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。     

危险天气影响航路飞行区域的划设及评估

危险天气影响区域的划设是进行航班改航路径规划的关键,笔者提出一种新的飞行受限区域划设方法及评估方案。针对现有方法的不足,提出基于Graham算法的初始飞行受限区划设方法。在此基础上,综合考虑危险天气的移动、边界变化和随机因素的影响,提出动态飞行受限区的划设方法,并给出3个用于评估飞行受限区划设优劣的指标。最后,以我国西南雷暴多发地区为例进行仿真验证,结果表明,笔者所提方法能够快速有效地对危险天气进行划设,弥补了现有方法的不足,具有很强的应用性。     

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。     

基于STEAM的靠港船舶大气污染物排放清单研究

随着我国船舶排放控制区的设立,船舶大气污染物排放成为社会广泛关注的热点。以对城市影响显著的内河靠港船舶为研究对象,采用本土化的船舶交通排放估算模型(STEAM),结合船舶自动识别系统(AIS)中的船舶轨迹信息、船舶档案数据库信息及调研信息,实现基于船舶活动的"自下而上"的排放清单编制。将上述研究成果应用于南京龙潭集装箱港区,得到2014年该港区船舶大气物排放量分别为PM103.452 9 t、PM2.52.762 3 t、NOx196.004 4 t、SOx2.896 6t、CO 20.624 5 t、HC 8.127 8 t以及CO212 554.289 5 t。与整个港区排放相比,靠港船舶是SOx和NOx排放的重要来源,占比分别达到70.76%和58.16%。基于排放特性分析提出靠港船舶减排路径。     

非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究

为解决无人机自由混合飞行时的冲突风险评估问题，采用建立体系-筛选指标的方法，开展非结构化空域下无人机冲突风险评估指标研究。首先，基于非结构化空域下无人机冲突风险特性，分别从冲突可能性和冲突严重度2个维度建立风险评估指标体系；然后，依据信息含量最大和冗余信息最小等指标筛选原则，利用因子载荷绝对值与因子方差贡献率相结合的方法计算指标信息含量，并利用皮尔逊相关性分析计算各指标间的相关系数，筛选出无人机冲突风险评估关键指标；最后，以城市低空空域为运行场景开展仿真试验，对指标进行验证。结果表明，筛选出的关键指标垂直轨迹误差、冲突关联程度、平均冲突时长和冲突解脱难度兼具代表性和独立性。     

基于燃油消耗的北京农用机械排放清单建立

农业机械作为重要的非道路移动源之一,排放的尾气是氮氧化物(NOx)和可吸入颗粒物(PM10)的主要来源之一.介绍了基于燃油消耗量的排放清单建立方法,排放因子为单位质量燃料消耗的污染物排放量,活动水平为燃料消耗量.根据NON-ROAD模型,农用柴油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为37.71 g·kg-1、9.38 g·kg-1、51.58 g·kg-1和8.23 g·kg-1,汽油机械CO、THC、NOx和PM10排放因子分别为405.25 g·kg-1、236.05 g·kg-1、3.88 g·kg-1和5.01 g·kg-1.根据燃料消耗量估算了北京2007年农用机械尾气排放量,HC、CO、NOx和PM10排放量分别为1 643.6 t、4 615.4 t、4 296.2 t和701.6 t.与道路机动车排放量相比,农用机械排放分别占1.26%、0.50%、2.91%和4.33%.基于GIS的北京农用耕地分布,建立了农机污染物排放的空间分布.根据不同月份的燃油消耗量分析时间分布,1-2月份排放较低,3-4月份排放较高.     

