定量安全性评估是验证无人机是否满足安全性要求的重要手段。本文首先针对无人机部件失效分布存在参数不确定性的问题，利用贝叶斯理论对基本事件的失效分布参数进行修正，得到顶事件的失效概率；然后借助贝叶斯决策理论完成对顶事件的安全决策分析；最终将无人机的安全性评估完善为整套的评估-决策分析流程。研究表明：以某型无人机运行过程中的数据链通信产生的错误信息为例，能够实现上述顶事件失效概率的计算过程和贝叶斯决策的计算过程。

为减少航空器滑行时间，提高机场场面的使用效率，本文建立了航空器动态滑行混合整数线性规划模型。该模型以运行总成本最小为目标，以滑行安全间隔和冲突避免等为约束条件，模型本质是动态旅行商问题，为此，基于广州白云国际机场（简称白云机场）场面构型数据和33架次起降航班数据开展了计算试验。为了便于研究，本文先对物理场面进行了图论化处理，将交点、端点、分段点作为点，跑道、滑行道分段作为边，建立了图论模型，并根据进（离）港情况建立有向图，以保证航空器滑向停机位（跑道）；在处理穿越跑道上，采用了特殊点设计，使其避免与起飞航班发生冲突；为了采用Cplex优化器求解，模型对非线性化约束进行了线性化处理；为了验证模型的正确性，先开展了不考虑冲突的计算试验，证明其能够找到最短路径，然后附上使用时间标识，即时间窗，进行避免冲突的动态优化路径计算。结果表明，航空器动态滑行混合整数线性规划模型能有效获得动态起降滑行优化路径，在白云机场采用东西侧分开运作，即跑道指派“就近模式”下，可用于航空器滑行优化调度。

基于美国联邦航空管理局（FAA,Federal Aviation Administration）在B737-800和A330-200飞行模拟器中进行的飞行员对37条实测跑道平整度主观评价的调查数据，对中国跑道平整度评价指标与飞行员对跑道平整度评价间的关系进行分析，并对比分析不同机型对飞行员评价跑道平整度的影响。构建反向传播（BP,back propagation）神经网络，以中国现行的跑道平整度评价指标和飞机总重（AGW,aircraft gross weight）作为输入，以飞行员对跑道平整度能否接受作为输出，预测飞行员对跑道平整度的评价。结果表明，各跑道平整度评价指标与飞行员对跑道平整度的评价间拟合优度偏低，无法单独对飞行员的评价结果进行预测；机型会影响飞行员对跑道平整度的评价，在飞行员对跑道平整度进行评价预测时需要考虑机型特征；BP神经网络在训练集的预测准确率为100%，在测试集的预测准确率为95.5%，能够有效地综合中国跑道平整度评价指标的特征，并实现跨机型准确预测飞行员对跑道平整度评价的结果。

本文深入剖析了民航数据共享的研究现状与技术进展，首先，概述了民航数据共享的基本框架与核心要素，随后详细探讨了多项前沿技术及其应用。其中，广域信息管理系统（SWIM, system wide information management）作为民航数据共享的核心支撑平台，通过构建统一的信息交换网络，实现了航空数据的全面整合与高效利用。协同决策（CDM,collaborative decision making）系统则进一步强化了跨部门、跨机构间的实时沟通与协作，特别是在航班运行管理、资源优化配置及应急响应等方面展现出显著成效，有效提升了民航系统的整体运行效率与安全性。在数据共享中的数据安全与隐私保护方面，区块链与联邦学习等新技术也展现出巨大潜力，区块链提供安全、透明的数据共享方案，联邦学习则在保护隐私的前提下实现知识共享。然而，数据共享面临标准化不足、合作协调难、数据安全、技术复杂性及成本可行性等挑战。综上所述，本文不仅揭示了民航数据安全共享关键技术的最新进展，还前瞻性地展望了未来趋势与机遇，为民航数据共享的持续创新与全球民航业的数字化转型提供了参考与指导。

