终端区飞行冲突事件情景演变网络构建研究

为了控制终端区飞行冲突的风险,基于复杂网络,将飞行冲突的情景演变过程转化为复杂网络进行分析计算.分析侧向交叉跑道机场的主要安全风险,构建包含527个节点与2644条边的终端区飞行冲突情景演化复杂网络模型;采用无权有向网络中的节点度、度中心性、介数中心性、聚类系数等进行风险分析;采用Dijkstra算法,确定影响飞行冲突...     

基于AM-LSTM的飞行区航空器滑行轨迹预测与冲突识别

为解决航空器点源定位难以有效预测而引发冲突风险愈来愈多的问题,构建基于注意力机制(AM)和长短期记忆网络(LSTM)的时间序列轨迹预测模型AM-LSTM,预测未来短时间内飞行区航空器的瞬时点源位置;在此基础上,根据航空器型号和滑行航向对其进行轮廓扩展,以航空器速度作为安全距离权重,通过射线法实现轮廓冲突的判定;并以乌鲁木齐地窝堡机场为例进行验证,利用训练完成的轨迹预测模型预测飞行区航空器滑行轨迹,以识别航空器轮廓间的滑行冲突。结果表明：AM-LSTM预测模型能够准确预测飞行区航空器运动轨迹。未来3 s内轨迹位置预测的平均位移误差为1.05 m,轨迹点位置预测精准性可达94.37%,故能在轨迹预测的基础上精确识别滑行冲突风险,有利于保障飞行区的安全运行。     

多情景下航空公司航线网络抗毁性研究

航空运输易受多种外部因素干扰，评估不同情景下航线网络的运行水平对有效减轻外部干扰具有重要意义。运用复杂网络方法，分别构建国内3家航空公司(A、Z、M)无向加权航线网络。基于网络拓扑结构，进一步考虑空间灾害影响，利用加权度中心性、加权介数中心性和机场灾害风险度识别重要节点，并设计随机、蓄意和自然灾害3种灾害情景，借助网络效率和最大连通子图相对大小评估航线网络抗毁性。结果表明：3家航空公司的航线网络对随机灾害具有较强的抗毁性，而对蓄意灾害表现出脆弱性；其中，基于加权介数中心性的蓄意灾害对航线网络的破坏性最大，且蓄意灾害下Z航线网络更容易瘫痪；暴雨对3家航空公司航线网络的破坏力大于沙尘暴大于随机灾害，且自然灾害下M航线网络更容易瘫痪。     

考虑滑行轨迹时空交叠的机场热点识别方法

为研究无场监雷达设施的大型机场航空器地面滑行冲突,构建航空器地面滑行冲突模型,提出基于广播式自动相关监视(ADS-B)数据并考虑航空器滑行轨迹时空交叠的机场安全热点识别方法。首先,分析2架航空器通过某滑行道或交叉道口的时间是否重叠,且航向差和距离是否满足阈值约束条件,以此识别机场热点;然后,重点研究机场热点随航向差阈值和距离阈值的变化情况;最后,用该方法识别西南某机场的安全热点,并将其与机场图中的热点位置进行对比分析。研究表明:用考虑航空器滑行轨迹时空交叠的机场热点识别方法所识别的机场热点位置更符合实际管制运行情况,能有效降低场面滑行冲突发生概率。     

机场场面光电监视告警系统及方法研究

为降低机场场面不安全事件和事故征候发生率,提出一种基于红外和可见光传感器的机场场面光电监视告警方法和系统设计方案。通过对红外和可见光图像融合、拼接、校正和重建形成机场场面光电全景态势;然后对场面运动目标进行分类识别、持续跟踪,通过分析运动目标的行为和意图,预测场面冲突并进行分类告警,并最终将该方案应用于西南某机场场面运行监控。结果表明:基于光电的机场场面监视告警系统综合解决方案能够实现对机场场面大尺度场景的全景监视,完成复杂天气环境下的目标识别和跟踪,冲突智能预测和提前告警,具有显示直观、全天时、全天候、可提前预警、成本低廉等优点。     

基于视觉图像的飞行区大型目标监视方法改进研究

机场飞行区现使用的场面监视方法存在着定位偏差较大、不稳定、易跳变、皆为点源定位等问题。针对这些问题,设计了基于视觉图像的飞行区监视方法,实现快速准确的目标检测和轮廓定位,使飞行区监视更加稳定精确。提出了一种基于MobileNetV3和YOLOv5的网络模型(以下称为MobileNetV3-YOLOv5),即在YOLOv5的主干中使用MobileNetV3,来提高对目标的检测速度和准确度;提出了一种基于优化特征点提取的改进定向快速旋转简报(Oriented FAST and Rotated BRIEF,ORB)算法,将图像分割成多个区域,分别提取每个区域的特征点,从而提高目标识别框内区域的特征点识别数量,再进行特征点聚类筛选,最后根据识别目标类型采用最小包围盒进行轮廓划分,得到目标的轮廓定位。试验结果表明：MobileNetV3-YOLOv5方法对比原始YOLOv5模型,在识别目标准确率方面提升5百分点,在效率方面提升14张/s;同时在0～60 m的范围内,轮廓估计误差仅为2.9%;体现了所提出的监视方法的有效性,可以提升飞行区监视定位准确性和运行安全性。     

