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基于改进YOLOX的机场场面飞机目标检测
1
作者 赵元棣 罗琳璐 《计算机仿真》 2024年第5期57-62,共6页
机场场面飞机实时监控是远程塔台系统的基础。为实现对机场场面飞机目标快速而准确的检测,提出一种基于YOLOX融合注意力机制的机场场面飞机目标检测方法。在加强特征提取网络中引入卷积块注意力模块,增大对飞机目标空间位置和特征的关注... 机场场面飞机实时监控是远程塔台系统的基础。为实现对机场场面飞机目标快速而准确的检测,提出一种基于YOLOX融合注意力机制的机场场面飞机目标检测方法。在加强特征提取网络中引入卷积块注意力模块,增大对飞机目标空间位置和特征的关注度,同时利用CIoU方法计算目标框回归损失函数,并基于Tensorflow深度学习框架对YOLOX及改进模型开展对比实验。结果表明,YOLOX模型具有较高的检测精度与速度,提出的YOLOX-CT与YOLOX-CS模型的mAP0.5分别达到97.34%及97.28%,FPS值达到46及35。基于YOLOX的改进模型对飞机目标具有较高的检测效率,可保障机场运行安全、提升运行效率。 展开更多
关键词 机场场面 飞机目标检测 注意力机制
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航空器爬升与下降阶段4D航迹预测 被引量:2
2
作者 赵元棣 李科频 朱文心 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第17期7582-7588,共7页
准确的4D航迹预测可以在冲突探测与解脱、航迹优化和空中交通流量管理等多个领域发挥重要作用。为提高预测的准确性,提出了基于机器学习的航空器4D航迹预测方法。首先,利用爬升阶段提取研究指标,构建循环神经网络(recurrent neural netw... 准确的4D航迹预测可以在冲突探测与解脱、航迹优化和空中交通流量管理等多个领域发挥重要作用。为提高预测的准确性,提出了基于机器学习的航空器4D航迹预测方法。首先,利用爬升阶段提取研究指标,构建循环神经网络(recurrent neural network,RNN)和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM);其次,在下降阶段进行数据维度拓展,构建RNN、LSTM模型进行航迹预测;最后,对各个维度上的预测航迹点和实际航迹点的误差进行分析。仿真结果表明,爬升阶段模型和下降阶段模型对于航空器位置预测准确性高,展现了航迹预测模型的良好鲁棒性。 展开更多
关键词 航空运输 4D航迹预测 机器学习 循环神经网络 长短期记忆网络
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基于卷积神经网络的飞机燃油消耗预测方法
3
作者 赵元棣 王中义 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2023年第8期125-131,共7页
针对绿色民航的发展目标,准确预测飞机燃油消耗具有重要意义。对飞机油耗问题进行研究分析,基于TensorFlow深度学习框架,使用卷积神经网络,建立飞机燃油消耗预测模型。将预测结果分别与现有的飞行计划、多层感知机神经网络模型对比,验... 针对绿色民航的发展目标,准确预测飞机燃油消耗具有重要意义。对飞机油耗问题进行研究分析,基于TensorFlow深度学习框架,使用卷积神经网络,建立飞机燃油消耗预测模型。将预测结果分别与现有的飞行计划、多层感知机神经网络模型对比,验证卷积神经网络模型的准确性,并进行10折交叉验证,验证模型的鲁棒性。结果表明:卷积神经网络模型预测结果的平均误差率为5.26%,明显优于现有的飞行计划的17.67%和多层感知机模型的7.69%,模型10折交叉验证的误差率方差为0.16%;基于卷积神经网络的飞机燃油消耗预测模型具有很好的准确性和鲁棒性,能够为航空公司提供更加准确的飞机携带燃油量,避免产生更大燃油消耗,可有效降低运营成本,实现绿色民航的节能目标。 展开更多
关键词 交通运输工程 绿色民航 飞机燃油预测 卷积神经网络 交叉验证
