基于概率统计的空域容量评估模型研究

利用概率统计的方法分析研究空域容量的评估问题,从理论上建立估计空域容量的数学模型与方法,建模过程考虑了飞行规则、管制员的能力,空管有关间隔规定,以及机型混杂等多种因素的影响,可分别计算航路、交叉点及空域的容量.在该模型的基础上,设计开发空域容量评估系统,对空域的理论容量进行评估,并利用该系统对某空域容量进行了计算,实际数据证明该模型具有一定的可行性.     

多机场地面等待策略的建模与仿真

针对我国空中交通流量管理中出现的大规模航班延误情况，根据多个机场实际起飞和降落容量的约束，建立了一种考虑航班取消的多机场地面等待策略数学模型，并提出求解该模型的有效算法。在所提模型与算法的基础上，选择我国三大机场实际数据进行仿真。对比了取消航班与不取消航班两种情况结果，仿真结果验证了模型与方法的有效性与实用性，给出了最优排序的航班时刻表，从而支持了关键航班的运行，减少了航班总延误。     

人工智能技术在电力系统状态估计的应用研究

为了有效地提高状态估计的计算精度和鲁棒性,将人工智能技术与电网数据相结合,提出了基于偏最小二乘(PLS)和极限学习(ELM)的电力系统状态估计方法。针对量测量之间的强相关性问题,采用偏最小二乘(PLS)对各量测量进行重要信息提取和变量选择,将得到的最优变量输入ELM模型,从而建立了状态量的PLS-ELM模型,然后,采用IEEE14节点系统数据样本和实际电网历史数据对所提方法进行了验证,并将该方法与其他方法进行对比。结果表明,所提状态估计方法降低了模型的复杂程度,能够有效地抵抗量测量中的不良数据,具有较高的估计精度和较强的鲁棒性。     

融合Cox回归与维纳过程的设备状态评估方法

针对机场自助行李托运设备运行状态评估存在数据利用率低和预测精度不高的问题,提出一种融合Cox回归与维纳过程的设备状态评估方法;首先基于事件型数据构建多风险因素影响下的设备状态突变模型,又基于关键子系统的状态型数据构建设备状态渐变模型,提出了复合退化指标并基于维纳过程建立设备性能退化模型,得到设备整体的健康状态值并提出相应维修决策;利用商用模块化航空推进系统仿真数据集和自助行李托运设备运行监测数据对所提方法进行实验验证,结果表明融合Cox回归与维纳过程的设备状态评估方法提高了设备数据利用率和预测精度.     

实时嵌入式应用的锂电池新型SOH估计方法

提出了一种既考虑容量退化、又考虑内阻增长的SOH估计方法,用嵌入式系统中可以直接测量且计算不那么复杂的健康指标来表示.估计结果表明,该方法提高了估计精度47.59％以上,平均减少了29.20％的推理时间.在一个实际的嵌入式系统上使用多个数据集进行了所有测试,以验证所提方法的准确性和有效性.     

高功率电磁环境中多级效应的多项式回归模型

为了评估高功率电磁（HPEM）环境中电子设备的多级效应。提出了一种评估多级效应的统计方法。通过多项式回归可以同时估计出每级效应的发生概率，结合极大似然估计（ML）建立了Softmax模型和相互独立的正态分布假设（MINDA）模型，并进行了数值求解。利用Monte Carlo模拟给出了模型稳定性和估计误差的函数关系。在实验室对计算机通信系统进行了案例研究，以此验证所提模型的有效性和适用性，并给出了故障发生的概率预测。     

基于观测器的液压系统健康状态评估方法研究

为了实时评估液压系统的健康状态,提出了基于观测器的健康状态评估原理,利用解析模型、仿真模型和数据模型及其配合等方法进行液压系统标准模型的建立,联合实际液压系统的监测数据,构建液压系统的状态观测器。将实际系统的相关参数作为输入,实际监测点的输出与标准模型的输出进行特征分析与对比,在数据处理的基础上形成残差及其向量,运用数据分析方法计算系统健康度,并解析各元素及其耦合所映射的故障类型与故障程度,实现液压系统的故障定位与评估。最后,利用某型装备的起竖液压系统进行了应用举例,介绍了模型构建、故障模式与参数选择、残差构成及健康度计算的方法。所研究的状态评估方法对实时评估液压系统,及开展液压系统视情维修具有参考价值。     

