲁棒性和指令跟踪能力,比动态逆-PID飞行控制系统更适合于微型飞行器.