桌面式机场塔台管制仿真系统的设计与实现

桌面式机场塔台管制仿真系统是面向现代空管教育的要求,采用虚拟现实技术构建的一套人在回路的复杂实时仿真系统。系统以机场塔台视景仿真为中心,通过分布交互实时网络,真实模拟机场塔台管制各个环节,为学员提供一个真实的虚拟仿真训练环境。系统成本低、性能高,突破了机场管制实训课程的瓶颈,满足了管制专业本科教学的需求,取得了良好的教学效果。     

基于ANN的改进Spark系统在空管大数据处理中的应用

针对Spark系统参数量巨大且手动调整参数具有耗时、效率低下等问题,提出一种基于人工神经网络（Artificial Neural Network, ANN）的方法来对Spark系统的配置参数进行自动调整,保障在处理空管大数据时的速度和性能。使用Dell PowerEdge T430服务器测试了空管大数据中5种常用的不同大小的数据集,以验证该方法。研究表明,与默认参数配置相比,该方法可将Spark系统的性能平均提高约35％。随着数据集大小的增加,性能呈现进一步提高的趋势。该方法可以有效地保障Spark系统的参数调整效率,达到高效处理空管大数据的目的。     

改进型空中交通流量预测算法的验证与实现

为了提升管制现场运行数据挖掘效率,改善现有空管流量预测系统存在系统结构与算法设计复杂性,提出一种基于空中交通管制自动化系统综合航迹数据和基础飞行数据交换报文处理的,能够实时修正航空器航迹4D剖面预测模型的流量预测算法。主要通过计划航迹和雷达航迹匹配关联算法模型以及利用航向角平面投影匹配算法提高流量预测的精确性。通过与当前主流的优秀算法对比和验证,方法能够全面、真实反映目标航迹当时运动态势和管制区域流量预测信息,工程实现较为简洁,具有一定的工程实践意义。     

三维仿真系统中旋转算法应用研究

旋转作为三维仿真系统的基本操作,其算法的准确性和高效性直接影响到整个仿真系统的性能。该文首先分析了各种旋转算法的原理并对其效能进行评估;然后针对各种算法的优势及当前开发平台的特点对旋转算法进行综合运用,提高了仿真系统的性能;最后在XNA中对算法的执行效率进行了验证。     

浅析A-SMGCS系统在空管系统中的地位

A-SMGCS系统是实现空管系统地面管制、地空一体化管制的重要系统工具,对当前空中交通管理具有重要意义.本文分析了A-SMGCS系统在空管系统中的作用和它与空管系统的互用性与协同决策特点,阐述了它在现代空管系统中的地位,并结合实例对其应用做了探讨.     

遥测数据采集压缩系统的LZW算法优化设计

针对数据采集压缩系统压缩速率慢和压缩效果不足这一问题,分析了字典大小和查找字典的方式对压缩性能的影响,提出了优化LZW算法的方法。该方法引入基于散列函数的字典查找方式和删除当前未被引用词条的字典更新方式提高字典压缩效率,并通过优化算法和传统算法的比较以及仿真,验证了算法的优越性。测试结果表明,该优化方法整体上提高了系统的压缩性能,具有较高的工程实用性。     

利用模拟飞行实现空管训练仿真系统

空中交通管制训练仿真系统的主要功能是模拟空中交通,进行空管人员的训练,是空管系统的必备模块.其中如何实现飞行仿真系统,即控制空中目标按照预期的航线飞行并获取精确的飞行航迹是空管训练仿真的基础.但是限于开发代价,现有的训练模拟系统大都采用了非常粗略的飞行仿真系统.本文提出了一种方法,利用飞行软件构建所需的模拟场景并进行飞行仿真,在此基础上建立空管训练仿真系统.这种构建方法避免了重新开发和资源浪费,在获得精确的飞行仿真结果的同时还获得了逼真的视景仿真,在实际中获得了很好的应用效果.     

