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面向TBO运行下的空中交通管理概念系统模型构建
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作者 闫震 韩云祥 +3 位作者 杨红雨 武喜萍 彭悦 王丹丹 《长江信息通信》 2024年第5期33-35,47,共4页
TBO运行是民航未来发展的重大系统性工程,需统一各项标准和运行规范,目前空管运行体系存在的运行相对分割、信息共享相对分离、系统建设相对独立的问题严重影响了TBO运行概念的建设和发展。针对上述问题,文章通过应用信息资源规划方法... TBO运行是民航未来发展的重大系统性工程,需统一各项标准和运行规范,目前空管运行体系存在的运行相对分割、信息共享相对分离、系统建设相对独立的问题严重影响了TBO运行概念的建设和发展。针对上述问题,文章通过应用信息资源规划方法和6W模型,提出了一种通用概念模型构建方法,指导TBO运行模式下的统一空中交通管理概念系统建模。通过提高对TBO运行的认识,能够有效地为后续相关业务实现信息化提供技术支撑。 展开更多
关键词 空中交通管理 概念模型 基于航迹运行 信息资源规划
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基于复杂网络理论的多元混合空管技术保障系统网络特征分析 被引量:8
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作者 武喜萍 杨红雨 韩松臣 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第14期15-23,共9页
为提高空管技术保障系统应对突发事件的能力,本文以空管技术保障系统导航、通信、监视设备覆盖的航路结构为基础,构建系统对应的空间网络模型.提出从灵活性、鲁棒性、高效性三个方面度量空管技术保障系统网络特性,对北京、上海、广州、... 为提高空管技术保障系统应对突发事件的能力,本文以空管技术保障系统导航、通信、监视设备覆盖的航路结构为基础,构建系统对应的空间网络模型.提出从灵活性、鲁棒性、高效性三个方面度量空管技术保障系统网络特性,对北京、上海、广州、昆明、沈阳、兰州飞行情报区的空管技术保障系统网络的平均度、度分布、度-度相关性、聚集系数、平均路径长度、直径等进行分析.分析结果显示,各飞行情报区空管技术保障系统的平均聚集系数在0.25—0.39之间,网络聚集程度偏低;网络平均路径长度为3.4,表现出小世界网络特征;度值3时服从幂律分布,度-度分布不表现出正相关或负相关.对网络进行基于度优先的和随机的抗毁性测度,空管技术保障系统网络抗毁性较差,网络的可靠性由少数核心节点决定,应对核心节点进行目标免疫,提高网络的抗毁性.这些规律为空管技术保障系统能力提升、新建扩建提供理论依据,对降低突发事件对空管系统保障能力的影响,保障空中交通持续安全具有现实意义. 展开更多
关键词 复杂网络 空中交通管理 技术保障 网络特征
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进港航班排序强化学习模型研究 被引量:6
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作者 武喜萍 杨红雨 杨波 《四川大学学报(工程科学版)》 CSCD 北大核心 2017年第S2期173-178,共6页
为解决进港航班排序中智能化程度不高的现实问题,提出进港航班排序强化学习模型。首先,确定进港航班排序强化学习模型的状态、动作、智能体、环境、奖赏函数、约束条件、Q学习等。进港航班排序强化模型中的状态是各进港航班的到达时刻,... 为解决进港航班排序中智能化程度不高的现实问题,提出进港航班排序强化学习模型。首先,确定进港航班排序强化学习模型的状态、动作、智能体、环境、奖赏函数、约束条件、Q学习等。进港航班排序强化模型中的状态是各进港航班的到达时刻,动作是对航班到达时间的调整,智能体对航班的到达时刻进行调整,环境对动作做出反应,一个新的到达时间和奖赏值被传给智能体,奖赏函数考虑了延误时间、经济成本、对后续航班的影响。该模型考虑了航班不能提前降落,分配的到达时间不早于计划的到达时间,进港航班流量不能超过机场的到达容量值等约束条件。使用双流机场进港航班数据对该模型进行验证。对比分析先到先服务和强化学习模型的排序、延误时间、延误成本、后续航班延误成本和奖赏值。先到先服务算法的奖赏函数值为3 164,强化学习算法的奖赏函数值为2 880,强化学习模型更优。模型中奖惩函数的评价指标、权重、约束条件可以根据管制工作实际情况进行设置,该模型可以为空中交通管制人员进行进港航班排序提供决策支持。 展开更多
