基于燃油消耗的终端区进场航迹效率指标研究

随着空域、机场、航路等资源的日益紧张,如何提升航班的运行效率成为民航业发展中的一个关键性问题。为量化航班的运行效率,更好地衡量航空运输的经济性,对终端区进场航班的航迹效率进行研究。基于欧洲航空安全组织提出的BADA模型,利用天津滨海国际机场终端区内的航迹数据对航班的燃油消耗进行计算;基于连续下降运行概念,结合水平效率,筛选出综合最优航迹,并以此提出基于燃油消耗的航迹效率指标。对上述指标与其他效率指标进行相关性分析,并基于上述指标从总体、聚类、终端区拥挤程度、恶劣天气等方面对天津机场终端区进场航迹效率的影响因素进行分析。结果表明：基于燃油消耗的航迹效率指标用作综合航迹效率指标的合理性较强;航迹效率会随着队列长度的增大而降低;风、降水、雷暴等恶劣天气等气象、空域活动因素会增大航班绕飞引导的比例,从而导致更多非典型的噪点轨迹产生,而这些噪点轨迹会导致航迹效率大幅降低。     

终端区点融合进场程序运行安全和效率仿真评估

为解决繁忙终端区运行效率低下的问题，提出了一种基于点融合进场程序的终端区运行安全和效率评估方法。首先考虑空域结构、障碍物和下降梯度等限制条件，以成都终端区为研究对象，设计点融合进场程序并对其进行安全性评估。使用SIMMOD软件对传统区域导航(Remote Area Navigation, RNAV)进场程序和点融合系统(Point Merge System, PMS)进场程序进行模拟仿真，对比了两种运行模式下、不同交通流场景下的航班冲突次数和运行时间。结果表明：正常流量情况下，PMS程序较RNAV程序的冲突次数和总运行时间分别减少了80.92%和6.79%;极限流量情况下，PMS程序较RNAV程序的冲突次数和总运行时间分别减少了17.31%和1.21%。研究表明，点融合程序对于正常流量情况下终端区运行安全和效率提升效果较好，极限流量情况下效果不明显。     

配对进近模式下航空器的进场排序研究

介绍了近距平行跑道的概念及运行模式,以航班延误时间最小为目标函数,进场流约束、排序时刻约束、配对限制及前后机约束、排序先后约束、机型尾流等级约束和间隔约束等为约束条件,建立了进场航空器排序模型,采用改进的先到先服务算法计算各航空器的延误时间.以上海虹桥机场为算例、航空器的延误时间为对比指标,将配对进近模式与现有运行模式——"类隔离"平行运行模式进行对比.结果表明,近距平行跑道实施配对进近模式较"类隔离"平行运行模式能显著缩短航空器的进场时间.最后为管制员、飞行员提出了配对进近航空器安全间隔及进场排序等相关建议.该方法可以准确地计算近距平行跑道采取配对进近方式下航空器的进场延误时间.     

基于粗糙集和支持向量机的航班运行风险预测

为提高航班运行风险预测精确度,参照民航局咨询通告《航空承运人运行控制风险管控系统实施指南》,首先分析山东航空航班控制工作流程,初步筛选出15个航班运行风险评估指标项;然后精选100个航班历史数据,根据粗糙集理论,结合遗传算法和Johnson算法约简评估项,获取8个核心指标;最后,利用支持向量机(SVM)算法建立风险预测模型,并用Matlab进行仿真。结果表明:对于高中低3类风险等级,用该方法所得样本分类正确率可达82.22%,该方法可用于航班运行风险的评估和分级。     

基于熵方法的高速公路作业区布局方案仿真与评价

为解决高速公路作业区对交通流产生的不利影响,提出对作业区域进行新的布局方案,经过论证,新方案可以有效减少作业区域的交通拥挤,提高交通效率。在考虑交通流量和大型车占有率等影响因素情况下,应用VISSIM软件对作业区情况进行模拟,针对新的布局方案提出基于熵的两种评价方法:(1)运用模糊熵模型计算延误时间复杂度的评价方法,对作业区交通流进行复杂度测度;(2)通过熵值法确定仿真结果中权重指标,对新的布局方案进行综合评估。评价结果表明:改善后的作业区布局可以减少车辆停车时间和排队长度,降低了车流的复杂度,从而提高作业区车辆的通行效率与运行安全。     

基于多算法协作的航班运行风险辨识研究

针对使用单一算法难以大幅提升航班运行风险辨识精度的问题,首先详细分析航班运行工作流程,筛选出重要评估指标15项,精选X航100个航班案例作为数据样本,使用粗糙集理论约简得到9个风险核心指标;然后选用支持向量机(SVM)和神经网络2种机器学习方法,分别建立风险辨识模型计算风险等级,并将其与基于模糊算法的X航风控系统运算结果对比;进而,依据各算法优缺点,构建多算法协作模型;最后使用G航和N航日运行数据检验模型有效性。结果表明:神经网络方法对低风险分辨效果最好;SVM对中高风险辨识能力最强;用所构建的多算法协作模型计算结果的正确率最高可达95%。     

