基于多监视源的跑道入侵防御技术研究

发布时间：2022-12-04 04:14

　　跑道入侵一直是困扰机场场面安全有效运行的主要问题,通过自动化手段实现跑道入侵的防御显得尤为迫切。为了完善机场场面的监控系统,本文提出了一种基于多监视源的跑道入侵防御技术,主要对跑道入侵防御系统的构建、多源数据融合和跑道入侵预警及告警三个方面进行了研究。首先,针对当前机场跑道入侵事件的飞行员偏差、运行失误和车辆偏差三种主要来源,确定了跑道入侵防御系统的检测和控制功能需求,提出了利用自动化系统检测和控制跑道入侵来源的方法。在此基础上,设计了基于跑道状态灯和车载终端自动闭环控制的跑道入侵防御系统总体框架。其次,为了获取航空器和车辆的状态信息,提出了北斗车载终端和ADS-B监视方式,分析了两种方式的获取原理。为了解决多数据源不同步的问题,提出基于多数据源数据的空间和时间融合算法,利用坐标转换算法将多源数据坐标转换到本地直角坐标,通过基于卡尔曼滤波改进的拉格朗日插值法对多源数据的同步性进行融合。然后,以构建包含机场地图、跑道状态灯和跑道入侵防御区域的机场场面模型为基础,提出基于时间窗可达标识图的指令预演算法,对各类指令可能造成的三类偏差进行预测;为实时探测跑道入侵,还设计了跑道入侵防御系统的Pe... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及分析
        1.2.1 跑道入侵防御系统构建方案研究现状
        1.2.2 场面运动目标数据获取研究现状
        1.2.3 机场地图建模研究现状
        1.2.4 跑道入侵探测及防御算法研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 跑道入侵防御系统总体方案设计
    2.1 引言
    2.2 跑道入侵来源分析
        2.2.1 飞行员偏差
        2.2.2 运行失误
        2.2.3 车辆偏差
    2.3 系统功能需求分析
        2.3.1 飞行员偏差检测及控制功能
        2.3.2 管制员运行失误检测及控制功能
        2.3.3 车辆偏差检测及控制功能
    2.4 跑道入侵防御系统总体框架设计
    2.5 本章小结
第三章 基于多监视源数据的获取与融合
    3.1 引言
    3.2 管制指令和调度指令的获取
        3.2.1 管制指令获取
        3.2.2 调度指令获取
    3.3 车辆监视数据获取
        3.3.1 车辆数据获取原理
        3.3.2 北斗数据格式
    3.4 航空器监视数据获取
        3.4.1 航空器数据获取原理
        3.4.2 ADS-B数据格式
    3.5 数据融合
        3.5.1 空间配准算法
        3.5.2 时间配准算法
        3.5.3 仿真结果与分析
    3.6 本章小结
第四章 跑道入侵预警及告警算法设计
    4.1 引言
    4.2 机场场面模型构建
        4.2.1 机场地图模型
        4.2.2 跑道状态灯模型
        4.2.3 跑道入侵防御区域模型
    4.3 基于Petri网的航空器/车辆动态行为的建模
        4.3.1 跑道运行模型构建
        4.3.2 航空器/车辆动态行为建模
    4.4 跑道入侵防御Petri网控制器设计
        4.4.1 Petri网运行约束模型
        4.4.2 Petri网控制器的设计
    4.5 跑道入侵防御系统的重构方法设计
        4.5.1 机场地图模型与Petri网控制器接口
        4.5.2 目标分布向量与标识向量变换
        4.5.3 Petri网控制器模型与跑道状态灯模型接口
        4.5.4 可控变迁使能状态向量与跑道状态灯状态向量变换
    4.6 控制决策算法与案例分析
        4.6.1 控制决策算法
        4.6.2 案例分析
    4.7 本章小结
第五章 跑道入侵防御系统实现及结果分析
    5.1 引言
    5.2 系统总体结构
        5.2.1 信息采集模块
        5.2.2 数据库模块
        5.2.3 系统功能模块
    5.3 跑道入侵防御系统主界面和功能介绍
        5.3.1 跑道入侵防御系统运行界面
        5.3.2 菜单功能介绍
    5.4 跑道入侵防御系统的实验结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 工作展望
参考文献
致谢
在学校间的研究成果及发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]管制指令语音识别在模拟飞行界面的实现[J]. 陈亚青,蒋豪,韩丹.  计算机系统应用. 2016(11)
[2]基于Terra Vista的机场模型构建[J]. 吕明,张原.  电脑知识与技术. 2016(01)
[3]机场场面冲突检测告警系统的设计与实现[J]. 牟奇锋,冯晓磊,向硕凌.  四川大学学报(工程科学版). 2015(04)
[4]1种机场场面移动目标特征提取方法[J]. 吴淼,汤新民,沈志远,高尚峰.  交通信息与安全. 2015(03)
[5]ADS-B介绍及应用[J]. 张杰.  数字技术与应用. 2015(06)
[6]一种基于插值和卡尔曼滤波的接收机钟差预测方法[J]. 黄旭方,陈静开,韦义宏.  电讯技术. 2015(05)
[7]基于事件驱动型传感器网络的场面目标跟踪方法[J]. 邢健,汤新民,韩松臣,陈平,周龙.  交通信息与安全. 2014(06)
[8]目标感知事件驱动的跑道入侵控制策略研究[J]. 陈平,汤新民,邢健,吴淼.  交通信息与安全. 2013(06)
[9]基于事件驱动型传感器网络的跑道入侵防御[J]. 汤新民,陈平,邢健.  高技术通讯. 2013 (09)
[10]跑道入侵防御灯光控制指令决策方法[J]. 陈平,汤新民,邢健,汤淼.  航空计算技术. 2013(04)

硕士论文
[1]神经系统行为特性对管制员“错忘漏”的影响研究[D]. 李灏.中国民航大学 2017
[2]基于北斗的车载定位系统的设计[D]. 汪翼舟.武汉邮电科学研究院 2016
[3]基于A-SMGCS的多传感器机场场面数据融合[D]. 赵林.大连理工大学 2014
[4]基于ADS-B场面监视系统的设计与仿真[D]. 冯岩.电子科技大学 2014
[5]多传感器时空配准技术研究[D]. 王伟.中国电子科学研究院 2014
[6]空中交通管制电子进程单管理系统的设计与实现[D]. 杨大勇.北京邮电大学 2007



本文编号：3707581