关键词 智能体 空中交通管制 机器学习 强化学习
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终端区空中交通管制专家系统的设计 被引量:3
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作者 武喜萍 李海峰 《交通信息与安全》 2009年第2期131-133,共3页
介绍了专家系统的结构和在空中交通管制中的应用,分析空中交通管制专家系统的构建过程,提出武汉天河机场终端区空中交通管制专家系统的设计方法。通过该系统不但可以高效的为进场飞机进行排序,对飞机进行实时监视,而且还可以提高空管工... 介绍了专家系统的结构和在空中交通管制中的应用,分析空中交通管制专家系统的构建过程,提出武汉天河机场终端区空中交通管制专家系统的设计方法。通过该系统不但可以高效的为进场飞机进行排序,对飞机进行实时监视,而且还可以提高空管工作自动化水平。 展开更多
关键词 空中交通管制 专家系统 知识库 终端区
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基于聚类模型的流控典型场景识别
5
作者 徐继林 吕双回 武喜萍 《长江信息通信》 2023年第3期177-179,共3页
为了提高流控措施制定辅助决策水平的提升,文章以成都双流机场近几年的流控为例,提出了基于聚类模型的流控典型场景识别方法。建立了K均值聚类、DBSCAN聚类、Agglomerative Clustering层次聚类、BIRCH聚类、谱聚类、高斯混合模型七种聚... 为了提高流控措施制定辅助决策水平的提升,文章以成都双流机场近几年的流控为例,提出了基于聚类模型的流控典型场景识别方法。建立了K均值聚类、DBSCAN聚类、Agglomerative Clustering层次聚类、BIRCH聚类、谱聚类、高斯混合模型七种聚类模型对流控措施进行聚类分析,采用轮廓系数Silhouette coefficient、Calinski Harabasz score和Davies Bouldin index对流控聚类模型效果进行评价,验证了K均值流控聚类模型优于其他聚类模型,建立了流控典型场景,为管制员进行流量管理提供辅助支撑。 展开更多
关键词 空中交通流量管理 聚类模型 尾随间隔 典型场景
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智能化空管技术研究与展望 被引量:21
6
作者 杨红雨 杨波 +1 位作者 武喜萍 余静 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期12-21,共10页
航空运输业在世界经济和社会发展中发挥着重要的推动作用。国际民用航空组织统计显示全球空中交通量大约每15年增加一倍,因此,现有空中交通航行系统的运行能力已经接近饱和。现有的空管自动化系统能自动获取和处理空管信息,经过监视数... 航空运输业在世界经济和社会发展中发挥着重要的推动作用。国际民用航空组织统计显示全球空中交通量大约每15年增加一倍,因此,现有空中交通航行系统的运行能力已经接近饱和。现有的空管自动化系统能自动获取和处理空管信息,经过监视数据融合、飞行数据处理、气象及航行情报处理、告警处理等形成空管综合态势,以供管制员指挥使用,但其仅具备有限的决策支持能力,空管智能化程度较低,不能较好地适应未来空管发展的需要。为了适应未来航空业的快速发展,解决空中交通安全、空域拥挤、航班延误等问题,各国致力于开展解决未来空中交通问题的新技术研究。欧盟在2004年提出"单一欧洲天空空中交通管理研究",拟重新规划欧洲空域以满足空中交通需求,提高空管系统效能,该研究的关键技术涵盖空中交通管理的4个关键领域:高效的机场运行、高级空中交通服务、优化的空中交通网络服务和可靠的空管基础设施。美国在2005年提出了"下一代航空运输系统",其核心技术包括广播式自动相关监视、数据通信、航路自动化系统现代化、终端自动化系统现代化更新、NAS语音系统和系统广域信息管理。2012年,ICAO推出了航空系统组块升级(ASBU)计划,以运行改进为核心,以现有空管技术和新技术应用为手段,提出了机场运行、全球互用的系统和数据、最佳容量和灵活飞行、高效的飞行轨迹4个性能提升领域,每个领域由多条提升路径组成,并根据实现阶段分布在4个组块中,构成52个模块。