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2024年 第42卷 第4期    刊出日期：2024-12-19

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综述

Select 航空发动机涡轮盘定寿及可靠性评估方法综述

黄帅, 高明, 黄敏, 高晨竣, 关雪飞

2024, 42(4):  1-16. 

摘要 ( 327 )  

相关文章 | 多维度评价

针对中国航空发动机寿命管理发展的迫切需求，本文综述了5种航空发动机涡轮盘定寿方法：预定安全循 环寿命定寿法、2/3功能失效定寿法、数据库定寿法、损伤容限定寿法以及因故退役定寿法。首先，从无损检 测及在线监测技术、载荷及失效模式分析技术和先进疲劳寿命预测方法3个方面，系统分析了涡轮盘定寿 方法的发展趋势及前景。其次，结合实际工程案例，介绍了基于选定定寿方法的可靠性评估流程、参数确 定及其适用条件，并探讨了试验样本数量及不同寿命分布假设对定寿结果的影响。最后，总结了现有研究 工作和涡轮盘定寿方法未来的发展趋势，指出中国航空发动机涡轮盘定寿工作应以充分发挥部件的寿命 潜力为目标，并基于实际工程需求，结合新型传感器、数字孪生、机器学习等相关先进技术开展，从而进一 步提高航空发动机全寿命周期的可靠性和经济性。

民机安全性与适航

Select 飞机货舱模拟烟雾的闭环控制研究

杨建忠, 严小双, 陈希远

2024, 42(4):  17-23. 

摘要 ( 226 )  

相关文章 | 多维度评价

考虑到试验过程的安全性，飞机货舱烟雾探测系统适航验证试验一般不会使用真实火灾烟雾，而是通过烟雾发生器产生模拟烟雾进行试验。但是烟雾发生器产生的模拟烟雾与真实火灾烟雾有一定的差异，要想在验证过程中使两种烟雾达到近似的效果，就需要对模拟烟雾进行闭环控制，从而能更加准确地进行烟雾探测系统的验证。首先，在火灾动力学模拟器（FDS，firedynamicssimulator）中建立烟雾模拟数值模型，设定烟雾发生器发烟的边界条件，计算得出目标位置处的烟雾数据，然后辨识出模拟烟雾的代理模型，最后设计闭环控制律。研究结果表明，建立的烟雾模拟模型符合要求，设计的控制律能达到对模拟烟雾的控制效果。通过对模拟烟雾的闭环控制研究，可以为飞机货舱烟雾探测的验证工作提供可行的方法和支持。

Select 儿童航空安全装置对 1.5 岁儿童保护效果研究

石霄鹏, 熊 晨

2024, 42(4):  24-28. 

摘要 ( 267 )  

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儿童航空安全装置（ACSD，aviation child safety device）是专用于商用飞机上的儿童约束系统。 目前，中国民
航主要使用附加环带作为儿童航空安全约束装置，但缺乏其对儿童保护效果的定量分析。 本文基于 16 g 水
平冲击滑台试验，研究 Q1.5 假人在附加环带和 CARES（child aviation restraint system）安全带两种儿童航空
安全装置约束下的头部、颈部、胸部和腹部损伤情况。 结果表明：在规定的试验工况下，CARES 能有效约束
和保护 1.5 岁儿童，而附加环带会对儿童颈部和腹部造成严重损伤。 该研究可为儿童航空安全装置的使用
提供参考和指导。


Select 基于多源异构数据的网络威胁情报质量评估方法

周景贤, 李其蔚, 程志棚

2024, 42(4):  29-36. 

摘要 ( 287 )  

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随着网络攻击形式的多样化和攻击手段的复杂化，网络威胁情报（CTI，cyber threat intelligence）已成为应对
未知网络威胁的重要手段。 为有效解决网络威胁情报因来源广和重复性高而导致其质量难以评估的问题，
本文提出一种基于多源异构数据的网络威胁情报质量评估方法 ISU-Measure（intelligence-source-user
measure）。首先，设计及时性、活跃性、关联性、完整性作为量化指标来表征微观威胁情报的质量；其次，提出
将规模性、周期性、独创性作为量化指标来评估威胁情报源整体质量；然后，针对用户需求差异性设计了用
户指标偏好并与 Critic 权重法结合生成复合权重，同时对 7 个量化指标赋权构建量化评估模型。 通过对 12
个主流威胁情报源的质量评估结果显示，ISU-Measure 方法设计的复合权重法优于 Critic 权重法和均值
法，相比其他研究方法在指标覆盖范围、获取难度、区分性上具有明显优势。


空域融合安全运行

Select 星基 ADS-B 系统空天链路的建模与仿真

李冬霞, 宁嘉伟, 刘海涛

2024, 42(4):  37-42. 