为识别快充老化因素对锂离子电池工作及热安全性能的影响，首先，本文采用1C/2C充电速率对商用18650锂离子电池开展循环老化试验，表征电池的容量衰减、电化学阻抗、工作升温等特性。其次，在自搭建的热失控平台上，对比新鲜和快充老化后的锂离子电池在热失控行为、温度特性等方面的差异。结果表明，锂离子电池老化过程是非线性的，呈现3个阶段的变化，对应于不同的老化机制；提高快充速率会导致电荷转移阻抗、欧姆电阻大幅增加；2C充电速率老化的锂离子电池循环寿命迅速缩短，且在循环期间出现异常放热行为，其在充电阶段的最高表面温度达到75℃，这不仅导致电池容量衰减加快，还提高了热失控风险。热失控测试结果表明，老化锂离子电池热失控延后，热失控温度更高；受快充老化因素影响的锂离子电池具有更好的热稳定性，但热失控过程更加危险。

确定满足适航要求的严酷工况是机翼结冰适航审定过程中的必要环节，传统的防冰严酷工况计算方法需要大量重复计算，因此，本文结合拉丁超立方抽样和严酷评估指数提出了一种基于CCAR-25附录C（简称附录C）的考虑全飞行阶段、全冰积聚条件确定严酷工况的简化方法，并利用计算流体力学模型验证其可行性。首先，基于附录C明确了结冰工况参数区间，利用拉丁超立方抽样实现了连续参数区间的离散化，获得组合工况；其次，引入严酷评估指数，对结冰工况进行排序，并通过单变量结冰条件及连续最大结冰条件下机翼结冰的计算流体力学仿真计算，验证了在相同冰型下该严酷评估指数可以以结冰量（包括结冰总质量和最大结冰厚度）作为评价指标，用于严酷程度评估，证明了其绝对值越大，工况越严酷；等待阶段由于飞行时间远大于其他飞行阶段，导致其结冰严酷程度最高，严酷工况均在等待阶段；最后，通过本文提出的严酷工况确定方法给出了基于附录C的严酷工况。

为促进中国航空运输业与民营经济协调发展，本文采用熵权法构建综合评价模型反映航空运输业与民营经济的耦合发展水平，并从国家、地区和省级行政区层面对二者的耦合协调度进行研究。研究结果表明：中国航空运输业与民营经济的耦合协调度稳步上升，并逐步实现优质耦合；二者在地区层面的耦合协调度表现出两极化，华东地区最高，西北和新疆地区最低；二者在省级行政区层面的耦合协调度同样呈现两极化，广东等处于“耦合协调区”，北京等处于“失调衰退区”。最后，针对不同层面的研究结果给出相应的合理化建议。

利用传统的运动恢复结构（SFM, struct from motion）算法实现无人机视角下的三维重建时，为减少特征点的错误匹配和运动目标对整体稀疏点云的影响，主要依靠随机采样一致性（Ransac, random sample consensus）算法，但会导致Ransac在求解相机位姿时的正确率降低，迭代次数增加。本文基于深度学习的单次多框检测器（SSD,single shot multibox detector）网络进行目标检测。首先，在尺度不变特征转换（SIFT,scale-invariant feature transform）提取特征点后，对动态目标类别范围内的特征点进行剔除；然后，在K近邻（KNN,K-nearest neighbor）暴力匹配后，对错误匹配进行剔除，减少无效运动目标范围内的特征点和不同类别间的错误匹配，使得相同置信度时，Ransac求解相机位姿的迭代次数降低，同时减少特征点暴力匹配和SFM算法计算三维点的时间。最后，通过2个场景12张图片验证了引入深度学习优化后三维重建算法的可行性。

针对在紧急情况下目标机场临时关闭，大量航班如何转移到适当备降机场的问题，本文基于协同决策的思想建立了线性规划模型，最大程度减少航班改航总飞行时间的同时满足航空公司对备降机场的期望。该模型结合实际运行特征，考虑航班最大可用飞行时间以及航空公司对备降机场的期望、机场的替代能力、可接受的飞机类别、备降机场时隙、飞机的巡航速度、航路风、空中拥堵等客观条件，并为考虑极端不受约束的情况在模型中增加了罚函数。实例计算结果显示，优化后的备降结果在缩短备降时间的同时可以满足航空公司的期望，总备降时间缩短了14.1%。

