多跑道独立进近中的TCAS告警风险仿真与分析

为减少民航飞机在多跑道独立进近中产生不必要的TCAS(机载防撞系统)告警,研究了多跑道独立进近中TCAS告警风险仿真计算方法。首先,建立飞机冲突探测模型,模拟独立进近中的飞机位置并探测冲突风险大小,再根据TCAS告警逻辑与流程判定TCAS告警情况;其次,采用蒙特卡洛方法随机生成按正态分布的飞机位置、速度、定位误差等参数,并通过大量计算得出TCAS告警概率及易触发位置;最后,采用控制变量法,对触发TCAS告警的影响因素进行计算分析。研究结果表明,所用模型与计算方法能够有效计算出TCAS告警风险,同时通过对影响因素的相关分析可以提出相应的改进措施。     

基于CNS定位误差的平行航路间隔安全评估

主要对平行航路中基于CNS定位误差的飞行间隔安全评估问题进行了研究。首先分析了CNS定位误差对飞机碰撞风险的影响。其次运用概率论方法得到了CNS定位误差下飞机纵向、侧向和垂直三个方向上的碰撞风险计算模型,并根据模型利用牛顿迭代算法,通过给定某一方向安全目标水平计算CNS定位误差下相应的安全间隔。最后对平行航路三个方向的飞行间隔进行了评估计算,将结果与实际相比较,表明该模型可行。     

机载防撞系统（ACAS）的应用和实施对策

ViewineattheApplicationofACAS一、机载防撞系统（ACAS）的发展机载防撞系统即ACAS是一种基于机载二次监视雷达应答器的应答信号,在空中飞机之间具有潜在冲突时向飞机驾驶员提供警告信息的装置。机载防控系统的早期应用是美国联邦航空局（FAA）开发的交通告警和防撞系统叶CAS）。在先期的应用中,TCAS系统在技术方面的诸多问题显示其还不够成熟,例如：虚假告警率较高,以致过多地分散了飞行员的注意力;在提供防控解脱信息后,飞机响应采取动作时会构成与其他飞机之间的新的威胁;以及飞机避让可能会产生与地面管制员命令相矛…     

空中交通警戒和防撞系统的发展历程

现代飞机上的防撞系统,美国称为空中交通警戒和防撞系统(TCAS,TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem),欧洲称为机载防撞系统(ACAS,AirborneCollisionAvoidanceSystem),两者实际上的含义、功能是一致的。防撞系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音告警,同时帮助飞行员以适当机动方式躲避危险,这些都有助于避免灾难性事故的发生。     

基于CNS性能的平行航路侧向碰撞风险评估

为了有效地确定平行航路安全间隔和评估碰撞风险,分析了平行航路侧向碰撞风险影响因素,在Reich模型的基础上建立了飞机在CNS性能环境下的定位误差模型,推导出基于CNS性能的平行航路侧向重叠概率的计算公式。通过算例对平行航路侧向碰撞风险进行了安全评估计算。结果表明所给定的CNS性能在平行航路飞行环境下是安全的,因此计算方法是可行的。     

某型运输机机载防撞系统交联方案研究

为了减少和避免飞机相撞的危险,飞机上需要加装机载防撞系统,但是机载防撞系统不是一个独立的系统,需要与其他机载设备交联。通过分析机载防撞系统交联关系以及与机载设备的接口特性,给出了某型运输机机载防撞系统与原机设备交联的实施方案。     

自由飞行下基于IPS算法的碰撞风险研究

自由飞行是解决空域拥挤问题的一种有效飞行模式。随着通信、导航、监视（ CNS ）技术的不断进步和自由飞行理论的不断完善,自由飞行将会使飞机由被动指挥向自选最优路径转变,能够明显提高空域的容量和飞行的效率。在评估自由飞行环境下飞机运行的安全性时,需要行之有效的碰撞风险评估方法。首先考虑通信、导航、监视（CNS）性能对飞机定位误差的影响,在执行飞行冲突解脱命令过程中引入相互作用粒子系统（IPS）,提出一种自由飞行下飞机碰撞风险评估算法,最后结合目标安全水平寻找最优最小安全间距。算例表明,算法能够快速有效计算自由飞行下飞机间碰撞风险,具有可行性。     

自由飞行下基于转盘式立交桥的冲突解脱算法

自由飞行的实施能够增加空中飞行的流量,但增大了飞行冲突发生的可能性.为此,三维空间中考虑了CNS性能、速度分布、防撞系统及人为因素对碰撞风险的影响,建立碰撞风险模型来计算最小安全间距.当飞机之间接近最小安全间距时,为确保航空器的飞行安全,必须对飞机进行解脱,提出了空中转盘式立交桥的构想,用于自由飞行下的冲突解脱.     

