In this paper, a UAV path planning algorithm based on improved rapidly-exploring random tree(RRT) is proposed to solve the problem of high randomness of sampling points and poor smoothness of planned path in the RRT path planning algorithm. In the process of tree expansion,the detection field is developed to limit the generation range of sampling points, and the generation strategy of sampling points is changed, so that the algorithm has the ability to achieve faster convergence to target and round obstacles. In addition, the improved algorithm also cuts the redundant points of the initial track, and uses the B-spline curve method to improve the smoothness of the track. The simulation results show that the UAV path planning algorithm based on the improved RRT reduces the average path length by 21.75%, the average number of tree nodes by 75.78%, and the average calculation time by 48.04% compared with the traditional RRT UAV path planning algorithm.
In order to achieve high safety and reliability in the initiation of squibs, this paper designs a high safety aviation squib drive and control system, which mainly includes sensor interfaces, hardware interfaces, software interfaces, and data interfaces. The hardware interface adopts a power output drive method based on inverse time protection to achieve self-recovery and high safety protection of the power drive circuit. The software interface adopts a hierarchical interface fault detection method to identify faults such as squib breakage, terminal output abnormality, achieving accurate isolation and rapid positioning of faults. The data interface uses instruction validity validation to achieve comprehensive processing of instruction data, status data, and BIT data. The experimental results show that the drive and control system has high safety and reliability, which has important practical significance for improving the safety of aircraft systems.
对于卫星厅式航站楼而言,安检位置的分布区域不同会对旅客整体通行效率造成影响.为了探究安检布局位置不同所带来的影响,以卫星厅式航站楼为基础,构建基于Anylogic的不同安检布局位置模型.对构建完成的模型进行仿真,并利用排队人数、通过时间等数据来判断安检位置布置的影响.仿真实验的结果显示,卫星厅内安检可以从整体上减少旅客整个离港流程中的通行时间,但由于APM的集中到达性卫星厅内安检区域的排队人数也会随之增加.
针对联合式航电系统原理仿真及教学需求,设计并实现了基于实体座舱并嵌入DCS数字战斗模拟软件的全数字仿真系统.系统可模拟航电系统地面准备、导航、空空、空地模式下的操作控制逻辑和显示画面;实体座舱和数字战斗模拟软件通过多路RS422 总线和HDMI接口实现信息交互;采用共享内存机制获取飞行状态及航电终端仿真数据作为激励源,模拟航电系统运行过程中各个子系统之间GJB 289A总线的信息流,展示GJB 289A总线通信原理及调度机制.实践证明,系统能有效支撑航空电子综合技术与原理的教学.
随着武器装备信息化技术的发展,作战场景发生了重大变化,多兵种、跨领域的需求愈加凸显,更加注重资源利用率、信息共享程度、分布式协同能力,而目前装备嵌入式计算机呈现出"烟囱式"的发展现状,资源利用率不高、信息共享受限、跨平台之间协同不足,严重影响装备系统的能力.针对这些问题重点研究基于虚拟化技术的资源管理调度、任务自适应的协同计算等技术,为跨平台作战应用统一分配系统资源、提高系统资源的按需分配和自适应调度提供了支持.
过孔孔位偏移可能引起破盘,造成过孔孔壁镀铜附着力下降,同时会造成电流密度集中,影响过孔通流能力.针对PCB板过孔孔位偏移导致过孔环宽不足对过孔可靠性产生的影响进行分析,提出使用泪滴焊盘改善过孔环宽的不足,并通过数学模型计算出最佳泪滴焊盘尺寸.运用仿真软件进行参数化建模,对泪滴焊盘在过孔通流过程中的改善情况进行电流密度仿真,验证了泪滴焊盘对改善过孔孔位偏移带来的电流密度集中问题的有效性.
当今世界,绿色、低碳发展理念已成为一个重要趋势,为顺应这一趋势,提出了一种考虑碳排放限制的航空公司货机队规划方法.根据相关政策,计算得出各航空公司的碳排放配额,进而基于纳什均衡理论,从航线运力分配角度出发,建立了考虑碳排放限制的竞争航线货运机队规划模型.为探究各航空公司间的竞争关系,将航线市场份额设置为航班频次的函数并引入货运需求溢出量来表示航空公司受航线竞争的影响程度.最终设计了启发式算法并结合2021 年国内部分航线运行数据进行了仿真验证.实验表明,模型相较于传统模型更加贴近实际,可作为航空公司在进行航线运营时的决策参考.
