计算方法

  • 基于能岗匹配的管制员排班优化模型研究

    段昌淼;胡明华;杨磊;

    分析了管制员排班中能岗匹配这一重要影响因素,提出业务数据驱动的管制员核心胜任力能岗匹配评价模型,基于改进的AFE-TOPSIS算法计算多模式席位的管制员能岗匹配度,辅助排班优化。进而研究基于管制员能岗匹配度的人员指派问题,构建实力均衡的多目标排班优化模型,综合考虑整体能岗匹配度、人员能岗匹配均衡度、人员执勤薪酬成本等3个目标,求解得到排班优化方案。结合某管制班组案例作实例验证,结果表明所提优化方案较传统人工排班方案能有效提升实力均衡效果,不同技能水平的人员搭配更加合理,班组人员搭配更加均衡,为有效地配置执勤管制员提供新方法,有助于提升人力资源调配质量。

    2025年03期 v.55;No.246 1-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
  • 基于时间双循环的无线电导航自动调谐算法

    王亮亮;原妍娜;刘帜琦;李智慧;

    新提出了一种飞机无线电导航自动调谐方法,通过自动调谐顶层逻辑设计,加入时间维度,通过时间双循环(每3 min搜索一次导航数据库,更新一次导航台,并在3 min内,每10 s重新组队一次)。详细设计了导航台切换算法,通过导航台与飞机预估位置和导航台与飞机预估位置形成的夹角、距离为变量,并在导航台切换算法中引入导航性能ANP值。仿真验证结果表明:提出的调谐方法能够有效筛选导航台,避开了传统方法有效导航距离等复杂计算;其次,通过时间维度筛选避开了选取的导航台数量多情况;所提方法实用性强,减少了计算量,且能够有效避免自动调谐时导航台频繁切换的问题。

    2025年03期 v.55;No.246 7-11+16页 [查看摘要][在线阅读][下载 636K]
  • 基于GWO-3DDWA的无人机三维航迹规划

    程擎;彭川颀;

    针对无人机航迹规划中传统灰狼算法收敛速度慢且无人机性能约束构建复杂的问题,提出一种基于GWO-3DDWA的无人机三维航迹规划算法。首先,通过灰狼算法选取少量关键航迹点以保证算法求解速度。然后通过改进三维动态窗口法求解关键航迹点间的局部航迹,在保证航迹符合无人机性能的要求下,实现航迹的全局最优。最终根据实验仿真结果证明,GWO-3DDWA所规划航迹较其他航迹在保证安全性的前提下航程更短,同时无人机性能参数始终保持稳定,航迹更加具有操作性。

    2025年03期 v.55;No.246 12-16页 [查看摘要][在线阅读][下载 246K]
  • 基于北方苍鹰算法的机坪拖曳策略建模

    欧阳杰;李晓蔚;豆聪;

    针对枢纽机场早晚高峰保障压力大、长过站航班占用近机位过长、运行效率与旅客体验感有待提升等问题,提出一种考虑航班拖曳的机位分配方法。将运行航班分为三个连续活动,依据航班过站时间等属性确定关键拖曳时刻并匹配不同的拖曳模式,形成系统的拖曳规则,以机场、旅客、航司三方为优化目标构建机坪拖曳策略模型,并利用北方苍鹰算法求解。以北京大兴机场进行实例验证,结果表明该模型的机位分配方案相比于机场现有分配方案使机位周转率提高了20.65%,旅客步行距离减少了7.57%,拖曳成本减少了2.88%,有效提升了机场航站楼港湾区运行效率,缩短旅客步行距离,节约航司运营成本。

    2025年03期 v.55;No.246 17-22页 [查看摘要][在线阅读][下载 520K]
  • 基于改进SBM模型的机场效率测度研究

    何心甜;李翀;