广播式自动相关监视（ADS-B,automatic dependent surveillance-broadcast）系统采用同一频段随机广播的方式发射ADS-B信号，这将导致ADS-B信号产生交织，威胁航空安全。目前，利用Capon算法分离ADS-B信号时，未考虑到ADS-B信号的脉冲特性，这会使Capon算法的性能大幅下降。因此，本文针对ADS-B交织信号，设计了基于聚类加权协方差矩阵的信号分离算法。首先，根据ADS-B信号的脉冲特性分析出其在阵列响应上的特征，借助K均值聚类算法筛选出只有噪声、只有第1条信号和只有第2条信号的3类快拍，分别计算这3类快拍的协方差矩阵。其次，选择由噪声快拍得到的协方差矩阵和预抑制信号快拍得到的协方差矩阵，并求两者之和，以此代替Capon算法目标函数中利用所有快拍估计的协方差矩阵。最后，结合Capon算法，实现对ADS-B交织信号的分离。结果表明，该方法在分离ADS-B交织信号时的性能显著提升。

为研究边界层吸入（BLI,boundary layer ingestion）对S形进气道流场畸变的影响，本文设计了短扩压、小偏距的S形进气道，分析了边界层吸入对S形进气道流场特性的影响，进一步研究了吸入不同厚度边界层对出口流场的影响。结果表明，边界层吸入时，进气道内流体的三维分离流动产生对涡旋流畸变区，使低能流体在进气道底部堆积，在出口位置形成特有的下凹形状总压畸变区。随着吸入边界层厚度的增加，进气道流通能力下降，出口截面处总压畸变强度和范围都增大，而旋流畸变范围小幅增加，旋流强度无显著变化。

针对旋转机械设备中齿轮剩余使用寿命（RUL,remaining useful life）的预测问题，本文利用长短期记忆（LSTM,long short-term memory）网络在处理时间序列数据方面的独特优势，提出一种将注意力机制和LSTM融合的齿轮RUL预测算法。首先，从齿轮振动信号中分解出最能反映其健康状况的4种时域特征（均方根值、峭度、方差和裕度指标）作为RUL预测网络的输入；其次，以提升RUL预测结果的精度为目标，把LSTM和注意力机制相结合，设计了一种新型的RUL预测网络；最后，使用实验室齿轮全寿命加速疲劳实验台生成的真实数据进行了模型验证，结果表明，本文所提出的注意力LSTM算法在进行齿轮RUL预测时具有较高的预测精度。

为突破以往仅针对空中交通流量波动方向的研究局限，考虑在空中交通流动态演化研究中充分突出流量波动状态与机场容量限制等实际运行信息，借助动态粗粒化编码方法将机场流容比及流量波动梯度进行符号编码并融合为波动模态，提出了融合编码转移网络构建方法。针对北京大兴国际机场（简称大兴机场）的全天时段与协调时段，从复杂网络视角开展了空中交通流量波动演化规律与特征的定量分析与定性识别研究。研究结果表明：大兴机场两个时段的空中交通流量波动演化差异主要集中在宏观层面；流量波动模态的演化具有显著的转移集聚与相继频现的特点，存在显著的频繁转移模式；强聚类模态和大枢纽模态有效刻画了流量波动演化的轨迹性特征。这些规律性特征为空中交通流量波动状态预测、流量管理预案构建提供了理论基础，对提升机场容量使用效率、优化机场时刻资源配置具有现实意义。

完好性是民用航空导航系统的性能要求之一，而电离层延迟是进行完好性评估的重要误差来源之一。对于单频系统来说，通常采用Klobuchar模型对单频信号进行修正，但修正率仅为60%左右，精度有限。本文提出一种估算电离层延迟并将其用于完好性评估的方法，首先，通过反向传播（BP, back propagation）神经网络对观测站电离层延迟进行训练，得到观测站的BP神经网络模型并计算电离层延迟，提高了观测站的电离层延迟修正率；其次，利用经过训练的观测站BP神经网络模型以及三点插值法计算装备单频接收机的航空器在其飞行位置的电离层延迟并进行完好性评估。以2015年2—3月的数据为例进行评估，结果表明，通过BP神经网络模型以及三点插值法计算部分地区的电离层延迟与Klobuchar模型相比，计算电离层延迟效果较好，提高了日间和夜间电离层延迟的修正率，从而提高了保护级的精度。

