垂直起降飞行器 触手可及的未来城市交通?

<正>未来5年,垂直起降飞行器将会出现在城市上空,随着5G技术的成熟应用,无人机送外卖和无人驾驶汽车纷纷上天上路,未来无人驾驶垂直起降飞行器在城市上空频繁穿行的场景,更加触手可及。全球大佬的新热点根据摩根士丹利的预测,到2040年,全球城市空中交通的市场规模将达到29亿美元。即使出于谨慎的估算,未来10年内这一市场也会达到数千万美元     

探寻UAM发展的中国场景

正随着UAM(Urban Air Mobility,城市空中交通)在全球范围内的快速发展,我国也涌现出了以亿航、小鹏、吉利为代表的行业先锋。可以预见,在未来数十年的时间内,UAM将会与传统交通方式长期共存,因此必须推进UAM与其他交通方式的深度融合,重视UAM与下游应用产业的深度融合,才能更有效地发挥UAM的作用。     

空中交通自主间隔管控技术研究

空中交通自主间隔管控是通过将地面管制系统的间隔管制任务部分或全部转移到航空器端,实现空地分布式的间隔保持与安全管控,进而达到改善空中航行的灵活性与效率的目的,是国际民航下一代空中交通管理系统发展的前沿技术方向。本文总结分析了空中交通自主间隔管控的国内外发展现状与技术挑战,重点从机载飞行态势感知、机载航迹规划与控制、空中交通自主运行管控3方面综述了技术研究进展,归纳了3方面技术的发展趋势,并指出了未来研究的思路与方向。     

基于主动度量学习的空中交通相似场景识别（英文）

空中交通的快速增长不断增加了管制员的工作负荷,这已成为制约部门运行的重要因素。如果能够识别出相似的交通场景,就可以利用历史决策经验帮助管制员快速决策控制策略。考虑到交通场景众多且难以标记所有样本,本文提出了一种主动支持向量机度量学习算法(Active SVM metric learning algorithm,ASVM2L)来度量和识别相似的交通场景。首先获得了一些由资深空中交通管制员标记的交通场景样本;接着设计了一种基于投票差异的主动查询策略来选择最有价值的未标记样本交予领域专家进行标记;然后,利用ASVM2L从所有标记样本中学习到一个度量矩阵,用于后续分类算法完成相似场景的分类。在标准数据集上验证了ASVM2L的有效性,然后在中国中南扇区的历史空中交通数据集上对交通场景进行了度量和分类。实验结果表明,与现有的其他方法相比,本文所提方法能够更彻底地利用样本的信息,在有限的标记样本下达到更高的分类精度。     

中国是全球最具创新性的航空市场 IFLY独家专访泰雷兹北亚区副总裁兼中国区总裁 顾乐涵(Laurent Guyot)

正IFLY:上世纪60年代伊始,泰雷兹集团的前身——汤姆逊无线电报子公司就已经与中国民航开展了合作。请您介绍一下泰雷兹集团,及其在中国的主要业务布局有哪些?顾乐涵:泰雷兹总部位于法国,在56个国家拥有62000名员工,其业务遍及全球航空、交通、防务和安全领域。泰雷兹集团与中国民航的长期合作始于空中交通管制领域,并帮助中国空管在上海、北京和广     

基于自组织神经网络的空中交通复杂度参数优化及预测

首先介绍了国内外关于空中交通复杂度的定义及研究现状。然后在现有的空中交通复杂度模型中挑选空中交通复杂度参数,再利用自组织神经网络,分析所选取的空中交通复杂度参数之间的关系,达到将高维空中交通复杂度参数进行降维分析的目的。然后对于优化了的空中交通复杂度参数使用RBF神经网络进行预测,比较预测结果,得到最优的空中交通复杂度参数。     

空中交通管制中人的因素分析

空中交通管制中“人的因素”分析是目前空管领域研究的重要课题之一。本从空中交通管制工作中管制员易犯的五种错误现象入手，联系人与其他因素之间的相互关系和作用，阐述人为差错的由来，将控制论中的负反馈理论和错误分析中常用的概率分析应用到人的因素分析中，以寻找克服问题的方法，同时提出相应的预防措施，达到保障飞行安全的目的。     