    针对航空业面临的疫情等挑战,提出了一种改进的非期望产出SBM模型,用于评估中国大陆国际机场的运营效率。与传统模型不同,通过引入全局参比,构建了一个统一的生产前沿面,为不同时期的机场提供稳定的效率评估基准,使管理者能更准确把握机场运营真实情况。相比传统SBM模型和王景波改进模型,该模型通过更精确的评估,揭示了机场运营中的潜在问题和改进空间,为管理者提供策略调整和运营优化的决策支持。实证分析2018—2022年的数据样本,结果表明,改进模型增强了对机场运营效率变化的敏感度,能捕捉效率值的微小变化,使不同时期的机场运营效率评估更全面和适用。

    2025年03期 v.55;No.246 23-27+32页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
  • 基于性能的雷暴天气下航空器航迹规划方法

    王剑辉;刘晨宇;彭塬铭;李龙超;

    雷暴是造成航班延误并影响航空安全的主要因素,雷暴下的航空器安全改航是航空运输系统提高效率的重要挑战之一。首先根据雷暴天气的多普勒气象雷达回波强度划设雷暴影响范围,并基于航空器动力学性能限制、雷暴影响范围限制等,构建了雷暴下的航空器航迹规划模型。然后采用高斯核函数对传统粒子群算法参数进行优化,在保证求解速度的前提下,提高算法求解精度,并采用改进后的粒子群算法对雷暴下的航空器航迹规划模型进行求解。最后采用现实雷暴数据和飞机性能参数进行雷暴下航空器航迹优化测试。结果表明,航空器航迹优化方法可以有效地保证航空器安全改航并且航迹更加稳定,更适合基于航迹运行的运行方式。

    2025年03期 v.55;No.246 28-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 286K]
  • 基于改进代理模型的起落架可靠性分析

    刘博林;王浩;刘浩;田杨;

    起落架作为飞机的关键部件,在飞机起降过程中承受各种复杂载荷,其可靠性对确保飞机的安全十分重要。为了提高起落架系统可靠性分析的精度与效率,基于多响应高斯过程(Multiple Response Gaussian Process, MRGP)模型,并结合改进的自适应学习策略(Improve U,IU)对起落架系统进行了静、动力学条件下的系统可靠性分析。结果表明:考虑失效相关性的MRGP-IU方法在起落架系统可靠性分析中的准确性和效率均较高。

    2025年03期 v.55;No.246 33-37+43页 [查看摘要][在线阅读][下载 404K]
  • 航空发动机复材叶片榫头取样件拉伸分层分析

    姜晓伟;刘锐;司武林;徐武;

    航空发动机复材叶片榫头取样件拉伸是验证复材叶片榫头抗分层设计和分析方法的关键元件级试验,开展了复材叶片榫头取样件拉伸分层建模与分析方法研究。通过内聚力单元模拟复材叶片榫头取样件拉伸分层起始和扩展过程,通过等效各向异性材料参数表征复材叶片榫头取样件刚度,对关键应力部位采用细化网格并逐层建模。基于上述有限元模型分析得到的应变云图、载荷-应变曲线与试验结果吻合较好,有限元分析的分层位置和目视可见分层载荷与试验结果一致,验证了所建立的复材叶片榫头取样件拉伸分层有限元分析模型的有效性。在此基础上,详细分析了复材叶片榫头取样件拉伸分层扩展过程,分析发现分层产生主要受层间剪切应力和张开应力的共同作用驱动。

    2025年03期 v.55;No.246 38-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 725K]
  • 雷诺数对降落伞开伞性能和阻力特性的影响

    刘东宇;张红英;陈建平;

    基于LS-DYNA软件中的任意拉格朗日-欧拉方法(ALE方法)通过改变面积和来流速度两种方式改变降落伞雷诺数,获取雷诺数对降落伞开伞性能和阻力特性的影响,为低雷诺数风洞试验的小型降落伞试验数据向大型降落伞进行缩尺外推提供参考。通过对不同速度和面积下伞衣的外形、开伞时间、最大动载和阻力系数的情况进行比较,得出以下结论:来流速度在20~50 m/s的范围内,对相同面积的降落伞,来流速度越大,雷诺数越大,开伞越快,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越小;相同雷诺数下,降落伞面积越大,开伞越慢,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越大;相同来流速度下,降落伞面积越大,雷诺数越大,开伞越慢,最大动载越大,稳降阻力越大,稳降阻力系数越大。

