空域分类技术研究

空域是国家重要资源,是航空器的活动区域。对空域进行科学统筹管理,实现空域使用的效益最大化极为重要。空域分类是空域管理的重要组成,国际民航组织规定空中交通服务空域必须按要求进行分类和命名。本文通过研究国内外空域分类现状,对比分析中美两国空域分类和运行情况,总结了我国空域分类和规划的不足之处;在学习和借鉴航空业发达国家空域分类成功经验的基础上,概括了我国空域分类应考虑的主要因素,并参照国际民航组织和欧美等国的空域分类标准提出适合我国航空业发展的空域分类调整建议。     

基于加速遗传算法的多层次灰色评价方法的空域安全分析

随着我国航空业的迅猛发展,空域结构及其使用方式日趋复杂化,出现了多种多样的安全问题,所以,对空域安全评估方法的研究显得尤为重要。本文从空域系统角度出发,参考Reason模型的主要思想,建立了影响空域安全评估的指标体系,然后,采用加速遗传算法的多层次灰色评价法（AGA-GAHP）对空域安全系统进行分析,使用加速遗传算法的层次分析法计算指标权重,逐级计算灰数,确定所属灰类,得出西北某空域的安全评估结果。实际计算表明,该方法可行。     

基于管制员负荷的空域容量评估新方法

构建一种基于管制员负荷的空域容量评估模型,以实现对空域容量的有效评估.在以往研究的基础上重新界定了管制员负荷的标准,提出了指挥余度、必要指令点、指令周期等概念.根据容量评估的基本流程,以管制员的工作负荷作为空域容量的限制,构建出新的空域容量评估框架.以西安进近空域为例进行空域容量评估,取得与实际非常接近的结果,证明方法的有效性.     

基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测

为准确把握空域扇区流量分布态势及未来变化趋势,提出了一种基于贝叶斯估计的短时空域扇区交通流量预测方法.首先,通过解析空域系统内航空器原始雷达数据,提取各扇区历史运行信息,建立了多扇区聚合交通流模型;其次,采用贝叶斯估计理论对模型参数进行最优估计和动态更新,预测了空域扇区交通流量的未来演变趋势及其不确定范围;最后,选取国内5个典型繁忙扇区为例,以5 min为时间段,以未来1 h为预测范围,对所提预测方法进行了验证.研究结果表明:85%以上时段交通流量预测结果的绝对误差在3架以内,平均绝对误差均在2架次以内,预测结果的稳定性较好,可充分反映各空域扇区之间短时交通流的动态性和不确定性,符合空中交通的实际情况.      

考虑航段复杂度的机场终端区进场程序设计与评估

机场附近的进近空域通常是限制机场航班量增长的瓶颈。随着进近空域内日益增长的空中交通,管制员与飞行员的通信和工作负荷持续增加,航班延误频发。为了进一步提升机场进近空域容量,先进的技术和方法不断被应用于空中交通管理中。近年来,在世界各主要繁忙机场逐步推广点融合系统（Point Merge System）,旨在通过新的进场程序实现进场航班高效排序和连续下降运行,解决进场交通流汇聚问题并优化排序间隔管理。然而,目前很少关于如何结合机场附近空域结构设计点融合系统的研究。本文以南京禄口国际机场为例,提出了航段复杂度评估方法,评估了当前空域的航段复杂度,识别空域运行瓶颈,选取融合点位于HFE和OF方向进场轨迹的交汇点,交通流开始汇聚整合的定位点作为程序融合点,并以此为基础设计了点融合系统。通过计算机仿真和雷达模拟机仿真,并对其不同运行方式下的航班延误和机场流量进行对比,验证了点融合系统的有效性和先进性。本文的研究为其他机场设计并实施点融合系统可提供参考。     

面向eVTOL航空器的城市空中运输交通管理综述

回顾了城市空中运输(UAM)的起源与发展演变, 定义了UAM交通管理基本概念, 分析了催生UAM的社会和技术因素, 提出了面向近未来时期国家层面UAM交通管理的基础架构, 将基于电推进垂直起降航空器的UAM交通管理问题划分为3个方面进行讨论(空域规划、地面基础设施、交通规则与运行控制), 并对近年来UAM交通管理相关文献所提出的代表性观点进行了梳理, 总结了UAM近未来时期所需解决的关键问题, 展望了UAM交通管理未来的发展趋势。研究结果表明: 空域规划方面, UAM需要对现有低空非管制空域进行更精细化的规划管理, 结构化的空域划设方式应该在UAM交通管理初期被应用, 高度层空域结构能较好地平衡运行安全和空域容量之间的矛盾; 地面基础设施方面, 需通过城市OD数据预测UAM的交通需求来进行地面垂直起降站点选址, 选址管理工作将直接影响空中航线网络结构和所需的地面通信导航监视台站的布设; 交通规则与运行控制方面, UAM将直接面对更为复杂的有人机、无人机融合运行场景, UAM交通规则需要革新并对现有的运输航空交通规则保持兼容, 高带宽的通信技术会促使UAM运行控制向空地协同决策和自动驾驶方向发生转变, 未来交通管理中如何处理人与系统的关系至关重要。总的来说, UAM交通管理将可能会和现有无人机交通管理体系产生交集并逐渐融合, 面对这一新型运输方式, 国家将更可能采用集中管理、试点运行、有序放开的交通管理发展路线。      

智能天线系统中干扰抵消的算法研究

首先分析了智能天线在CDMA系统中应用,理论分析了通过空间特征向量来对其实现“零陷“,提出采用压低基站的上行干扰提升系统的性能的新算法,实验仿真显示:该算法通过空域滤波,能够显著提高系统性能.     

