着陆阶段航空器航迹检测与风险识别方法

进近着陆是整个飞行过程中最易发生危险的阶段.目前着陆阶段的风险识别 只能依靠塔台管制员的目视观察.在飞行员技术不熟练、起降频繁的通用航空飞行训练 中,目视观察很难准确掌握情况,也因此蕴含了巨大的安全风险.利用视频监视航空器着 陆行为,同时提出了一种适合复杂背景下小目标分割算法,从视频中提取航空器着陆航 迹;并以此为基础进一步识别降落过程中的运行风险.通过对多组不同角度的视频监视数 据验证,该算法可在复杂背景下实现航空器着陆航迹的跟踪、落地时刻的判断及危险滑 行航迹的准确识别,对于保障飞行安全具有重要的现实意义.     

多扇区计划席位的研究

在支持空中交通管理(ATM)技术发展的过程中,已经开始考虑新的组织和功能性的操作,以适应空中交通运行的变化.一种考虑就是调整标准的空中交通管制团队,增加多扇区计划者(MSP)席位.文中介绍了欧洲和美国在这一领域对 MSP 席位的调查工作,包括对概念变化可行性和有效性的研究.引进 MSP 席位概念,认为在提高有限 ATC 资源利用率上,可以引进数据管制员或者 MSP 管制员来协助雷达管制员开展工作.     

基于3种可视图的进场航班流量波动特性适应性评估

在空域资源优化配置、运行效率提升、飞行安全保障等方面, 掌握空中交通流量波动规律发挥着先导性、基础性和关键性作用。为评估可视图、水平可视图、有限穿越可视图这3种图对航班流量波动特性及其演化的刻画能力, 针对同1个进场航班流的多尺度流量时间序列构建复杂网络, 分别从网络的整体结构和局部结构开展了适用性评估分析。针对网络整体结构特点, 提出了基于网络结构从属阵特点的网络细节损失率定义, 再通过k-core聚类分析考察了k阶核量化流量波动强度的适用性; 针对网络局部结构特点, 利用motif方法计算波动模式转移概率, 分析了不同长度序模体刻画波动演化的适应性水平。分析结果表明: ①当有限穿越可视图网络N值与节点数量占比在0.48%~1.442%区间时, N值的选择能够保证从属阵细节损失率在0.5范围内; ②可视图与有限穿越可视图(N=1~3)均能有效刻画航班流量时间序列的波动强度, 对时间序列波动的适应性评估值分别为2.665、4.810、6.973和9.883;③motifs序列长度过短, 将导致motifs类型数量少、不同motifs类型之间的转移概率趋于相同, 而在交通流混沌特性的影响下motifs序列过长对于预测没有意义, 因此, 可视图及N=1~3的有限穿越可视图motifs序列长度推荐使用选择4~7个节点长度。综上所述, 运用k-core聚类与motifs方法能有效分析整体网络与局部网络下波动模式的转移特征, 准确揭示空中交通时间维度的演变规律, 相关分析结果可以为航班延误预测提供依据, 能在航班实际运行管理中发挥先导性作用。      

中国民航空中交通管制体制演化

为了研究中国民航空中交通管制(简称“空管”)发展演化特征, 建立了空管发展评价指标体系, 收集了航空器数量、运输飞机数量、旅客人数、旅客周转量、航线数量、通航城市、运输总周转量和飞行事故总数共8项指标1950~2018年的数据; 对指标进行了相关性检验后, 去除2项冗余指标, 对保留的6项指标进行标准化处理, 并用熵值法计算出各项指标的权重, 最终得到一组无量纲化的数据; 利用Fisher聚类算法分析了无量纲化数据, 得到断代的时间点, 将中国空管发展大致分为了6个阶段; 通过收集中国民航发展过程中的重大事件, 对定量分析得到的结果进行了调整。分析结果表明: 中国空管的发展可以分为7个阶段, 每一阶段都有其特有的发展特征; 通过7个阶段的发展和演化, 中国形成了军政共管国家空管体制, 即以中国民用航空局空中交通管理局为首的民航三级运行管理体制, 以中国民用航空局空管行业管理办公室为首的民航三级政府监管体制, 以及以ICAO标准为基础的民航空管技术体系; 民航空管的发展过程由管理体制和技术体系共同驱动, 应通过全新的管理体制和技术体系建立运行一体化的新一代空管系统, 提高系统的集约化程度, 并将避撞责任逐渐从地面管制员向航空器或飞行员转移。      

