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基于CNS定位误差的侧向碰撞风险模型 被引量：20
1
作者 张兆宁 沈金炜 刘计民 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期110-113,共4页
为了有效地确定航路安全间隔与评估碰撞风险,研究了基于通信、导航、监视(CNS)定位误差的侧向碰撞风险问题。运用多维随机变量协方差矩阵,给出了CNS性能环境下侧向定位误差分布函数,建立了给定间隔下基于CNS定位误差的侧向碰撞风险模型... 为了有效地确定航路安全间隔与评估碰撞风险,研究了基于通信、导航、监视(CNS)定位误差的侧向碰撞风险问题。运用多维随机变量协方差矩阵,给出了CNS性能环境下侧向定位误差分布函数,建立了给定间隔下基于CNS定位误差的侧向碰撞风险模型,并对侧向碰撞风险进行了评估计算。计算结果表明:某航路侧向碰撞风险为4.8×10-13,在安全目标水平5.0×10-9之内,因此,该航路在现有的CNS性能环境下满足安全目标水平要求。 展开更多
关键词 空中交通控制 安全目标水平 侧向碰撞风险 定位误差 间隔标准
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规定安全间隔的CNS性能环境研究 被引量：9
2
作者 王莉莉 张兆宁 刘计民 《数学的实践与认识》 CSCD 北大核心 2011年第19期22-29,共8页
对平行航路下规定安全间隔的CNS性能环境评估问题进行了研究.首先分析了CNS性能环境对飞机碰撞风险的影响,并结合Reich模型和概率论方法建立了CNS性能环境下飞机纵向、侧向和垂直方向上的碰撞风险模型;其次对碰撞风险模型进行分析转化... 对平行航路下规定安全间隔的CNS性能环境评估问题进行了研究.首先分析了CNS性能环境对飞机碰撞风险的影响,并结合Reich模型和概率论方法建立了CNS性能环境下飞机纵向、侧向和垂直方向上的碰撞风险模型;其次对碰撞风险模型进行分析转化得到了规定的安全间隔和安全目标水平下CNS性能环境的评估计算方法.最后对平行航路的CNS性能环境进行了评估计算,得到符合航路安全目标水平1.5×10^(-8)的CNS性能环境为RNP10、RCP400、RSP20. 展开更多
关键词 空中交通管理 碰撞风险 CNS性能环境 安全目标水平 安全间隔
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基于CNS定位误差的平行航路间隔安全评估 被引量：8
3
作者 沈金炜 张兆宁 刘计民 《航空计算技术》 2010年第1期34-36,53,共4页
主要对平行航路中基于CNS定位误差的飞行间隔安全评估问题进行了研究。首先分析了CNS定位误差对飞机碰撞风险的影响。其次运用概率论方法得到了CNS定位误差下飞机纵向、侧向和垂直三个方向上的碰撞风险计算模型,并根据模型利用牛顿迭代... 主要对平行航路中基于CNS定位误差的飞行间隔安全评估问题进行了研究。首先分析了CNS定位误差对飞机碰撞风险的影响。其次运用概率论方法得到了CNS定位误差下飞机纵向、侧向和垂直三个方向上的碰撞风险计算模型,并根据模型利用牛顿迭代算法,通过给定某一方向安全目标水平计算CNS定位误差下相应的安全间隔。最后对平行航路三个方向的飞行间隔进行了评估计算,将结果与实际相比较,表明该模型可行。 展开更多
关键词 平行航路 CNS定位误差 安全目标水平 飞行间隔 牛顿迭代法
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基于改进Event模型的多旋翼型eVTOL垂直间隔安全评估方法 被引量：1
4
作者 王兴隆 王友杰 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2024年第1期19-27,共9页
电动垂直起降飞行器(eVTOL)是1种新兴的交通工具,也是近年来研究的热点。受限于垂直定位精度低、穿越飞行风险隐患多等问题,eVTOL运行间隔标准难以确定,尚不具备实际应用条件。为探索该飞行器垂直间隔标准,针对多旋翼型eVTOL的底部较宽... 电动垂直起降飞行器(eVTOL)是1种新兴的交通工具,也是近年来研究的热点。受限于垂直定位精度低、穿越飞行风险隐患多等问题,eVTOL运行间隔标准难以确定,尚不具备实际应用条件。为探索该飞行器垂直间隔标准,针对多旋翼型eVTOL的底部较宽、顶部逐渐变细的外形特性,改进了经典Event垂直碰撞模型,并提出了基于改进Event模型的多旋翼型eVTOL垂直间隔安全评估方法。该模型考虑了多旋翼型eVTOL的外形特征、导航精度、运行特点、定位误差、飞行速度特性及速度误差等因素,引入相对速度、侧向重叠概率、垂直重叠概率等计算模型参数,并将原长方体碰撞盒修正为圆台体碰撞盒,有效降低了计算冗余,提高了碰撞模型的精确性。以亿航216-S型多旋翼型eVTOL为例,计算了其在不同安全目标水平和不同导航精度下的最小垂直间隔,计算结果表明:①安全目标水平与导航精度的降低,都会导致最小垂直间隔的减少;②当安全目标水平为1×10^(-6)次/飞行小时且导航精度为RNP10时,最小垂直间隔可缩小至11 m;③当导航精度为RNP10且垂直间隔为11 m时,基于改进Event模型计算的碰撞风险比原模型降低了24.78%。研究结果表明,在计算多旋翼型eVTOL的碰撞风险中,引入圆台体碰撞盒的垂直间隔安全评估方法更加精确合理,能够为多旋翼型eVTOL垂直间隔标准制定提供理论支持。 展开更多
