航空综合系统（精选十篇）
航空综合系统 篇1
随着航空电子系统的发展,下一代航空电子系统呈现出综合化、模块化、复杂性等特征,具有资源高度共享、信息高度融合和软件高度密集等特点。相对于独立式航空电子系统,综合化航空电子系统的各个模块协同、交互、资源共享,共同完成相关任务,信息安全问题已经成为其面临的主要主要挑战之一。国内外相关研究机构和组织提出了多种综合化航空电子系统的安全体系结构和信息安全技术解决方案,但是由于技术的跨学科性、安全问题的多样性和航空电子系统的高复杂性,目前还缺乏系统有效的航空电子系统的安全性评估方法。现有的评估方法通过对航空电子系统的安全性指标进行定性的对比、分析,难以满足综合化航空电子系统的高安全性需求。针对以上问题,本文研究综合化航空电子系统的安全性评估方法。
1MILS安全架构的航空电子系统
MILS是由美国空军研究实验室牵头学术界、工业界和政府共同的研究计划。目前有很多MILS研究的参与者,包括空军、陆军、海军、美国国家安全局以及爱达荷大学。创建MILS架构是为了简化高确保计算机系统的规范、设计和分析过程。MILS方法引进了设计安全系统的规则和指导方针。它根据数据的安全级别隔离数据,减少系统的复杂性来缓和系统的发展。MILS是一种用于安全关键领域的高确保系统。MILS架构的安全策略的基础是:
信息流控制:保证只有授权的通信才能被允许。
数据隔离:保护数据不受到非法侵蚀。
分时处理:分时处理可以有效地保证信息流控制以及数据隔离。例如,系统在上下文切换时分时处理可以对共享资源区中的数据进行安全扫描。
灾难控制:可以保证未经安全评估的代码无法对持续处理的关键性应用程序造成损害。
综合化航空电子系统规模庞大,分区、分布式操作系统系统、分布式处理器构成了整个系统的通信主体,在MILS体系结构中三者互联的体系结构如图1所示。
MILS系统架构按照不同的应用等级分为3个层次:
(1) 分区内核层。由分区内核中提供时空隔离的模块所组成,本层中主要提供数据的时空隔离。
(2) 多层独立安全中间件层。与传统意义上的中间件不同,多层独立安全中间件只安全服务而不提供操作提供的扩展功能,它只能驻留在一个独立的分区中以及其他应用分区中,是提供安全服务的核心。
(3) 多层独立安全应用层。在这一层中主要提供加密、分区故障恢复与重构策略等高级功能。
在多层独立安全架构下的安全策略可以提供端到端的:信息流控制、分区数据隔离、多线程安全服务、故障恢复服务等。系统中数据被分为多个个安全级别,他们之间的数据路由通道都是相对独立的。独立安全信道的示意图如图2所示。
2CC评估方法
随着信息技术已经广泛应用于任务关键系统,信息系统的安全评估已经成为研究的热点。几乎所有的国家和组织都研究了准则来评估信息系统。
CC(Common Criteria)是不同国家很多相似标准结合的结果。美国于1985年最先引进可信的计算机系统安全评估标准(TCSEC,从橘皮书到彩虹系列),是计算机系统信息安全评估的第一个正式标准。之后1991年,法、英、荷、德欧洲四国联合发布了信息技术安全评估标准(ITSEC,欧洲白皮书)。两年后的1993年,加拿大完成了相同的项目,形成了加拿大可信计算产品评估标准(CTCPEC)。同年,美国决定为信息技术产品的安全评估制定一个国际标准,所以联合加拿大建立了联邦标准并提交给欧洲委员会。最终在1993年,欧洲委员会合并了联邦标准和它的信息技术安全评估标准,第一次出台了通用标准CC。目前的CC出版于2009年,版本号是3.1。
MILS的CC评估过程正在被共同运转美国国家信息安全保障合作组织(NIAP)的美国国家安全局(NSA)和国家标准技术研究院(NIST)明确,很多研究人员参与了该评估过程。产品所有者必须计划有确定的安全级别,然后根据这一目标设计、实现、编制文件,开始评估过程,这一过程经常会有外部安全顾问的支持。安全评估的第一部分由具有独立认证的评估公司来执行,他们产生评估报告,而最后的测试和评估产品的批准由国家安全机关来完成。只有EAL4级及以下级别的认证才被国家之间相互认可。对于高确保系统(EAL6和EAL7)使用形式化方法是授权的,最高级别(EAL7)包括数学证明。这实际上限制了高确保系统的大小,因为已有的方法只能负责2～3 000行代码。CC评估的整个过程很费力,测试MILS操作系统和中间件层必须使用形式化方法。估计每1 000行代码的测试过程会花费150万元,两年才能完成。EAL级别越高,评估的花费就越大。
尽管CC已经是信息技术安全评估的国际标准,但它仍有很多问题和局限性:
(1) CC评估是一个昂贵、费时的任务。这一过程需要基于系统确定的安全目标级别。级别越高,评估的花销就越大。MILS是需要评估为高确保的系统。
(2) CC是具有一般性而没有考虑不同种类信息技术(IT)产品的特殊安全需求。所以CC不像其他标准(比如FIPS 140-2)一样提供更多规范的方法。CC评估方法是抽象和主观的,不适合MILS的评估。
(3) CC是评估设计方法的,不是评估安全功能的。它是开发过程评估系统而不是针对系统本身。MILS系统需要提供严格的证据来证明它严格满足安全关键系统的需求。
(4) CC评估模型基于概率学和数学统计理论,从中只能得到定性描述。不能测量MILS系统本身的安全性,只能根据简单的说明系统被测试处于哪个级别来看是否满足它保护轮廓(PP)的需求。
传统的评估模型不适用于MILS系统的评估。为了定量的描述MILS系统安全评估,本文提出一种基于AHP和GRAP的MILS系统评估方法。
3基于AHP和GRAP的MILS系统评估方法
为了解决这些问题并且实现MILS系统的定量描述,本文提出一种MILS安全评估方法:AHP和GRAP结合了定性评估和定量决策用于MILS系统。AHP把决策相关的因素划分为几个灰度级,并根据灰度级进行定性和定量分析。GRAP适合于分析评估数据实现定量综合评估。
在该评估方法中,信息系统是自底向顶被评估的,同时系统的安全等级在最后被评估出来。根据CC的评估思想,基于CC安全功能组件的安全模型如图3所示。
安全评估模型的评估方法由四部分组成:
(1) 根据CC等级结构建立判定树来决定评估目录;
(2) 用AHP决定组件关于整个评估目标的权重;
(3) 用GRAP分析评估数据;
(4) 获得整个系统的安全级别。
3.1 建立判定树
CC定义了由11个类组成的全面性的安全需求。类是一种对安全特征进行分类的方式,用来描述相似或者共有的安全功能需求。每一个类包含了满足某一特定安全目标的安全需求家族,而每一个家族又会包含很多组件。组件定义的安全目标,进一步细分成必须实现目标的特定任务。
根据评估系统和评估目标,从CC文档中选取几个类组成一个判定树,如图4所示。每个类中包含许多子类,同时子类中包含许多的组件。
3.2 用AHP决定组件权重
AHP方法从本质而言是一种思维方式。首先,它把复杂问题分解成各个因素,又将这些因素按支配关系分组形成递阶层次结构;然后依据人们对客观现实的判断通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性,给予定量表示,再利用数学方法确定每一层次全部因素相对重要性次序的权值;最后综合决策者的判断,综合计算决策方案相对重要性的总排序。整个过程体现了人的决策思维的基本特征,即分解、判断和综合。在大部分情况下,决策者可以直接使用AHP进行决策,因而大大提高了决策的有效性、可靠性和可行性。
根据AHP,决定组件权重的过程包括两个阶段。第一阶段是构造两两比较的判断矩阵,第二阶段是决定权重并检查一致性。
3.3 GRAP评估方法
引入GRAP方法是为了最终得到目标信息系统的安全等级。ω表示安全等级适应度,ωi(k)表示组件k的安全等级为i的可能性。假设有n个组件,安全级别是1～5,则这n个组件的安全等级适应度可以组成如下的矩阵:
GRAP的具体步骤如下:
(1) 得到优先值数列ω0:
式中ω0(k)表示组件k的所有安全性可能中值最大的,即ω0(k)=max(ω1(k),ω2(k),ω3(k),ω4(k),ω5(k))获得最优值就是找到适应度作为最佳评估。
(2) 计算关联系数。ξi(k)表示ωi(k)与ω0(k)之间的关联系数。ξi(k)表示在安全级别i上组件k适应度, ω0(k)表示组件k的适应度,则ξi(k)可以由如下公式得到:
式中ρ为灰度分辨系数,ρ∈[0,1],通常取ρ=0.5。
在计算了所有的ξi(k)后便可以得到一个关联系数矩阵E:
(3) 得到评估结果
式中:P表示所有组件的权值,P=[P1,P2,…,Pn];E为关联系数矩阵;R为评估结果,R=[ω1,ω2,ω3,ω4,ω5],ωi表示整个系统的适应度。假设max(R)=ωk,则安全等级k即为整个系统的安全等级。