摘要 ( 349 )  

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星基广播式自动相关监视（ADS-B， automatic dependent surveillance-broadcast）系统是一种新型的航空器
监视技术，在未来空中交通管理系统中具有广阔的应用前景。 为了深入研究星基 ADS-B 系统中航空器到
卫星的空天链路通信性能，将专业软件 Matlab 和 STK（system tool kit）有效联合，构建符合国际标准的星
基 ADS-B 空天链路完整模型；通过离散事件动态交互模拟 ADS-B 消息的发送与接收全过程，最后统计
得出体现星基 ADS-B 空天链路通信性能的消息识别概率（POI， possibility of identify）、消息检测概率
（POD，possibility of detective）、信号接收功率、信号冲突概率、卫星覆盖范围等指标。 仿真结果表明，随着
区域内航空器数量上升，POI、POD 下降，消息冲突概率上升。


Select 增强鲁棒性的点融合系统进场排序与调度

王莉莉 , 熊子睿 , , 唐振威

2024, 42(4):  43-49. 

摘要 ( 223 )  

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现有进场航班排序与调度模型较少考虑不确定因素的影响，本文基于点融合系统（PMS，point merge sys鄄
tem）连续下降进近时间符合高斯分布的特点，建立增强鲁棒性的两阶段进场排序与调度模型。 第一阶段，
描述随机变量带来的不确定性， 基于机会约束规划理论设计带有额外缓冲区的静态排序与调度模型，以
飞行时间和次序变更量为指标确定最佳额外缓冲区；第二阶段，补偿不可预知原因导致飞行时间超出缓
冲区的情况，采用基于滑动时间窗的启发式算法对第一阶段的方案进行动态调整。 通过 Monte-Carlo 模拟
不确定性场景下的连续下降进近时间，仿真结果表明，在高、中、低 3 种交通密度下，所提出的两阶段模型
相较于其他模型在鲁棒性和公平性的平衡方面表现出了良好性能。


Select 基于 GWO-HMM 的空中交通网络流系统态势预测研究

张兆宁, 杨 刚

2024, 42(4):  50-55. 

摘要 ( 262 )  

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针对空中交通流量管理部门如何更高效地实施流量管理的问题，本文将态势感知理论应用于空中交通网
络流系统（ATNFS，air traffic network flow system），建立空中交通网络流系统的运行态势预测模型。 首先，
给出了空中交通网络流系统的态势感知过程，从节点和航线的角度筛选出航线饱和度、不正常航班率、节
点饱和度、节点延误架次比、节点航班取消率 5 个态势要素，使用态势值作为态势理解的指标；其次，分析
隐马尔可夫模型（HMM，hidden Markov model）的优势与不足，建立了基于灰狼优化（GWO，grey wolf opti鄄
mization）算法和改进隐马尔可夫模型的态势预测模型；最后，使用某空中交通网络流系统的实际运行数
据进行算例验证。 结果表明，改进后的预测模型相较于原本的隐马尔可夫预测模型精度更高，预测结果更
准确。


Select 混合进近运行下平行跑道进场容量评估

齐雁楠, 朱玉祥, 王兴隆

2024, 42(4):  56-63. 

摘要 ( 267 )  

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本文以仪表着陆系统（ILS，instrument landing system）和建立要求特殊授权的所需导航性能（RNP AR，re鄄
quired navigation performance authorization required）进近（EoR，established on RNP AR）混合程序为研究对
象，探讨混合进近下跑道进场容量。 首先，研究了飞机尾流消散和运动规律，提出混合进近条件下安全间
距计算方法；其次，根据混合进近运行特征，建立混合进近平行跑道进场容量模型；最后，以昆明长水国际
机场为例，构建全空域机场仿真模型，对模型进行验证，并在此基础上，设置多个运行场景对影响混合进
近条件下跑道进场容量的因素，包括程序结构、机型和 RNP AR 能力飞机比例进行分析。 研究结果表明：
容量评估模型能够对混合进近运行下平行跑道进场容量进行精确、 客观的评价； 且固定半径转弯（RF，
constant radius to fix）航段半径越大，跑道进场容量越大；RF 航段半径为 4~7 km 时，RNP AR 能力飞机比例
越大，跑道进场容量越大；中型机比例越多，跑道进场容量越大。


Select 基于郊狼优化算法的扇区管制复杂性聚类与仿真验证

李振猛

2024, 42(4):  64-70. 