无人机因其碳排放少、灵活性高、成本低等优势被越来越多地用于物流配送.考虑到无人机单投递情况下负载利用不足和卡车在客户点等待客户时间窗开启过程的时间损失,针对带时间窗的卡车与无人机协同配送问题进行优化,提出一种多投递下带时间窗的卡车与无人机协同配送(VRPDTW-MD)问题.提出了基于VRPDTW-MD特点的遗传算法对其求解,算法中,设计了多种交汇节点变异算子、交汇节点修复算子和服务节点交叉算子,用于调整卡车与无人机相互之间的交会点以及访问点.通过不同类型与规模算例求解验证了问题和算法的有效性,分析了不同卡车与无人机协同配送模式对运营成本的影响,为"卡车+无人机"模式的配送路径规划提供决策依据.
战斗搜救行动对作战遇险飞行员来说十分重要,由于时效性要求较高,预先规划空中搜索救援空域可为战斗搜救行动提供参考,节约计划制定以及任务准备时间,提高搜救效率和成功率.通过分析空中搜索救援力量典型运用场景,提出将空中搜索救援空域分为三类空域,即为战斗机规划的跳伞区、为救援直升机规划的搜索救援等待区和搜索救援通道.分析三类空域规划的关键问题,将跳伞区和搜索救援等待区规划与选址问题关联研究,将搜索救援通道规划与直升机航路规划问题关联研究,结合选址理论和直升机航路规划研究现状,提出了空中搜索救援空域规划配置的建模思路.
分析了嵌入式智能计算的相关设计技术,介绍了嵌入式智能计算 3 类算法的特征、需求和运行场景,包括知识驱动类、智能优化类和深度学习类.针对每种智能算法的处理要求,提出了智能处理部件的选型要求,分析了不同智能处理部件的性能及特点,提出了一种嵌入式智能处理单元架构,由模块支持单元(MSU)、处理单元(PU)、路由单元(RU)、网络接口单元(NIU)、电源支持元件(PSE)等5 个部分组成,设计实现了嵌入式智能计算模块,具备高速的数据传输能力和智能计算能力,可以满足嵌入式智能计算的应用要求.
针对传统动态窗口法在无人机航迹规划中存在无人机绕飞障碍物较远,只针对静态障碍物等问题,提出一种结合人工势场的优化动态窗口法.通过对障碍物坐标进行与时间相关的参数化,以实现动态障碍物的构建.根据人工势场法构造环境势场,并以仿真航迹末段势场值替换传统动态窗口法中的障碍物距离评价指标,避免无人机远距离绕飞障碍物.根据障碍物移动速度计算障碍物动能,将障碍物动能转化为障碍物移动方向上斥力势场,避免无人机与动态障碍物冲突.通过不同环境下的航迹规划实验表明,在静态环境下,所提算法缩短了航迹长度,提高了航迹经济性;在动态环境下,方法可以有效进行动态障碍物的避障,航迹可操作性高.
在机载航电系统中,为了能够实时、无损地记录显控子系统传来的实时视频数据,最大程度地保留原始视频的图像质量,研究了基于多任务同步处理的机载视频实时记录技术.通过详细阐述接收任务和存储任务的设计方法以及分析两者的同步策略,直观展示了基于同步处理的机载视频实时记录技术的实现架构.同时依托多核处理器平台来设计真实的测试场景,并在实际机载嵌入式系统中部署运行,其结果证实了基于同步处理的机载视频实时记录技术的正确性.
恶劣天气条件下,未起飞的受影响航班面临着重新规划飞行路径的问题.提出了恶劣天气条件下基于Stackelberg博弈的受影响航班路径SO-UE协同分配模型,旨在体现静态航路网络中空中交通管理者与航空公司在路径分配上的公平性.模型被表述为一个两阶段的完全信息动态Stackelberg博弈,在博弈中管理者采取全局最优策略而航空公司采取用户均衡策略.使用改进遗传算法以求解路径分配模型,并设置多组仿真场景进行实验.结果表明所提出的路径分配模型的Jain公平指数高达0.92,能够较好平衡空中交通管理者与航空公司的策略,均衡网络流量负荷,实现空中交通网络中航班路径的公平合理分配.