4MILS航空电子系统的安全评估
在CC评估方法中有11个安全类:FAU类/安全审计、FCO类/通信、FDP类/用户数据保护、FIA类/标示和鉴别、FMT类/安全管理、FPR类/隐私、FPT类/TSF保护,FRU类/资源利用、FTA类/TOE访问,FTP类/可信路径/信道,FCS类/加密支持类。根据对MILS系统安全环境及安全目标的分析可以确定系统需要满足的安全功能要求组件如图5所示。
因此针对MILS结构的综合航空电子系统安全评估判定树如图6所示。
4.1 建立评估对象因素集
由于综合航空电子系统安全结构模型属于多级模型,所以其对象因素是由C1(标识和鉴别),C2(用户数据保护),C3(密码支持),C4(通信),C5(安全审计),C6(资源利用)子集组成,并且每个子集的因素分别为C1={C11,C12,…},C2={C21,C22,…},…,以此类推。
4.2 采用AHP方法确定指标权值
在整个安全评估过程中,各个组件权值的确定是一项非常重要的任务,其具体过程如下:
(1) 综合化航空系统安全评估指标体系中第一层为目标层:综合化航空系统安全性能(E);第二层为安全类层(C1～C6);主要根据MILS架构下航空电子系统的实际情况,结合CC评估方法的安全分类方法从影响系统安全性能的各个方面:标识与鉴别、用户数据保护、加密支持、通信、安全审计以及资源利用来考虑;第三层为子类层,即把第二层的安全类具体化,用不同的指标来度量,比如数据保密能力密钥管理能力、身份/鉴别能力、时空隔离能力等。
(2) 构造两两比较的判断矩阵。这里,顶层为“航空电子系统安全性”,第一层编号为A,第一层的因素编号为A1,A2,…;第二层编号为B,第二层因素号为B1,B2,…,以此类推。
4.3 基于GRAP方法的MILS安全性评估
在MILS综合航空电子系统总安全组件分布在MILS架构中的三个层次中,评估的系统的主要是基于MILS安全架构思想所实现机载综合核心处理系统安全管理软件进行系统评估。
5结语
CC是最一般的有效的安全评估标准之一,为关键系统的设计、分析和评价提供指导。但是它的缺点是复杂、耗时、只能定性描述,这使它不适合MILS系统的评估。本文为MILS航空电子系统提出了一种基于层次分析法(AHP)和灰度关联分析法(GRAP)的安全评估方法。安全功能组件被安排在CC框架的等级结构内,所以AHP是用来决定组件权重的。
AHP仅考虑了相关组件之间的权重,所以GRAP用来评估系统安全。GRAP既不要求样本数量也不要求样本分布,所以它适合分析MILS航空电子系统安全评估的数据。AHP和GRAP被结合在一个评估方法中,使得评估更加具有目的性和可信性。
参考文献
[1]HEITMEYER C.Managing complexity in software deve-lopment with formally based tools[J].Electronic Notes inTheoretical Computer Science,2004,108:11-19.
[2]ALVES-FOSS J,HARRISON W S,OMAN P,et al.TheMILS architecture for high assurance embedded systems[J].International Journal of Embedded Systems,2006,2(3/4):239-247.
[3]ALVES-FOSS J,TAYLOR C,OMAN P.A multi-layeredapproach to security in high assurance systems[C]//Pro-ceedings of the 37th Annual Hawaii International Conferenceon System Sciences.Big Island,Hawaii:ICSS,2004:302-306.
[4]HARRISON W S,HANEBUTTE N,OMAN P,et al.The MILS architecture for a secure global information grid[J].The Journal of Defense Software Engineering,2005,18(10):20-24.
[5]WHITE P,VANFLEET W,DAILEY C.High assurancearchitecture via separation kernel[R].[S.l.]:[s.n.],2000.
[6]Department of Defense.DoD 5200,28-STD trusted compu-ter system evaluation criteria[S].DoD,US:Computer Se-curity Center,1985.
[7]CCMB.Common Criteria for information technology securi-ty evaluation,Part 2:security functional components[S/OL].[2011-04-28].www.docin.com/p-191629097.
[8]CCMB.Common Criteria for information technology securi-ty evaluation.Part 3:security assurance components[S/OL].[2011-04-28].www.docin.com/p-191629098.
[9]Ruben P.The Common Criteria evaluation process-processexplanation,and resear opportunities,CISC-TR-2002-003[R].[S.l.]:Commomwealth Information Security Center,2002.
[10]石昊苏,韩丽娜.基于模糊层次分析法的大学生综合素质评价研究[J].现代电子技术,2011,34(6):66-68.
[11]卢紫毅,范建华.基于层次分析法的战术通信网络效能评估[J].现代电子技术,2011,34(1):57-60.
航空电子综合系统总线控制方案研究 篇2
在用Petri网理论建立航空电子综合系统模型[1]的基础上，通过对航空电子综合系统的拓扑结构和性能指标的分析，提出了航空电子综合系统总线数据流的安排方法、提高总线使用效率的.途径、总线数据流的控制规约和总线数据流传输方案的优化方法。按照这些规约和算法控制Petri网的运行，可以产生优化的总线传输时序表和计算相应的技术指标。
作 者：吴勇 陈铭 朱岩 Wu Yong Chen Ming Zhu Yan 作者单位：吴勇,陈铭,Wu Yong,Chen Ming(西北工业大学，西安710072)
朱岩,Zhu Yan(西安航空技术高等专科学校，710078)
东方航空：转型综合服务商 篇3
航空机票的销售天生就适合电子商务化。它是非常标准的产品，用户体验几乎没有差异，同时它又极易实现电子化、虚拟化，物流配送也不再是它需要考虑的问题。实际上，国内大大小小的在线旅游网站几乎都对它有所涉及。
根据艾瑞咨询统计数据，2012年第一季度，中国在线机票交易规模为315亿元，比酒店在线交易多出226.1亿元。其中，携程以35.2%的份额居于首位，东方航空虽然只占6%的市场份额，却已高居第2位。东方航空能把在线机票直销业务发展至此，有其独特的优势与战略规划。
电商浪潮下
2006年，东航客票全面实现电子化，2008年推出了自己的B2B和B2C平台。它也许缺少电商基因，却不缺少发展电商的基础：品牌——每年巨大的乘客载运量是它品牌得以传播的天然渠道，而发展至今，东航拥有飞机420架，年承运旅客数量可达7000万人次，在全球航空公司中排名第5，；它还有众多与客户在线下接触的机会，比如在候机室或飞机上，这些都是它能向旅客交付产品和服务的机会，并且是携程等网站所不具备的。
不过，一开始东航B2C平台困难诸多，销售并不理想。直到2010年他们重组信息部，优化技术构架，并且推出一系列产品，销售额才有了显著增长。根据官方透露的信息，2012年东航直销收入在其总营收中占比超过10%。
在东航信息部副总经理李志军的介绍中，东航的电商战略如此：首先，直面客户，精准营销。2008年之前，东航机票全靠代理公司分发销售，虽然每年要承运几千万旅客，它却根本不知道旅客是谁，客户数据几乎没有积累。但电子商务改变了这一状况，他们现在建立起庞大的旅客资料数据库，并实现全公司共享，在数据分析的基础上，他们可向客户推荐个性化的产品。