驾驶舱交通信息显示系统

美国乔治亚理工学院的女博士普里奇特研究的增强型飞机驾驶舱显示系统可望提高空中交通管制员与飞行员间的联系效率。这种“驾驶舱交通信息显示”(ＣＤＴＩ)系统可使飞行员看到其周围的飞机 ,以及这些飞机之间的距离。ＣＤＴＩ可使空管人员发出更完善的命令 ,并与飞行员进行更直接的通信。空管人员除告诉飞行员以多快的速度飞行以外 ,还告诉他跟随哪一架飞机着陆 ,以及必须处于这架飞机后面多远的地方。这可使飞行员更好地参加到空中交通管理中来。但在给飞行员适当的信息与给他太多的信息之间有一条很窄的分界线。因此 ,普里奇特与她的学生…     

机载间隔保持系统建模及仿真

空中间隔保持是让飞机获得所处空域的交通态势,在尚未构成威胁而告警以前,预先自主保持间隔,维持对空中交通态势的自我警觉。其作用和责任是不能由基于空域组织的战略级冲突管理、近距离的机载交通防撞系统所替代。本文提出利用ADS-B、ACAS信息源的空中间隔保持系统,研究了系统模型并进行了仿真测试,验证了系统具有的自主冲突探测与规避能力,系统融合ADS-B和ACAS信息,间隔保持到近距离的防撞系统可平稳过渡,过渡区实现双重覆盖。     

终端区空中交通管制行为的实证研究：从空中交通流的角度（英文）

在大容量、高密度的交通背景下,空中交通表现出流体状的微观特征。这些特性是由单个飞行器之间的尾随作用形成的。机头时距是指在空中交通流中连续飞行的飞机之间的时间间隔,是空中交通流最重要的特征之一。机头时距的变化揭示了空中交通管制行为。本文通过对终端区雷达航迹进行分析,研究了空中交通管制行为的特点。本文在确定了飞机之间的尾随关系后,对进场交通流的机头时距进行测量。讨论了不同控制策略下的机头时距演化特性和不同相态下的机头时距演化特性,得到了一些有趣的结果。本文的工作将有助于学者和管理者了解空中交通流的本质,开发空中交通管理的智能辅助决策系统。     

空中交通流微观跟驰模型研究

为解决单向无超越的空中交通高速路交通流在运行时的状态描述问题,提出基于跟驰理论的空中交通流的微观跟驰模型。本文以地面交通流的跟驰模型为出发点,首先分析了空中交通流与地面交通流特点的不同之处;然后,根据空中交通流自身的特点,建立了空中交通流的跟驰模型并进行了算例分析。研究结果表明,运行于空中高速路之上的航空器速度越快,距离间隔越近,后机相对于前机的跟驰反应就越强烈。     

UNIX下空中交通管制系统雷达管制席位的设计及实现

在空中交通管制系统中，雷达管制席位分析并显示雷达航迹以及与之相关的飞行计划数据，并与空中交通管制人员进行交互。本文详细阐述了雷达管制席位子系统的设计，它与空中交通管制系统其它部分的关系及其实现。     

ADS-B的运用与安全性分析

随着全球空中交通不断发展,飞行量不断快速增长,民航客机、通航飞机、无人飞机在未来有望实现在同一空域共存。未来在如何成功处理这一增长并不断改善数亿乘客的飞行安全方面,下一代空中交通管理系统起着至关重要的作用。自动相关监视广播系统(ADS-B)是这一系统的核心部分。与传统的雷达系统不同,这一技术使得飞机能够自动广播它的位置和目的地,提供飞机之间更强的感知能力。本文讨论了基于ADS-B当前状态引申出的相关重要问题。分析了频率为1090 MHz的通信信道,用于了解日益增加的空中交通流量情况下它的当前状态。此外,本文着重分析了ADS-B所面临的重大安全挑战。     