    2025年03期 v.55;No.246 44-48+54页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K]
  • 基于改进遗传算法的航空货运航线网络优化

    陈华群;黄方玮;

    随着航空货运需求的不断增加,货运航线网络优化成为航空运输业面临的重要挑战之一,为满足各地航空货运需求并降低运输成本,提出一种考虑机型选择的多机场间货运航线网络规划方法。根据不同机型运输成本、载货量、机场收货时间限制、多机场位置坐标及货物需求量等信息建立了多机场间货运航线网络优化模型,然后针对模型求解困难的问题,提出一种基于信息熵的改进遗传算法对模型进行求解。以多个真实机场间货运供需关系为例,对所提方法进行了分析和验证。结果证明所构建模型可以有效规划出成本最小的多机场间货运航线网络,所改进算法收敛速度更快,寻优能力更强,能有效求解多机场间货运航线网络优化模型。

    2025年03期 v.55;No.246 49-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
  • 基于物理信息融合的HPT叶片剩余寿命预测方法

    牧琳龙;刘君强;

    针对目前航空发动机高压涡轮叶片(HPT)剩余寿命预测方法面临物理模型适用性受限和预测精度不足等问题,基于寿命数字孪生框架(LDT)从发动机QAR数据中提取出的关键飞行参数生成叶片的物理仿真退化数据,并融合外场维护数据以构建包含更全面物理信息的融合数据集;基于融合数据集选择集成学习中的Stacking方法对单一的学习器进行集成以预测HPT叶片的剩余寿命;利用东方航空公司某机队飞行数据对方法进行验证。仿真结果表明,所构建的物理信息融合数据集可以充分利用发动机服役条件下的历史信息和状态参数,与单一神经网络相比,所提出的集成学习方法平均误差降低了23%,有效提高了预测精度和泛化性能。

    2025年03期 v.55;No.246 55-60页 [查看摘要][在线阅读][下载 595K]
  • 基于全排序DEA模型的航空公司运营效率测评

    林劭铭;杨申子;

    为了分析我国航空公司发展水平不均衡的原因,提高航空公司的运营效率,采用数据包络分析模型(DEA),构建了6个投入产出指标对航空公司效率进行评估。传统DEA模型在决策单元(DMU)全排序方面存在争议,为了解决这一问题,结合利己原则和非利己原则,构建了决策单元的最佳和最差表现模型,并将其视为效率的上下界,用乐观水平来反映民航决策者的偏好,结合可能度理论构建新的评价模型。分别使用传统DEA模型和改进模型进行效率评估,结果表明,我国约50%的航空公司在自我发展和协同发展方面未达到良好平衡状态。

    2025年03期 v.55;No.246 61-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K]
  • 合成双射流控制S形进气道数值研究及优化

    李星佑;黄坤荣;向立平;罗振兵;彭文强;邢佳慧;

    对合成双射流影响S形进气道内部流场特性进行仿真计算,分析了合成双射流不同流向控制下进气道内流场特性,利用MOEA/D多目标优化算法得到合成双射流特性参数与目标参数Pareto优化解集,最后设计激励器的不同排列组合以实现其气动性能达到最优。结果表明:施加合成双流控制后,在流向和周向两种布局情况下,流向方案的内部流场特性较优,削弱二次流同时总压恢复系数提高到0.92,旋流畸变指数降低到0.264 0。采用多目标优化技术得到激励器参数Pareto优化解集。最后筛选出前三后二双排列的布局下得到目标值最优方案,总压恢复系数达到0.974 8,旋流畸变指数降低到0.182 7,大大降低了二次流效应。

    2025年03期 v.55;No.246 66-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 555K]
  • 基于核密度估计的无人机空中碰撞风险研究