其次，改善旅客服务质量。为方便用户随时订票，东航推出了名为“东航移动E”的手机客户端产品；而在旅客订票成功后，东航又为其提供名为“东方伴你行”的航班信息短信提醒服务；针对一些高端客户，东航客堂服务人员可在iPad应用上查看他们的详细信息，比如中英文名、会员积分、宗教信仰，甚至是餐饮偏好等，随后服务人员将依据这些信息提供服务。
第三，积极利用社交媒体。东航目前在微博上建立了包括@东方航空、@东航凌燕在内的官方微博群，通过微博监测到旅客生日，在航班上为他举行生日派对的做法则成为东航利用社交媒体提升用户体验的经典案例。
转型综合服务集成商
东航董事长刘绍勇曾多次在内部会议上向高管们阐述东航电子商务的未来，他希望东航能成为一家“没有飞机”的航空公司。
现在东航的角色是传统承运商，收入大部分来自于旅客乘机费用，结构比较单一，风险抵抗能力很差，稍有天灾人祸即会对营收产生重大影响，比如今年东航亏损最大的即是飞往东亚某邻国的航线。
未来，刘绍勇希望把东航转型为综合服务集成商，一端连接航空承运商、酒店、租车公司等服务提供者，另一端连接旅客和企业客户，东航作为资源整合者和服务对接者处于中间位置。如此，虽然东航依旧保留着承运商角色，但对产业链上下游业务的整合，将使它的服务更加多元化，核心竞争力和对客户的吸引力亦将得到提升。
东航为实现未来的自我转型，提出了两个发展策略：第一，强化与客户直接接触的平台。东航官网目前在它的电子商务销售中占据了相当重要的地位；加强“东航移动E”APP；呼叫中心依旧瞄准全球化，除在中国本土外，未来他们在北美、欧洲都会建立独立呼叫中心。
第二，整合产业链的产品与服务。在继续提升机票预订服务的同时，东航将开发出一些附加服务产品，比如提供贵宾室的休息券销售服务及飞机上以往没有的餐饮产品。另外，2010年初，东航与上海航空完成联合重组后，旗下便拥有了上海国旅公司，这是东航得以为用户提供打包服务的基础。东航希望通过整合非航产品，在未来为用户提供一体化的服务。
航空综合系统 篇4
1、总体框架
反潜直升机反潜武备由磁异探测系统、吊放声纳系统、声纳浮标系统、机载反潜综合处理系统和攻潜武器系统等组成。为了保证模拟系统可配置、可扩展、模型可重用, 并和其它模拟系统有良好的互操作性, 航空综合反潜模拟系统采用基于HLA的标准化设计和实现。
根据反潜对抗作战训练的需求, 将模拟系统划分为想定生成及联邦管理成员、篮方潜艇成员、配合兵力 (CGF) 成员、反潜机A成员、反潜机B成员、三维战场态势显示成员。其中反潜机成员由磁探仪、吊声、声纳浮标、攻潜武器、反潜综合信息处理等子成员组成, 如图1所示。反潜机成员采用半实物模拟, 蓝方潜艇成员、配合兵力成员则通过计算机生成兵力 (CGF) 方法实现以支持复杂战术背景下的双/多机协同作战训练。
2、以其中的磁探仪成员为例说明设计思路
作为一个标准的HLA联邦成员, 磁探仪成员的实现主要包括两个方面的内容:一是磁探仪自身的实体或过程模型的描述和仿真流程的设计, 主要围绕磁探仪成员内部的功能展开, 是磁探仪仿真的具体实现;二是对象类与交互类的设计, 实际是确定磁探仪成员与其它成员间的数据流和控制流。磁探仪成员通过发布其他成员感兴趣的对象类和交互类, 订购自己所需的对象类和交互类, 实现与其它联邦成员的信息交互。
2.1 成员系统结构和组成
磁探仪成员对某型航空磁探仪设备进行半实物仿真。实装磁探仪包括操作员操作台、磁探仪操作面板、磁记录仪和磁探头等。模拟系统采取终端模拟方法, 即重点对实装的控制记录仪和操纵员操纵台上相关部位进行模拟。根据仿真工作流程, 将磁探仪成员划分成以下功能模块:RTI接口单元、接口管理单元、探测仿真单元、记录显示装置仿真单元, 如图2所示。其中, RTI接口功能单元用以完成创建联邦、加入联邦、制定时间策略、注册对象类、定购对象类、交互类等系统初始化工作, 以及最后的退出和撤销联邦执行操作。磁探仪成员通过RTI接口功能单元接收其订购的外部信息, 向外输出其公布的状态信息;接口管理单元负责接收操作面板上的操作信号, 转换成相应的控制信号, 送给探测仿真模块和记录显示装置仿真单元, 并将仿真结果送操作面板进行显示;探测仿真单元根据磁探仪的探测模型和工作原理, 模拟利用磁探仪对水下目标进行搜索、跟踪、定位和解算目标运动要素的过程;记录显示装置仿真单元模拟磁探仪的记录显示装置, 对不同情况下的输出信号作逼真模拟。
2.2 对象类/交互类设计
磁探仪是一种采用被动工作方式的传感探测设备, 因此它与其它联邦成员的交互图1基于HLA的仿真框架较少, 自身发布的信息主要包括:磁探仪的开关机状态、探头缆长等。对磁探仪探测效果产生影响的因素包括:本机的高度、姿态、航速、航向;目标的类型、磁强、深度、姿态等;其它干扰目标 (如沉船) 的磁强、深度、姿态等。因此磁探仪成员定购的对象类和交互类包括:
(1) 直升机类Anti-SubmarineCopter。属性包括Pos (位置) , Height (高度) , Speed (航速) 、Course (航向) 、Attitude (姿态) 等;
(2) 潜艇类Submarine。属性包括Type (类型) , Magnetic intensity (磁强) , Pos (位置) , Depth (潜深) , Attitude (姿态) 等;
(3) 水面舰艇类SurfaceShip。属性包括Type (类型) , Magnetic intensity (磁强) , Pos (位置) , Attitude (姿态) 等;
(4) 沉船类SunKenShip。属性包括Mag netic intensity (磁强) , Pos (位置) , Attitude (姿态) 等。
2.3 探测过程仿真
模拟磁探仪系统模拟了与实装一致的用户操作界面和操作流程。
(1) 在使用模拟磁探仪系统之前, 操作员进行设备预热和检查; (2) 在接到指挥员的命令后, 按指令控制绞车将探头释放出一定的长度; (3) 飞行员保持飞机的平稳和迅速, 以降低本机对磁探仪的干扰; (4) 在搜索过程中, 模拟系统从RTI接口获取本机的位置、高度、姿态, 潜艇、水面舰艇和其它干扰目标的位置、深度、姿态等信息, 并根据磁探仪探测模型计算当前磁探仪探测到的信号强度, 并送到记录仪显示装置仿真单元和相应的操作面板进行显示; (5) 操作员根据记录仪显示装置上的信号变化情况, 并结合其它情报信息来判断所在区域是否存在潜艇; (6) 如判断有潜艇, 则向指挥员报告。
2.4 虚拟记录显示装置仿真
记录仪将测量的地磁场变化记录在记录纸上, 是磁探仪检查、操纵和探测的主要观察途径;其记录的地磁异常是确定水下和水面潜艇存在的重要依据。实装记录器将探测到的磁信号转换为记录笔的往复机械运动, 将地磁场变化记录在专用的记录纸上。实装记录仪采用机械结构, 控制复杂。为此我们对多媒体开发软件包CDX进行了扩展, 采用虚拟仪表的方法在计算机显示器上模拟实现了记录笔行为和记录纸的走纸效果。
在每个仿真周期, 首先利用算法判定当前时刻目标是否在磁探仪的探测范围内, 如果潜艇在磁探仪的探测范围内, 则进一步计算探测到的信号强度。为了减少计算复杂性, 我们假设潜艇为一个磁球体, 其等效磁矩为M, 则信号强度T可用强度的经验公式来计算:
式中, 参数C为经验参数, 不同类型的探测设备有不同的取值。r为磁探头至潜艇的距离。ϕ为在磁矩轴ON方向上, 磁探头相对潜艇的方位。
计算当前探测信号的幅值, 并根据所选灵敏度确定记录笔运动的最大幅度。如果探测范围内没有目标, 则探测信号幅值被赋予一个不大于某一常量的随机数。由于记录笔周期性往复运动和记录纸的匀速运动, 在记录纸上形成了如图3所示的信号轨迹。
由于模拟磁探仪系统采用了虚拟手段模拟控制记录仪的记录纸和信号记录过程。为了方便训练之后的总结, 增加了记录纸的打印功能, 可以将某次训练后的探测结果重现。可以通过两种方式重现: (1) 在屏幕上重建磁探记录信号; (2) 也可以将记录信号进行打印或者输出到PDF文件中。图4所示为在显示器中重建的记录纸图像。
参考文献
[1]周耀忠, 唐申生.水下航行器感应磁场计算方法研究[J].中国修船, 2005, 4:18-21.
[2]DMSO.High Level Architecture-Frame and Rules Version 1.3, [EB/OL].http://www.dmso.mil.1998.访问日期:2003.6.22.
[3]梁彦刚, 唐国金, 雍恩米.基于HLA的导弹攻防仿真系统分析与设计.国防科学技术大学学报, 2004, (5) , 18-21.
[4]周彦等.HLA仿真程序设计[M].北京:电子工业出版社, 2002.
