2024年, 第42卷, 第03期　
刊出日期：2024-06-15

  

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  时间序列异常检测方法研究综述

  谢丽霞, 王嘉敏, 杨宏宇, 胡泽, 成翔, 张良

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 1-12+18.

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  时间序列是按时间顺序排列的一组数据点或观测值，在金融学、气象学和股票市场分析等领域中被广泛应用。时间序列数据出现异常可能意味着出现潜在问题、异常事件或系统故障。为了便于未来在时间序列异常检测方法设计方面开展深入研究，本文首先介绍时间序列异常检测的相关概念；其次，展开分析国内外单变量和多变量时间序列异常检测方法；之后，介绍一些时间序列异常检测通用数据集并比较常见检测方法在这些数据集上的性能；最后，探讨未来时间序列异常检测方法设计的重点研究方向，以期对相关理论和应用研究提供参考。
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  新型PFAS替代气体灭火剂CF₃I的合成研究进展

  闫浩, 冯晨航, 陈文胜, 任立恒, 高红松, 孔晓明

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 13-18.

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  由于机载哈龙等灭火剂被联合国限制和淘汰以及全氟和多氟烷基物质（PFAS,per-and polyfluoroalkyl substances）的即将禁用，开发出能够完全满足机载需求的哈龙替代灭火剂成为热点研究话题。三氟碘甲烷（CF₃I,trifluoroiodomethane）是一种不属于PFAS的高效灭火剂，灭火效率接近哈龙-1301并具有优异的环保性能，被视为最有潜力替代哈龙灭火剂的物质之一。目前，CF₃I在民用航空领域应用面临的主要问题是合成成本较高。因此，本文总结了现有的CF₃I合成工艺并选择出最优技术路线，为推进CF₃I在民航领域的应用以增强未来民航热灾害防控能力提供指导。
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  基于关联规则挖掘的终端区交通拥挤传播规律研究

  杨新湦, 邓通, 张召悦

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 19-27.

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  本文基于空中交通流运行现象建立交通拥挤传播规则挖掘模型，从数理角度分析并表征终端区交通流拥挤状态的传播现象。首先，对终端区交通流按照航段结构进行划分并给出交通状态评价指标，采用模糊C均值算法对终端区进场交通流状态进行聚类划分；其次，使用OApriori算法挖掘终端区进场交通流拥挤传播规则；最后，基于实测历史数据构建北京终端区全空域及机场模型（TAAM,total airspace and airport modeler）仿真场景，模拟终端区在不同流量分布特征下的运行情况并进行分析，结果表明：本文模型分析所得的传播规律与实际情况相符，并发现优化终端区进场点流量分布能显著减少终端区拥挤状态的传播现象。
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  基于Q-Learning的航空器滑行路径规划研究

  王兴隆, 王睿峰

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 28-33.

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  针对传统算法规划航空器滑行路径准确度低、不能根据整体场面运行情况进行路径规划的问题，提出一种基于Q-Learning的路径规划方法。通过对机场飞行区网络结构模型和强化学习的仿真环境分析，设置了状态空间和动作空间，并根据路径的合规性和合理性设定了奖励函数，将路径合理性评价值设置为滑行路径长度与飞行区平均滑行时间乘积的倒数。最后，分析了动作选择策略参数对路径规划模型的影响。结果表明，与A^*算法和Floyd算法相比，基于Q-Learning的路径规划在滑行距离最短的同时，避开了相对繁忙的区域，路径合理性评价值高。
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  高原机场离场航线噪声影响研究

  王蒙蒙, 张明, 李慧盈, 裴正莹

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 34-42.