腰椎载荷和动态响应指数（DRI, dynamic response index）是评估飞机应急着陆过程中乘员腰椎损伤的两种常见腰椎响应指标。为明确这两种指标的差异，首先，本文建立了座椅-乘员有限元模型和乘员上肢集中参数模型；其次，对座椅-乘员有限元模型和乘员上肢集中参数模型进行对比验证；最后，通过改变加载时间和加载峰值对这两种腰椎响应指标进行变参分析。计算结果表明，采用地板加速度计算的DRI值较采用骨盆加速度计算的DRI值更低，且当加载时间一定时，随着加载峰值的增加，DRI值呈增长趋势；当加载峰值一定时，随着加载时间的增加，DRI值呈先增加后减小趋势；当速度变化量一定时，随着加载峰值的增加，DRI值呈增长趋势。综上，通过梳理和分析DRI的作用原理，有助于促进乘员腰椎损伤判定标准的持续完善。

民用飞机客改货是应对航空货运量增长、老旧客机处理的一种有效途径，客改货飞机多为老龄飞机，结构损伤问题严重，因此，开发结构健康管理系统具有十分重要的工程应用价值。本文结合某航空维修（MRO,maintenance, repair and overhaul）企业的飞机健康管理业务现状及其自身信息化发展需求，基于某型客改货飞机电子样机模型，设计并开发了一套客改货飞机结构健康管理系统，为大量结构健康数据提供了高效的处理和管理平台，实现了健康管理业务的计算机管理、信息资源的共享与交流、典型损伤的分析与评估等功能。通过有限元分析可为飞机构型管理及健康管理等提供有效价值。

为探究金属网几何结构参数对雷击防护能力的影响，本文建立了含有不同几何结构参数的金属网防护层碳纤维增强复合材料（CFRP,carbon fiber reinforced polymer）层合板有限元模型，采用热电耦合分析模拟了无防护、铝网防护和铜网防护下的CFRP雷击烧蚀损伤，对比分析了不同几何结构参数铜网防护下的CFRP烧蚀损伤。研究发现：在相同几何结构参数下，铜网相比铝网具有更好的雷击防护效果；金属网几何结构参数能够影响其雷击防护效果，长短节距会影响金属网格节点数量，金属网的雷击防护能力会随着节点数量增加而提高；增加网线宽度和厚度均能提高金属网的雷击防护能力，增加网线厚度提高的雷击防护能力优于增加网线宽度；通过对比不同网格内角的铜网防护能力发现，能够相对较好地提高金属网雷击防护能力的内角角度为48°。

多年冻土受温度及冻融循环作用影响显著，为了探究其力学特性，本文以漠河地区冻土为研究对象，开展了不同含水率及冻融循环次数条件下的冻土直剪试验以及不同温度、含水率、围压、加载频率和冻融循环次数条件下的冻土动三轴试验，以分析不同影响因素下冻土的抗剪特性和动力性能。试验结果表明：冻土试样剪应力-剪切位移曲线为应变软化型；冻土试样随含水率和冻融循环次数增加，抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均出现不同程度的降低；冻土试样的动弹性模量在试验内的变化范围为210～800 MPa，与含水率、冻融循环次数、加载频率呈正相关关系，与温度和围压条件呈负相关关系，并随含水率的变化最为显著。同时，根据试验结果得出基于各影响因素的冻土动弹性模量计算公式。以上研究成果可为漠河地区开展机场建设等工程项目提供冻土力学特性参考数据。

为提高航站楼应对突发事件的能力，保证机场持续安全平稳运行，引入航站楼运行韧性概念并进行韧性评价十分必要。本文针对现有航站楼运行韧性评价过程中存在随机性、模糊性以及评价指标难以定量表达的问题，首先，从鲁棒性、快速性、冗余性和谋略性4个韧性基本属性出发，选取18个指标构建航站楼运行韧性评价指标体系；其次，通过层次分析法（AHP,analytic hierarchy process）进行指标赋权，然后基于可拓云模型构建航站楼运行韧性综合评价模型；最后，以北方某机场航站楼为例进行验证，结果表明：该机场航站楼运行韧性综合得分为4.362 3分，为中高韧性。本文提出的航站楼运行韧性综合评价模型可为航站楼运行韧性评价提供参考。