航空综合系统 篇5
讲座总结
航空宇航学科综合课（博）
（2017 年1月2日）
一、气动弹性技术发展方向
杨超教授
2016.9.23
第一次的航空宇航综合课是由我们航空科学与工程学院院长杨超教授给我们带来的关于气动弹性方面的讲座，虽然之前的学习过程中也听说过一些气动弹性的理论，但是并没有太多的了解，这一次的讲座加深了我们对于气动弹性这门学科的认识与理解。
气动弹性是研究弹性物体在气流中的力学行为的学科，其任务是研究气动力与弹性体的相互影响。气动弹性问题是所有飞行器都存在的问题，只是程度不同主要矛盾不同。
气动弹性问题普遍的存在于古往今来所有飞行器当中。1903年12月，莱特兄弟试飞前9天，兰利的“空中旅行者”号有动力试飞失败，就是因机翼扭转变形发散造成的；一战中发生过多起颤振和发散的事故，而二战过后，随着飞行速度的不断增加，颤振问题渐渐显现，成为许多飞行事故的元凶；而离我们比较近的一次是1998年F-117颤振事故。因此我们必须对气动弹性问题加以重视，并且随着科技的进步，尤其是对气动弹性技术、喷气发动机和后掠翼技术的突破，人类飞行突破“音障”已成为可能。
目前气动弹性问题的研究热点是复合材料气动弹性剪裁优化和主动气动弹性机翼（Active Aeroelastic Wing）。众所周知，复合材料有许多独特的优点。例如质量轻、比强度和比刚度高、抗疲劳和抗振性能好、结构可设计性好等，特别是它所具有的显著的各向异性力学特性。而气动弹性剪裁是指通过复合材料的刚度方向性及其变形耦合来控制翼面结构的静力和动力气动弹性变形，从而提高飞机性能的一种结构优化设计方法。该气动弹性优化算法适用于飞行器设计的初始阶段。主动气动弹性机翼的设计思想是通过全权限、快速响应的数字式主动控制系统来主动且有效地利用机翼的柔性。美国从1985年开始，就逐步对该方法进行了研究，已经进入了飞行测试阶段。
随着导弹、高性能巡航导弹、高超音速巡航导弹、无人机的发展，要求质量轻、速度高，气动弹性问题更加突出，气动弹性的研究在工程实践中发挥着越来越重要的作用。
二、航空器适航设计技术
曹义华教授
2016.9.30 适航性（Air Worthiness）是指航空器在预期的运行环境中在经审明并被核准的使用限制下运行时，应具备的安全性和物理完整性品质。这种品质使航空器始终处于符合其型号设计及安全运行的状态。适航性标准是为了保证实现民用航空器的适航性而制定的最低安全标准。
目前的航空器适航标准主要包括：美国联邦航空管理局FAA的《联邦航空条例》（FAR）、英国民用航空管理局CAA的《英国民用适航性要求》（BCAR）、西欧国家的《联合适航性要求》（JAR）、俄罗斯的《民用航空条例》以及中国民用航空局的CCAR。
另外，还存在适航审定标准。70部联邦航空条例中的大多数是属于管理性质的，但其中有八部则是从最低安全要求出发，对航空器、发动机或螺旋桨的设计提出了具体的技术要求，FAA将其进一步定名为“标准”，其中包括7部适航标准和一部噪声标准。
航空器飞行的空间称空域。空域的概念包括三种属性，分别为法律属性、自然属性和技术属性。法律属性的意义在于空域是国家的重要资源，由国家实行统一管理，各国对于空域管理都有自己相应的严密机构，并有法律条款对各项活动进行约束。自然属性容易理解，空域有下确界即地表、海面等，也受天气情况的影响。技术属性是指空域也与许多科学技术有关，如需要在空域建立用于通信的通信场，实现导航的导航场，实现监视功能的监视场等。
空域管理是为了适应航空事业的发展而提出的。航空事业的发展是伴随着飞行器的发展而发展的。1783年作为历史上第一个真正意义上的航空器热气球诞生，在之后的100多年里，随着科技的进步以及人类对于航空器研究的不断深入，1903年莱特兄弟成功进行了真正意义上的飞机的首飞，1943年直升机的发明让世界航空事业不断完善与发展，到如今，各式各样的飞行器翱翔天穹。近十几年来，航空事业发展日新月异。因此要保证飞行器飞行的安全和有序，就要加强管理。空域管理是这种管理的一个重要方面，它有效的提高了空域利用率，增加了空域的容量和整体流量。空域管理凸显了其重要性。
三、复杂产品集成的多学科设计优化研究
徐元铭教授
2016.10.14 这是本学期的第三次课，本次讲座是由航空科学与工程学院的徐元铭教授为我们介绍的复杂产品集成的多学科设计优化研究，在当前学术界领域，多学科优化研究应该说是我们作为博士研究生必须要了解甚至需要我们深入探究的一门学科。多学科优化设计是目前十分热门的新生学科，国内有很多学者在从事这方面的理论研究，在国外这项技术已经有很多工程应用。
多学科优化设计（Multidisciplinary Design Optimization，MDO）解决复杂工程系统的设计优化的一种有效方法和工具。其主要设计思想为：在复杂系统的整个设计过程中，充分利用分布式计算机网络技术来集成各学科的知识，按照面向设计的思想来集成各个学科的模型和分析工具，通过有效的设计和优化策略组织和管理设计过程，充分利用各学科相互作用产生的协调效应来获得系统整体最优解，缩短设计周期，节约成本。
复杂工程系统（航空航天系统）的设计往往涉及多门学科，如气动、结构、控制、发动机等很多学科，传统的串行设计方式的最大弊端在于它人为的割裂了各学科之间的相互作用，并没有利用各学科之间相互影响产生的协同效应。这种设计方法只能获得局部的最优解，很有可能失去全局最优解，而且设计周期长，成本高。这些特点显然不能适应越来越多，且越来越苛刻的设计要求的发展趋势。多学科优化设计正是为解决这一问题的新的设计方法。
目前，国内外飞行器总体设计的研究领域是多学科优化设计（MDO），即全局考虑飞行器设计中多子系统之间相互耦合的跨学科、跨专业的系统优化，以实现飞行器的全寿命周期设计。
MDO的主要目的是为了加快设计进程和降低复杂系统的设计制造费用，同时使产品效率、重量、寿命、可靠性和可维护性得以提高。随着今年来大量应用到产品设计和开发过程中，MDO将对未来科技和工程领域产生巨大作用。MDO在总体设计过程中，尤其是在方案论证阶段具有实用价值。其中，MDO最直观的作用就是可以根据用户选定的优化目标自动进行参数的合理选择。
四、无人机系统概述
向锦武教授
2016.10.21 无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）通常是指由机载动力驱动，无线电遥控或自主程序控制飞行，可执行多种任务并能重复使用的无人驾驶航空器。无人机与飞机不同，驾驶员不在飞机上，飞行器设计不受人的生理控制，便于执行高风险任务。他又与导弹不同，主要表现在：发射/回收、动力装置，任务载荷，地面控制等方面。
最小的无人机系统至少应该包括：飞行器、飞行控制系统、数据通信系统、任务载荷和发射/回收系统。无人机系统的特点为：安全性好，可执行危险任务，如纵深目标侦查、放射性取样、灾害搜救、反恐监视等；隐蔽性强，灵活、反应快；可长时间续航，续航时间可在数十小时以上；成本低。无人机的使命有：信息战和无人化非接触远程作战的平台；科学研究与应用的平台；航空技术基础研究的平台等。
自1913年世界上出现第一个自动驾驶仪以来，无人机受到越来越多国家的重视，发展迅猛。目前从事研究和生产无人机的有美国、俄罗斯、以色列、法国、英国和南非等近30个国家，无人机基本型数量已增加到300多种。鉴于其独有的低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用和高机动等诸多优势，其使用范围已拓宽到军事、民用和科学研究三大领域。在军事上可用于侦察、监视、通信中继、电子对抗、火力制导、战果评估、骚扰、诱惑、对地（海）攻击、目标模拟和早期预警等；在民用上，可用于大地测量、气象观测、城市环境检测、地球资源勘探和森林防火等；在科学研究上，可用于大气研究，对核生化污染区的取样与监控、新技术新设备与新飞行器的试验验证等。
无人机的发展，很多技术起到了关键性的作用。其中最主要的有以下几项：气动技术、推进技术、人工智能技术、通信技术、发射与回收技术。
美国的无人机如“捕食者”、全球鹰等已经能很好的应用，无人作战飞机X-45A、X-45B以及舰载无人战斗机X-47A也在研制过程中。我国的无人机发展与美国、以色列相比还有一定的距离，一些技术难题还有待解决，主要是标准的统一和信息融合处理。但同时我们也充满信心，经过不断的研究、探索一定会有所突破有所发展。
