基于电子进程单操作的管制意图分析与应用

电子进程单系统是塔台管制过程中管制员使用的重要的管制工具,系统集成了飞行计划数据、雷达监视数据、ADS-B数据等信息,可帮助管制员制定管制预案,掌握民航航空器的空中动态,进行管制移交并对可能冲突的航空器进行合理调配。塔台管制环境复杂,管制员需同时操作电子进程单系统与空管内话系统,并需人工保障信息的一致性。针对塔台管制员在塔台管制过程中需要同时进行语音管制和电子进程单操作的问题,在分析考核需求与现有技术趋势发展的基础上,提出一种管制操作意图分析与应用的方法。使用大数据提炼、文本转语音、管制意图分析等方式对电子进程单的操作意图进行分析,代替管制员发出语音指令的方法,与目前方式相比可以提高管制效率,降低管制命令和操作不一致现象的发生。     

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。     

基于A-SMGCS的航空器场面运行冲突探测研究

通过对目前机场场面航空器运行过程冲突探测的研究,结合A-SMGCS系统场面MLAT监视技术及TDOA定位技术,重点分析航空器跑道运行冲突和滑行道运行冲突两种类型,并建立数学网络模型。利用A-SMGCS系统监视模块与路由规划模块的结合,构建冲突探测系统框架,结合具体机场冲突探测告警参数,选择网格冲突探测法,并运用全局搜索算法,确定了航空器跑道冲突探测和滑行道冲突探测方案,对提升机场运行安全和运行效率具有重要意义。     

基于视频识别数据融合的场面监视增强方法

针对场面监视雷达、多点等传统机场场面监视传感器探测机场场面航空器、车辆等目标,出现目标虚假、分裂等现象,造成空管系统目标航迹不可靠影响机场管制运行安全问题。提出了一种基于视频识别数据融合的机场场面目标监视增强方法,方法采用YOLO v5网络模型的深度学习智能视频识别技术识别场面航空器、车辆、行人目标,并对存疑目标再利用云台相机捕捉特写,对初次比对分析的结果进行二次对比分析确认,然后与A-SMGCS系统中传统监视数据融合对比处理,自动对场面目标做真伪、增减处理,剔除虚假目标、弥补丢失目标,增加场面目标监视的可信度、可靠性。为塔台管制员提供真实、可靠、全面的场面航空器、车辆、人员运行态势“一幅图”,提高航班管制运行安全。     

机载移动端场面引导软件设计与仿真研究

为了减轻飞行员在繁忙机场场面运行的工作负荷,提升场面运行安全与效率,设计了一种基于移 动电子设备运行的场面引导软件。其采用可扩展架构和模块化功能设计,通过无线通信网络与综合场面监视系 统交联,实现场面引导功能。仿真测试表明,机载移动端场面引导软件能够为飞机在场面滑行操作提供路径引 导信息和冲突告警提示,可提升运行效率和安全性,具有一定的使用价值。     

深圳机场航班跑道占用时间统计分析研究

航班跑道占用时间统计分析是管制员提升效率的重要指标。以深圳机场为对象,基于场面监视雷达信号及ADS-B数据,解析场面监视信号,匹配进、离港航班的信息,绘制深圳机场地图和电子围栏,以及统计进港和离港航班的跑道占用时间等,分析机场航班起飞和降落时进入和离开跑道的时刻数据,实现机场跑道占用时间统计分析功能,为后续的机场运营大数据分析奠定基础。     

空管自动化系统最低安全高度告警参数配置研究

研究空管自动化系统最低安全高度告警功能如何更好地贴合运行安全实际,以乌鲁木齐进近管制区最低安全高度告警参数配置为例,结合近年来监视引导图编绘规则的变化和自动化系统告警功能的逐步完善,提出了最低安全高度告警参数的配置方法,并通过自动化系统测试平台进行验证,达到了为管制人员提供安全预警的目标。将最低安全高度告警参数配置与最低监视引导高度相匹配更加符合空管运行实际,也更有利于航空运行安全。     

浅析多点定位(MLAT)技术对跑道安全的影响

正改革开放以来,中国的民航业以世界瞩目速度发展,于此同时民航安全问题,特别是跑道安全问题越来越受到民航从业者以及普通大众的重视。随着机场场面区的不断扩大和复杂化,以及大雨、雾、霾等复杂天气的影响,塔台对跑道和滑行道等的目视监控能力必然有所下降,此时,大中型机场建设场面监视雷达的必要性就凸显出来。目前基于一次雷达原理的场面监视雷达在我国大中型机场中已得到较为广泛的应用,很多机场已将场监雷达作为     