在民用飞机市场竞争中，乘客的乘坐舒适性至关重要。为提升民用飞机的振动舒适性，增强中国民用飞机的市场竞争力，本文从民用飞机设计流程上为解决民用飞机振动问题提出方法及思路。首先，结合中国具有自主知识产权的支线客机ARJ21和大型客机C919的商业运营，详细介绍了目前中国自研民用飞机存在的主要振动问题。其次，分析了民用飞机的多源振动特性及其在机体上的传递路径，并介绍了多源振动贡献量分析方法和舱内振动舒适性评价方法。随后，为了在民用飞机设计阶段首先考虑振动舒适性要求，提出了基于多源振动贡献量分析的两级减振指标分配流程，并构建了民用飞机振动舒适性设计的基本思路。最后，展望了民用飞机振动舒适性设计的研究方向，探讨了提升乘客乘坐舒适性的技术措施及思路，以期为中国民用飞机的振动舒适性设计提供有益启示。

采用涡轮增压系统可以有效地恢复发动机高空动力性能，提高通用航空器的工作升限，但在改善发动机性能的同时，其安全性也应引起足够重视。为提高航空活塞发动机涡轮增压系统的安全性并对实际运行提供建议，本文基于模型的系统安全性分析、“V”型安全性分析、响应面分析法（RSM,response surface methodology）与Sobol因子敏感性分析方法，构建了以Rotax914为原型的发动机整机准维模型与拟合方程进行全局敏感性分析，对航空活塞发动机涡轮增压系统性能的不同安全影响因素的敏感性进行分析与比较。结果表明：海拔高度的敏感性指数远高于其他因素；进气阀直径的敏感性指数高于废气阀直径但二者在量级上相近；在正常运行环境下空气过滤器的有效长度对发动机涡轮增压系统几乎不产生影响。因此，在实际运行中可以根据分析结果调整安全影响因素的变化范围，降低关键因素的不确定性，从而进行高效、直观的安全分析。

本文采用建立理论模型、实验验证以及仿真分析的方法，分析了民机液压软管在含磨损缺陷时的力学性能变化规律以及失效情况，得出了软管需要重点监控的损伤状态以及建议更换的磨损缺陷深度。基于流固耦合法，在ANSYS WORKBENCH中进行复合管路有限元仿真分析，探究了在不同流体压力下，磨损缺陷深度、轴向长度对力学性能的影响，给出了不同压力下管路最大总变形和最大等效应变的预测函数关系式，并建立了损伤管路复合强度模型。由该模型可知，管路在内壁未完全破损前不失效，在磨损深度与壁厚比为0.4时，其力学性能显著下降，此时需重点监控或更换。

随着中大型无人机（UAV,unmanned aerial vehicle）应用日益广泛，其维修保障和飞行操纵能力日益被用户关注。本文针对无人机维修实操难度大、飞行操纵安全性低等问题，以MQ-9无人机为例，采用交互性强、逼真度高的Unity3D引擎作为开发工具，构建了无人机可视化仿真平台，探究无人机虚拟维修和飞行模拟方法。结果表明，仿真平台交互式可视化特性能够使用户便捷地获得无人机维修系统的静态和动态特性，及时给出维修者与维修环境间的几何干涉警告，验证维修和飞行操作的准确性，达到提升维修流程认知和飞行操作技能的目的。

针对欧氏空间尺度不变特征变换（SIFT,scale invariant feature transform）算法在彩色图像匹配过程中丢失图像光谱信息、匹配精度低、计算量大等问题，利用Clifford代数（CA,Clifford algebra）对多维空间的表达能力提出一种基于CA-SIFT的图像匹配算法。首先，将图像转换到CA空间表示，同时保留图像空间和光谱信息，通过共形几何代数内积运算构造度量函数，提高特征点搜索效率，在CA空间中检测特征点；其次，采用图像特征两级匹配策略，即将CA-SIFT特征描述向量转换为哈希编码，由暴力匹配得到粗匹配结果；最后，采用网格运动统计（GMS,grid-based motion statistics）方法完成精匹配。实验结果表明：本文算法性能优于SIFT算法，提取的特征点对数量最多提升近54%；图像匹配方面，平均匹配精度达到98%以上，实现了高精度、适用于多数场景的图像匹配方法。

