基于排放影响的自由航路空域中飞行路线优化北大核心CSCD

针对飞机在航线飞行中污染物排放问题,建立基于巡航性能数据和高空预报风温数据的性能参数计算模型、CO_(2)排放量计算模型、尾迹云环境影响模型和飞行排放成本模型;然后根据自由航路空域(FRA)的运行特点和限制,对传统的Dijkstra算法进行改进,考虑飞机前序航段油耗对飞机重量及后续排放参数计算的影响,以实现CO_(2)排放量最少、尾迹云对环境影响最小和排放成本最低为目标的飞行路线动态优化。结果表明:与最短距离下的优化结果相比,以CO_(2)排放量最小为目标时的优化方案可降低CO_(2)排放量9.61%、排放成本44.35%、油耗9.61%;排放成本最小的飞行路线则可降低CO_(2)排放量5.58%、排放成本64.05%、油耗5.58%。     

进近管制员监听错误的影响因素分析

监听/复诵环节是管制员和航空器驾驶员陆空通话中确保信息准确传递的重要组成部分。基于监听错误对航空安全的重要性,首先利用雷达管制运行仿真试验平台获取5 351句进近管制模拟机陆空通话数据,采用文字记录分析法处理语音数据,从通话特征、空中交通情况和管制员个体特征3大方面,利用Logistic模型分析影响管制员监听错误的因素。结果表明:进离港航空器越多,管制员的监听错误越多;空中交通复杂度对监听错误有显著负向影响,即空中交通越复杂,管制员的监听错误越少;管制员工作单位不同,其监听错误也有显著差异。     

大流量管制情境下雷达管制员眼动特征分析

为提高大流量管制运行的安全水平,研究雷达管制员的眼动特征变化规律,整合雷达管制模拟机和眼动仪,构建试验系统。选取具有实际工作经验的进近雷达管制员作为被试,将某管制空域内的航班数量分为小、中和大流量3种模拟管制情境。获取不同情境下被试的眼动特征数据,结合被试的不同技能水平,统计分析其在3种情境下的眼动特征数据。结果发现:随着流量的增大,注视、眼跳、瞳孔3类眼动数据发生显著变化,且注视、眼跳的部分指标在不同技能水平的被试间也存在显著差异。不同技能水平的管制员的信息搜索策略存在差异,且均随管制流量的变化发生改变。     

考虑排放因素的飞机下降性能优化方法

为降低飞机下降阶段的飞行成本和对环境的影响,首先建立飞行动力学模型,然后基于国际民航组织给出的基准排放数据建立污染物排放量估算模型并改进飞行成本计算模型,之后基于遗传算法建立最佳"表速-马赫数"组合优化模型,最后分析下降阶段优化参数的影响因素。结果表明,与传统下降方式相比,优化后的下降策略能降低0. 296%的综合飞行成本和4. 45%的排放成本。成本指数、飞机质量、温度偏差和污染物价格对下降性能优化参数有影响。     

基于DORATASK的管制员工作负荷测量方法研究

空中交通管制员工作负荷测量的DORATASK方法是一种以时间占用率为依据的脑力负荷测量方法,由于该方法在工作负荷不同部分构成和测量上的差异,加之不同地域在管制运行不同席位间的分工各异,在管制员工作负荷的计算中缺乏密切结合我国空管运行实际而又简便可行的方法。在DORATASK方法的框架下,结合我国空管运行"双岗制"的情况,明确了"可测量"、"无法测量"、"脑力恢复"3个部分工作负荷的构成及其测量和估算方法,建立了管制员工作负荷测量模型。通过实地采集某管制区数据,使用模型对管制员的工作负荷进行测量计算,并对航班架次与管制员工作负荷的相关性进行了分析。结果表明,模型具有较好的敏感性和有效性。     

基于注意力分配的管制员调配飞行冲突认知过程研究

发现和解决飞行冲突是保障安全飞行的关键环节,也是空中交通管制员的核心任务。为探索管制员在调配飞行冲突时的注意力分配情况,利用Tobii TX300眼动仪记录了20名被试在解决飞行冲突时的眼动数据。采用动态兴趣区划分的方法,将雷达显示界面划分为8个区域。通过马尔可夫链理论计算被试者在不同兴趣区间注视的一步转移概率和平稳分布。结果表明:无论是熟练管制员还是非熟练管制员对飞机标牌的关注度都要高于飞机本身,对进场飞机的关注度都要显著高于离场飞机;熟练管制员并不是一次注视就能获取足够的信息,需要多次连续重复的注视,非熟练管制员注意力分配不合理,对飞机信息关注过少,不能很好地判断冲突点位置,导致其管制效率较低。     

基于脑电数据的管制架次对管制员疲劳影响研究

为量化研究管制区域内飞机架次的时空变化对管制员疲劳的影响,设计相应测试方案进行试验研究。有针对性地选取20名在职管制员分别在大、小夜班的班前和班后进行试验,采集完成不同流量等级下雷达模拟机任务过程中的管制员的脑电(EEG)信号数据,从数据中提取疲劳指标值,运用SPSS20.0软件统计分析指标值,根据管制员的岗龄将其分成2组进行比较,线性拟合班前班后的管制员疲劳指标值。结果表明:岗龄≥10年的管制员疲劳指标值及其波动性明显低于岗龄<10年的管制员;班前管制员疲劳指标值随管制架次的增加中后期呈下降趋势;班后管制员的疲劳指标值随管制架次的增加而增长,随时间呈3次曲线变化。     