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  近年来，由于高原机场数目和航班运输量持续增长，导致高原机场航空噪声问题进一步加剧。为了科学有效地评估高原机场噪声对周围环境的影响，本文基于高原机场特定环境条件与标准大气条件差异导致的噪声数据环境修正值建立适用于高原机场的离场航线噪声计算模型。同时，结合高原机场噪声数据及离场航线剖面信息建立离场航线周围噪声的空间分布。实验结果表明，基于高原机场环境修正后的噪声值及影响面积相较于修正前有所减少，且根据噪声三维空间模型可以确定高原机场离场航线对地面产生70 dB及以上声压级的航线高度区间在0～2 000 m之间。该研究有助于高原机场离场航线噪声的计算，为离场航线优化研究提供支持。
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  全球变暖背景下高温热浪对飞机起飞性能的影响

  王坤, 彭湘华, 刘海文, 但博, 王愚

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 43-48+68.

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  在全球变暖的背景下，高温热浪事件显著增多且对飞机性能的影响日益显著。利用机场气象站点观测数据、通用地球系统模式版本2(CESM2,community earth system model version 2)和波音性能软件（BPS,Boeing performance software）分析了中国1973—2022年期间机场高温热浪发生的趋势，并定量评估了未来高温热浪事件对B737-800飞机最大起飞重量和起飞滑跑距离的影响。结果表明，1973—2022年期间平原机场纬度越低，高温日数上升趋势越明显，高温热浪事件在1989年后显著增多，而高原机场在此期间未发生高温热浪事件；2096—2100年期间4个机场的飞机最大起飞重量全部受到高温影响的限制，相较于2010—2014年减载天数明显增多，其中高原机场受影响程度最大；当飞机满载飞行时，飞机在3个平原机场的起飞滑跑距离随温度升高并呈非线性变化，温度越高，增长趋势越明显。该结论可为未来改造或新建机场跑道及航空公司制定飞行计划提供重要的参考依据。
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  民机外表面上部自主视觉检查中的降维路径规划研究

  张威, 熊澳鑫, 张博利

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 49-54.

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  传统的民机外表面检查过程中，人工目视检查存在成本高、效率低、工作时间长等诸多不足，而带有机载视觉系统的机器人可以安全、快速、准确地检查民机外表面。本文提出一种用于民机外表面上部自主视觉检查的三维覆盖路径规划方法。通过对民机外表面上部进行初步点云获取，对机身、机翼区域切片，将三维点云映射到平面，然后进行二维覆盖路径的规划及三维空间的路径复原，快速生成优化的三维全覆盖检查路径。结果表明，该方法可以缩短三维覆盖路径规划的时间，较大程度地降低民机外表面上部自主视觉检查的成本，推动自动化检查民机表面技术的发展。
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  基于LSTM-AE的民机空调热交换器性能异常检测方法

  王秋奕, 高源, 贾宝惠

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 55-60.

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  空调热交换器性能异常检测技术是快速判断民机空调系统运行状态并合理安排维修任务的关键，传统的异常检测方法难以有效处理高维时序数据，无法实现系统早期故障预警。为此，本文提出了一种基于长短期记忆网络（LSTM,long-short term memory）与自编码器（AE,autoencoder）模型的无监督异常检测方法，用以识别民机空调系统异常运行状态。首先，基于民机空调系统原始传感器参数构建表征空调热交换器性能的特征监测参数；其次，构建LSTM-AE模型进行数据特征重构并计算重构误差；最后，使用孤立森林（iForest, isolation forest）进行无监督异常监测。将本文构建的无监督异常检测方法与传统方法对比，并建立模型评估指标，验证结果表明，所构建的模型方法可以对民机空调热交换器性能异常状态进行有效检测。
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  预加油航班管理方法研究与软件实现

  张进奎, 翟鹏飞, 王航臣, 刘虹悦

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 61-68.