基于级联失效的管制扇区网络韧性评估

为减轻管制空域因遭受极端天气、设备故障等特殊事件而出现的大面积失效对航班的影响，研究了不同事件中，不同恢复策略对管制空域韧性的改变。通过复杂网络理论对管制空域进行建模，结合级联失效理论的负载-容量模型与公共交通领域的韧性评价指标，提出一种适用于评价扇区网络的级联失效-恢复过程。依据节点的特征参数设定扳机节点并触发级联失效过程，对扇区网络分别以度优先和介数优先2种策略进行恢复模拟。以西南地区的管制扇区为研究对象展开仿真试验，结果显示：在面对中心扇区失效时，度优先恢复策略下的容量损失更小，效率损失更低；繁忙扇区失效时，2种恢复策略各有优劣。扇区网络采取度优先的恢复策略有更好的韧性。     

基于OPMSE的畜禽养殖行业排放限值仿真

通过对清河流域畜禽养殖行业产生污水的各指标(BOD5,COD,NH_3-N)浓度进行统计,得出了排放污水中各污染物指标的浓度值范围。通过OPMSE的仿真计算,得出了排放污水经过BAT处理后,污染物浓度正态分布均值在90%,95%,99%置信水平下的置信区间。在置信水平为99%时,畜禽养殖行业的COD置信区间为(42.00,48.19),BOD_5置信区间为(7.47,8.74),NH_3-N置信区间为(6.78,7.88)。同时,依据仿真计算结果还得出了处理后污染物浓度的极小值和极大值,畜禽养殖行业的最佳出水COD,BOD_5,NH3_-N指标质量浓度分别为22.0,2.1,3.09 mg/L,最差出水COD,BOD_5,NH_3-N指标质量浓度分别为84.4,14.2,13.29 mg/L。将仿真结果与现有排放标准对比,拟定畜禽养殖行业的COD,BOD_5,NH_3-N直接排放限值分别为50,9,8 mg/L。     

基于改进YOLOv5s的综采工作面人员检测算法

为了智能监控井工煤矿综采工作面危险区域人员闯入和安全帽佩戴问题，避免监控视频受粉尘干扰、光照不均等因素影响图像检测精度的问题，提出一种基于改进YOLOv5s的目标检测算法(简称YOLOv5s-DPE),并建立相关模型。首先，在颈部网络部分，采用深度可分离卷积(DwConv)替换普通卷积，降低参数量和计算量；然后，引入改进的路径聚合网络(PANet)提升特征提取能力，替换边界框损失函数完全交并比(CIOU)为有效交并比(EIOU),提升检测准确率；最后，选取综采工作面视频中的人员图像进行检测，选取煤矿井下人员闯入和安全帽佩戴监控视频作为检测数据集，并进行训练和验证。结果表明：对比初始YOLOv5s算法模型，YOLOv5s-DPE算法模型的参数量下降14.2%,浮点数计算量下降7.6%,算法网络模型大小下降12.5%,均值平均精度(mAP)@0.5提升到93.7%,mAP@0.5∶0.95提升到65.8%,YOLOv5s-DPE模型对小目标检测效果更好，误检漏检等情况有所减少。     

危化品槽罐车运输事故关键致因及传递路径研究

为有效减少危化品槽罐车运输事故的发生,找出导致事故发生的关键致因及因子间的传递路径,在统计分析2016—2020年发生的1 041起危化品槽罐车运输事故的基础上,结合事故致因理论,从人、机、环、管4个维度,提炼出15个事故致因因子,联合使用决策实验室分析法(DEMATEL)和解释结构模型(ISM)分析各因子的关联关系及对事故影响的重要程度,构建事故致因因子多级递阶模型。结果表明：错误操作、罐体及安全附件故障是导致事故的直接关键致因,监督管理不到位、极端天气和教育培训不到位是导致事故的深层关键致因;事故的发生是多层因子共同作用的结果,且以监督管理不到位和极端天气为底层因子,分别衍生出23条和16条事故传递路径,其中,监督管理不到位—教育培训不到位—错误操作是最危险传递路径,在事故预防时应予以重点控制。     