关键词 飞行器运行安全 多旋翼型eVTOL 垂直间隔 碰撞风险模型 安全目标水平
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基于CAP模型的ADS-B管制间隔标准评估 被引量：5
5
作者 陈亚青 刘懿 李士刚 《科学技术与工程》 2011年第17期4102-4107,共6页
随着航空业的快速发展,传统监视系统已无法满足空中交通管制的需求,建设以广播式自动相关监视(ADS-B)为主要监视手段的新航行系统成为必然趋势。论文提出了危险碰撞概率(CAP)模型的概念,选择终端区二次监视雷达作为参考基准系统,根据国... 随着航空业的快速发展,传统监视系统已无法满足空中交通管制的需求,建设以广播式自动相关监视(ADS-B)为主要监视手段的新航行系统成为必然趋势。论文提出了危险碰撞概率(CAP)模型的概念,选择终端区二次监视雷达作为参考基准系统,根据国际民航组织认可的安全目标等级(TLS),得到ADS-B管制间隔标准评估的参考基准间隔,并通过CAP模型计算出ADS-B保持参考基准间隔时所能达到的安全等级。计算结果表明:ADS-B监视安全等级远低于TLS,在终端区使用ADS-B实施3海里的管制间隔标准是安全的。 展开更多
关键词 危险碰撞概率 广播式自动相关监视 安全目标等级 参考基准间隔 间隔标准
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近距平行跑道到达离场窗划设方法研究 被引量：4
6
作者 王莉莉 钟灵 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2020年第3期18-23,27,共7页
针对近距平行跑道一起一降模式下进近航空器可能出现复飞,从而影响另一条跑道航空器安全离场的问题,对离场航空器的放行时机和到达离场窗的划设展开研究。首先,提出了构建近距平行跑道到达离场窗(ADW窗),来保持进离场航空器的安全距离;... 针对近距平行跑道一起一降模式下进近航空器可能出现复飞,从而影响另一条跑道航空器安全离场的问题,对离场航空器的放行时机和到达离场窗的划设展开研究。首先,提出了构建近距平行跑道到达离场窗(ADW窗),来保持进离场航空器的安全距离;然后,采用位置误差概率模型,建立了近距平行跑道构型下进近复飞与离场航空器之间碰撞风险评估模型,给出了ADW窗的划设方法。算例结果表明,在ADW窗临界处进近复飞的航空器与另一条跑道同时离场的航空器的危险接近概率满足最低安全目标水平,可辅助管制员确定离场许可发布时间,以确保进离场航空器之间的距离满足安全运行要求。 展开更多
关键词 复飞与离场 碰撞风险 位置误差 到达离场窗 安全目标水平
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无人机系统安全目标水平预估方法 被引量：19
7
作者 张泽京 张曙光 +1 位作者 柳旭 金镭 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1017-1024,共8页
考虑无人机系统(UAS)与有人机运行安全特性的不同,通过事件树分析识别出对地撞击是无人机系统运行的首要风险方式。基于等效安全水平的概念,建立确定无人机系统安全目标水平的对地撞击模型,将无人机撞击动能、构型参数以及飞行环境因素... 考虑无人机系统(UAS)与有人机运行安全特性的不同,通过事件树分析识别出对地撞击是无人机系统运行的首要风险方式。基于等效安全水平的概念,建立确定无人机系统安全目标水平的对地撞击模型,将无人机撞击动能、构型参数以及飞行环境因素综合考虑到模型中,并计算了不同无人机系统在不同运行场景下的安全目标水平以及基于我国地域人口的安全目标水平,结果表明:在考虑运行环境的情况下,对无人机系统安全目标水平的定量要求可能跨越4~5个数量级。在此基础上,结合风险矩阵的概念,给出基于对地撞击情况的无人机系统运行风险评价矩阵,为无人机系统运行风险评价提供了一种可行思路。 展开更多
关键词 无人机系统(UAS) 等效安全水平(ELS) 对地撞击模型 安全目标水平(TLS) 风险评价矩阵
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城市无人机航线飞行间隔与调控频率综合研究 被引量：2
8
作者 张健 王守源 +1 位作者 赵嶷飞 卢飞 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2024年第1期11-18,共8页