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TULIP平台学习行为数据聚类分析——以空中交通管理本科专业课为例 被引量:1
4
作者 刘永欣 赵元棣 +1 位作者 张彬 李昂 《高教学刊》 2023年第21期193-196,共4页
构建TULIP虚拟仿真平台的目标是有效提升学习者的逻辑思维和实践能力。采集学习者在TULIP平台有关空中交通管理本科专业课程的在线学习行为数据,选取9个学习行为量化指标,采用主成分分析和k-均值聚类方法,对学习者在TULIP平台14个任务... 构建TULIP虚拟仿真平台的目标是有效提升学习者的逻辑思维和实践能力。采集学习者在TULIP平台有关空中交通管理本科专业课程的在线学习行为数据,选取9个学习行为量化指标,采用主成分分析和k-均值聚类方法,对学习者在TULIP平台14个任务的学习行为数据进行聚类分析。通过分析聚类结果,将任务分为识记、资料拓展、前序课程延续、综合应用四类,并准确识别成绩优秀和成绩较差学习者的学习行为特征。探讨基于TULIP平台的教学方法,通过有针对性地制定教学方案和干预措施,实现提升学习效果的目标。 展开更多
关键词 教育信息化 TULIP平台 学习行为 主成分分析 K-均值聚类
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基于郁金香智慧学习平台的教学设计与实践
5
作者 刘永欣 赵元棣 +2 位作者 遇炳昕 张彬 张健 《大学教育》 2023年第10期20-24,共5页
信息化时代背景下的高等教育凸显数字化、智能化的特点和趋势,基于此,传统的课堂讲授方式也需做出相应的改革,“去讲授化”(De-teaching)是改革的必由之路。项目组基于智慧学习平台,构建了“去讲授化”的学生自主探究式教学模式。在该... 信息化时代背景下的高等教育凸显数字化、智能化的特点和趋势,基于此,传统的课堂讲授方式也需做出相应的改革,“去讲授化”(De-teaching)是改革的必由之路。项目组基于智慧学习平台,构建了“去讲授化”的学生自主探究式教学模式。在该模式中,教师的角色由知识传授者转变为学习管理者,制造学习动机、设计学习路径、激发学习行为成为教师的核心技能。智慧学习平台的设计与应用为我国高等教育信息化转型提供了一次大胆、有益的尝试。 展开更多
关键词 智慧学习平台 “去讲授化” “以学生为中心” 建构主义 学习行为分析 教师角色转变 思政教育
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网络学习空间的教学设计与学习状态监测
6
作者 姜高扬 赵元棣 王飞 《大学教育》 2023年第7期72-75,共4页
科学有效的网络课堂教学设计与学习状态监测对提高在线教学质量具有重要的意义。根据在新冠疫情期间的在线教学实践,课程组开发了面向教学全过程的多媒体教学资源,设计了科学灵活的视频时长方案,构建了基于调查问卷的闭环教学模式,挖掘... 科学有效的网络课堂教学设计与学习状态监测对提高在线教学质量具有重要的意义。根据在新冠疫情期间的在线教学实践,课程组开发了面向教学全过程的多媒体教学资源,设计了科学灵活的视频时长方案,构建了基于调查问卷的闭环教学模式,挖掘了线上平台数据所隐藏的学生学习状态信息。教学设计与学习状态分析保障了新冠疫情期间线上教学工作的顺利开展,积累了网络课堂教学经验,为后期开展线上线下混合式教学奠定了基础。 展开更多
关键词 网络课堂 在线教学 教学设计 状态分析
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基于CD-RISC-4量表的管制学员心理韧性度量方法
7
作者 郭九霞 莫嫣然 赵元棣 《指挥信息系统与技术》 2023年第5期50-56,共7页
为了有效衡量管制学员心理韧性水平,通过对CD-RISC-25量表进行改进,提出了基于CD-RISC-4量表的管制学员心理韧性度量方法。依据专家评分数据来调整心理韧性量表测试项目,并采用问卷调查法对某民航院校交通运输专业学生进行了心理韧性评... 为了有效衡量管制学员心理韧性水平,通过对CD-RISC-25量表进行改进,提出了基于CD-RISC-4量表的管制学员心理韧性度量方法。依据专家评分数据来调整心理韧性量表测试项目,并采用问卷调查法对某民航院校交通运输专业学生进行了心理韧性评估。评估结果表明,心理韧性总分与CD-RISC-4量表的4个维度(均)呈正相关,累计方差解释率为59.71%,量表各维度的克朗巴哈系数为0.740~0.881,验证性因子分析结果符合心理测量学要求。采用CD-RISC-4量表对管制学员的心理韧性进行评估,其总分的均分为(4.113±0.80)分,该量表对未来智慧民航领域筛选管制员具有重要意义。 展开更多