证据理论在空中交通拥挤评估中的应用

针对我国空中交通拥挤评估工作中存在的问题,建立起1个评估空中交通拥挤的指标体系,并给出了基于证据理论的空中交通拥挤评估方法。通过对算例的计算和分析,验证了评估方法在空中交通拥挤评估中的有效性和可行性。     

航班延误统计指标体系及延误等级评估研究

针对我国现行航班统计方法存在的缺陷,基于对航班运行全过程以及在此过程中空管、航空公司、机场等单位工作职责的分析,构建了科学系统的航班延误统计指标体系,同时设计了航班延误等级综合评估的模型。上述统计指标体系及评估方法经国内某航空公司实际试用表明,与目前民航所使用的航班正常性统计标准比较,该方法能够更加真实、准确地跟踪航班整个运行阶段的延误状况,较好地反应了航班的实际运行情况,能有效地支持航空公司运行管理部门的延误控制和公司决策层的宏观管理。     

基于有限穿越可视图的进场航班流量波动特性研究

研究空中交通流量的波动特性是设计高效流量管理措施和控制策略的基础，掌握空中交通流量波动特性有利于空域资源配置与流量运行需求之间的均衡匹配。在3种时间粒度上，针对进场航班流量时间序列，一方面从复杂网络整体维度出发，采用有限穿越可视图对时间序列进行建网，利用k-core算法探究航班流量波动特性；另一方面从复杂网络局部维度出发，引入序模体方法，构造有限穿越可视图序模体，利用多元序模体类型转换规律来刻画流量的动态转移模式，进而掌握航班流量波动动态演化规律，为波动模式的预测提供了有效工具。研究结果表明：在有限穿越可视图方法映射得到的网络中，节点所属核阶数可以有效刻画流量波动强度，且与波动强度成正相关关系，即节点所属核阶数越大，波动强度越大，天津机场进场航班流量数据的强波动时 段为16:50-17:30；序模体越长，波动特性刻画能力越强，但鉴于受到空中交通混沌特性影响，序模体过长对于流量预测意义不大，推荐使用5节点序模体；波动模式状态转移图在有效刻画流量波动动态演化的同时，也可以计算波动模式的转移概率，3种时间粒度下转移概率分别为12.315%、 13.131%和10.638%，为波动模式的预测提供了有效工具。     

基于运行数据的航班运行关键风险因素推断

为降低由于运行控制人员个体差异导致的航班运行风险,提升航空公司运行 控制能力,通过对航班运行程序的系统分析,结合运行数据,从飞行机组、机场、天气、航 路和航空器等运行角度筛选风险因素,建立航班运行控制风险评估指标体系;利用基于 事故树的贝叶斯网络分析方法,以历年不安全事件报告为样本,正向推理预测得到不安 全事件发生概率;综合3 种重要度分析结果,辨识关键致险因素.结果表明,机长和副驾驶 技术水平、机组间搭配、与空管人员配合等5 项关键风险因素概率值超过了40%,严重影 响航班运行安全.风险推断结果与实际运行情况相符.     

扩容空中交通管理研究

随着全球空中交通流量以前所未有的速度在递增,我国的空中交通管理的管理体制、应用技术以及管理理念已经越来越不能满足空中交通发展的需求。本文首先介绍了“扩容空中交通管理”这个新概念,然后结合我国现行的空中交通管理现状,将扩容空中交通管理与现行空中交通管理进行了全面对比,然后,结合我国空中交通管理特有的运行环境以及未来空中交通管理的发展趋势,提出我国空中交通管理应该由分散向集中统一管理转变;管理中的流量管理子模块将实行战略、预战术、战术三个阶段的协同流量管理;最后实现“空天地”一体化管理。