多随机因素影响下飞行间隔评估及冲突解脱阈值研究

为有效评估两机水平安全间隔并建立特情冲突解脱程序,基于多随机因素对飞机位置误差的影响,建立碰撞风险模型和冲突解脱阈值求解模型。首先,考虑CNS性能和高空风作用,改进飞行运动模型,建立碰撞风险模型,得到最低安全间隔标准计算方法。然后,考虑陆空通话影响,结合飞机转弯特性,建立两机在不同相对位置情况下的阈值求解模型,利用最低安全间隔标准值求解冲突解脱阈值。最后,以某管制试飞空域内特定机型相关数据及所受随机因素参数为例进行算例分析,得出两机最低安全间隔标准,并得到防止安全间隔丧失管制员介入冲突解脱程序的阈值,计算结果与管制运行实际吻合,验证了上述理论的正确性。依据多随机因素与最低安全间隔标准脉谱图拟合出相应公式,以期为管制员进行两机安全间隔调配与制定冲突解脱程序提供依据。     

空中交通管制雷达管制训练分类考核方法研究

分析当前我国管制员雷达培训考核环节中存在的问题,提出一种新的雷达管制培训的考核方法——检查单式考核,根据管制过程所涉及的各个环节以及航空器在空中的运行状态,对雷达管制培训实施分类考核。并结合一个进近雷达管制考核表的实例,分析其检查单式考核表的设计思想,详细说明其考核表记录和考核结果量化的步骤和方法。     

民航空中交通管制员危险感知差异研究

为探究不同经验的民航空中交通管制员危险感知能力差异性及其与管制安全行为的关系,采用场景分类法和问卷调查法进行试验,研究不同经验下管制员危险感知能力。根据情景难度、扇区内航空器数量、气象等条件将管制情境划分为4种场景,利用数据挖掘中的关联规则Apriori算法对比分析4组数据,寻找不同管制情境对管制员危险感知影响差异性。研究结果表明:危险感知能力与管制经验相关联;二级管制员感知危险数量最多,只有二级管制员能将管制指令时间作为危险感知的标准,三级和助理管制员做不到这点;影响管制员危险感知能力的关键因素是指令时间、安全间隔、航路拥挤与气象条件。     

管制员人为差错影响因素及指标权重分析

根据SHELL模型,将影响管制员人为差错的因素从内部因素和外部因素进行分析,内部因素包括管制员生理因素、心理因素、管制员业务技能三个部分;外部因素包括管制员与管制员班组之间、管制员与管制设备之间、管制员与管制程序等软件之间。通过分析和专家咨询,建立了影响管制员人为差错的影响因素指标体系,在模糊层次分析法的基础之上引入0.1-0.9标度法的三角模糊数,通过对各影响因素进行对比分析,得出了影响管制员人为差错的三级指标的重要度排序,排在前八位的因素依次为酒精及药物影响、形势意识、班组人员性格搭配、班组人员能力搭配、疲劳、人机界面、外界压力、情绪状态。为管制员培训和管理层进行安全检查提供了基础理论依据。     

基于主成分分析法的空管多指标安全综合评估研究

在空中交通管制运行风险识别的基础上,建立反映其安全状况的指标体系,并确定指标的量化方式。运用主成分分析法对指标数据进行处理,建立管制安全综合评价模型;通过实例对管制安全的评价结果进行分析,认为管制员违规操作和技术水平是影响管制安全运行的重要因素,另外空管设备的完好程度对管制安全存在较大的隐患。根据建立的模型,对4个管制单位的安全性进行了评价。综合评估的结果为空管部门制定安全措施及预防对策提供科学的分析依据。     

不同流量等级下管制员特情反应时的相关性分析

为探究不同流量等级下管制员特情反应时间与疲劳状态、岗龄之间的关系及相互影响,利用Mangold-10生理多导仪采集一线管制单位管制员管制过程中的脑电信号,附以管制教员评测分数、特情反应时等数据,通过Matlab编程计算脑电波形的平均功率谱,进而构建了疲劳指数,数量化地表征当前管制员的疲劳程度。通过SPSS 20. 0软件分析拟合出管制员疲劳指数与反应时、岗龄的关系模型。结果表明,管制员反应时与疲劳指数呈现高度线性关系。管制员岗龄与反应时呈现三次函数关系,12 a岗龄为临界值。研究结果可为管制单位调度繁忙扇区人员及合理排班提供参考。     