考虑引力关联的机场网络节点重要度分析

机场网络中关键节点的失效会对网络运行造成一定影响。准确识别关键节点可提升整个网络运行的安全性、正常性和高效性,同时为基于空中交通网络的大面积航班延误治理提供一定的决策依据。基于万有引力定律,以节点间的引力构建具有引力关联的机场网络,对传统的邻域结构洞指标进行改进并结合复杂网络选取适当的评估指标;结合指标之间的差异和冲突,采用基尼系数、肯德尔系数来计算权重,以此建立评估指标体系。同时,引入弹性系数并结合改进的前景理论,得到前景值,采用以相对熵代替欧氏距离的TOPSIS方法计算节点的综合度,将前景值和综合度结合得到节点的重要度。另将节点延误状态作为一种失效模式,建立考虑延误波及的级联失效抗毁性模型,量化网络抗毁性。最后,以中国东北、华北、华中、华东部分机场网络进行实例对比和仿真分析。分别以所提方法和其他3种方法评估该网络节点的重要度,并各选取排名前五的节点计算网络抗毁性。结果表明,所评估出的北京、郑州、青岛、大连、太原节点对于整体网络的重要性最高,一旦发生延误对网络的抗毁性影响最大。     

机场终端区飞行流量的优化算法研究

为解决繁忙机场飞行终端区的交通拥挤问题,研究了遗传算法在跑道分配和飞机排序中的应用。建立多条跑道多架飞机的数学模型,使用遗传算法仿真计算寻求飞机进场总延迟时间最小的排序方案,并与传统的先到先服务算法进行了对比。结果表明:遗传算法与先到先服务排序相比较,总延迟时间减少了53%,说明了该算法排序结果明显优于先到先服务的排序结果。遗传算法具有全局寻优,且优化效率高的特点,有助于空中交通流量管理优化方案的建立。     

基于基准系统比较法的雷达间隔评估

为缓解我国目前飞行流量日渐增加、空域紧张等情况,提出了一种系统评估航空器雷达间隔的新方法。首先,介绍了雷达间隔研究所使用的基准系统比较法,给出了分析方法和评估流程;其次,在综合考虑影响飞行安全各种因素的基础上,利用近距离危险接近概率(CAP)模型和基准系统比较法,建立了航空器间的雷达间隔评估模型,可对航空器飞行安全进行量化分析评估;最后,利用统计学知识和实测数据对该方法进行对比验证。结果表明:1)不同精度的雷达与雷达安全间隔密切相关,直接影响空中交通流量和航空器的运行效率;2)对于普通二次雷达,N-N模型更能反映雷达角度误差的分布情况;3)当雷达间隔为5 n mile时,危险进近概率为1.382 1×10-11,用精度更低(雷达角度误差为0.138 13)的雷达替换时,为保证航空器飞行安全,雷达间隔应增大到5.3 n mile;4)使用高精度雷达进行管制指挥和监控,可提高飞行流量,缓解航班延误,提升管制效率。     

基于整数规划的终端区管制系统风险控制研究

民航运输业的快速发展对空管系统的安全管理水平提出了更高的要求,为了科学地控制终端区管制系统的风险,基于运行分析法识别出终端区管制系统的风险因素,提出将终端区管制系统的风险控制策略进行量化表达,再运用加权欧氏距离聚类分析方法对风险因素聚类分析,建立了基于整数规划的风险控制模型。最后,应用该模型对某终端管制中心的风险进行控制,得到了有效的风险控制方案,验证了该模型的适用性。     

五边到场交通态势安全评估研究

为提高五边到场交通运行的安全性,基于客观、合理的评估五边到场交通态势的重要性,探讨空中交通复杂性在五边到场交通态势评估中的应用,并利用基于五边到场交通的复杂性图示方法,画出五边到场交通复杂性图,通过对复杂性图的分析来描述当前五边到场交通态势的安全特征,包括航空器与航空器之间发生冲突的可能性以及到场航空器允许插入五边的时间和位置等。结果表明:五边到场交通复杂性图能客观、准确地评估五边到场交通中航空器与航空器之间潜在的冲突大小,通过五边到场交通复杂性来对五边到场交通态势进行安全性评估是可行的。     

基于声发射技术的立柱试验过程安全性研究

液压立柱在接受型式检验时,存在因质量不过关而引发的爆缸、液压喷射等现象,给国家财产和现场检验人员人身安全带来极大威胁。为提高安全性,需对立柱试验过程进行监控,及早发现爆缸或液压喷射等迹象,特引入声发射技术对被试的立柱进行监测。声发射技术对立柱在受压过程中产生的裂纹弹性波进行捕捉、分析、处理和显示,并用时差定位方法和小波包技术对声发射信号进行处理以进一步提高定位精度。研究结果表明:该技术可以实时展现立柱缸体内部声发射源信息,帮助检验人员及时发现裂纹的产生,从而避免立柱钢筒爆裂现象发生、提高试验安全。     