关键词 管制学员 心理韧性 量表 信度 智慧民航
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基于重采样的终端区飞行轨迹可信聚类方法 被引量:15
8
作者 赵元棣 王超 +1 位作者 李善梅 张召悦 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期817-825,834,共10页
为了准确掌握终端区空中交通流复杂多变的空间分布特征,有效评估、优化进离场程序,基于重采样技术研究了终端区三维真实飞行轨迹的聚类问题,提出了一种计算速度快、可扩展性强、可信度高的聚类方法.首先,结合重采样和主成分分析方法,将... 为了准确掌握终端区空中交通流复杂多变的空间分布特征,有效评估、优化进离场程序,基于重采样技术研究了终端区三维真实飞行轨迹的聚类问题,提出了一种计算速度快、可扩展性强、可信度高的聚类方法.首先,结合重采样和主成分分析方法,将高维轨迹数据在保留飞行特征的前提下映射到低维空间;其次,基于Mean Shift方法建立飞行轨迹聚类分析与异常轨迹提取模型;最后,利用终端区的真实飞行轨迹数据进行实例验证,并分析模型中各个参数对聚类结果的影响.研究结果表明:该方法耗时0.004 s得到累计贡献率为96.16%的主成分,较好地逼近原始飞行轨迹数据;相较于层次聚类法,本文方法得到的飞行轨迹聚类结果具有更高的可信度,能够准确对应机场标准进场航线设置,并将相似度较低的飞行轨迹提取为异常轨迹. 展开更多
关键词 空中交通管制 飞行轨迹 聚类分析 降维 异常轨迹提取
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基于参数化的玉米叶片三维模型主脉提取 被引量:10
9
作者 赵元棣 温维亮 +3 位作者 郭新宇 肖伯祥 陆声链 孙智慧 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期183-187,共5页
提取玉米叶片三维点云模型主脉对于建立真实玉米叶片模型具有指导意义。本文利用计算机图形学中的相关算法,包括离散网格的平均曲率计算、网格曲面的参数化以及点云数据的骨骼提取等,对扫描得到的玉米叶片三维点云模型进行主脉曲线提取... 提取玉米叶片三维点云模型主脉对于建立真实玉米叶片模型具有指导意义。本文利用计算机图形学中的相关算法,包括离散网格的平均曲率计算、网格曲面的参数化以及点云数据的骨骼提取等,对扫描得到的玉米叶片三维点云模型进行主脉曲线提取。整个算法分为3步:不完整主脉三维点集提取、完整主脉点集提取和三维主脉重建。通过对不同种类玉米叶片三维扫描数据进行实验证明,该算法可以快速、准确地得到玉米叶片的主脉曲线。 展开更多
关键词 玉米 叶片 参数化 主脉提取
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基于K-近邻的自由飞行冲突探测研究 被引量:5
10
作者 赵元棣 孙禾 王洁宁 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期169-175,共7页
在三维空间中,针对自由飞行条件下航空器间的冲突探测问题,提出一种基于K-近邻的冲突探测方法.利用K-近邻方法建立距离矩阵,在此基础上通过冲突判定规则,对存在冲突的航空器进行探测.本文方法能够同时探测多架航空器间的冲突,并且计算... 在三维空间中,针对自由飞行条件下航空器间的冲突探测问题,提出一种基于K-近邻的冲突探测方法.利用K-近邻方法建立距离矩阵,在此基础上通过冲突判定规则,对存在冲突的航空器进行探测.本文方法能够同时探测多架航空器间的冲突,并且计算复杂度仅为O(n),相比于传统方法提高了计算效率.当空域内有航空器发生位置变化时,只需局部修改距离矩阵即可重新探测冲突.此外,本文还给出K值的自适应计算方法,避免了不必要的距离探测.通过对空域内若干架航空器进行仿真实验,表明本文方法能够快速、准确地探测出存在冲突的航空器,有效减轻管制员的工作负荷. 展开更多