影像纹理分类的马尔可夫随机场方法与试验研究

针对马尔可夫随机场方法用于影像纹理分类进行了探讨。主要探讨了以下三个方面的问题：（１）如何从备选马尔可夫随机场模型中找出最适合的模型;（２）马尔可夫随机场模型参数的估计问题;（３）如何利用马尔可夫随机场模型参数进行影像纹理分类。最后以实际试验情况表明所提出的方法是可行的。     

基于相似论文增广的深度学习专利质量评估

实际操作中的专利质量评估多采用专家打分或者使用专家设计的质量评价指标，这导致评价过程存在主观性强、评价双方认可分歧大的问题，因此提出一种基于相似论文增广的深度学习专利质量评估方法。首先以论文作为客观评价数据，使用论文计算相似度作为增广数据来进行筛选，然后利用深度神经网络训练出能够实现论文相似性对待评估专利质量的映射的质量评估模型，最后利用评估模型估计专利质量。仿真结果表明不同领域下，在以满分为100分的前提下，所提方法得出的专利质量评估分数与对应的专家评价结果的平均误差均低于4，表明所提方法具备有效的专利质量评估能力。     

移动机器人基于多传感器信息融合的室外场景理解

本文研究了移动机器人多传感器信息融合技术,提出一种融合激光测距与视觉信息的实时室外场景理解方法．基于三维激光测距数据构建了高程图描述场景地形特征,同时利用条件随机场模型从视觉信息中获取地貌特征,并以高程图中的栅格作为载体,应用投影变换和信息统计方法将激光信息与视觉信息进行有效融合．在此基础上,对融合后的环境模型分别在地形和地貌两个层面进行可通过性评估,从而实现自主移动机器人实时室外场景理解．实验结果和数据分析验证了所提方法的有效性和实用性．     

基于满意度准则的机场终端区容量利用和流量分配的多目标优化模型研究

为优化跑道容量和定位点空中交通流量,将机场终端区的进离港定位点和跑道看作一个系统;在 服从整个系统容量限制的前提下,引入了满意度准则,通过分析跑道容量和定位点流量的相互影响,建立了 多目标优化模型．算例研究表明,通过对进离港航班流量需求的协调分配,给定时段内的所有航班均得到有 效调度．整体航班需求排队队列减少了约10%,容量利用满意度为0.75,在机场终端区实现了跑道容量的有 效利用和定位点流量的合理分配．     

基于干扰估计的非对称运动下飞机刹车系统模型预测控制

针对飞机在非对称运动下的双侧机轮协调控制问题, 提出一种基于滑模干扰估计的模型预测控制方法. 首先, 通过对飞机制动过程横纵方向力矩机理分析并分别考虑左右机轮对刹车性能的影响, 建立全面刻画系统动态的地面滑跑动力学模型. 在此基础上, 设计滑模观测器对侧风干扰进行实时估计, 利用补偿机制实现对侧风扰动的有效抑制. 此外, 提出基于前轮荷载状态门限特征和结合系数阈值范围特征的分析方法, 解决切换跑道环境辨识问题. 设计非线性模型预测算法, 实现飞机纵向防滑刹车和横向跑道纠偏的协调控制. 最后, 在侧风干扰、跑道切换以及不对称着陆等情况下进行仿真实验, 验证了所提出的控制策略能够有效提升刹车系统的防滑效率及纠偏性能.     

On-line decision support for take-off runway scheduling with uncertain taxi times at London Heathrow airport

This paper addresses the challenge of building an automated decision support methodology to tackle the complex problem faced every day by runway controllers at London Heathrow Airport. Aircraft taxi from stands to holding areas at the end of the take-off runway where they wait in queues for permission to take off. A runway controller attempts to find the best order for aircraft to take off. Sequence-dependent separation rules that depend upon aircraft size, departure route and speed group ensure that this is not a simple problem to solve. Take-off time slots on some aircraft and the need to avoid excessive delay for any aircraft make this an even more complicated problem. Making this decision at the holding area helps to avoid the problems of unpredictable push-back and taxi times, but introduces a number of complex spatial constraints that would not otherwise exist. The holding area allows some flexibility for interchange of aircraft between queues, but this is limited by its physical layout. These physical constraints are not usually included in academic models of the departure problem. However, any decision support system to support the take-off runway controller must include them. We show, in this paper, that a decision support system could help the controllers to significantly improve the departure sequence at busy times of the day, by considering the taxiing aircraft in addition to those already at the holding area. However, undertaking this re-introduces the issue of taxi time uncertainty, the effect of which we explicitly measure in these experiments. Empirical results are presented for experiments using real data from different times of the day, showing how the performance of the system varies depending upon the volume of traffic and the accuracy of the provided taxi time estimations. We conclude that the development of a good taxi time prediction system is key to maximising the benefits, although benefits can be observed even without this.     