    岳伊杨;黄龙杨;李诚龙;吴秋玥;

    为更准确地评估低空通航管制空域内有人机与无人机的协同运行碰撞风险,提出了一种结合飞机位置导航误差与核密度估计的实时碰撞概率计算方法。通过计算飞机导航性能误差及航向角的变化,确定了任意时刻飞机的沿轨迹误差与交叉轨迹误差。采用核密度估计方法拟合导航误差数据的分布,从而得到概率密度函数的表达式。对成对飞机的导航误差进行卷积积分,以获得实时碰撞概率,并将其与传统的拉普拉斯分布模型进行比较。结果表明,改进的核密度模型所计算出的概率曲线更加连续,且更准确地反映了飞机运行过程中的碰撞概率变化。

    2025年03期 v.55;No.246 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 482K]
  • 基于预期航班冲突的停机位预分配协同优化

    刘禹汐;张平;林曦;张涛;任军;

    针对实际运行时同机位连续航班进离港时间易重叠导致航班冲突或延误加重的问题,通过分析航班上/撤轮挡时刻之间的偏差特性,拟合了同机位预期航班冲突值随航班分离时间的变化趋势。在此基础上,以最小化同机位预期航班冲突值、使用远机位的航班数量和旅客步行距离为目标,建立停机位预分配协同优化模型,引入非支配排序遗传算法(NSGA-II),求解该多目标问题。并基于武汉天河机场实际数据开展分析验证,研究表明:与基于“先到先服务”(FIFS)原则的传统分配方案相比,三类方案的效能均有明显提升。兼顾三个目标所得到的优化方案,相较传统方案,可分别使预期航班冲突值、使用远机位的航班数量和旅客步行距离减少45.6%、45.8%和7.2%。

    2025年03期 v.55;No.246 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
  • 基于历史延误和过采样平衡的航班延误预测

    王立威;吴龙娜;

    航班延误是航空运输领域面临的重要挑战之一。考虑航班延误的历史因素,将历史延误率和取消率加入变量特征,为了解决航班数据集类别分布不均导致模型对延误航班识别能力较低的问题,采用SMOTE过采样平衡数据,并通过门控循环单元与长短时记忆网络融合模型对航班延误进行预测。将航班延误因素分为四类,采用随机森林方法进行特征排序和筛选。通过随机网格搜索算法,选择最优参数对GRU-LSTM模型进行优化,并横向进行多种预测模型的对比实验。实验结果表明,对数据集进行平衡后GRU-LSTM模型的召回率提高21.33%,加入历史延误率和取消率后,模型准确率提高0.72%,召回率提高0.39%,模型综合预测能力优于其他二分类模型。

    2025年03期 v.55;No.246 82-86+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 376K]

计算机应用

  • 基于工程应用需求的飞腾处理器板级验证

    陈思宇;韩俊杰;孙嘉懿;

    电子元器件验证指的是国产电子元器件在大规模应用于工程设备前开展的一系列试验、验证、分析、评估和得出综合评价结论的过程,用于明确国产元器件在工程设备上的适用度、研制的成熟度和使用过程的可靠性。处理器类元器件具有设计复杂度高、功能性能强大、接口多等特点,作为复杂国产电子元器件中的代表,对此类元器件开展验证工作具有十分重要的意义。对应用于工程设备的国产处理器如何开展验证的思路和流程进行了描述,以飞腾公司双核处理器为例,详细介绍了国产处理器板级验证的过程与方法。

    2025年03期 v.55;No.246 87-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 346K]
  • 飞机整机电缆检测智能辅助关键技术研究

    闫静;张忆鑫;孙大竞;武家弘;