关键词 航空运输 冲突探测 K-近邻 自由飞行 距离矩阵
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终端区航迹簇的中心航迹提取方法研究 被引量:4
11
作者 赵元棣 孙禾 +1 位作者 王洁宁 李桃 《图学学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期379-386,共8页
为了有助于飞行计划的准确制定和管制员工作负荷的减轻,提出了一种基于计算几何的中心航迹提取方法。首先由雷达航迹数据生成三维点云模型,然后沿飞行方向对原始点云进行自适应采样,接下来利用采样得到的代表点集建立图结构并进行优化,... 为了有助于飞行计划的准确制定和管制员工作负荷的减轻,提出了一种基于计算几何的中心航迹提取方法。首先由雷达航迹数据生成三维点云模型,然后沿飞行方向对原始点云进行自适应采样,接下来利用采样得到的代表点集建立图结构并进行优化,最后先后通过均匀化处理以及光滑处理,生成最终的中心航迹曲线。真实数据的实验结果表明:该方法能够准确地提取终端区航迹簇的中心航迹,并有效识别其特征点,同时本文方法具有一定的鲁棒性。 展开更多
关键词 终端区 航迹簇 中心航迹提取 计算几何
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基于PHMM的终端区航空器综合态势识别 被引量:3
12
作者 赵元棣 孙禾 +1 位作者 王洁宁 李波 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2013年第10期1068-1072,共5页
航空器在终端区飞行时,由于受到诸多因素的影响,导致其不能严格按照计划航线飞行。通过分析历史航迹数据,提出了一种基于并行隐马可夫模型的终端区航空器综合态势识别方法。首先提取航迹数据的各类特征点,然后根据其x坐标、y坐标以及z... 航空器在终端区飞行时,由于受到诸多因素的影响,导致其不能严格按照计划航线飞行。通过分析历史航迹数据,提出了一种基于并行隐马可夫模型的终端区航空器综合态势识别方法。首先提取航迹数据的各类特征点,然后根据其x坐标、y坐标以及z坐标建立3个隐马尔可夫模型。通过训练3个模型的参数,对航空器在终端区内的高度态势、速度态势以及方向态势进行识别。最后采用综合分析方法对航空器的综合态势进行识别。实验表明,该方法能够快速、准确、有效地识别出终端区航空器的综合飞行态势,为管制员发布管制指令提供依据。 展开更多
关键词 模式识别 空中交通管理 并行隐马尔可夫模型 综合态势识别 终端区
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基于K近邻模型的空中交通流量短期预测 被引量:8
13
作者 赵元棣 陈俊夫 +2 位作者 刘泽宇 盛受琼 白志建 《中国民航大学学报》 CAS 2017年第5期1-5,11,共6页
为了准确预测空中交通短期流量,减轻空管协调压力,基于K近邻算法构建了空中交通短期预测模型。首先,通过多次取K值比较相对误差来确定合适的K值。之后,对原有的K近邻模型进行改进,引入空间参数,提出了3种状态向量组合的K近邻模型:时间... 为了准确预测空中交通短期流量,减轻空管协调压力,基于K近邻算法构建了空中交通短期预测模型。首先,通过多次取K值比较相对误差来确定合适的K值。之后,对原有的K近邻模型进行改进,引入空间参数,提出了3种状态向量组合的K近邻模型:时间维度模型、向台航路-时间维度模型与时空参数模型。以某扇区雷达数据对该模型进行检测,结果表明:同时引入时空参数的K近邻模型误差最小,平均为14.16%;基于指数权重的距离衡量方式均能达到预测精度优化的效果;高斯权重预测法在时间维度模型下优于反函数法,引入空间参数则反之;指数权重距离下的反函数法预测的时空参数模型误差为13.94%。改进后的K近邻模型对不同流量情况都具有普适性,预测结果可为空中交通流量管理提供理论参考。 展开更多