航路网关键节点识别及抗毁性分析

为研究关键航路点的失效成本,给空管和航空公司提供决策支持,基于我国航路网结构,从机场间的连通时间成本出发,提出基于改航可达性的关键航路点识别算法,将识别出的关键航路点与其他网络指标下的关键航路点进行抗毁性仿真对比。研究结果表明:中西部连接处航路点失去通行能力后,航班绕飞的时间成本较大,具有较大的改航可达性; A461、G212、A593等主干航路上的航路点拥有较大的加权改航可达性,总时间成本较大;识别出的关键节点拥有较大的度和介数值;基于度值和加权改航可达性的连续攻击对航路网破坏较大。     

空域运行态势评价指标体系优化研究

空域运行态势评估是衡量空中交通运行状况的关键手段。为构建科学合理的评价标准，从空域结构、交通运行、飞行冲突及气象条件4个维度确定了初始评价指标体系。采用灰色关联分析方法和病态指数循环分析方法，从信息重要度和重叠度两个方面优化评价指标体系。依据交通量统计和流量控制信息定义了自由态和饱和态两种数据标签，并基于K-Means聚类方法进行了实证分析，结果表明优化后的评价指标体系对不同扇区标签样本的聚类准确率高达90%以上，可为客观衡量空域运行态势提供技术支持。     

一种改进的混合交通交叉口安全仿真评价方法

为解决经典冲突分析模型SSAM中最小碰撞时间方法在冲突仿真中的不足,根据混合交通中机动车、非机动车及行人的运行特征并基于交通冲突理论,提出在交通仿真模型中易于实现的冲突时刻差法,即通过测量任意2股车流经过潜在冲突点的时间,计算冲突发生的时间差值。该方法可以通过交通仿真软件的二次开发方便地实现对混合交叉口交通安全状况的评估。最后以典型混合交通交叉口绿灯间隔评价为例,对比分析了2种方法的适用性。结果表明,冲突时刻差法比最小碰撞时间法更能细致刻画交叉口的安全水平;在不同的绿灯间隔水平下,后一种方法比前者漏检80%以上的交通冲突,冲突时刻差法更能适应混合交通交叉口安全仿真分析评价的需要。     

机场原因航空器受损事件防控风险评价*

为有效提高机场风险管控能力并保障航空器安全运行，建立科学的机场原因航空器受损事件防控风险评价方法。通过分析航空器过站机场保障作业识别风险因素，采用事故树分析法构建出共包括107个中间事件和207个基本事件的9个机场原因航空器受损事故树；根据机场原因航空器受损事件的千架次风险值确定出整体防控风险等级；应用事故树分析法（FTA）-优劣解距离法（TOPSIS）构建防控风险贴近度指标，对机场各业务风险防控现状进行评价。结果表明:机坪引导工作的防控风险最大，机场原因航空器受损整体防控风险等级评价结果符合机场的整体防控风险状况，与FTA法相比，FTA-TOPSIS法能够更准确地对机场各业务的防控风险进行区分及排序。     

航空器场内失事应急演练评估指标体系与评估方法研究

针对目前我国民用运输机场航空器场内失事应急救援综合演练缺乏有效评估体系的现状，通过对演练过程进行系统分析，构建航空器场内失事应急救援演练评估指标体系，涵盖消防、医疗、公安、媒体应对、运行指挥中心、地服、飞行区7个组织部门的2级指标。结合航空器场内失事救援的业务特点以及指标体系内在逻辑，设计相应的评估方法，对开展的航空器场内失事应急演练进行评估；最后，以国内2个机场的相关应急演练过程为典型示例，进行应用分析。研究结果表明:构建的演练评估指标体系及评估方法能较好地应用于实际应急演练过程，进而在演练评估结果和建议的基础上，实现应急演练的持续改进。     

基于云模型的民用机场消防指挥员决策能力测评研究

为研究民用机场消防指挥员决策能力，考虑测评指标分为定性与定量2类，且指标存在模糊性的特点，建立基于云模型的民用机场消防指挥员决策能力测评方法。根据相关规章规定、专家意见和问卷调查结果，确定测评指标体系，并依据云模型原理建立定性到定量的测评转换模型，将指标的定性测评转化为直观的定量评价；最后，根据云模型的期望、熵、超熵，评价民用机场消防指挥员决策能力水平。研究结果表明:利用基于云模型原理构建的定性与定量测评转换模型进行决策能力测评，所得测评结果能够体现评价指标模糊性和随机性的特点，评估结果更加直观且贴近实际情况。     