聚焦城市无人机航线飞行,为确保运行安全,需要为无人机配备合适的飞行间隔。面向同航线纵向飞行场景,研究了考虑冲突频率与碰撞概率且符合ICAO间隔制定原则的间隔调控模型。通过研究仅考虑无人机定位误差下的碰撞风险,得到无人机纵向飞... 聚焦城市无人机航线飞行,为确保运行安全,需要为无人机配备合适的飞行间隔。面向同航线纵向飞行场景,研究了考虑冲突频率与碰撞概率且符合ICAO间隔制定原则的间隔调控模型。通过研究仅考虑无人机定位误差下的碰撞风险,得到无人机纵向飞行间隔,作为后续间隔计算的基准;通过综合考虑定位误差和速度误差引发的位置不确定性,计算伴随无人机航线飞行进程的碰撞风险。加大纵向间隔会延迟突破安全目标水平的时机,但随着飞行进程的推进,碰撞风险终将突破安全目标水平。基于此,提出了无人机位置调控机制,对2架无人机位置进行定期调控,以消除速度所产生的累积误差。针对某1个指定的安全目标水平,得到了纵向间隔与位置调控频率的关系曲线,发现二者存在博弈关系,实施高频调控,需要采取更小的航线间隔;反之,则需要加大航线间隔。同时,为兼顾城市空间与位置调控能力的双重约束,提出了选取曲率最大值位置的所需飞行间隔与调控频率作为折中方案,发现安全目标水平要求越严格,所需调控频率和飞行间隔越大。实验得到在满足安全目标水平为5×10^(-9)次/飞行小时情况下,所需调控频率为87次/h,所需纵向飞行间隔为90 m;同时在实际运行环境中,应用上述评估模型与方法可以客观选择所需间隔和调控频率。本文研究可以兼顾城市物流无人机空中运行的安全,提高城市空域利用率和派送效率。 展开更多
关键词 无人机安全 安全目标水平 飞行间隔 位置调控频率
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冲突探测与解脱机制下城市物流无人机自由飞行间隔研究
9
作者 张健 黎宗孝 +2 位作者 罗鑫悦 赵嶷飞 卢飞 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第30期13229-13235,共7页
聚焦自由飞行场景,为确保城市物流无人机运行安全,需要为无人机配备安全间隔。借鉴气体模型和位置误差概率模型,提出考虑冲突探测与解脱机制的无人机自由飞行间隔综合评估模型。首先应用气体模型评估无人机冲突发生频率;接着综合考虑空... 聚焦自由飞行场景,为确保城市物流无人机运行安全,需要为无人机配备安全间隔。借鉴气体模型和位置误差概率模型,提出考虑冲突探测与解脱机制的无人机自由飞行间隔综合评估模型。首先应用气体模型评估无人机冲突发生频率;接着综合考虑空中交通特性、冲突探测与解脱机制、航线结构、空中交通服务能力,计算冲突发生时碰撞概率,得到总体碰撞概率。最后,对标安全目标水平,计算城市物流无人机自由飞行所需间隔。应用该模型,针对某运行空间无人机自由飞行场景,制定所需间隔。研究结果为城市物流无人机间隔标准制定提供可行方法,同时可用于指导冲突探测与解脱机制,降低突破间隔后碰撞概率。 展开更多
关键词 城市物流无人机 冲突探测与解脱 安全目标水平 自由飞行间隔
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城市物流无人机平行航线横向间隔研究
10
作者 张健 赵嶷飞 +2 位作者 卢飞 罗鑫悦 黎宗孝 《交通信息与安全》 CSCD 北大核心 2024年第4期118-124,共7页
面向未来城市物流无人机高密飞行下安全运行需求,选取空域利用率高的平行航线,聚焦平行航线运行中碰撞风险,研究同时考虑冲突频率和碰撞概率的间隔模型,提出符合安全要求的平行航线横向间隔。借鉴有人机管制经验,确定安全目标水平,并以... 面向未来城市物流无人机高密飞行下安全运行需求,选取空域利用率高的平行航线,聚焦平行航线运行中碰撞风险,研究同时考虑冲突频率和碰撞概率的间隔模型,提出符合安全要求的平行航线横向间隔。借鉴有人机管制经验,确定安全目标水平,并以平行航线上相邻无人机纵向距离小于纵向间隔视为冲突评判标准,再根据实际运行数据,计算区域无人机冲突实际发生频率。综合考虑无人机参数、飞行流量、空域性能、偏离概率及角度、冲突探测与解脱机制等因素,构建多参数、多约束的平行航线城市物流无人机运行场景模拟平台。引入蒙特卡洛方法,给定冲突发生频率和意外偏离概率,假设无人机以一定概率因随机意外偏离而引发无人机之间飞行冲突,模拟冲突下无人机的运行结果,记录违反测试标准的事件。设定1~51 m多个横向间隔待选值,实施510万次仿真实验并统计实验结果,结果发现:①发生违反测试标准事件共计50302起;②事故发生的概率密度与横向间隔服从负指数分布;③可采用施加合适的横向间隔策略,实现安全目标水平。基于拟合的概率密度函数,通过计算剩余风险,对比安全目标水平,确定城市物流无人机平行航线横向间隔为33米。 展开更多
关键词 城市物流无人机 平行航线 碰撞风险 安全目标水平 蒙特卡洛
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