关键词 空中短期流量预测 K近邻 状态向量 时空参数 高斯函数
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兴趣教学模式在“通用航空运行与保障”课程中的应用探讨 被引量:8
14
作者 赵元棣 王兴隆 王涛波 《大学教育》 2016年第5期152-153,156,共3页
通用航空是一个潜力巨大的新兴产业。为培养通用航空人才而开设的"通用航空运行与保障"课程的教学内容较为枯燥,加之传统教学模式缺乏创新性,导致教学质量不高。针对实际教学过程中所出现的问题,将兴趣教学模式引入该课程的... 通用航空是一个潜力巨大的新兴产业。为培养通用航空人才而开设的"通用航空运行与保障"课程的教学内容较为枯燥,加之传统教学模式缺乏创新性,导致教学质量不高。针对实际教学过程中所出现的问题,将兴趣教学模式引入该课程的课堂教学,通过对不同学生的兴趣点分类并设计制订合理的教学方法,使学生在愉快的氛围中掌握通用航空的基础理论与运行特点,充分体现了兴趣教学模式的可行性、科学性和有效性。 展开更多
关键词 通用航空 兴趣教学 教学方法 创新性
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航空器飞行轨迹相似性度量及聚类分析 被引量:10
15
作者 赵元棣 田英杰 吴佳馨 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第2期249-254,共6页
基于相似性度量的飞行轨迹聚类能够为航线优化设计、空中交通管理智能化提供技术支持。对飞行轨迹数据进行预处理之后,引入欧氏距离和余弦相似度2种度量,分别构建实际轨迹与理想轨迹、实际轨迹之间的相似性矩阵,利用谱聚类方法对终端区... 基于相似性度量的飞行轨迹聚类能够为航线优化设计、空中交通管理智能化提供技术支持。对飞行轨迹数据进行预处理之后,引入欧氏距离和余弦相似度2种度量,分别构建实际轨迹与理想轨迹、实际轨迹之间的相似性矩阵,利用谱聚类方法对终端区实测飞行轨迹进行聚类,并针对不同相似性度量的特点进行对比分析。结果表明,基于实际轨迹与理想轨迹相似性以及基于混合度量计算实际轨迹间相似性的聚类结果均较为理想,能够有效识别盛行交通流和异常轨迹。 展开更多
关键词 飞行轨迹 重采样 相似性度量 聚类分析
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动态危险天气下改航路径快速规划方法 被引量:7
16
作者 赵元棣 李瑞东 吴佳馨 《中国科技论文》 CAS 北大核心 2020年第6期678-681,689,共5页
针对危险天气条件下进场航空器的改航路径规划问题,利用栅格法构建终端区空域模型,从静态和动态2个方面提出危险天气飞行限制区(flight forbidden area,FFA)的划设方法。在引入自适应扩展节点的概念并优化代价函数的基础上,基于A*算法... 针对危险天气条件下进场航空器的改航路径规划问题,利用栅格法构建终端区空域模型,从静态和动态2个方面提出危险天气飞行限制区(flight forbidden area,FFA)的划设方法。在引入自适应扩展节点的概念并优化代价函数的基础上,基于A*算法分别构建静态和动态条件下的改航路径快速规划模型,实现了在危险天气下改航路径的快速、合理规划。以厦门终端区为例的仿真实验表明,该方法在合理规划改航路径的同时,减少了计算复杂度,提升了计算效率,为有效利用空域资源、减少航班延误提供了技术支持。 展开更多
关键词 空中交通管理 危险天气 改航路径规划 A^*算法 自适应扩展节点
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进离场交通流时距分布特征对比分析 被引量:2
17
作者 赵元棣 刘泽宇 吴佳馨 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第10期4160-4165,共6页