摘要 ( 211 )  

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为提高科学评估扇区管制复杂性的能力，本文提出基于郊狼优化算法（COA，coyote optimization algorithm）的
扇区管制复杂性聚类算法。 首先，引入逐维变异改进策略来改进郊狼优化聚类算法，解决其易陷入局部最优
解的问题。 其次，以中国西北地区区域管制扇区为研究对象，采用改进郊狼优化聚类算法（ICOCA，improved
coyote optimization clustering algorithm）对扇区管制复杂性指标进行聚类分析。 最后，对扇区聚类结果进行仿
真验证，结果证明了所提算法在扇区管制复杂性分类方面的有效性和可靠性，可为后续的空域管理提供有
效的数据决策


未来机场及智能装备

Select 双模式下民用飞机模拟维修系统研究

何振鹏 , 姚连峥 , 刘 泉 , 黎柏春 , 辛 佳 , 赵福星

2024, 42(4):  71-76. 

摘要 ( 278 )  

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为解决民航飞机维修训练条件苛刻、操作人员对复杂维修手册理解困难等问题，设计开发一种基于虚拟现
实（VR，virtual reality）技术的双模式某型民用飞机模拟维修系统。 本文首先基于 Unity3D 平台和 HTC Vive
虚拟设备开发桌面和 VR 双模式系统，并开展射线动态碰撞检测算法和几何变换交互研究；然后，提出一种
基于 B/S 架构的数据管理与调度方案，开展子查询搜索引擎研究；最后，以民用飞机起落架维修和绕机检查
维修为案例分别开展双模式系统试验验证。 研究结果表明，基于动态碰撞检测算法的空间分割技术更有利
于射线检测，按照逻辑步骤拆分成子查询的搜索更高效，所开发的系统满足学员对不同模拟维修的虚拟学
习与训练需求。


Select 机场水泥混凝土道面弯沉的温度翘曲影响修正

马正好, 刘海伦, 侯天新

2024, 42(4):  77-83. 

摘要 ( 207 )  

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为降低温度翘曲对机场水泥混凝土道面弯沉测试的影响，提升机场道面结构性能评价精度，本文提出一
种基于道面弯沉的温度翘曲影响修正方法。 首先，推导出负温度梯度条件下道面有效弯沉为现场实测弯
沉减去相应的温度翘曲量；其次，基于数值仿真和回归计算，分析出道面板边和板角位置的温度翘曲量与
道面板厚度、水泥混凝土弯拉弹性模量呈线性正相关，且仅受低水平地基反应模量和接缝传荷能力的一
定影响，进而建立了以道面板厚度、水泥混凝土弯拉弹性模量为修正参数的道面温度翘曲量计算公式；最
后，通过现场测试对本文所提修正方法进行验证，结果表明：以零温度梯度下道面弯沉为标准，道面板边
弯沉修正误差小于 10.0%，板角弯沉修正误差小于 6.0%。 本文提出的基于道面弯沉的温度翘曲影响修正
方法可满足一般机场道面结构性能评价需要。


航空运输管理

Select 考虑联盟衔接的国际航班离场时刻优化研究

杜皓月, 杨文东

2024, 42(4):  84-90. 

摘要 ( 219 )  

相关文章 | 多维度评价

为充分发挥联盟合作的价值，本文提出一种考虑联盟衔接的国际航班时刻优化方法。 优化模型将始发直
达旅客计划延误成本和中转旅客中转时间成本作为机会成本， 纳入航空公司总利润最大的优化目标中，
引入中转时间、绕航系数、旅客数限制、目标航班到港时刻限制等约束条件，保证联盟网络上前后航班的
顺利衔接。 设计两阶段求解算法，确保得到可行范围内的单个最优时刻和多个航班的整体最优时刻。 在上
海浦东国际机场—洛杉矶国际机场航线市场的实例分析中，按照优化后的 3 个航班离场时刻运行可为航
空公司增加约 31.9 万元的利润。结果表明，基于联盟衔接优化的航班时刻可有效减少旅客机会成本，增加
航空公司利润，该模型可为航空公司制定联盟合作航班计划提供参考。


Select 高铁对机场城市民航客运的影响测度研究

李国栋, 陈 沁

2024, 42(4):  91-96. 

摘要 ( 268 )  

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高铁与民航间的竞合关系使得基于双方比较优势设计和优化中国航空客运网络成为必然。 本文以 2008—
2018 年间同时具备高铁站与机场的 88 个城市为研究对象，在分析高铁建设布局变化的基础上，分别探讨
了高铁对中国民航客运的阻力效应、机场旅客吞吐量增速及机场城市的航空等级结构的影响，结果表明：中
国高铁建设布局呈现从东部、中部向西部、东北部扩展的态势，且城市对距离在 1 200 km 以下时，高铁对民
航客运的阻力效应更为明显。 此外，高铁线路开通后第 2 年对 42 个机场旅客吞吐量增速及 21 个机场城市
的航空等级结构有负向抑制作用，对 19 个机场旅客吞吐量增速及 47 个机场城市的航空等级结构有正向促
进作用。 因此，中国航空客运市场应结合高铁竞合效应差异，针对性地设计和优化航线网络以发挥航空客运
网络优势