进近管制员工作进程分类及工作负荷研究

空中交通管制员是管制工作的核心,其工作负荷直接决定该管制空域的飞行容量,而管制员的工作负荷包括可观察的客观负荷和认知理解的主观负荷两类。借鉴国外的MBB,DORA原理,将雷达管制的实施细分为18个工作进程,并通过调查、统计,确定每一工作进程的难度系数;通过多角度摄像方式对成都进近管制室雷达管制席位的工作进行长时间的拍摄,参照划分的工作进程对采集的数据进行深入的统计、分析,采用MMBB方法计算出指挥单架飞机的操作时间和思考时间;确定得出管制单架飞机的工作负荷,以及该空域的容量。     

管制员认知偏差测评量表的编制与应用

利用信息加工模型,结合管制工作的特殊性,编制出管制员认知偏差测评量表。利用该量表对管制员认知偏差进行测量,结果表明管制员管制过程中存在较大的认知偏差;不同性别及年龄的管制员在认知偏差方面存在显著差异。     

基于扇区动态复杂性因素的航空管制员工作负荷计算

为了更加准确地计算和预测航空管制员的工作负荷,利用雷达管制模拟试验获取的数据,分别采用线性回归、神经网络的非线性回归和基于神经网络的支持向量机方法,建立了基于扇区复杂性因素的管制员工作负荷实时计算模型。结果表明,这3种模型的绝对误差平均值分别为0.969、1.049、0.240;相对误差平均值分别为16.667%、17.979%、6.229%;均方根误差分别为0.186、0.206、0.114。另外,若采用5%作为基准精度,基于神经网络的支持向量机模型可以将相对误差控制在-0.5%~0.5%,表现出较强的误差控制能力。研究表明,可以采用扇区动态复杂性因素来计算管制员的工作负荷,相比线性回归、神经网络的非线性回归方法,基于神经网络的支持向量机方法对管制员工作负荷的计算有更高的精度。     

基于云模型的管制员岗位工效学评价

通过对现有中国民航管制员岗位的工效学评价,减少管制员的人为差错,保障民航的安全运行,结合管制员岗位人机界面的特点,从人机界面构成要素和工效学角度,综合考虑各种影响管制员工作的因素,建立了管制员岗位工效学评价指标体系。基于云模型和模糊综合评价法构建了管制员岗位工效学评价模型,并应用该模型对某机场塔台管制员岗位的工效学现状进行了评价。该模型具有量化分析,评价结果直观的特点,能够反映出系统人机界面中存在的不足,为改进人机界面设计和减少管制员差错提供理论基础。     

首都国际机场移动源大气污染物排放清单研究

根据收集到的首都国际机场飞行区活动水平数据,采用适合估算各类移动源污染物排放量的方法和排放因子,建立了2013年首都国际机场移动源排放清单。结果表明,首都国际机场2013年移动源NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放总量为6 287.1 t、3 596.1 t、364.2t、373.4 t和185.0 t,分别占北京市各污染物总体排放的3.4%、0.3%、0.1%、0.4%和0.2%。其中非道路移动源是各污染物排放的最大贡献源,NO_x、CO、HC、SO2和PM_(2.5)排放量的90.7%、86.7%、79.4%、97.4%和81.3%来源于飞机,中型窄体客机及大型宽体客机贡献突出。相较而言,道路移动源排放比例较低,对HC、CO、PM_(2.5)和NO_x各污染物的贡献率为9.1%、8.6%、6.7%和4.4%。通过标准LTO循环方法估算飞机逐月排放,对LTO循环次数与各污染物排放量进行拟合,发现飞机排放的HC、CO、NO_x、SO2和LTO循环次数之间呈现较为明显的正相关关系,从而提出一种本地化的基于LTO循环次数估算飞机污染气体排放量的简单方法。此外,减少滑行时间可有效降低飞机在LTO循环过程中的污染物排放。     

节能减排双层目标AHP评价指标体系研究

基于低碳视角下内蒙古市某一燃煤电厂机组的发电全流程"低碳"物耗核算,筛选出供电煤耗、水耗、污染物排放量、灰渣综合利用量、厂用电量及点油用量6个主要影响评价指标,然后运用修正的AHP和积法耦合6个指标的权重。结果表明,污染物排放供电煤耗量耗水量灰渣综合利用量厂用电量点油电量,符合该燃煤电厂的实际要求。实例计算表明,修正的AHP评价指标体系,对燃煤机组节能减排环境经济效益评价,及燃煤机组节能和减排潜力挖掘改造,提供了重要的技术支持。     

雷达管制员情景意识评价研究

为更好地评价管制员的情景意识,有效地预测管制员情景意识的发展趋势,保证航空管制过程中的安全,控制航空事故的风险事故率,运用集对分析的五元联系数法构建管制员情景意识的同异反评价模型,对管制员情景意识的致因因素进行对比分析,并以某一线单位空管局为例进行数据收集类比处理。结果表明,管制员的管制能力、周围环境分别处于同势区1级、3级,应激能力、疲劳程度均处于反势区183级。计算各阶偏联系数发现总体上管制员情景意识存在着一种波动式的发展趋势。因此,在风险管理上对管制员的应激能力、疲劳程度应提高关注度,多投入精力。该评价模型避免了传统评价模型无法进行预测分析的缺点,模型更加客观,同时避免了人为因素占比较大的缺陷,实现了管制员情景意识动态与静态的结合分析。