中国民航也正在实施或规划大量ASBU中的内容以应对中国航空的快速发展。但是,现有空管系统及其未来规划重点在基础设施建设,未涉及太多智能化应用。近年来,在深度学习、高性能计算和大数据的支撑下,人工智能技术在各行业得到快速应用,计算机视觉、语音识别、自然语言处理等技术取得突破性进展并迅速产业化。人工智能技术可以促进空管一些关键技术的发展,提升安全水平,提高管制工作效率,降低管制员工作负荷。以深度学习为代表的人工智能强调在大量先验知识的基础上做出判断和决策,与空中交通管理运行决策过程相契合,人工智能的快速发展产生的巨大效益使智能化空管成为一种必然。因此,在空管技术及人工智能技术基础上,作者提出智能化空管的概念,设计了智能化空管系统总体框架。智能化空管系统总体框架包括感知层、网络层、平台层、应用层和可视化层。感知层的各类通信、导航、监视、气象、无线、图像采集、射频识别等设施设备为空管运行提供基础设施保障。网络层采用专线网络、卫星通信网、新兴的互联网、移动网络等传输信息。智能化空管平台层采用广域信息管理,云计算、智能化大数据挖掘等技术实现信息存储、共享、挖掘等。应用层研究人工智能化技术在管制指挥、空域管理、空中交通流量管理、飞行服务、通航、无人机空管保障中的应用。可视化层通过空管门户、虚拟化可视、空管智能化UI、移动空管应用等方式提供高效快捷的智能化交互。围绕智能化空管概念和总体框架,需要重点研究智能化空管数据处理、智能化辅助决策、空管语音识别和空管指挥机器人等关键技术。智能化空管数据处理研究各类空管数据的获取、处理、传输、交互、智能化挖掘等技术;智能化辅助决策研究智能化冲突管理、智能化空中交通流量管理、智能化规划管理、智能化进离场排序、智能化机场运行等智能化空管应用;针对地空通话在空中交通管制中的重要作用,研究空管语音识别在自动应答机长、空管指挥安全监控中的应用;利用人工智能技术使机器具备空管的感知、规划、推理、行动等能力进行空中交通管理。智能化空管系统总体框架和关键技术为智能化空管系统开发提供理论基础与技术支撑。 展开更多
关键词 空中交通管理 人工智能 深度学习 强化学习 空管机器人
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进港航班排序优化数学模型研究 被引量:4
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作者 王世豪 杨红雨 +1 位作者 武喜萍 刘洪 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期113-120,共8页
针对常用进港航班排序数学模型(总延迟时间最小和总延迟成本最小)中存在的问题,选取空中延误成本、旅客延误成本、后续延误成本以及环境污染成本4个指标综合建立一种改进的总延迟成本最小数学模型。在分析已有的基于模拟退火的粒子群算... 针对常用进港航班排序数学模型(总延迟时间最小和总延迟成本最小)中存在的问题,选取空中延误成本、旅客延误成本、后续延误成本以及环境污染成本4个指标综合建立一种改进的总延迟成本最小数学模型。在分析已有的基于模拟退火的粒子群算法(SA-PSO:particle swarm optimization based on simulated annealing)优化进港航班排序时寻优能力不足、收敛速度慢的基础上,采用一种线性微分递减(LDD:linear differential decrease)的退火策略,从而可以有效地解决进港航班排序问题。实验结果表明,与FCFS(first come first serve)、PSO以及SA-PSO算法相比,LDD-SA-PSO算法在进港航班优化问题上具有较好的寻优能力和收敛速度,同时改进数学模型中参数选择对优化结果也具有明显影响。 展开更多
关键词 进港航班排序 最小延迟成本 数学模型 粒子群算法 线性微分递减
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人因工程在民航事故分析中的应用现况 被引量:7
8
作者 李海峰 张卫华 武喜萍 《人类工效学》 CSSCI 2009年第1期56-59,63,共5页
人因工程在民航事故分析中意义重大,文章概述了与民航事故分析相关的SHEL模型、飞行员决策模型、Reason模型以及人因失误分析和分类系统,并提出了民航事故人因工程分析的发展方向。
关键词 民航事故 人因工程 SHEL模型 Reason模型