五、武器装备隐身技术
黄俊教授
2016.10.28 本节课是由航空科学与工程学院的黄俊教授给我们带来的武器装备隐身技术的专题讲座，让我们对于隐身技术有了初步的认识与了解。
隐身技术是控制和减小作战平台及武器系统等目标被敌方探测、跟踪、识别和攻击的各类特征信号，降低被发现和被攻击的概率，从而提高其作战能力和生存力的综合性技术。隐身技术主要包括雷达、红外、声、光、射频、磁、电、尾迹等领域，跨越材料、电磁、声、热、光等学科，覆盖海、陆、空、天等威慑和主战装备。
隐身技术对于提高装备生存能力，降低地方探测系统效能，增加战争的突然性等有着重要影响；隐身技术缩短了探测系统的探测距离，对现代预警防御体系提出更高的要求；隐身技术的投入使用，改变了袭击兵器传统的突防方式，使战略、战役、战斗的突然性增大。特别是隐身飞机的使用，其高的突防能力可使敌方的预警探测系统因只能得到非常短的探测时间或距离而很难发现或采取对抗措施，因而地方难以避免遭到闪电般的突袭。生存能力极强的隐身飞机如果再辅以各种高性能的精确制导武器，将极大地提高空战的效能。
飞机隐身技术带动了其他武器装备隐身技术的发展。例如，美国的AGM-129A/B空射巡航导弹、“联合防区外攻击导弹”（JASSM）和“战斧”巡航导弹，RCS为0.01-0.2平方米。在世界范围内，随着武器科技水平的普遍提高，具有隐身技术的武器装备不断显现，隐身飞机、隐身核潜艇、隐身作战舰艇、隐身坦克战车、隐身导弹以及隐身直升机等都是具有代表性的现代战争武器装备。
目前国内外主要的隐身技术分为以下几类：雷达隐身技术、红外隐身技术、声隐身技术、可见光隐身技术以及其他一些隐身技术。
我国的隐身技术目前岁迅猛发展但是距离大规模列装和实战应用都还是需要一定的时间，这是我国航空工作者近一段时间来需要努力赶超的。
六、创新研究的科学方法
王立新教授
2016.11.4 科学研究的实质是创新，科学研究是探索存在于自然界固有的客观规律，而非做汉化或拷贝的劳动。科学研究的创新有一个常用名词——原始创新，所指为前所未有，即在历史上、在世界范围内都没有的新创造，包括新发现、新观点、新理论、新材料、新技术、新方法等。
王老师根据自己的实践经验提出了几点科学的创新研究方法：1）极端注重创新性的独立研究。目前很多人的思想都被书本、文献左右，不能独立的思考分析，当然向书本他人学习是十分必要的，但不能一味的听信书本的讲授，要能独立的分析。2）足够地重视对飞行器本体的认识。一切的数学知识、计算算法、控制理论都是使用的工具，真正的研究对象是飞行器本身，要想有所突破创新一定要对飞行器本身的特性有深刻的了解。3）要大胆的提出自己的见解。在对事物有一定的认识之后，要大胆的提出自己的预测，再用数理方法证明或别人的研究成果佐证自己的预测。4）破除书本和文献的神圣性，敢于怀疑一切。一切有人参与的工作均是会出现错误的，不要只相信那些白纸黑字，也要有自己的判断。5）多方位、多角度地认识和思考。要从多个角度考虑问题，才能提供出不同的解决方案，并从中找出最合适的。6）对科学问题要有足够的灵敏性。平时应多关注学科前沿的发展，灵活的进行研究。
一种理论在出现以后，在传播的过程中也会出现很多问题。王老师举了很多例子，例如人们目前熟知的几个俗语，其实就是人们在传播的过程中出现了很大偏差。“三个臭裨将，赛过诸葛亮”传播成了“三个臭皮匠，赛过诸葛亮”，这种错误是非常明显的，但是人们还是乐于接受，这反映了大多数人的一些惰性思维模式。虽然自己会有一些疑问，但是又觉得这是大众普遍认可的结论，默默认为这是“真理”，使自己失去了推翻谬论的机会。
此外，王教授结合自身经验，提出生活中处处存在创新研究点，鼓励作为博士的我们要善于创新，积极创新。听完王教授的讲解，使我们意识到在创先探索的道路上更要注意研究方法的科学性，也为日后我们博士论文的开题创新点提供了研究思路。
七、人机系统研究进展
屈香菊教授
2016.11.11 人机系统技术是一门包含了很多综合学科在一起的技术，其中典型的包括飞行力学、数学、心理学、控制理论和仿真实验等等。而人机系统研究领域包括飞行试验技术、驾驶员行为模式识别技术、仿真器软件和数据处理、专用设备、驾驶员行为模型数据库、人机系统品质评价方法。人-机系统应用面向提出飞行平品质准则、飞机飞行品质评估以及飞行控制系统设计等方向。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物学或医学问题。
飞机发明以后，人和飞机关系对飞机性能的发挥有这越来越大的影响。最开始时可能座舱环境、操纵杆的响应力大小对飞行员的影响较大。自动驾驶仪应该是人机系统发展最初阶段的产物。但自动驾驶仪的作用更多的是配平、水平飞行以及按设定航线巡航。这种自动驾驶仪在一定程度上解放了驾驶员，实现了部分的自动操作。
在人机系统中，人作为特殊的控制器，人的行为受飞机特征的影响，也受到任务和环境的影响，表现出很强的自适应性。反过来，飞机的特征也受人的影响，驾驶员和飞机相互作用，也称为人机耦合。
人机耦合即包括良性的耦合也包括不良的耦合，对于不良耦合常见的就是驾驶员诱发震荡，其有线性的、准线性的、非线性的三部分。目前研究的方法主要有基于驾驶员的现行仿真试验方法、基于人机耦合关系的理论研究方法和基于飞行训练规则的经验方法。由于驾驶员动作的复杂性、模型评价的标准的不确定性等问题，使该课题的研究有很多困难之处，有待我们进一步的探索和解决。
但就近些年来讲，无人飞机即入了一个飞速发展的阶段。从无人侦察飞机到无人攻击机，以至于无人轰炸机和无人战斗机也进入了设计阶段。但完全无人的飞机不会有发展前途，除非人工智能有了突破性的发展。如果人工智能真的可以达到人的智商，我想到这时就不只是一个科学的问题，而是社会伦理的问题了。因为将武力交到一个高智商却有自主意识的机器手里，人类不会放心的。另外从另一方面来说，如果全无人操作，人机系统如何定义呢？
八、弹载/炮射微小飞行器
王华教授
2016.11.18 弹载微小型飞行器是指：以子弹药形式由各类子母式弹药或无人机携带，抛撒后由“弹”型变成“机”型，续航巡飞，完成对目标的侦察、干扰、封锁和攻击等任务的无人飞行器。弹载微小型飞行器的技术包括各子系统核心技术和系统集成技术。
在未来军事斗争中，弹载微小型飞行器在军事方面具要很大的需求。
一、弹载微小型飞行器主要的研究方向和相应的研究内容：
（1）弹载飞行器系统总体技术：它包括总体结构布局、弹－机总体技术、空地通讯技术。
（2）环境适应性技术：它包括相关武器发射、抛撒环境分析，过载仿真技术。（3）弹－机转换控制技术：它包括弹－机转换、最有弹道设计技术、远程控制设计技术、抗旋消旋技术。
（4）动力系统技术：即为微小型飞行器的紧凑性。（5）飞行控制技术。（6）群协同组网技术。（7）综合试验测试技术。
二、弹载微小型飞行器能够解决以下的难题：
（1）对敌空军机场洞库内的飞机等目标实施有效的封锁与打击；（2）对敌航母舰队实施突防攻击；
（3）对台湾东海岸山体背后目标进行侦察；（4）引导海军火力支援舰队对目标实施火力压制；（5）提供城区作战复杂环境条件下的局部战场的实施信息。
三、弹载微小型飞行器的发展趋势分析：（1）与各军兵种已列装的主要武器平台相兼容；
（2）提高惯性器件的抗高过载能力，以适应不同的发射、抛撒环境；（3）可执行精确打击、侦察、毁伤效果评估、以及干扰等多种作战任务；（4）展开式机翼和动力系统技术提高以及飞行器的滞空时间的提高；（5）采用先进的目标识别与跟踪技术，从攻击静止目标发展到攻击运动目标；（6）采用多模战斗不等新的高效毁伤手段；（7）多枚飞行器组网提高协同作战效能。
目前多国已有相关武器已进行装备。美国的“Quiklook”炮射飞行器的主要任务是侦察，长0.99m，重36-41kg，发射过载2000g，采用充气式结构。
“洛卡斯”(LOCAAS)是由美国洛马公司导弹与火控分公司研制的攻击型炮射巡飞器，长787.4毫米，重38.6公斤，铸铝机体，是一种由火箭弹/导弹/布撒器等平台投放的微小型自主宽域巡飞子弹药。可进行广域搜索、识别和摧毁多种地面机动目标，有效对付时间敏感目标。可在战场上空巡逻30分钟，利用激光雷达导引头搜索预定任务区内的目标，搜索高度可达228米，搜索面积为74平方千米，它可摧毁地面静止目标和运动目标。