多重入口跑道的防跑道侵入

<正>近年来,随着飞行流量的持续增加,机场结构的日益复杂,跑道侵入的事件和类型也逐渐增多。为增加跑道的使用率,提高机场容量,很多机场跑道是多重进入跑道,特别在一些大型机场由于复杂的机位滑行道结构和候机楼布局等原因,拥有更多的跑道入口。多重跑道入口的存在给实际管制运行带来很大便利,提高了跑道的使用率,增加了塔台管制指挥的灵活性,但多重入口也给防止跑道侵入带来更大难度,运行风险更高。本文主要以北京首都国际机场发生的多重入口跑道侵入事件为案例进行分析,并针对该类跑道侵入类型提出了改进措施和建议,以降低跑道侵入的风险。     

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。     

机场机动区滑行道运行方案设计及仿真评估

我国多跑道机场日益增多,研究此类机场机动区滑行道运行方案的优化设计及评估方法,对促进机场场面资源的集约高效利用具有重要意义。给出多跑道机场机动区滑行道运行方案“固定、单向、顺向、循环”的设计原则,以及面向平行跑道隔离运行场景的“单侧运行”和“双侧运行”滑行道运行方案设计范式;基于“航班备选滑行路径库”和所给滑行道运行方案设计基本原则及范式,两者综合运用开展机动区滑行道运行方案优化。以成都天府国际机场为例,设计三种机动区滑行道备选运行方案,并针对典型的日航班架次采用AirTOp软件进行仿真及量化分析。结果表明：所给多跑道机场机动区滑行道运行方案设计方法有助于缓解航班滑行延误、滑行冲突等待时间以及滑行冲突占比,所给仿真评估方法适用于大航班量下的场面运行方案对比论证。     

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。     

基于Faster-RCNN 的机场跑道异物识别定位技术研究

针对机场跑道异物(FOD) 识别检测，分析了机场跑道环境特性，建立了针对机场FOD图像识别数据库， 提出了一种基于Faster-RCNN 的机场跑道异物识别定位系统，通过无人机系统对机场跑道进行图像采集，运用 Faster-RCNN 算法框架完成异物种类识别，并结合无人机地理位置信息进行位置换算求解，得到机场FOD 的 类别信息和位置信息。经验证，该系统可高效完成机场FOD 检测识别及定位任务。     

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。     

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.     

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。     

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。     

基于AOE网的过站航班保障进程优化

航班地面保障是机场运行的重要环节，为了提升航班地面保障效率，针对某机场航班地面保障流程构建AOE 网，通过该机场A-CDM 系统记录的航班节点数据求出该机场航班地面保障作业的“关键路径”。通过对关键路径上可压缩工序的分析，对该机场的地面保障作业流程进行优化。以我国西南地区某机场航班地面保障的实际数据为基础，剔除不可抗力造成的不正常数据，分别计算保障流程优化前后的航班过站时间。结果表明：在33 组航班数据中，该机场使用AOE 网络优化后的保障作业流程比优化前平均减少地面保障作业时长6.1 分钟/架次，说明通过合理地优化航班地面保障进程，可以有效提高机场的运行效率。     

基于蒙特卡洛仿真的平行双跑道容量评估方法

跑道容量评估是科学评价跑道规划方案、合理安排航班时刻、精准实施流量管理的重要基础性工作.针对平行双跑道容量评估问题,分析了跑道容量影响因素,考虑到跑道分配、机型分配、起降类型分配、进离港点分配、航班流队列顺序等随机性,采用蒙特卡洛方法模拟变量随机性,按照离散事件系统原理,递归计算每个航班的起降时刻,通过统计1h内的航班数量获得容量值.以西安机场双跑道为例,针对现行的相关进近、独立进近、隔离运行3种模式,分别计算了跑道容量值.仿真计算结果显示,相关进近模式容量60架次/h,独立进近模式跑道容量为78架次/h,隔离运行模式跑道容量为52架次/h,平均每次仿真时间仅为1 min,说明方法效率较高.与2015年高峰61架次/h相比仅相差1个架次,计算结果说明方法是有效的.