飞行汽车行业的现状与未来

正航空新能源动力是新一轮科技革命和产业变革的战略高地,而飞行汽车新能源动力则是发展航空新能源动力的主要抓手和突破口。2021年8月,国际自动机工程师学会(SAE International)特邀我国首位莱特兄弟奖章获得者、清华大学通用航空技术研究中心主任张扬军教授牵头组织撰写的前沿交叉技术研究报告《Unsettled Topics Concerning Flying Cars for Urban Air Mobility》(编者注:《UAM飞行汽车的待解决问题》)面向全球正式发布,与商业化报告不同,这份关于飞行汽车和城市空中交通的技术研究报告并没有一味"唱多",     

玉树告急驰援

2010年4月14日7时49分,青海玉树7.1级地震,通讯中断,陆路交通阻隔,空中交通成为最重要的生命线。在地震发生后不到8个小时,民航即派出飞机,第一时间运送救援人员和物资。图为4月15日晚东航飞机运送玉树地震伤员到达西宁机场。     

空中交通网络物理系统影响力节点排序与抗毁性研究（英文）

为了确保飞行安全,采用复杂网络方法研究了空中交通网络物理系统(Cyber physical system,CPS)节点的影响和抗毁性。根据空中交通管理规则,分析了航路与管制扇区之间的逻辑耦合关系,构建了空中交通CPS网络模型,并建立了节点影响力指标和抗毁性指标。改进了K-shell(Improved K-shell,IKS)算法,对网络节点的影响力进行了计算和排序,并分析了随机和选择性攻击下的网络抗毁性。以华东地区空域为例,建立空中交通CPS模型,利用度、IKS和接近中心性对信息网和物理网的影响力节点进行了排序,分析了空中交通CPS在不同攻击方式下的抗毁性。实验结果表明,IKS算法能够有效识别空中交通CPS网络中的影响力节点,改进K-shell和接近中心性是影响空中交通CPS的抗毁性的两个关键指标。     

基于贝叶斯网络的空中交通运输系统韧性评价

为准确刻画空中交通运输系统安全保障能力,引入韧性概念评估其抵御风险与恢复水平。建立层次化的贝叶斯网络模型,分析影响空中交通运输系统正常运行因素,评价系统韧性,并对2010—2019年中国空中交通运输系统韧性及变化趋势进行定量分析。通过调整模型各结点,分析因素对系统整体韧性水平的影响,以新冠疫情下底层结点的变化情况为例对系统整体韧性水平变化进行评估。研究结果表明,空中交通运输系统的总体韧性评价值在54%～60 2%之间,且随着社会经济不断发展呈现波动上升的趋势。在新冠疫情影响下系统服务水平受到较大影响,但系统整体仍能维持一定的韧性。贝叶斯网络模型较好地量化了空中交通运输系统韧性,是提高系统韧性的基础,为空中交通运输业可持续发展及抵御冲击提供有效调控策略和理论方法。     

基于调速法的交叉航路空域复杂度研究

目前基于航空器架次的空域容量评估方法很难映射出交通态势、扇区结构及管制员负荷之间复杂关系,采用复杂度评估空域系统运行能力是当前空中交通管理领域的研究热点。本文基于空域复杂度评估方法中的扰动分析思想,根据扇区实际运行中交叉航路、航班流随机到达等实际情况,建立扇区-航班流模型,采用调速法进行飞行冲突探测与解脱,进而定义交叉航路扇区空域复杂度计算方法,设计了瞬时和平均空域复杂度可视化表示方法,对预测和降低空域复杂度提供支持。仿真结果表明,该方法与基于航空器架次的评估模型相比更能反映出扇区交通态势微观特征,向空中交通管理提供了决策支持工具。     

航空大都市:改变我们未来的世界?

正自20世纪初的《沉睡者苏醒》这一小说描绘出一个由空中交通连通的未来世界后,对空中交通方式的幻想成为科幻作家们天马行空的领域。后来,英国小说家詹姆斯·格雷厄姆·巴拉德预测,"机场才是21世纪真正的城市"。而在美国北卡罗莱那大学教授约翰·卡萨达的著作里,他这样描绘着他     

塔台的秘密

塔台是一个机场里最高的建筑,顶层360度的玻璃房子就是它的标志。在这个玻璃房子里,空中交通管制员们要密切关注机场范围内每一架飞机的状态,巧妙地管理着跑道资源,不间断地将满天飞机安全地接到地面,再把满地的飞机安全送到天上。因为他们是这里空中和地面交通的总指挥。