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基于全决策树的空管人因可靠性研究 被引量:3
9
作者 李海峰 李文权 武喜萍 《人类工效学》 2010年第2期34-39,共6页
随着民用航空运输业的迅猛发展和空中交通流量的不断增长,民用航空器的数量显著增加,对空中交通管制的工作提出了更高的要求和挑战。作为民用航空运输系统中三大安全支柱之一的空中交通管制,长久以来,事故和事件80%以上是由人为表现不... 随着民用航空运输业的迅猛发展和空中交通流量的不断增长,民用航空器的数量显著增加,对空中交通管制的工作提出了更高的要求和挑战。作为民用航空运输系统中三大安全支柱之一的空中交通管制,长久以来,事故和事件80%以上是由人为表现不佳引起的,人为因素已经成为影响安全和工作效率的最大因素。本文分析了全决策树分析方法(the Entire Decision Tree,EDT)、模型原理和分析步骤,研究了影响空管人因可靠性的相关因素,提出了基于全决策树的空管人因可靠性的方法,对提高空管工作的效率和安全具有参考价值。 展开更多
关键词 空中交通管制(ATC) 人因可靠性 人的失误 全决策树(EDT)
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基于多层次灰色评价的空域安全宏观分析 被引量:2
10
作者 李海峰 隋东 武喜萍 《人类工效学》 CSSCI 2009年第3期54-57,共4页
随着空中交通流量的日益增长,保障我国空域安全越发重要,而空域安全评价方法在我国尚处于探索研究阶段。本文建立空域安全宏观评价指标体系,采用多层次灰色评价方法对空域安全系统进行分析。本文为国家空域安全评价提供基本方法和理论基... 随着空中交通流量的日益增长,保障我国空域安全越发重要,而空域安全评价方法在我国尚处于探索研究阶段。本文建立空域安全宏观评价指标体系,采用多层次灰色评价方法对空域安全系统进行分析。本文为国家空域安全评价提供基本方法和理论基础,具有较好的社会效益。 展开更多
关键词 灰色评价 空域安全 层次分析法
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突发事件状况下管制员个体行为特点研究 被引量:4
11
作者 李海峰 武喜萍 《人类工效学》 2011年第1期66-69,共4页
由于人在生理、心理、社会和精神等方面,存在较大的可塑性和难控性的特点,因而在面临突发事件时,难免会做出错误的决策导致事故的发生或后果的加剧。本文主要探讨了Logit模型在管制员个体面对突发事件的运用,通过管制员个体心理偏差分析... 由于人在生理、心理、社会和精神等方面,存在较大的可塑性和难控性的特点,因而在面临突发事件时,难免会做出错误的决策导致事故的发生或后果的加剧。本文主要探讨了Logit模型在管制员个体面对突发事件的运用,通过管制员个体心理偏差分析,定性和定量地分析突发事件状况下影响管制员个体行为因素,对民用航空安全的研究有参考价值。 展开更多
关键词 突发事件 行为决策 心理偏差 LOGIT模型
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基于seq2seq模型的民航报文智能纠错研究 被引量:2
12
作者 李强 杨红雨 +2 位作者 刘洪 武喜萍 胡浩亮 《长江信息通信》 2021年第2期29-31,共3页
针对民航报文在传输过程中,存在人为或者环境影响,导致出现错误,尤其是航路字段出现错误的现象,提出了一种基于seq2seq模型的深度学习方法,发现并纠正航路中存在的多点、少点、错点或混合错误的报文错误。并在seq2seq模型中加入attentio... 针对民航报文在传输过程中,存在人为或者环境影响,导致出现错误,尤其是航路字段出现错误的现象,提出了一种基于seq2seq模型的深度学习方法,发现并纠正航路中存在的多点、少点、错点或混合错误的报文错误。并在seq2seq模型中加入attention机制,解决模型的输入输出序列不对应问题,有效提高了纠错得准确率。通过仿真实验验证了结合注意力机制的条件生成模型可以有效地发现并纠正报文中的航路错误,有效地减少管制员的压力,提高了航空安全性。 展开更多
关键词 报文纠错 seq2seq模型 attention机制 神经网络
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基于GMM的航班轨迹预测算法研究 被引量:9
13