    整机电缆检测是飞机总装过程中不可缺少的重要环节,目前主要采用基于转接电缆的分布式检测方法,检测的准备工作包括工艺转接电缆的存放、取用、长度确定和其上航空电连接器与机上电缆端子一一对应等。由于工艺转接电缆重、识别电连接器种类多,检测时间长、效率低,亟需智能辅助。首先,提出一种工艺辅助单元,不仅能对工艺转接电缆进行批量化高效存、取,还可以对每根工艺转接电缆进行区分。其次,针对工艺辅助单元上不同工艺转接电缆,为现场快速提取其航空电连接器与飞机上线束端子的插接工艺信息,提出利用YOLOv5算法智能识别航空电连接器、并利用数据库检索实现的方案。最后对解决方案进行了实验验证。

    2025年03期 v.55;No.246 93-97页 [查看摘要][在线阅读][下载 553K]
  • 嵌入式高可靠计算机系统分级完整性保证技术研究

    刘帅;程俊强;马小博;

    随着航空电子技术的发展,新型航空器对飞行器平台管理系统提出更高要求。为满足这些需求,研究了高完整性计算机系统设计技术,提出一种基于混合结构时间触发网络的多冗余分布式多级容错计算机系统架构。该架构具备分级完整性保证与多级容错融合管理能力,通过预先配置的系统动态重构、成员一致性融合保证算法以及三模冗余锁步处理等技术,实现了系统的高可靠性、高完整性和高可用性。实验原理样机的系统架构验证了这些技术的有效性,为航空飞行器安全关键实时控制系统提供了高可靠、高完整的实时计算平台。

    2025年03期 v.55;No.246 98-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 327K]
  • RT- DETR- MAR军用飞机遥感图像识别研究

    刘春鑫;白童;王健;

    基于RT-DETR模型提出了改进的RT-DETR-MAR模型,在注意力机制上增强了模型对高低频信息的处理能力,提升了特征提取精度;采用了FocalerIoU损失函数增强模型对小目标和多尺度目标的检测能力。实验表明,RT-DETR-MAR模型在参数量为38.5 MB的情况下mAP达到了93.8%,相较于原始模型提升了2.18%,检测速度达到了22.2 FPS,显著提高了军用飞机遥感图像的识别精度和速度,并且在复杂背景和多变光照条件下表现出色,为军用飞机识别领域提供了高效、准确的解决方案。

    2025年03期 v.55;No.246 103-107+113页 [查看摘要][在线阅读][下载 396K]
  • 基于CXL的异构计算架构及其航空应用研究

    孙雯;王建生;刘飞阳;

    未来机载计算系统需要具备可持续扩展的智能算力,以支撑多种智能任务灵活插入和敏捷更新的能力。异构智能计算资源之间的高带宽互连和高效内存共享是关键技术难题之一。计算高速链路CXL是一种新兴的异构计算资源高速一致性互连总线技术,支持异构计算、内存共享、内存池化功能,受到数据中心领域高度重视。总结了CXL标准发展过程和CXL协议关键技术特征,调研了国内外基于CXL的计算系统架构研究和产业化发展情况,最后论证了基于CXL的机载异构计算架构,分析了其机载应用场景和应用价值。

    2025年03期 v.55;No.246 108-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 913K]
  • 基于ISSEL的机载网络入侵检测方法

    李诗佳;葛红娟;刘文琪;李煌;桑益芹;

    针对机载网络入侵检测中正常样本与攻击样本数量极度不平衡的问题,提出了一种改进的分层抽样与集成学习方法(ISSEL)。方法采用KMeans++算法对正常样本进行聚类,并通过基于聚类中心的距离抽样策略生成多个平衡子集,以更好地保留原始样本的特征空间。然后,利用决策树、额外树、随机森林、梯度提升树和XGBoost五种树模型对各子集进行训练,并通过基于F1分数的自适应加权策略对模型预测结果进行集成。在1553B数据总线上的实验结果显示,ISSEL方法在保持99.42%高准确率的同时,显著提升了对少数类攻击的识别能力,精确率、召回率和F1分数分别达到98.94%、97.62%和98.28%。这些结果证明了ISSEL方法在处理不平衡数据集时的有效性,展现了其在机载网络入侵检测领域的应用前景。