语言风格对安全生产标语语义通达的影响作用

为发挥安全生产标语的最大宣传效用，研究语言风格对安全生产标语语义通达的影响作用。分析认知心理过程，确定理解度、接受度、遵从度等语义通达效度指标(因素),基于情绪启动效应厘清安全生产标语类型(水平),设计3×4(3因素4水平)问卷；采用方差分析(ANOVA)方法，探究不同语言风格维度差异；利用独立性权系数法，确定语义通达效度指标权重；加权集结因素指标值，计算出不同语言风格安全生产标语语义通达效度。结果表明：安全生产标语根据语言风格划分为严肃庄重型、情感呼告型、幽默另类型、威胁恐吓型4种类型。语义通达效度测度指标定义为理解度、接受度、遵从度。不同语言风格安全生产标语在理解度方面无显著差异；严重庄重型安全生产标语接受度最高；威胁恐吓型安全生产标语遵从度最高；总体来说，威胁恐吓型安全生产标语义通达效度更高。     

飞行数据可视化技术研究

针对航空器事故调查和不安全事件分析的结果及改进的需要,研究基于FDR/QAR/DAR/CVR的数据可视化技术。提出基于飞行仪表布局语言(FILL)的仪表模型构建与驱动的技术方案,解决FDR/QAR/DAR记录数据的导入与修正处理、不同分辨率三维地形的生成与显示以及飞行数据与驾驶舱话音同步播放等问题。实践证明,利用数据可视化技术所构建的包括飞机、航迹、仪表、地形、跑道、航图等元素的三维图形飞行环境集成再现了飞行过程,为事故调查和事件分析提供了科学有效的辅助分析工具。     

基于主成分分析法的危险货物运输企业安全评价

为更准确地评估危险货物运输企业安全等级以降低其运输风险,提出基于主成分分析法(PCA)的危险货物运输企业BP神经网络安全评价模型;在从人-机-物-环境-管理角度构建危险货物运输企业安全评价指标的基础上,分别利用该模型和其他3种模型对3家实例企业进行仿真评价和对比分析。结果表明,该模型的评价结果与期望值间的相对误差约为0.5%～1.2%,计算精度优于其他模型,且具有计算量小等特点。     

微型涡喷发动机喘振故障的预警技术研究

为有效预警微型涡喷发动机(MTE)的压气机喘振故障，首先，通过在发动机仿真模型中进行故障注入来确定喘振故障对应的发动机相关参数；其次，在微型涡喷发动机试验台上加装对应监测参数的传感器，采集卡采集并传输数据，并进行多次试车试验；然后，在0～140 000 r/min转速区间内选取6个特征转速点，结合仿真模型与MTE试车数据，计算特征转速点下参数的故障阈值；最后，基于LabVIEW设计1个喘振故障预警程序，并在MTE试验台上设计喘振故障试验以验证预警程序的可行性。结果表明：压气机喘振故障影响最大的2个参数为压气机出口压力与燃烧室出口温度；当MTE出现喘振现象时，压气机出口压力骤降且燃烧室出口温度大幅升高；故障预警程序不仅能够实时监测参数变化并发出告警，还能及时停止发动机工作，保障试验人员安全。     

复杂性系统视角下船员不安全行为功能共振分析模型

为分析船员不安全行为的形成，提出了基于功能共振分析方法(Functional Resonance Analysis Method, FRAM)和集对分析的不安全行为分析模型。通过辨识船员不安全行为形成因素，构建13个不安全行为影响因素的功能共振分析模型；引入区间值犹豫模糊熵和集对分析方法量化功能模块变异程度与表型，确定功能链接的耦合变异系数；结合船舶事故案例数据，得出不安全行为形成过程中导致不安全行为形成的主要路径。结果表明：船员不安全的关键指标涉及性格、工作强度等；船员不安全行为受到内外部因子影响，涉及12条不安全行为形成路径；船员不安全行为主要表现为自身特质、管理、专业素质易产生变异从而影响其他功能模块；信息传达、判断决策、动作、动作后确认易受到其他功能模块的影响，尤其是判断决策、动作等行为表现易受到影响形成不安全行为。     

煤热动力学参数、特征温度与挥发分关系的试验研究

通过煤的热动力学参数和特征温度可以表征煤自燃危险程度。而在实际情况中,这些数据缺少,往往只有煤的工业参数。因此,研究工业参数与表征煤自燃危险参数的关系十分必要。为了分析和建立该关系,基于非等温试验方法对不同煤样进行热重试验分析,得出8个煤样在10℃/min升温速率下的反应动力学参数与煤工业分析参数的关系,揭示挥发分与煤的氧化特性、特征温度的关系。试验结果表明:8个煤样的挥发分排序F3>F8>F4>F7>F2>F1>F5>F6,各特征温度排序基本满足T3相似文献   