作者 林毅 张建伟 +1 位作者 武喜萍 刘宇 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期104-109,共6页
航班轨迹预测是空中交通管理与仿真技术的基础。针对现有预测方法预测精度和稳定性不足的问题,提出了一种基于历史雷达数据和机器学习方法的轨迹预测算法。算法首先基于概率统计模型(高斯混合模型)对航班运行过程中的相邻时刻的相对位... 航班轨迹预测是空中交通管理与仿真技术的基础。针对现有预测方法预测精度和稳定性不足的问题,提出了一种基于历史雷达数据和机器学习方法的轨迹预测算法。算法首先基于概率统计模型(高斯混合模型)对航班运行过程中的相邻时刻的相对位置偏移量进行建模;随后,以该航班的历史飞行轨迹为训练数据采用期望最大化的机器学习算法优化模型参数。概率统计模型学习真实运行环境下同一航班的飞机运动模式,能更准确地描述航班在飞行过程的随机性。在已学习到概率统计模型的基础上,采用序贯蒙特卡洛思想采样航班各时刻的相对位置偏移向量序列。针对特定的航班轨迹预测,使用起飞机场的跑道位置和标高信息与预测的航班位置偏移量预测航班在各个更新时刻的位置信息并形成最终的航班轨迹。算法中预设模型参数更新机制,包含预测误差超过阈值、定时和手动更新。将提出的算法运用在某大型空中交通流量管理系统中,大量真实历史数据实验表明:与传统的运动学方法和回归模型相比,本文算法能得到更加准确和平稳的航班轨迹预测结果。 展开更多
关键词 轨迹预测 历史雷达数据 高斯混合模型 相对位置偏移 机器学习
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基于LSTM的航班过点时间预测
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作者 徐聪 杨红雨 +2 位作者 刘洪 武喜萍 毛继志 《长江信息通信》 2021年第3期65-67,共3页
为了提高空管流量管理效率,在飞行计划阶段,精确推测航空器预计过点时间,提出了基于长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的航班过点时间预测方法。通过关联航班飞行计划与实际雷达数据,根据计划数据航路点与实际过点时间信息... 为了提高空管流量管理效率,在飞行计划阶段,精确推测航空器预计过点时间,提出了基于长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的航班过点时间预测方法。通过关联航班飞行计划与实际雷达数据,根据计划数据航路点与实际过点时间信息构建了预测模型。将模型预测结果与真实航班过点时间进行对比,将预测过点时间与实际过点时间的绝对值误差作为评价标准,结果表明,基于LSTM的航班过点时间预测模型误差更小,以国内航班CCA4439为例,LSTM模型精度更高,可以将航班的过点时间误差控制在30s以内。 展开更多
关键词 长短时记忆网络 航班过点时间预测 空中交通管制
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基于复杂网络的空中交通特征与延误传播分析 被引量:45
15
作者 武喜萍 杨红雨 韩松臣 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期112-118,共7页
空中交通流量管理主要集中在尾随间隔、空中等待等局部战术空中交通流量调配,对空中交通流量整体运行规律、延误传播和整体解决的研究较少。航空运输网络是一个复杂系统,从复杂网络理论角度对航空运输网络进行研究很有必要。首先,分析... 空中交通流量管理主要集中在尾随间隔、空中等待等局部战术空中交通流量调配,对空中交通流量整体运行规律、延误传播和整体解决的研究较少。航空运输网络是一个复杂系统,从复杂网络理论角度对航空运输网络进行研究很有必要。首先,分析了空中交通流量网络的度、度分布、权值、权分布、流量、容量、延误等静态特征;然后,提出了空中交通流量网络整体效能评估方法,使用选择性攻击和随机攻击方法分析了空中交通流量网络的抗毁性,基于负荷容量级联失效模型和病毒传播模型与空中交通延误传播的相似性建立了空中交通延误传播模型,最后,使用实际运行数据验证了空中交通流量网络的特征与延误传播模型的有效性,该研究可以为大范围空中流量管理提供决策支持。 展开更多
关键词 空中交通管制 空中交通流量管理 延误传播 复杂网络 网络特性
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