行人过街空间违章行为特性及安全影响分析

为探究提前右转车道处不同因素与人车冲突的相关性,以及行人空间违章对过街安全的影响。采集2 062个行人及人车冲突的样本数据,获取行人和机动车的时空信息,对比分析不同类型行人过街轨迹的特征;综合考虑人车冲突时间和速度指标构建人车冲突严重度指标,从行人生理特征、车流条件、道路环境等方面选取8个因素作为自变量,构建人车冲突严重度的多元有序Logistic模型。研究结果表明：空间违章过街的行人平均过街速度和速度离散程度都明显高于其他行人;年龄、车速、人行横道长度、车辆到达率以及过街轨迹类型都是影响人车冲突严重程度的重要因素。各类型空间违章行为使严重冲突占比均提升75%以上。研究结果有助于交管部门采取措施保障行人过街安全。     

基于TCT的平面交叉口灰色聚类评价方法

交通冲突技术是一种非事故统计评价方法,是以大样本、快速、定量研究评价交通安全现状与改善效果的特点而异于传统的事故统计评价方法.应用交通冲突技术,引入交通冲突与混合当量交通量的比值(TC/MPCU)作为评价指标,提出对以时均交通冲突和交通量数据为依据的交叉口进行安全评价的交通冲突灰色聚类评价法.以某市5个相似交叉口的实测值加以验证.     

加速车道几何参数对合流区交通状况的影响分析*

为分析加速车道几何参数对合流区交通状况的影响,基于实验方案和效率-冲突率评价指标,构建实验平台并标定对应参数,结合实际交通场景数据及速度偏差和交通冲突相关系数指标,验证实验平台有效性。结果表明:w,l随主线流量增大而增大,合流区交通状况逐步变好;随主线流量增大,在l=60 m时,w对合流区交通状况的影响较大且整体交通状况较差,而l相应增大后,w对交通状况影响较小。     

基于模糊逻辑理论的应急决策冲突程度表示方法研究

针对突发灾害事故应急决策过程中的冲突问题，提出1种应急决策冲突程度的表示方法，将应急决策冲突定量表示出来。基于模糊逻辑理论对应急决策冲突进行模糊评价；通过构建“大多数”的模糊函数，确定冲突程度的表示路径；根据冲突与一致性的相对关系，对“一致性程度”的模糊函数进行改造，构建“冲突程度”的模糊函数，并通过冲突程度的计算过程，得到最终的冲突程度；结合应急决策冲突实际，划分冲突等级，并确定其取值范围。研究结果表明:基于模糊逻辑理论的应急决策冲突程度表示方法充分利用了应急决策专家的决策偏好信息，实现了应急决策冲突程度的定量表示。     

基于ISM二维云模型的应急管理协同度研究

为研究应急管理系统的内部结构和协同效果，基于ISM二维云模型展开应急管理协同度研究。运用结构解释模型(ISM)剖析应急管理复杂系统内部的层次关系，依据影响因素递阶层次图构建应急管理协同度评价指标体系；提出1种递阶中心度权重法用于求解各指标的权重系数，用中心度与层级系数反映各指标的重要性与结构性；将二维云模型引入到应急管理协同度研究，处理各指标预防阶段和响应阶段的模糊性与随机性问题；应用上述方法对京津冀应急管理协同度进行探索性研究，结果表明:京津冀应急管理综合协同度等级为良，3地各部门之间的横向信息沟通有待加强，需提高应急预案在响应阶段的可行性，同时加大预防阶段的科技支撑能力，研究方法和结论可为以京津冀为代表的城市群的应急管理协同水平的持续提高提供参考和借鉴。     

基于模糊相似优先比的供水管网渗漏同步诊断*

为加强城市供水管网渗漏诊断能力,采用基于模糊相似优先比的漏损判别方法实现供水管网漏损定位及漏损程度的同步诊断。通过MATLAB软件调用最新版EPANET V2.2建立供水管网模型,在管段中间加入扩散器模拟单次渗漏事件,通过更改扩散器系数实现渗漏量的控制;基于压力驱动水力分析得到各节点压力变化,遍历模拟各管段漏损后,通过建立节点压力灵敏度矩阵,采用K均值聚类法进行监测点布置;在此基础上,在易渗漏管段模拟产生不同渗漏级别的渗漏事件,以监测点压力变化值构建源范例库,在熵权法的基础上,采用模糊相似优先比方法同步诊断渗漏位置及渗漏程度。以某一实际管网为例,模拟产生50例历史渗漏事件,采用模糊相似优先比同步诊断新渗漏事件的渗漏位置及渗漏程度,并对比3种权重方法。结果表明:模糊相似优先比法可有效地实现渗漏定位与渗漏程度的同步诊断。     

天然气管道应急体系网络结构优化分析

为达到帮助应急决策机构能迅速高效地完成天然气管道事故应急救援方案和行动的目的,运用UCINET软件对天然气管道应急体系的网络结构进行优化。通过分析应急指挥体系的自组织特性、控制特性和不确定性,参考美国卡特里娜飓风事故的应急救援组织网络,借助UCINET对天然气管道事故应急救援体系中的组织部门程度、接近和中间集中性分别进行相应的计算分析,归纳总结出天然气管道事故应急过程中最重要的组织部门。通过加强重要组织部门的通讯能力,实现对网络结构的优化,为提高部门间的协作能力,快速高效地完成应急救援任务提供支持。