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  针对预加油航班需要手工筛选、出错率高、效率较低等问题，设计并实现了一款基于.NET平台的民航飞机预加油软件。首先，阐述了预加油软件的设计原理，根据航油价格的调整时间定义了分类阈值时间，并通过分类阈值时间将需要筛选的航班计划分为预先加油航班、前段带油航班和停场航班；其次，给出了预先加油航班、前段带油航班和停场航班的概念和筛选原理；然后，介绍了.NET平台的优势以及预加油软件的实现方法，以ExcelDataReader库作为数据输入工具，以C#中的DataTable作为数据存储和处理工具，并分析了跨月航班对字符串数据和整型数据的影响；最后，以中国南方航空股份有限公司在北京大兴国际机场的航班数据为例进行验证，结果表明，所设计开发的预加油航班管理软件可以快速有效地完成3种航班的筛选，相较于手工筛选效率有较大提升。
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  FBG技术监测分析机场跑道沥青加铺层反射裂缝扩展过程

  韦定兵, 解建光, 刘燕平, 赵勇

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 69-76+83.

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  反射裂缝是导致机场跑道加铺层失效的主要病害之一。为分析机场水泥跑道沥青加铺层反射裂缝扩展过程，本文基于光纤布拉格光栅（FBG,fiber Bragg grating）传感技术，提出了可用于实时监测机场水泥跑道沥青加铺层反射裂缝扩展过程的柔性FBG传感器封装方法，并对研发的FBG传感器进行了标定。基于室内组合梁试验，分析了机场水泥跑道沥青加铺层复合结构反射裂缝扩展过程，包括微裂纹萌生与积累、反射裂缝扩展、反射裂缝贯通3个阶段。在反射裂缝扩展初期，FBG传感器中心波长增长速率相对较小；随着反射裂缝逐渐扩展，FBG传感器中心波长迅速增大。结果表明，柔性FBG传感器全部存活且性能完整，验证了其在实时监测机场水泥跑道沥青加铺层反射裂缝扩展过程中的可行性。
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  装配式刻槽道面宏观构造特征参数研究

  蔡靖, 姚磊, 宋照尚, 王根叶, 尚黎明

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 77-83.

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  本文以A320主起落架轮胎与装配式道面板为研究对象，首先，基于能量损耗理论及摩擦学基本原理，建立轮胎与道面之间的能量耗散方程，从而得出道面宏观构造特征参数与摩擦耗散之间的量化关系。其次，利用ABAQUS建立飞机轮胎-道面板相互作用动力仿真模型。最后，通过仿真实验得到最优的装配式刻槽道面的构造特征参数（刻槽深度、刻槽宽度、刻槽倒角），结果表明：当刻槽宽度为30 mm、刻槽深度为2 mm、刻槽倒角为45°时，装配式道面板可以显著增强道面抗滑性能，具有良好的摩擦耗散性能，与轮胎接触面更大，抓地性能更好，可以提高装配式道面板的耐久性。
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  基于ANP-可拓云模型的网络型航空公司综合竞争力评价

  于剑, 董孝洁, 陈俣秀

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 84-91.

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  构建网络型航空公司综合竞争力评价指标体系并实施客观评价，是国内网络型航空公司明确自身定位、快速提升综合竞争力的重要手段。从创新发展能力、运营管理能力和品牌塑造能力3个维度入手建立综合竞争力评价体系，并采用网络分析法（ANP,analytic network process）-可拓云模型对全球20家典型网络型航空公司进行综合评价，得到各航空公司在全球航空运输市场上的相应地位以及各方面的优势与短板，以期为国内网络型航空公司实现高质量发展、进一步提升综合竞争力提供理论和实践参考。研究表明：中国三大网络型航空公司的创新发展能力和运营管理能力尚有不足，建议以枢纽网络和效率提升为重要抓手，着力提升优化。
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  基于阿贝尔群上的差分集构造LDPC码

  王秀丽, 邢媛媛, 乔丹, 黄贺楠

  中国民航大学学报. 2024, 42(03): 92-96.

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  本文给出了区组长度为3、4和5的平衡不完全区组设计，将设计的关联矩阵作为校验矩阵，从而构造出3种低密度奇偶校验码（LDPC,low-density parity-check code）。由于这些校验矩阵是准循环矩阵，所以构造的码是拟循环LDPC码（QC-LDPC,quasi-cyclic LDPC）。计算码的相关参数，并针对具体的例子通过与类随机码的译码性能进行分析比较，结果显示，所构造的码具有较好的性能。