    2025年03期 v.55;No.246 114-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]

计算机结构与硬件

  • 机载电子设备CBGA焊点寿命的可靠性研究

    薛昭洋;马冲;醋强一;刘婷婷;陈奎;

    面向机载电子设备中陶瓷球栅阵列(CBGA)焊点的可靠性评估需求,对比了失效物理模型与数据驱动模型方法。在传统方法层面,采用Weibull分布对寿命数据进行线性化拟合,建立基于失效物理的寿命预测模型;在数据驱动方法层面,构建以器件参数、焊料特性和环境载荷条件为输入,以失效循环数为输出的BP神经网络模型。采用平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)作为模型性能的评价指标。结果表明,数据驱动方法显著简化了传统有限元仿真过程的复杂性,且BP神经网络模型相较于Weibull分布方法具有更高的预测精度。

    2025年03期 v.55;No.246 120-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 304K]
  • QSPI Flash访问速率提升研究

    冯毅;包文帆;

    针对ARM处理器在多片QSPI Flash存储器级联场景下,QSPI接口因信号完整性劣化导致访问速率受限的问题展开研究。随着QSPI Flash数量的增加,多QSPI Flash级联引发的SCLK信号反射干扰成为制约访问速率的关键因素。创新性地提出采用T型拓扑结构与戴维南终端匹配相结合的综合解决方案:通过T型拓扑优化信号传输路径,降低信号反射系数;同时采用戴维南端接匹配技术实现阻抗精准匹配,有效抑制信号振铃现象。实验结果表明,该方法可使SCLK信号边沿抖动降低68%,眼图质量提升3.2倍,最终实现多片级联Flash存储器的稳定访问速率达到传统设计方案的4.5倍。为高速QSPI接口设计提供了有效的信号完整性解决方案,对提升嵌入式存储系统性能具有重要工程价值。

    2025年03期 v.55;No.246 125-128+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]

计算机网络

  • 机地移动通信中LS与MMSE信道均衡算法研究

    王兆驰;张潘頔;祁文涛;王力;

    针对机地移动通信场景,为了克服该通信场景下的信道复杂性(多普勒效应、多径时延等),同时考虑机地间通信的需求已经由少量数据传输转变成高速、海量、实时的数据传输,故采用MIMO-OFDM技术进行无线传输,将LS和MMSE两种信道均衡算法应用在机地无线通信场景下。首先在理论层面对比分析了LS算法和MMSE算法在MIMO-OFDM系统中的差异;通过MATLAB构建了符合该场景的信道环境,并通过MATLAB仿真对比了两种算法的性能。结果表明:在高信噪比下,LS算法与MMSE算法性能差异不大,LS算法由于其更低的计算资源开销更具优势;而在低信噪比下,MMSE算法相比LS算法性能更优,但付出的代价是计算资源的增多。研究对两种均衡算法的研究分析为后续的硬件实现提供了基石。

    2025年03期 v.55;No.246 129-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 421K]

  • 《航空计算技术》征稿简则

    <正>《航空计算技术》是由中国航空工业集团有限公司主管、由中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所主办的国内、外公开发行的科技期刊,是中国科技核心期刊和中国航空学会会刊,被多家权威检索系统收录。本刊热忱欢迎从事计算技术研究及其应用的科技工作者和大专院校师生踊跃投稿。1投稿约定1.1稿件应当论点明确、论证严密、文字简练、数据可靠。篇幅(含图、表)一般应控制在6000字以内。1.2稿件需包含以下内容:中英文题名、作者署名(姓名、单位)、摘要、关键词,引言、正文、参考文献。具体要求如下:(1)中文题名应不超过20个汉字(2个英文字母等同1个汉字),且应简明、具体、确切。(2)多位作者、多个单位时,应标明序号,且作者与单位等信息对应一致。(3)作者单位应包含:单位,所在省市,邮政编码。

    2025年03期 v.55;No.246 135页 [查看摘要][在线阅读][下载 1223K]
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