一种高效的中期冲突探测随机化算法

中期冲突探测是空中交通管制系统的重要功能,对飞机间未来冲突概率进行估计的随机化方法,是实现中期冲突探测的重要方法。为了解决传统的随机化方法需要进行大量运算所导致的效率低下、准确性不高等问题,通过对传统方法的改进,提出了一种高效的随机化算法。仿真实验表明,该算法极大地提高了运行效率,同时提高了计算的准确性。可以应用于实际的空管系统中。     

基于MAS的区域管制系统模型

现代信息技术越来越多地应用于空管领域.建立一个空中交通管制仿真系统,对空域进行模拟仿真,可以辅助管制员做出更完善的管制决策.基于多 Agent 技术,应用 BDI 模型通过建立系统信念模型、目标模型、相互作用模型和管制运作流程,构建一个由航班、管制和管理界面三类 Agent 组成的区域管制仿真系统模型.     

机场终端区飞机进近仿真系统的构建

空中交通管制训练仿真系统的主要功能是模拟空中交通,对空管人员进行培训,是空管系统的必备模块,其中如何实现飞行仿真系统,即控制空中目标按照预期的航线飞行并获取精确的飞行航迹是空管训练仿真的基础.在飞行仿真系统中飞行模型的建立是十分重要的,模型的正确与否关系到了空管模拟的逼真度,模型既要满足精度的要求又要满足逼真度的要求,针对这一现实难题使用基于全量运动方程的飞机动力学建模方法,同时配合一种变步长解算方法,最后利用GL Stu-dio软件图形设计器和代码编辑器,结合VC++的混合编程设计方法,实现了对机场终端区飞机进近仿真系统界面的构建.     

基于系统安全的快速恢复技术的研究

针对现有空管系统建设规模和系统维护人员技术水平的不同,提出了一种系统快速恢复的技术,通过对系统快速恢复技术的研究和应用,实现了不同规模的系统可采用不同的恢复技术。结果证明,系统快速恢复技术能有效保障空管系统的安全性和可用性。     

An Efficient Adaptive Transmission Control Scheme for Large-Scale Distributed Simulation Systems

Data distribution management (DDM) is one of the most critical component of any large-scale interactive distributed simulation systems. The aim of DDM is to reduce and control the volume of information exchanged among the simulated entities (federates) in a large-scale distributed simulation system. In order to fulfill its goal, a considerable amount of DDM messages needs to be exchanged within the simulation (federation). The question of whether each message should be sent immediately after it is generated or held until it can be grouped with other DDM messages needs to be investigated further. Our experimental results have shown that the total DDM time of a simulation varies considerably depending on which transmission strategy is used. Moreover, in the case of grouping, the DDM time depends on the size of the group. In this paper, we propose a novel DDM approach, which we refer to as Adaptive Grid-based (AGB) DDM. The AGB protocol is distinct from all existing DDM implementations, because it is able to predict the average amount of data generated in each time step of a simulation. Therefore, the AGB DDM approach controls a simulation running in the most appropriate mode to achieve a desired performance. This new DDM approach consists of two adaptive control parts: 1) the Adaptive Resource Allocation Control (ARAC) scheme and 2) the Adaptive Transmission Control (ATC) scheme. The focus of this paper is on the ATC scheme. We describe how to build a switching model to predict the average amount of DDM messages generated and how the ATC scheme uses this estimation result to optimize the overall DDM time. Our experimental results provide a clear evidence that the ATC scheme is able to achieve the best performance in DDM time when compared to all existing DDM protocols using an extensive set of experimental case studies.     

提高软件可靠性的跟踪技术研究

在一个大型的电子信息系统设计中,既要满足用户的需求,努力使功能更加完善,同时也要满足系统的可靠性要求。在系统可靠性设计中,除了选择稳定的硬件和UNIX操作系统外,应用软件的健壮性和可靠性更加重要。详细介绍了在SolarisUnix系统下,通过几种高效的程序跟踪技术,来提高应用软件的可靠性。     

基于检测代理的应用级双机管理系统

分析现有空管系统中主从双机管理子系统的特点及不足,提出一种基于检测代理的应用级双机管理系统设计方法。系统模型以服务、应用进程和资源为单位进行实时检测和管理,从而实现负载均衡的功能。实验结果证明,该方法能够有效提高系统运行的稳定性和可靠性。     