基于交通特征的空域建模方法及扇区仿真分析

空中交通是一个复杂系统,其复杂性体现在空域结构、航空器、管制员和管制设备等多个方面。本文提出一种基于空中交通特征的空域凸胞模型,它可以更准确、全面地描述空中交通情况。首先,作者基于空域复杂性量化空中交通特征,之后将复杂网络的概念应用于空中交通系统中,并采用基于加权复杂网络特征的K-Means聚类算法建立空域凸胞模型,最后,将该模型应用于北京管制区,从扇区管制的安全性和管制员工作负荷的均衡性两方面提出扇区安全概率、平均飞机数等指标,分别基于交通高峰期的数据和全天的交通数据验证扇区划分方法的优点和有效性。     

一种基于MRF的多层遗传递减视频对象分割算法

提出一种视频对象分割方法,将时域信息、空域信息和图像颜色特征有效地结合起来,采用MRF遗传递减式分类来提取视频对象.利用视频帧的颜色特征,在初始分割中采用时空域分水岭方法,建立一个时空域毗连图(ST-RAG);基于时空域毗连图建立马尔可夫随机场(MRF)模型,在分割过程中采用遗传递减式方法对区域进行合理分类,利用形态学进行后处理,分割出感兴趣的视频对象.实验结果表明所获取的分割方法具有灵活性,且精度高.     

车辆自动识别管理系统的识别空域和时域范围

车辆自动识别管理（简称AVIM）系统的关键在于系统对车辆的识别，它是系统实现对车辆控制管理，电子收费和车辆信息传递的基础和必要条件，而系统对车辆的识别只能在一定的空域和时域内完成，本介绍AVIM系统的工作原理和组成，着重讨论AVIM系统中车辆识别的空域和时域范围。     

基于航空器自主运行的空中交通复杂性建模

针对航空器自主运行模式的空中交通运行态势评估问题，本文重构了基于分布式空中交通管理系统的空中交通复杂性评价方法，并仿真验证了该方法在航空器冲突探测和自主航迹规划中的应用。首先，基于自由航路空域和航空器自主运行模式定义了空中交通复杂性，在通过三维空域栅格模型量化航空器时空位置的基础上，构建复杂度计算模型以反映航空器位置、航向、 航速对空域各栅格的实时复杂性影响；其次，基于实际管制扇区(ZSSSAR01)及高度层，分别模拟自由航路与固定航路运行模式，对比两者空中交通复杂度时空分布差异；并结合自由航路运行模式，在空中交通复杂性与航空器冲突指标(冲突率、冲突比例)相关性分析的基础上，研究空域复杂度阈值确定方法；最后，初步探究基于空域复杂度阈值进行航空器自主航迹调整的方法，评估其运行效果。仿真实验结果表明：自由航路运行模式相对固定航路运行模式可显著降低空域最大复杂度值(平均降幅119%)；模型计算得到，空中交通复杂度与空域中航空器冲突指标有强相关性 (相关系数大于0.90)；基于复杂度和复杂度阈值的航迹调整策略具备一定可行性。     

依据管制员工作负荷的扇区优化方法

为了保证飞行的安全性,提高空域容量,在提出了管制员工作负荷的统计方法和建立空域拓扑结构数学模型的基础上,以各扇区工作负荷均衡为优化原则,利用模拟退火随机优化算法对扇区最优化问题进行求解,并使优化的新解满足空域划分的优先搜索、扇区连续性和扇区数最少原则。对厦门管制区的扇区最优划分实例分析表明,3个扇区之间最大工作负荷之差为4．1s,小于规定的终止条件17．5S,验证了扇区优化方法是可行的。     

3D Sector Optimum Partition of Airspace

Introduction Airspace management authority usually partitionsan airspace into several sectors, in each of which acontroller s position is set for the sake of air trafficmanagement and coordination. As air traffic flowrises, the number of aircrafts in each…     

航路扇区容量需求的交通流动力学推演与预测

为科学应对交通需求的持续增长，合理进行空域规划，从介观层面刻画交通流动态演化过程，提出航路网络交通流演化模型. 以此为基础，将预测得到的城市对间年度交通总需求量推演到整个航路网络中，实现未来交通需求时空分布的中长期预测；构建航路扇区容量需求预测模型，选取华东地区两个相邻航路扇区为研究对象，进行实例验证.结果表明，所提方法能对航路扇区容量需求进行有效预测，未来5 年内两个航路扇区容量需求将分别由50架次/h、 39架次/h上升为70架次/h、45架次/h.     

管制扇区优化划分的方法及计算机实现技术

扇区划分是空中交通管理的一项重要工作，它直接影响空域的容量和安全性。分析、确定了管制空域结构拓扑描述的数学模型、管制员的管制工作负荷统计方法、工作负荷计算的数学模型等扇区优化设计工作的理论基础，建立扇区划分的数学方法，并编制了基于管制员工作负荷的扇区优化应用软件，实际算例的计算结果验证了扇区优化数学理论基础和应用软件的正确性。