基于HFACS模型的制造企业机械伤害事故致因分析

为探究我国制造企业机械伤害事故发生的部分原因，首先以206份机械伤害事故报告为样本，基于人因分析与分类系统(HFACS)模型，运用SPSS软件分析样本数据频率及相关性，其中，较常见的致因因素是组织氛围、监督不到位、不良的心理状态和偶然性违规；各致因因素间的关联强度值为1.994～5.407,组织氛围-监督不到位-不良的心理状态-偶然性违规是关联强度之和最大的关键事故致因路径；然后利用Super Decisions软件计算致因因素权重，其中，不安全行为的前提条件权重值为0.330 1,是所占权重最高的关键层级，不安全的监督层级中的计划任务不恰当权重值为0.150 1,是权重最高的关键因素；最后通过分析提出预防机械伤害事故发生的策略。研究结果表明：机械伤害事故的发生是各致因因素间相互作用的结果，减少制造企业机械伤害事故需要阻断事故致因路径、加强对关键层级和关键因素的管控。     

基于GPS数据的危险品运输车辆行程链聚类研究

为帮助政府相关部门精细化监管危险化学品运输，提出一种基于全球定位系统(GPS)数据的危险品运输车辆行程链聚类分析框架。设置时空阈值，从GPS数据中提取车辆基站和中途有效停车点，生成危险品运输车辆行程链；在计算行程链数、平均停车点数、平均行程链停车时长和平均行程链距离等已有指标的基础上，使用平均行程风险和平均停车点风险衡量危险品运输车辆行程风险；以行程链特征为聚类指标，轮廓系数与误差平方和为评估指标，比选K-Means、K-Means++、PAM、FCM这4种算法的行程链聚类效果；通过实际案例分析验证框架的可行性。结果表明：K-Means++算法效果最佳，危险品运输车辆被分为化工园区接驳(44.19%)、城际运输(31.42%)、城市配送(13.23%)、场站接驳(9.76%)和非工作状态(1.40%)5类。     

基于模糊DEMATEL-BN的管制单位动态风险评估

为研究管制单位风险的动态性，提高风险评估的准确性，预防风险事故的发生，提出基于毕达哥拉斯模糊、试验与评估实验室(Decision Making Trial and Evaluation Laboratory, DEMATEL)、贝叶斯网络(Bayesian Network, BN)和模糊损失率的管制单位动态风险评估模型。首先识别管制单位风险因素；其次应用毕达哥拉斯模糊和DEMATEL模型探究风险因素之间的相互关系；再次将因素间的相互关系映射到BN,构建管制单位风险演化过程；然后确定先验概率，并以前兆数据作为输入信息，推导计算管制单位的动态风险概率；最后利用模糊损失率量化风险后果，计算管制单位的动态风险评估值。以某管制单位为例，对构建的管制单位动态风险评估模型进行了实证研究。结果表明：特情处置预案不合理等高严重后果概率持续上升的风险因素是该管制单位的风险管控的重点；t₁～t₅时间段该管制单位的动态风险评估值从1.035×10^-2上升到1.106 3×10^-2。构建的管制单位动态风险评估模型克服了管制传...     

苯胺重氮化-席曼反应热危险性的理论研究

为研究苯胺重氮化-席曼反应的热危险性,采用Gaussian98软件,运用密度泛函理论(DFT)B3LYP,在6-31G(D)基组水平上,研究气相条件下重氮化-席曼反应的反应过程及微观机理,得到反应路径以及反应物、中间体、过渡态、产物全优化几何构型,探讨结构与性能的关系,解释重氮化-席曼反应的历程。通过热力学和动力学计算,获得标准热力学函数,分析反应的热危险性。理论计算结果表明:苯胺重氮化-席曼反应是剧烈的放热反应,这与重氮化反应剧烈以及重氮盐的热不稳定性的试验结果相吻合。