翼型几何参数对旋翼的气动特性影响较大。本文针对涵道共轴双旋翼模型进行数值模拟计算，研究不同几何参数对旋翼气动特性的影响规律，以提高涵道共轴双旋翼的气动效率。结果表明，翼型弯度和桨根安装角的增加均可以显著提高涵道共轴双旋翼的总拉力。当拉力系数小于0.04时，小弯度翼型的气动性能参数高于大弯度翼型；随着拉力系数继续增大，在涵道唇口绕流与上旋翼翼尖涡之间以及双旋翼尾迹之间出现气动干扰和涡流轨迹紊乱；涵道出口内壁面发生局部流动分离成为小弯度翼型气动性能参数迅速下降的主要原因。大弯度翼型的气动性能参数变化平稳，拉力系数较大时的气动效率优于小弯度翼型，NACA6412的桨根安装角在20°～40°之间进行旋翼设计是更好的选择。

为促进航站楼安全韧性建设，提高航站楼安全管理水平，将“安全韧性”概念引入航站楼安全管理，利用集成决策实验室分析（DEMATEL,decision-making trial and evaluation laboratory）和解释结构模型（ISM,interpretative structural model）方法来分析航站楼安全韧性的影响因素。首先，提出航站楼安全韧性定义，以随其运营表现出的监测能力、抵抗能力、应急能力、恢复能力为核心构建航站楼安全韧性影响因素指标体系；然后，建立DEMATEL-ISM模型，使用DEMATEL方法计算各因素的影响度、被影响度、中心度、原因度以及因素间的因果属性，利用ISM方法划分其层级结构；最后，以国内某机场A航站楼为例进行模型验证。结果表明：航站楼安全韧性的根本影响因素是建立航站楼安全韧性机制，与A航站楼实际运营情况一致，验证了模型的有效性和可靠性，为航站楼安全管理提供决策和理论支持。

为实现准确的机场流量短期预测，本文建立了基于二次分解方法的分解集成预测模型。首先，应用局部加权回归周期趋势分解（STL, seasonal and trend decomposition procedure based on Loess）算法将原始时间序列分解为趋势项、季节项和余项3个分量，并计算其样本熵。其次，应用遗传算法（GA,genetic algorithm）优化变分模态分解（VMD,variational mode decomposition）参数，对熵值较大的分量进行二次分解。再次，使用极端梯度提升（XGBoost, extreme gradient boosting）对二次分解后的所有分量进行预测，采用加和集成得到最终的预测值。最后，采集国内典型机场实际运行数据进行实例分析。针对北京首都国际机场60 min进场、离场流量时序，本文模型预测的均等系数（EC,equal coefficient）值分别为0.970 3、0.995 9，相比其他常用模型均有所提高。此外，对于上海浦东、上海虹桥、广州白云3个大型国际机场，本文模型在60 min、30 min统计尺度下进场和离场流量预测的EC值均在0.970 0以上，15 min统计尺度下预测的EC值均在0.950 0以上。结果表明，本文建立的二次分解集成预测模型具有良好的准确性和普适性，用于机场流量短期预测是可行和有效的。

<正>~~

故障电弧是飞机电气线缆互联系统（EWIS, electrical wire interconnect systems）最为常见的失效模式之一。为了研究不同条件参数对电弧损伤的影响，本文根据SAE AS5692标准中的振动实验方法，模拟因飞机振动导致的线束与燃油管路接地故障电弧，开展了机载28 V直流电源、400 Hz/115 V交流电源条件下的接地故障电弧损伤实验研究，并基于流-固-热耦合数值计算方法建立了电弧损伤预测模型。结果表明：交流电源条件下的电弧由于瞬时功率较高造成线束熔断时间相比直流电源条件下更短，其电弧损伤明显小于直流电源条件下的电弧损伤；伴随振动频率增加，线束与管路接触时间延长，电弧损伤与振动频率呈正相关性；将实验与仿真结果进行对比，两者误差较小，有效验证了电弧损伤预测模型的适用性，为飞机EWIS线束安全评估提供一定参考。