美国大面积侦察弹“WASP”，是1997年由美国麻省理工大学和Charles Stark Draper实验室联合发起的一个合作项目，主要用于侦察。WASP是一种低成本折叠式无人飞行器，可以配置在陆军标准155mm榴弹炮M-483A或海军5inch舰炮中向目标区域发射；出炮口后尾部六个尾翼片展开，解旋并以提供稳定弹道飞行；当飞到弹道顶点时，尾部的伞盖抛掉，装在尾部的降落伞展开将飞行器从弹丸壳体中抽出；下降到一个合适的高度和速度后，WASP机翼尾翼展开，发动机开始工作，丢弃降落伞，飞行器进入有控飞行，执行任务。
前沿区域支援弹药“FASM”是ALOR国防技术计划下研制的一种炮射微小型飞行器，由美国海军研究办公室资助，目的是支援美国海军和海军陆战队的军事行动，除具有侦察、目标定位及战场毁伤评估外，还可以进行通信中继、投放武器打击目标。
九、航天器结构优化设计与振动控制
黄海教授
2016.11.25 本节课是由我们宇航学院的黄海教授为我们带来的关于航天器结构优化设计以及振动控制方面的讲座。讲座主要有一下三方面内容组成：结构优化的概念、结构优化的特点和发展以及北航在结构优化领域的代表性工作。
航天器结构系统的主要功能有：维持卫星外形构形；提供其他系统的安装空间；满足各种设备的安装方位、精度等要求；支承和保护设备，确保在各种受载条件下的设备的安全；满足自身的刚度、强度和热防护等要求，确保卫星完整性；提供其他的特定功能，如伸展部件的解锁、展开和锁定等。
传统的结构优化设计，实际上指的是结构分析，其过程大致是初始设计-->结构分析-->设计调整-->再分析-->再调整-->„„-->直到满意。结构优化设计是指以计算机为工具，将非线性数学规划理论与结构力学分析方法相结合，用于受各种条件限制的承载结构设计。
结构优化的从1960年代被提出开始至今已经有了60多年的历史。60年代，Schmit提出结构优化的概念；1960-1970年代中，提出了准则法；1976年一种近似的概念被提出，并引入数学规划算法；1980年代提出了对偶法；1980-1990年代提出了自适应算法。
在歼-8机翼结构优化案例中，设计变量共有1332个，最后综合考虑两种工况要求，优化后，结构质量下降了35.9kg，占优化部分结构总质量的14.6%。只考虑收拢单结构工况优化时结构质量下降43.2kg，在考虑展开单结构工况优化时结构质量下降37.4kg。
根据上面的例子可以充分看出结构优化在飞行器设计过程所起到的举足轻重的作用。
十、高超飞行器平稳滑翔弹道特性与导引方法
陈万春教授
2016.12.2 本次课是由我们宇航学院陈万春教授为我们带来的关于高超飞行器平稳花香弹道特性与导引方法方面的讲座，讲座主要分为以下几个部分：平稳滑翔概念的提出、平稳滑翔弹道解析求解、平稳滑翔弹道动态特性、平稳滑翔弹道阻尼控制方法、平稳滑翔空间弹道解析解、平稳滑翔解析再入导引方法、线性伪谱广义标控脱靶量制导等。
首先给出平稳滑翔的定义，并给出飞行动力学方程，根据对平稳滑翔弹道特性的分析可以看出，不同的初始条件对于滑翔弹道特性有着很大的影响。当利用数值求解的时候，通过对比不同的目标函数所得到的弹道特性发现，将加加速度作为数值求解的目标函数可以得到较好较平稳的弹道特性曲线。
在求解平稳滑翔弹道解析解的时候，对高度的二阶导函数进行简化，、高度的解析解。利用正则摄动法，可得到高度的一阶项，同理还可得到二阶解。通过对比结果显示，解析结果精度很高，相对误差小于2%。引入弹道阻尼，飞行效果会更好，也可以对初值进行优化，寻找最优的弹道。
如果在讨论平稳滑翔弹道特性的过程中考虑地球自转的情况，解析过程会较为复杂，可以在射面上建立坐标系进行简化，进而得到了解耦的方程，也就得到了解析解，而且解析解的精度很高。相对于国外知名科学家的方法，该方法的有效性与精确性相对较高，并在实际型号中得到了验证。
传统跟踪方法目的是消除当前时刻与标准弹道的误差，而线性高斯伪谱广义标控脱靶量制导目的是消除终端误差，只存在当前的积分弹道；线性高斯伪谱广义标控脱靶量制导对传统的跟踪方法具有更强的适应性，不依赖于离线生成的标准弹道。
十一、载人航天与深空探测
徐世杰教授
2016.12.9 本次课是由我们宇航学院的徐世杰教授给我们带来的载人航天与深空探测方面的专题讲座，讲座主要分为四部分：飞天—中国载人航天的历史和现状；揽月—中国月球探测的历史和现状；航天梦—中国未来的载人航天和深空探测计划；任重道远—中国载人航天和深空探测的世界地位。
载人航天作为人类科技文明发展必不可少的一环具有多方面的重大意义，载人航天对于材料制造、空间制药、空间育种、空间科学研究、太空旅游、政治、军事、物种备份等诸多方面至关重要。
1985年秦皇岛会议上，航天界达成了研制宇宙飞船-空间站系统的共识；1992年9月21日“921”工程正式启动；从1999年开始的神舟号系列飞船便正式开启了中国载人航天事业的序幕，经过四代飞船的研制与努力，终于在2003年，搭载着中国载人航天史上飞天第一人杨利伟的神舟五号飞船成功发射并圆满完成中国人的飞天梦。921工程分三步走：第一步是建立天地往返系统，包括不载人实验和载人实验；第二步是建设短期有人照料的空间实验室；第三步是建设长期有人驻留的永久性空间站。
2001年国防科工委总体论证中国月球探测，而后2004年确定了我国探月工程“绕-落-回”三步走目标，并随着2007年中国航天史上第一枚探月航天器嫦娥一号的发射，中国的探月之旅正式开启。截止目前，嫦娥1-2号实现了绕，嫦娥3号实现了落；而接下来2017年发射嫦娥5号，2018年发射嫦娥4号，实现背面落。
在接下来的几年时间里我国的载人航天事业将处于一个非常关键的时期，我们的航天三步走战略已经要达到了最关键的时期，未来我们还将进一步开展对于火星的探测。中国航天事业的能否达到既定的目标将会举世瞩目，这也是彰显我中国综合国力的重要体现。
虽然我国在载人航天事业上起步较晚，我们的水平与世界航天大国相比还有很大的差距，但是我们也有我们自己的优势。我们的起点高，可靠性好的特性在世界范围内可以说正处于领先的水平。然而，我们后面要走的路还很长，我们中华民族航天事业究竟能走到什么高度完全依靠我们每一个航天人的共同努力。
十二、无人机总体综合设计技术
马东立教授
2016.12.16 无人机（UAV）是一种由动力驱动，机上无人驾驶，可重复使用的航天器的简称。无人作战飞机（UCAV）是无人战斗机、无人攻击机和无人轰炸机的总称。长航时类型无人机集中了侦察和监视飞机的长期的技术进步，其代表就是美国的著名无人机——“全球鹰”。
马东立教授从几个方面简单介绍了高空长航时无人机总体综合设计，包括：气动布局（有正常式、鸭式、飞翼、连翼等布局）、翼型选择与优化设计（无人机常用翼型：层流翼型、超临界翼型）、气动-结构一体化设计、气动-隐身-结构一体化以及飞机、发动机相互匹配。
二次世界大战以后，特别是近三十年来，经过历次局部战争的实战应用，无人的作用越来越大，越来越重要，它已成为现代战争中不可缺少的一种武器。美国更加认真地考虑使用无人侦察机的问题。研究表明，单靠天基和载人机载侦察平台无法满足作战所希望的连续不断的随时根据需求提供的台式和信息。因此，除战术无人机外，美国在无人机计划中又增加了一个独特领域——长航时无人机系列。
马东立教授向我们介绍了一系列长航时无人机类型以及其各自的演变过程，以高空长航时无人机为例，高空长航时无人机飞行时间在24小时以上，飞行高度大于18000米。“全球鹰”系列无人机是其中最具代表性的，从RQ-4A再到加大型RQ-4B，机翼面积增大10%，发动机更是得到更新，点输出功率增大150%，载荷提高了51%。
飞机设计一般包括以下几个方面：拟定设计要求；概念设计；初步设计，它包括两部分内容：方案设计和打样设计，在此阶段要进行下列工作：气动分析和风洞试验、结构打样设计、系统打样设计、全机部置协调、样机审查；详细设计；原型机试制；试飞；成批生产。
航空综合系统 篇6
关键词：航空公司,安全系统风险管理,风险评价,模糊综合评价
1 引言