针对监控计算机与被监控设备间通信接口的适配问题,采用 FPGA 设计了一款通信控制卡,解决LS2K1000J主板的通信接口扩展与适配问题.基于Local Bus,在FPGA中设计了Local Bus总线控制模块,实现将RS485\CAN\1553B\SPI总线挂载到Local Bus总线,设计了一种双MAC网络路由结构,解决了龙芯的两个GMAC接口通过FPGA路由,与PHY芯片连接,在10/100/1 000 Mbps速率下网络通信的数据稳定性问题.在FPGA中,采用多重加载的方式,通过运行不同的程序,实现PRP冗余协议接口与普通网络接口之间的切换;FPGA中采用PRP IP核的方式,实现PRP冗余协议.通过实际测试,该通信控制卡可以满足应用需求,且性能稳定.
空中交通管制危险源特征提取是针对空中交通危险源记录的关键信息检索任务.基于文本特征的提取方法仅依据统计结果来对术语的重要性进行排序.通过引入专家知识来提取符合危险源定义的特征,提出了一种基于专家知识的特征提取方法来定义危险源特征并构建危险源分析框架.算法通过迭代对专家知识进行提炼和积累.实验结果表明,基于专家知识的特定语言处理后得到的数据集可以提取更多信息量的候选特征,以便通过k-means算法构建危险源记录的分析语境.该特征提取模型比其他四种算法获得了更高的精度,在空中交通管制运行数据集和通导数据集中分别达到82%和86%.此外,信息丰富的危险特征为安全管理部门的决策提供了支持,降低了隐患排查的成本.
IMA平台的应用层动态重构技术,允许平台以最小的余量设计保证功能增长,大幅度提高了平台的灵活性,同时也使得系统的分区管理复杂,资源重构困难.针对IMA平台动态重构时,应用任务状态出现断层不连续的问题,提出了一种分区应用状态管理方法设计,以避免应用功能因此而失效.设计提出在周期任务中预设应用状态提取断点,采用异地存储的设计,在断点处将任务状态数据异地备份;应用重构后,取回任务状态数据,将应用任务状态恢复到状态迁移前的状态.设计易于实现,提高了航空电子系统应用动态重构的可靠性.
为了提高机场的场面运行安全,降低航班跑道侵入风险,针对近距平行跑道设置了新型滑行道——绕行滑行道,探讨不同绕滑决策带来的影响与效益.以浦东机场场面布局为研究对象,对绕滑的设计和运行模式进行了分析,建立了量化绕滑效益的数学模型.以AnyLogic为仿真平台构建了离散事件随机仿真模型,主要包括决策模块和优先级模块,模拟了航班到港和离港间隔时间方案不同情况下的3 种绕滑决策对进离港航班的全局滑行时间和油耗量的影响,仿真结果表明,绕滑产生了一定程度的优化效果,尤其是在航班离港高峰期,进港航班全部选择绕滑使全局滑行时间和平均油耗量分别减少了37.1%和21.5%.
针对当前航空电子分布式嵌入式计算机目前采用NFSV3 协议网络文件系统,存在单点故障、服务器性能瓶颈,以及嵌入式环境各种资源受限等约束等问题,提出了基于集群架构的分布式嵌入式文件系统方案.总体架构定义了客户端-元数据服务器-数据服务器分布式文件管理集群架构,透明访问设计采用了精简三级统一路径名和文件服务接口子集;分布式通信设计采用了基于DDS的RPC服务框架,分块及布局管理设计采用表驱动的动态分配方式实现了文件的分块和多副本管理,元数据服务器容错设计采用HA高可用主从数据库方式实现主从元数据服务器状态的实时同步.最后通过搭建分布式嵌入式计算机测试环境,验证了原型系统的功能和性能.
针对民航机务维修领域安全风险研究过程中文本数据利用不充分造成风险要素遗漏的问题,提出了基于改进LDA的机务风险要素识别模型(TF-IDF and Gaussian function-LDA,TG-LDA).通过构建机务维修领域词典,改善文本挖掘预处理中分词精度不高的问题;针对LDA主题模型输入样本量大、噪声多的问题采用TF-IDF算法与高斯函数结合的词条双重优化模型对其优化,最终识别出26 类机务维修不安全事件风险要素,并通过可视化进行了风险要素分析.结果表明,与传统算法对比,困惑度由7.19×10-4降低至2.13×10-4,改善了文本挖掘中风险要素遗漏的问题,同时识别出机务维修领域主要的风险要素为人员认知存在偏差、维修过程违规作业、人员遗忘/疏漏、检查不全面及飞机部件出现故障.