时距分布是空中交通流理论研究的重要概念和组成部分。以中国某机场实测轨迹数据为例,提出一种合适观测点的自动生成方法,该方法能有效提升轨迹数据的利用率,并选择跟驰性较好的轨迹数据用以计算时距。在分别绘制进场和离场交通流时距... 时距分布是空中交通流理论研究的重要概念和组成部分。以中国某机场实测轨迹数据为例,提出一种合适观测点的自动生成方法,该方法能有效提升轨迹数据的利用率,并选择跟驰性较好的轨迹数据用以计算时距。在分别绘制进场和离场交通流时距频率分布直方图的基础上,应用韦布尔、光滑样条和有理函数模型拟合时距分布情况,并从定性和定量的角度对比分析拟合结果。结果表明,在机场运行状态正常时,有理函数模型对离场交通流时距的拟合效果最好,而光滑样条模型对进场交通流时距的拟合效果最好;在机场运行状态不佳时,光滑样条模型和有理函数模型则分别对离场和进场交通流的拟合效果更佳;进场交通流时距分布比离场交通流时距分布特征更明显。 展开更多
关键词 交通流理论 空中交通流 时距分布特征 拟合
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粤港澳大湾区机场群航线网络特征分析 被引量:9
18
作者 赵元棣 易雨菡 王中义 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第19期8270-8275,共6页
针对粤港澳大湾区机场群空域资源紧张问题,通过建立粤港澳大湾区机场群的航线网络模型,运用复杂网络分析方法,计算出航线网络模型的各种统计指标,对机场以及机场群的航线网络进行分析研究。结果表明:广州白云机场和香港国际机场在粤港... 针对粤港澳大湾区机场群空域资源紧张问题,通过建立粤港澳大湾区机场群的航线网络模型,运用复杂网络分析方法,计算出航线网络模型的各种统计指标,对机场以及机场群的航线网络进行分析研究。结果表明:广州白云机场和香港国际机场在粤港澳大湾区机场群内地位逐渐突出;机场群向外辐射的国内航线网络存在区域性分布不均;机场群的国内航线网络具有小世界特性以及无标度特性等。 展开更多
关键词 航线网络 复杂网络 机场群 航线规划
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航空器飞行轨迹表示方法及其应用 被引量:6
19
作者 赵元棣 付云峰 吴佳馨 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第12期5000-5004,共5页
航空器飞行轨迹数据的规模和质量是提高民航运行规律分析效率的基础。为了在尽可能保留原始轨迹运动特征的情况下实现对轨迹的规则化表示,减少对内存空间的占用,提出了包括等间隔采样、固定点数采样、自适应采样的重采样方法和基于傅里... 航空器飞行轨迹数据的规模和质量是提高民航运行规律分析效率的基础。为了在尽可能保留原始轨迹运动特征的情况下实现对轨迹的规则化表示,减少对内存空间的占用,提出了包括等间隔采样、固定点数采样、自适应采样的重采样方法和基于傅里叶描绘子的轨迹重构方法。通过对比重构轨迹与原始轨迹在运动特征等细节的差异,分析每种方法的优缺点及相关参数的物理意义。针对飞行轨迹簇的聚类问题,基于固定点数采样结果,利用层次聚类法实现对重构轨迹的聚类分析。实验结果表明:本文方法能够利用小规模数据有效表示航空器的飞行轨迹,并成功应用于轨迹聚类等问题。 展开更多
关键词 飞行轨迹 重采样 傅里叶描绘子 层次聚类法
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工程教育专业认证背景下《空中交通系统优化与管理》课程教学改革研究 被引量:2
20
作者 赵元棣 马兰 《教育教学论坛》 2018年第34期138-139,共2页
《空中交通系统优化与管理》课程是面向民航院校交通运输专业的一门重要专业基础课程。本文对该课程与工程教育专业认证的关系进行梳理与分析,总结该课程在工程化教育背景下所存在的问题,从教学内容、教学方法和教学效果三个方面引入先... 《空中交通系统优化与管理》课程是面向民航院校交通运输专业的一门重要专业基础课程。本文对该课程与工程教育专业认证的关系进行梳理与分析,总结该课程在工程化教育背景下所存在的问题,从教学内容、教学方法和教学效果三个方面引入先进的教学模式,提出适用于该课程的改革方案,并针对已实施方案的改革效果进行对比分析。 展开更多
关键词 空中交通系统优化与管理 工程教育 教学模式 教学改革
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