航空公司承担着民用航空的主要生产经营任务, 是民航产业中的龙头和国民经济发展的重要驱动力量, 其安全工作直接影响着旅客的人身及财产安全、航空公司声誉、经济效益以至航空公司的生存。近年来中国民航业有了长足的发展, 在机队规模不断扩大的同时, 安全状况也得到了显著的改善。但是10年和5年的事故率仍然高于世界平均水平, 远高于世界航空发达国家的事故率[1]。因此, 对航空公司安全系统风险进行综合评价, 可以掌握航空公司的安全状况, 根据评估的结果, 采取相应的安全对策, 对减少航空安全事故, 保障航空运输安全具有重要的意义。
目前国内外一些学者对此问题进行了相关研究, 国外学者主要是利用事故率评估, 依据数理统计方法, 对历史资料进行统计分析, 对航空公司安全系统风险进行评估。但由于事故发生率低, 加之样本之间的不一致性较大, 限制了数理统计方法的应用[2,3]。国内学者对航空公司安全系统风险的研究起步相对较晚, 多为对航空公司安全系统风险的某一方面的定性描述, 缺乏定性和定量分析的结合, 不能使有关部门和企业把握安全风险的差距所在[4,5,6,7]。如何对航空公司的安全系统风险进行科学评价, 建立适宜的评价指标体系, 并提出一套切实可行的评价方法, 是每一位航空公司安全管理者面临的问题。
在分析影响航空公司安全系统风险的各种因素基础上, 考虑我国航空公司实际运营特点, 设计并筛选了能够全面反映航空公司安全系统风险的评价指标体系, 建立了航空公司安全系统风险的模糊综合评价模型, 并且结合一个实例, 说明了模型的应用价值。
2 航空公司安全系统风险评价指标体系的构建
建立航空公司安全系统风险状况的评价指标体系, 应该遵循科学性、全面性、系统性、可比性和可行性的原则。通过分析航空公司飞行运营管理系统, 用专家咨询法和模糊统计法, 结合中国民航局已施行的民用航空公司安全评估指标体系[7]和安全审计体系中的指标体系进行优化整合, 建立一个基于航空公司的全方位安全系统风险评估指标体系, 衡量航空公司与本行业先进企业之间的差距, 更有利于航空公司采取针对性的措施提高安全系统风险管理水平。同时建立的指标体系应满足如下要求:一是能衡量航空公司当前的安全系统风险状态和情况, 二是能反映出航空公司提高安全系统风险水平的潜力, 三是能反映出航空公司的整体安全系统风险管理水平。因此, 综合考虑了影响航空公司安全系统风险的因素[5], 并根据航空公司的实际运营情况, 建立了基于“人、机、环境、管理”的航空公司安全系统风险评价指标体系U, 如表1所示。它是一个递阶层次结构, 这种递阶层次结构为使用层次分析法与模糊综合评价方法奠定了基础, 由4个1级指标体系和26个2级指标体系组成。
航空公司安全系统风险系统的综合安全状况由第一层的4个因素指标的安全状况综合得到。而第一层的每个因素指标的安全状况由各第二层的若干个因素指标的安全状况综合得到, 这个综合过程采用模糊综合评价方法来实现, 对于每个底层因素指标的安全风险性的量化一般由安全管理专家根据经验和知识给出。
3 航空公司安全系统风险模糊综合评价模型
航空公司安全系统风险受多种因素影响, 这些影响因素的界定具有模糊性, 如机长个性心理状况、机组资源管理能力、航路结构状况等, 且航空公司安全系统风险等级的划分也具有模糊性, 各等级的标准难以严密确定, 划分只是一种人为判断, 因此, 对多因素、多层次具有模糊性的航空公司安全系统风险问题宜采用基于模糊数学的模糊系统评价方法。依据模糊数学理论对航空公司安全系统风险进行模糊综合评价的模型及其评价过程如下[8,9]。
3.1 构建评价因素集合
在航空公司安全系统风险指标构成体系中, 评价对象因素集合为
undefined
3.2 建立评价集
评价集V是评价等级的集合, 针对航空公司安全系统风险评价指标体系, 建立5级评价集为
V={v1, v2, v3, v4, v5}={高, 较高, 一般, 较低, 低}
根据评价集V, 进行临界值的设立:90～100之间为高, 80～90之间为较高, 70～80之间为一般, 60～70之间为较低, 60以下为低。
3.3 确定评价指标权重的赋值方法
采用层次分析法AHP[8]确定各指标权重。先构造判断矩阵, 判断矩阵元素值反映了人们对安全系统风险评价各指标重要性的认识;专家对各指标的重要程度进行两两比较, 逐层判断评分;计算判断矩阵的特征向量以确定下层指标对上层指标的贡献程度, 从而得到各变量层指标对目标层指标重要性的排列结果;将判断矩阵代入AHP计算软件, 即可算得上级指标的权重Ai。
3.4 确定评价指标的隶属度
在进行模糊综合评价前应先确定各评价指标的隶属度, 对于难以用数量表达的指标, 如机长个性心理状况、机组资源管理能力等, 采用模糊统计法来确定隶属度。模糊统计方法是让参与评价的专家按事先给定的评价集V给各个评价指标划分等级, 再依次统计各个评价指标Uij属于各个评价等级vq (q=1, 2, 3, 4, 5) 的频数nijq, 由nijq可以计算出评价因素隶属于评价等级vq的隶属度uundefined。如果聘请n个专家, 则评价指标Uij的隶属度为
undefined
对于可以收集到确切数据的定量指标, 可以分成正向指标、负向指标与适度指标, 并确定各评价等级vq临界值v1～vq, 再通过Zadeh式 (3) ～ (5) 计算已量化的指标uij隶属于各评价等级的隶属度。
正向指标的隶属度为
undefined
适度指标的隶属度为uundefined=
undefined
负向指标的隶属度为
undefined
3.5 模糊综合评价
由专家综合判断各指标所属的安全风险等级, 采用由式 (2) ～ (5) 确定的隶属度uundefined刻划的模糊集合来描述的模糊规则, 从而得到该指标在评价集中的隶属度, 得到模糊评价矩阵Ri。
undefined
一级综合评价模型D为
undefined
对指标层的每一评价指标uij均作出评价后, 对准则层各指标进行二级模糊综合评价, 得出评价矩阵B为
undefined
如果评价结果undefinedbi≠1, 对结果进行归一化处理, 得到B, 并计算S为
undefined
式中:C矩阵由评价集V确定, 取值为各评价等级临界值的中值, S为航空公司安全系统风险综合评价结果。
4 实证分析
为说明模型的有效性, 以国内某家航空公司安全系统风险状况为考察对象, 对其安全飞行系统风险进行模糊综合评价, 建立的评价指标体系见表1。
4.1 权重系数矩阵
根据层次分析法计算各层指标的权重。以4个1级指标为例, 首先构造判断矩阵, 专家采用9级标度法对各指标的重要程度进行评分, 并进行一致性检验。得到指标Ui的权重为:
A= (0.446, 0.2900, 0.093, 0.171)
同理, 可求得各2级指标的权重为:
A1= (0.327, 0.044, 0.227, 0.044, 0.029, 0.155, 0.105, 0.069) ;A2= (0.241, 0.150, 0.241, 0.150, 0.085, 0.048, 0.085) ;A3= (0.109, 0.358, 0.212, 0.109, 0.212) ;A4= (0.398, 0.152, 0.073, 0.073, 0.032, 0.272) 。
4.2 指标层各评价指标隶属度的确定
将航空公司安全系统风险评价中的定性指标, 即机长个性心理状况、机组资源管理能力、航路结构状况等评价指标的评价等级列表征求专家意见, 并根据式 (2) 计算其隶属度;对于定量指标, 根据所选取的样本数据确定各评价等级临界值, 并依据式 (3) ～ (5) 计算各数量化指标的隶属度, 这样就可以得出指标层各指标对应的模糊关系矩阵Ri。
undefined
undefined
4.3 模糊综合评价
对二级评价指标进行模糊综合评价模型, 计算出指标层的评价向量为
D1=A1R1= (0.186, 0.404, 0.177, 0.140, 0.093) ;D2=A1R1= (0.166, 0.378, 0.239, 0.118, 0.099) ;D3=A1R1= (0.176, 0.310, 0.213, 0.164, 0.137) ;D4=A1R1= (0.144, 0.282, 0.311, 0.166, 0.097)