鲸鱼优化算法下气体泄漏源波达方向估计法

为减小压力容器气体泄漏实时位置估算误差,准确监测容器工况,首先,从声学监测角度提出一种引入鲸鱼优化算法(WOA)的泄漏源估计方法,采用波达方向(DOA)估计法预测气体泄漏位置方向,获得泄漏源角坐标;然后,引入WOA自适应选择方法分解DOA的特征值,多次迭代得到最精确的泄漏位置;最后,以某化工厂中压力容器数据为实际算例,...     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

物流企业员工安全参与行为演化路径研究

为确定影响物流企业员工安全参与行为的因素与演化路径,推动对物流企业员工的安全监管,在员工和物流企业具有有限理性的前提下,从物流企业与员工之间的博弈机理出发,构建了员工安全参与行为的演化博弈模型。采用系统动力学方法分析模型的演化趋势,通过数值仿真分析物流企业员工安全参与行为及演化路径。结果表明,奖励力度、惩罚力度等参数影响着员工策略的变化,物流企业可加大对员工不积极参与安全行为的处罚力度,并适当提高奖励力度,从而提高员工的参与安全活动的积极性;物流企业还应建立奖励与惩戒相结合的管理制度,同时通过技术创新降低监督成本,实现对员工安全的有效监管。     

基于属性约简的绝缘节破损预测

准确的绝缘节破损预测能够保证铁路运输安全和经济效益。支持向量机算法能够处理轨道电路测试数据,对其进行分类,预测可能存在隐患的绝缘节,但支持向量机预测模型的原始样本多有冗余,基于此,提出了一种基于粗糙集和支持向量机的绝缘节破损预测模型。通过改进主分量启发式属性约简算法,降低样本维数,同时选用模拟退火算法完成SVM自动参数选优。实例分析和仿真结果表明,与单一支持向量机算法相比,属性约简后的粗糙集-支持向量机算法提高了分类器的分类性能,与采用网格搜索技术的SVM预测方法相比,模拟退火算法有效提高了SVM的预测精度。     

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。     

采空区上覆火成岩断裂致灾机理研究

为了解释采空区影响下火成岩断裂破坏诱发地表裂缝的形成原因,通过建立两种采动影响下的火成岩断裂物理力学模型,推导出采动影响下火成岩初次断裂和周期性断裂判据。结合铁法晓南矿开采出现的地表裂缝,分析了火成岩断裂破坏机理,并对火成岩断裂破坏进行了预测。通过与现场实测地表裂缝位置加以验证,证明了所建力学模型的可靠性,并给出了后续生产中关于地表裂缝的规避性建议。     

井下有限空间内作业人员噪声危害调查

为研究煤矿井下环境相对封闭、空间相对有限的情况下,噪声对作业人员的影响及危害,通过问卷调查的形式,分别对开滦集团东欢坨及荆各庄2煤矿井下5个不同作业区人员进行了共计200份的噪声危害问卷调查。将问卷调查结果通过SPSS软件进行统计与分析,并将SPSS分析得到的数据用于分析井下噪声对作业人员的影响及危害,归纳出噪声对作业人员的影响因素,并对噪声、影响因素及症状之间建立了井下噪声对作业人员影响的理论关系模型。结果表明:在井下有限空间内,噪声对作业人员的危害最严重的症状是耳鸣,危害最轻的症状是畏惧感;参与调查的多为年龄较大、工龄较长的作业人员,噪声对工龄较长者的危害程度要大于对年龄较大者,且工龄与噪声危害之间存在Pearson相关性系数大于0的正相关关系。     

初始压力对连通容器甲烷-空气混合物泄爆压力的影响

建立球形容器与管道、2个球形容器与管道组成的2种形式的连通容器试验装置,研究初始压力对连通容器甲烷-空气混合物泄爆压力的影响。结果表明:连通容器内泄爆超压随初始压力增加而增大,并与初始压力近似成线性关系;对于2个球形容器与管道组成的连通容器,起爆容器的泄爆超压始终小于传爆容器;泄爆方式和点火方式对连通容器泄爆超压有较大影响,大容器点火时,2个容器的泄爆压力差随初始压力增加而增大,但小容器点火时,2个容器的泄爆压力差随初始压力的增加变化较小;初始压力对不同结构和尺寸的连通容器的泄爆压力的影响不同,当令初始压力对大容器点火时,小容器内泄爆压力受影响最大,而当对单球形容器与管道组成的连通容器的小容器点火时,小容器内泄爆压力受影响最小。