为了安全、高效地解决物流无人机（UAV, unmanned aerial vehicle）三维空间航线规划问题，首先，本文在考虑空间避障和地面人口密度的基础上通过改进栅格法对规划环境进行建模，以航程代价、栅格风险值代价和高度调整代价之和最小作为目标函数建立物流UAV航线规划模型，并根据UAV性能设置约束条件。其次，对标准人工鱼群算法（AFSA, artificial fish swarm algorithm）进行改进，增加鱼群跳跃行为和栅格禁忌表，利用改进AFSA对模型进行求解。最后，通过仿真算例将改进后的AFSA与其他3种算法进行了对比并对改进后的AFSA进行了参数灵敏度分析。结果表明：改进后的AFSA在收敛速度上优于其他3种算法，相对于标准AFSA收敛时间降低了9.9%；设置较大的感知范围参数值，航线规划效率更高，在设置步长参数时则需要根据规划环境进行调整。改进后的AFSA可为提升物流UAV三维空间航线规划效率提供借鉴。

为了科学测量重大突发公共卫生事件对中国民航运输量的影响程度，预测未来中国民航运输量的发展趋势，本文引入重大突发公共卫生事件影响值和影响度的概念，对北京首都国际机场、大连周水子国际机场和中国民航2018—2019年旅客吞吐量、货邮吞吐量等指标进行定量分析，并利用三次指数平滑方法计算出2020年和2021年的预测值，将预测值与实际值之间的差值设定为影响值，将当月影响值和前一个月影响值的比值定义为影响度。结果显示，突发公共卫生事件对民航运输量的影响度约为1.0, 2022—2025年中国民航运输量将实现稳步恢复。影响度相关概念和方法的提出为突发事件背景下民航运输量的预测提供了新思路。

为分析垂向坠撞试验中大飞机机身框段的坠撞响应、结构吸能及乘员伤害情况，首先，建立大飞机典型机身框段-座椅-乘员有限元模型；其次，对比分析了该有限元模型与试验件机身框段的失效模式和乘员响应等；最后，对机身框段不同部件进行了坠撞吸能分析，并从腰椎压缩载荷和骨盆加速度两方面分析了乘员损伤情况。仿真结果表明，机身框段-座椅-乘员有限元模型能够有效模拟机身框段失效模式、货舱地板下部结构中间支撑件区域的1处塑性铰以及两侧客舱地板支撑立柱与机身隔框连接处的2处塑性铰，乘员响应得到有效验证；从吸能情况来看，6.02 m/s垂直坠撞速度下，机身隔框、蒙皮及其连接角片都是主要吸能部件；从乘员伤害情况来看，仿真获得的乘员腰椎压缩载荷小于6 672 N，骨盆加速度在人体损伤可接受区域内；由地板加速度所得的动态响应指数（DRI,dynamic response index）值相比由骨盆加速度所得的DRI值更低；某机型在6.02 m/s坠撞速度下，机身框段客舱区域生存空间得到保持，乘员腰椎压缩载荷及骨盆加速度伤害风险较小。本文研究结论可为大型民机机身结构设计提供参考。

针对真实飞行数据中故障样本匮乏、数据类间失衡且缺少标注问题，本文提出了一种基于多尺度卷积神经网络（MSCNN,multi-scale convolutional neural network）与长短时记忆（LSTM,long short-term memory）网络的水平安定面系统状态监测方法。此方法不依赖于标注数据，利用无监督学习的方式对水平安定面系统进行状态监测。首先，利用MSCNN-LSTM对系统正常运行状态的快速存储记录器（QAR, quick access recorder）数据从空间和时间两个维度进行特征提取，以实现舵面位置预测；其次，计算舵面位置预测值与舵面位置实际值的残差，分析残差分布来确定系统健康状态的阈值；最后，利用某飞机的QAR数据进行验证。实验结果表明，本文所提方法能准确实现水平安定面系统飞行级的异常状态识别，并能在系统发生故障时，提前1个飞行循环进行异常预警。