基于RS-Fuzzy的仿真系统可信度评估研究

为了更好地评价仿真系统可信度,提出了一种基于Rough Set和Fuzzy结合的仿真可信度评估方法。该方法首先将决策者经验权系数同Rough Set确定的属性重要度结合起来确定最终指标权系数,然后采用Fuzzy法对仿真系统可信度进行全面综合地评价,并用模糊状态方程式的方式表示结果。最后,以轨道交通ATC仿真系统可信度评估为例,验证了该方法的有效性和实用性,为仿真系统可信度评估提供了方便快捷的途径。     

基于检测代理的应用级双机管理系统

分析现有空管系统中主从双机管理子系统的特点及不足,提出一种基于检测代理的应用级双机管理系统设计方法。系统模型以服务、应用进程和资源为单位进行实时检测和管理,从而实现负载均衡的功能。实验结果证明,该方法能够有效提高系统运行的稳定性和可靠性。     

ATC与CO方法对比及其在卫星设计问题中的应用

针对解析目标分流(analytical target cascading,ATC)与协同优化(collaborative optimization,CO)方法对比及ATC方法在卫星多学科设计优化(MDO)中的应用等问题,研究ATC与CO方法的原理差异;将其应用到两个数学解析算例,通过对比ATC与CO方法在优化过程中系统、子系统问题以及全部问题所需的函数运算次数,可以看出ATC方法可以大大减少子系统问题函数运算次数,计算效率较高.采用ATC方法求解某观测卫星MDO问题得到合理结果,表明了ATC方法的有效性,可为同类航天器MDO问题求解提供参考.     

Human performance interfaces in air traffic control

This paper examines how human performance factors in air traffic control (ATC) affect each other through their mutual interactions. The paper extends the conceptual SHEL model of ergonomics to describe the ATC system as human performance interfaces in which the air traffic controllers interact with other human performance factors including other controllers, software, hardware, environment, and organisation. New research hypotheses about the relationships between human performance interfaces of the system are developed and tested on data collected from air traffic controllers, using structural equation modelling. The research result suggests that organisation influences play a more significant role than individual differences or peer influences on how the controllers interact with the software, hardware, and environment of the ATC system. There are mutual influences between the controller-software, controller-hardware, controller-environment, and controller-organisation interfaces of the ATC system, with the exception of the controller-controller interface. Research findings of this study provide practical insights in managing human performance interfaces of the ATC system in the face of internal or external change, particularly in understanding its possible consequences in relation to the interactions between human performance factors.     

基于HT-7484的应答机检测系统的设计

在综合分析某应答机的测试需求和相关COTS产品的基础上,提出了研制某应答机检测系统的设计思路和方案;采用PC-104为系统的显示控制和数据处理中心,通过扩展HT-7484多功能接口板,设计了该系统的硬件电路;根据系统的人机接口功能需求,设计了人机界面,编制了软件测试流程,完成了系统的集成与调试,实现了对某应答机的功能和性能测试;利用该设备对某应答机的发射功率和应答概率进行了测试,应用结果表明,应答机发射功率正常,应答概率符合性能要求,该设备具有可靠性高、稳定性好、使用方便等特点。     

Analysis of the performance characteristics of controllers’ strategies in en route air traffic control tasks

For addressing human factor issues in the air traffic control (ATC) domain, further comprehension of controllers’ working methods during actual work is required. The objective of the present research is to analyze the performance characteristics of control strategies, which can be a major means to manage a traffic situation and workload for controllers, by using our process visualization tool of ATC tasks called COMPASi (COMPAS in interactive mode/COMPAS: COgnitive system Model for simulating Projection-based behaviors of Air traffic controllers in dynamic Situations). The computer-based simulation using COMPASi has clearly demonstrated the performance differences in the types of control strategies derived from a high-fidelity human-in-the-loop simulation (HITLS) for safety, efficiency of completing ATC tasks, and fuel economy of aircraft in a specific situation, and also differences in their tolerance of situational variability. The analysis results have been supported by performance evaluations carried out by ATC training instructors. In addition, a comparative analysis between simulation results under several simulation conditions by COMPASi and evaluation results by the instructor has strongly implied that the tolerance for the variability of situations might be a major factor in selection of control strategies by a controller. These contributions of the present research may be useful for practical purposes such as further improvement of education and training for controllers.