某型机载雷达告警系统标定方法与环境构建

机载雷达告警系统在使用过程中会出现告警误差,需要定期对其性能参数进行标定校验。本文介绍了机载告警系统常见性能参数,研究给出了信号辐射法和直接馈入法的标定条件、环境构建方式、标定所需器材、标定流程,对科学指导机载告警雷达系统的标定具有重要意义。     

机载风切变系统的告警准则

利用风切变场中飞机近似的能量高度传递函数研究了飞机在激发其沉浮振荡的最严重风切变场中的动态特性 ;确立了适用于机载风切变探测告警系统的风切变危险通报的阈值。为机载风切变探测告警系统的研制提供了风切变的危险性评估准则     

基于目视间隔条件下的碰撞风险分析

为研究目视间隔条件下进近过程中前后两飞机的碰撞风险问题,通过Reich碰撞模型和碰撞风险模型,引入目视误差作为影响因素之一,建立基于目视间隔条件下的风险评估模型.从纵向、横向、垂向三个维度分析前后两飞机碰撞的概率,求得目视条件下进近两机碰撞的概率,以此作为风险分析的结果.计算结果表明,利用模型计算出的碰撞风险符合国际民航组织规定的航空器空中碰撞概率规定值.故而可证明,目视间隔和目视进近可作为一种安全的空中交通管制运行模式缩小安全间距,提高空域利用率,增加飞行流量.     

基于CNS性能及人为因素的纵向碰撞风险研究

为了分析CNS性能及人为因素对航空器在平行航路的安全间距影响,基于雷达管制环境下管制员对航空器纵向穿越的干预过程,在传统碰撞风险模型的基础上引入认知可靠性与失误分析方法(CREAM),综合考虑通信、导航、监视(Communication,Navigation and Surveillance,CNS)性能以及人为因素,建立了包含人的认知可靠性的平行航路纵向碰撞风险模型.并通过算例分析了CNS性能以及人因可靠性对平行航路碰撞风险的影响.结果表明,导航性能对航路的纵向碰撞风险影响较大;通过提高人的认知可靠性可以有效地提高平行航路的安全水平.     

利用集群内测距和对目标测向的协同定位方法

当多个飞行器间相对位置测量精度显著高于飞行器绝对定位精度时，在飞行器间增加相对测量，对各飞行器的定位测量协同处理，能提高绝对定位精度。本文针对集群飞行器对非合作目标不能测距而仅能测向的情况，通过在集群飞行器间引入相互测距，来提高集群飞行器自身和对非合作目标的定位精度。对于这种不完整相对测量情况，给出了能提高定位精度的协同定位求解方法，包括非线性静态优化估计和线性化后最小二乘估计方法。这种协同定位方案，不需要进行完整的相对位置测量，对测距和测向在群体相对测量中进行合理分解，降低了飞行器测量设备配置的要求。通过仿真验证了该方法的有效性。     

自由飞行下考虑高空风的最小安全间距研究

自由飞行为解决空中交通拥挤问题提供了有效方法,为保证自由飞行下的飞行安全,对飞机对间的最小安全间距的研究显得尤为重要。高空风对飞机的航向、地速都有影响,综合考虑了CNS性能及高空风因素来建立基于随机微分方程的碰撞风险模型,利用MATLAB计算算例中的碰撞风险。根据给定的安全目标水平,利用牛顿迭代法对最小安全间距进行寻优,求解自由飞行下的最小安全间距。算例结果表明了所建模型的可行性。     

基于ADS-B信息的通航飞行冲突避让算法研究

随着低空空域的开放和通用航空的发展,低空空域流量大幅增加,致使飞机飞行冲突事件呈多发态势。为了解决低空冲突问题,基于广播式自动相关监视(ADS-B)信息的避让算法,首先利用相对运动关系对本机周围的飞行状况进行分析,排除不存在危险冲突的航空器;然后针对危险接近的航空器,提出调整速度和改变航向两种避让策略;最后利用Matlab软件,对两种避让算法进行仿真分析。结果表明:算法正确有效,能够快速辨别飞行冲突,并给出合理的避让策略;调整航向的避让算法,其有效性优于调整速度的避让算法,但在实际飞行中,由于调整速度的避让方法更易操作且节约成本,应优先选择调整速度的避让方案。     

空中交通防撞系统(TCAS Ⅱ)的排故与维护

主要以空客A320飞机为例,介绍了TCAS Ⅱ(空中交通防撞系统)系统原理、组成、功能及常见的故障、排故方法等,希望能增进对TCAS Ⅱ系统的了解,有助于TCAS Ⅱ系统的设计和维护。     

A320系列飞机TCAS故障签派放行处置研究

空中交通警报与避撞系统(traffic alert and collision avoidance system,简称TCAS)是机载监视系统中的重要组成部分,对于避免航空器危险接近,保证航空器安全有着重要作用。针对签派工作中TCAS故障放行难点问题,分别从飞机以自身动力滑出前、以自身动力滑出后、起飞后三个阶段展开分析。首先,由于TCAS系统依托的设备多,关联系统复杂,先介绍了TCAS系统的组成以及依托设备的常见故障。其次,以TCAS的工作原理为基础,分析了各个关联设备如应答机、惯性导航和大气数据基准等故障导致TCAS故障的机理。再次,给出了关于TCAS失效能否继续实施缩小垂直间隔(reduced vertical separation minimum,简称RVSM)的说明,指出TCAS不是运行RVSM空域的基本设备,需要区分造成TCAS失效的原因。最后,从三个阶段对TCAS故障及关联设备故障展开分析,分别给出了滑出前AP/FD TCAS方式丢失、导航TCAS失效,滑出后及起飞后TCAS故障和关联系统故障并给出签派解决方案。