为准确预测离港、起飞等航班过站关键节点时间，提高繁忙机场运行效率，本文提出一种基于梯度提升决策树（GBDT,gradient boosting decision tree）的多时刻航班过站关键节点时间预测模型。首先，按产生时刻划分航班信息数据项类别；其次，基于GBDT算法和Spark平台分别构建不同过站时刻的航班过站关键节点时间预测模型；最后，以实时计算方式获取和处理航班数据，实现在多个时刻对航班离港时间和起飞时间进行动态预测。实验结果表明，该模型具有良好的预测表现，并与其他算法进行对比，预测效果最优，±15 min内预测准确率达到95.6%。

科学地建立多样化航班时刻协调参数峰谷配置方案是提升繁忙机场航班时刻编排灵活性、缓解计划性原生延误的有效手段。本文提出了航班时刻协调参数通用峰谷配置的一般性方法。首先，定义了机场时刻防火带结构，并介绍了航班时刻协调参数通用峰谷配置方案的确定流程；其次，构建了基于计划的机场原生延误预测模型，设计了航班时刻峰谷特征参数与期望延误数据集生成规则；最后，采用了合成少数过采样技术（SMOTE,synthetic minority oversampling technique）和编辑最近邻（ENN,edited nearest neighbors）算法处理数据集类别不平衡的问题，并利用多种决策树分类算法总结出一定延误水平下的机场树型时刻协调参数通用峰谷配置模式集。以上海浦东国际机场为例，验证了机场进离场原生延误模型的预测精度和机场航班时刻协调参数峰谷配置组合提取的准确性，建立了一定延误水平下的树型峰谷配置组合模式集。本文可为机场时刻协调参数精细化设定提供新思路与新方法，为航班时刻优化配置提供理论支持。

针对现有机载娱乐系统风险评估方法存在一定的不确定性、随机性和模糊性，其评估指标也具有很强的主观性，导致评估结果不够准确和客观等问题，本文提出一种基于多维云模型和熵理论的机载娱乐系统风险评估方法。首先使用更为全面、细粒度和客观的系统漏洞作为评估指标，并基于该指标数据生成多维云模型图，直观展现不同风险的隶属度大小；然后结合安全事件发生的可能性及安全事件损失的可能性来计算整个核心组件的风险值，并与风险对照表进行比较得出整个系统的风险评估结果。多次实验结果表明，本文方法的评估结果具有更好的稳定性、准确性和客观性。

航班起飞过程受到各种不确定因素的影响，如航班延误、调度延误、滑行时间等。一个可靠稳健的离港顺序对机场的安全、高效运行至关重要。本文首先通过对航班延误历史数据进行核密度估计得到航班延误的核概率密度曲线，然后通过线性插值得到航班延误随机数。之后，将得到的航班延误随机数作为输入，建立不确定航班延误情况下的多跑道离场航班调度模型，并设计一种对航班号进行编码的遗传算法求解该模型。在此基础上，进一步建立了不确定航班延误情况下多目标动态调度模型，并设计求解该模型的混合算法。对两种模型的结果进行蒙特卡洛仿真，探讨航班延误不确定性对离场调度的影响。最后，以广州白云国际机场的历史数据为例，进行了模型验证。

针对某型油电混用无人机巡航阶段对机身振动的控制要求，本文基于被动减振原理设计了发动机与机身连接处的4点和6点式布局的阻尼减振器，并将两种布局形式的减振器装机后在地面模拟无人机飞行状态，得到实验测试结果与原始减振器进行对比。结果表明，两种布局形式的减振器均可以使机身振动得到有效控制，其中，6点式布局的阻尼减振器的减振效果更好，使得机身振动的各项指标均满足要求，同时通过减少减振器的重量对该无人机进行了减重。

将质量矩阵和时间积分法引入压电扩展逐层法（XLWM,extended layerwise method）中，根据压电片和复合材料层合结构连接区域的位移和内力平衡条件，建立了含压电复合材料层合板总体控制方程，实现了含损伤结构的瞬态响应分析。在数值算例中：首先，利用无损伤结构开展了收敛性分析，并将收敛后的结果与ANSYS软件模拟的三维弹性模型进行对比，以验证所提方法的正确性；其次，研究了含有单一损伤的情况下，不同损伤参数对含压电复合材料层合板瞬态响应的影响规律；最后，研究了多损伤情况下含压电复合材料层合板在不同损伤参数下瞬态响应的变化规律，并分析了压电片与复合材料耦合位置对瞬态响应的影响。