北京新机场跑道构型设计方案比较

为满足北京地区快速增长的旅客航空需求, 开展北京新机场建设工作。本期规划机场跑道数量4条, 有“3＋1”和“4＋0”两种跑道构型备选方案。首先从机场、空管和航空公司三个角度定性分析, 确定跑道构型方案比较的评价指标, 分别是跑道容量、地面滑行时间和航班延误, 再采用数学方法计算两种方案下跑道的理论容量, 最后用Simmod软件对两种方案进行仿真分析。根据评价指标比较仿真结果, 可知“3＋1”跑道构型方案较优。同时该结果也可以作为北京新机场跑道构型设计方案比选等相关问题研究的参考。     

基于多目标分阶段的跑道调度计划算法*

针对多条跑道环境下离港飞机调度问题,提出了一种基于多目标、两阶段算法。算法第一阶段以飞机重量类型为主要分解参数,生成离港飞机序列。该参数在跑道调度计划问题上比其他参数更具影响力和稳定性。算法第二阶段从离港飞机队列池中选取可用序列,将特殊航班指配到目标类型序列中,生成优化的飞行航班时刻表。实验表明,采用两阶段跑道调度计划算法进行多跑道离港飞机调度比采用先来先服务算法调度在跑道总吞吐量上有明显改善,能有效降低机场航班延误,提高跑道运营效率。     

逆透视投影下车道偏离时间的在线估计

提出了一种基于图像逆透视变换后的车道偏离时间的实时在线估计算法。该算法先对道路图像进行预处理,得到二值化的道路图像,然后通过逆透视变换方法消除图像的透视效果,用Hough变换方法检测车辆所在车道的左右道路标志线,最后估算车辆偏离车道的时间,判定车辆是否会偏离车道。对该算法进行了详细介绍并给出了实验结果,结果表明该算法能够准确地判断车道偏离。     

一个机场跑道的自动识别系统

介绍一个应用于自动识别遥感图象中跑道的原型系统,包括系统结构与识别流程,以及系统中所采用的基于直线特征的建模方法和图象中跑道识别的算法。该算法能够判断机场跑道的存在性与大概位置具有较高的使用价值。最后给出了实验结果。     

基于目标识别的机场跑道打击效果评估研究

针对传统的基于变化检测的机场跑道打击效果评估方法的不足,提出了基于目标识别的机场跑道打击效果评估方法。该方法直接在打击后图像上识别出机场跑道目标,然后在打击后图像上提取出跑道局部图像并进行弹坑检测,根据弹坑检测结果对机场跑道毁伤效果进行评估。试验证明该方法有效可行。     

基于Mask R-CNN的机场地面保护区航空器识别研究

为解决民航中小机场缺乏低成本运行的防跑道侵入技术的问题,提出了一种通过摄像头获取地面保护区图像信息以防止跑道侵入的模型。该模型首先利用迁移学习Mask R-CNN对航空器进行识别和跟踪,通过结合摄像头在地面保护区的布局方案,提出了一种基于摄像头的检测结果判断是否发生跑道侵入的逻辑电路。该模型通过等比例缩小的机场模型进行实验验证。结果表明,该模型的跟踪准确率为95%,可以有效地跟踪机场场面目标,进而判断跑道侵入的发生。     

基于LSD检测的无人机视觉着陆定位算法

针对复杂电磁和拒止环境下固定翼无人机自主着陆应用场景,提出了一种基于LSD(Line Segment Detector)的飞机着陆跑道检测和定位的方法;根据机场数据特点,构建机场跑道数据模型,并对数据进行标定和预处理,采用LSD直线检测算法以提高检测时间,采用蒙版技术以提高跑道的检测精度,通过检测得到机场跑道线在图像坐标系下的信息;根据相机成像原理推导出基于线检测的PNP(Perspective-n-Points)定位算法,从而求出飞机相对于跑道的位置;分别在视景仿真环境和真实机场环境进行检测和定位解算,结果表明本文设计的算法满足无人机着陆定位的实时性要求。