D1、D2、D3、D4可以反映该航空公司安全系统风险评价中准则层各指标的强弱情况。根据最大隶属度原则, 可以看出该航空公司的安全系统风险因素中机组因素指标和飞机因素指标评价的风险等级相对较高, 其它因素指标都为一般。
对一级评价指标进行模糊综合评价, 根据式 (8) 得出
B=AD= (0.172, 0.367, 0.221, 0.140, 0.100)
S=BCT=78.7057
可见该航空公司的安全系统风险接近于较高风险, 说明已有一些不正常因素存在, 应当加强防范, 尤其应该加强对飞行机组因素和飞机因素的管理与监督。
5 结论
将模糊综合评价技术应用于航空公司安全系统风险风险评估问题, 建立了航空公司安全系统风险评价指标体系, 并应用于某航空公司的安全系统风险风险评估。综合评价结果表明, 该航空公司的安全系统风险风险值为78.7057, 可见该航空公司的安全系统风险已临近较高风险, 说明航空公司安全系统风险中已有一些不正常因素存在, 应当加强防范。实例验证表明, 通过该模型可确定航空公司的安全系统风险水平及各个模块的安全状况。航空公司可针对不同模块存在的问题提出相应的改进措施, 从而提高航空公司的安全管理能力和飞行系统的安全水平, 保障航空公司安全运行。
参考文献
[1]中国民用航空总局航空安全办公室.中国民航航空安全报告[R].北京:中国民用航空总局航空安全办公室, 2008
[2]Chang Y H.The Status and Perspective of Taiwan s Civil Aviation Safety[J].Civil Aviation Journal Quarterly, 1999, 1:1～24
[3]Bureau of Transport and Communication Economics[Z].Qualityof Service in Australian Passenger Aviation Research Report80, Australian Government Publishing Service, Canberra, 1992
[4]杨家忠, 张侃.民用航空中的人误分类与分析[J].人类工效学, 2003, 9 (4) :41～44YANG Jia-zhong, ZHANG Kan.Classification and Analysis of the Human Error in Civil Aviation[J].Chinese Journal of Ergonom-ics, 2003, 9 (4) :41～44
[5]李丽.我国航空安全自愿报告系统问题透析[J].中国安全科学生产技术, 2008, 4 (3) :88～91LI Li.Study on the Problem of Confidential Aaviation Safety Re-porting Systems in China[J].Journal of Safety Science and Tech-nology, 2008, 4 (3) :88～91
[6]霍志勤.关于我国民航实施安全管理体系的探讨[J].中国民用航空, 2008, (12) :57～59HUO Zhi-qin.A Probe into SMS Implementation in China s Civil Aviation Industry[J].China Civil Aviation, 2008, (12) :57～59
[7]中国民用航空总局安全办公室.航空公司安全评估系统[R].中国民用航空总局安全办公室, 2000
[8]秦寿康.综合评价原理与应用[M].北京:电子工业出版社, 2003
航空综合系统 篇7
当前所谓的救援直升机, 主要是指将原有的直升机进行改装。救援直升机将普通的直升机改造成适应于各种恶劣条件, 同时还增加了新的设备。这些新的设备主要包括新型的无线电导航以及气象雷达等。救援直升机还有一个很明显的特点, 就是便于救生担架的进入和抬出。
在自然灾害发生之后, 航空救援是最重要同时也是最快捷的灾后救援方法。这是因为航空救援能够忽略地理环境等因素的影响, 最快速地到达灾害现场。因此, 航空救援具有救援速度快等特点。在航空救援中, 救援直升机是很重要的一种手段。全世界的航空救援做的最好的当属美国和俄罗斯, 以及瑞典和澳大利亚等发达国家。他们形成了相对完善的救援体系:具有救援速度快, 完成多种救援任务, 不受复杂地理环境的制约等特点[1]。
我国自然灾害频发, 因自然灾害带来的损失十分巨大。我国社会安全、事故灾难等也频繁发生。这些事件具有地域上的离散型, 在空间上也是离散分布的。这就使得救援工作的难度很大, 因此如何能够快速、准确、高效率地对灾害等事故现场进行救援已经成为了一个非常重要的课题。救援直升机就是十分普遍有效的救援应急手段。
2 综合航空电子系统
2.1 航空电子系统概述
航空电子系统是航空飞机信息获取能力的基础, 能够减轻驾驶员的负担, 帮助驾驶员做出决策, 同时还能够降低飞机的成本[2]。综合航空电子技术是救援直升机的性能关键所在。
2.2 航空电子系统工作要求
在恶劣环境下执行救援任务, 对直升机航空电子系统提出了一系列苛刻的工作要求。
第一, 航空电子设备必须能仅由一个驾驶员来管理, 因为另一个驾驶员经常进行其他的救援工作。因此单个驾驶员工作是很实际的。这一事实要求双驾驶员飞机中的任何一个驾驶员均能控制所有的系统功能。除了驾驶工作负担要小这个明显的要求之外, 系统必须对故障有一个柔性响应, 从而使驾驶员在机动飞行的任何时刻采取局部手动控制。这一要求强调飞行显示器的重要性。
第二, 系统必须是安全的, 单个故障不会引起灾难性的后果。而且, 任何故障或各种限度要使驾驶员十分清楚。这一, 驾驶员可以重新配置系统, 并把有害影响减到最小程度。
第三, 即使是在有故障的情况下, 系统也应该能够继续执行任务并且保持较高的任务成功率。
第四, 系统会受到严格的尺寸和重量的限制。这些限制最主要的原因是救援直升机的任务是救援灾难现场。救援过程中向前和向下的座舱角度是非常重要的[3]。
克洛威尔——柯林斯公司基于救援直升机的航空电子系统的工作要求以及任务, 逐步发展了满足上述要求的系统。这个系统概念能够使得救援直升机的原图搜索、救援的能力得到提高。为了满足这些系统要求, 现存的每个不足都应该得到充分考虑。
3 救援任务中的引导和控制
飞行引导和控制系统仅仅包括了整个航空电子综合系统的一部分。航空电子系统的其他部分是飞行管理系统、雷达系统、通讯系统和导航系统。飞行引导和控制系统与这些系统共用许多公用部件, 从而简易管理性, 减少硬件。飞行管理系统的控制显示单元 (KDU) , 任务计算机 (FMS) 以及各种传感器系统都有多种用途。
驾驶的易管理性是最最重要的。广泛的环境工程研究结果和救援工作分析已经用在显示格式、控制算法、状态反馈和驾驶员输入的实现中, 从而保证驾驶员是受系统的支援而不是被系统所征服。
4 如何提高综合航空电子系统
今年来我国的航空电子系统发展很快, 但是仍然存在可以进步的地方。我国航空电子系统各子系统的研制生产分散, 各类传感器、平视显示器等并不是由同一个单位部门生产研制的。为了提高我国航空电子技术的水平, 缩小与国外先进技术的差距, 就需要各单位打破行业界限, 实现资源、技术共享, 在行业内部进行强强联合, 共同开发关键设备, 使航空电子系统产品实现模块化、通用化[4]。
5 结语
为了使直升机能够适应各种恶劣的环境, 能够在各种环境下进行救援, 就不能单单只靠先进的显示器和传感器。将这些航空电子系统相互补充, 才能充分发挥它们的作用。我国的综合航空电子系统发展开始于20世纪80年代中期, 对于救援直升机的引导和控制航空电子系统, 仍需要投入资金和精力进行研究。
摘要：当前所谓的救援直升机, 主要是指将原有的直升机进行改装。救援直升机将普通的直升机改造成适应于各种恶劣条件, 同时还增加了新的设备。同时在救援直升机进行救援的过程中, 综合航空电子系统发挥着十分重要的作用。本论文主要介绍了救援直升机、综合航空电子系统的工作要求以及如何提高综合航空电子系统, 并对如何引导和控制进行了简要介绍。
关键词：综合航空电子系统,救援直升机,引导
参考文献
[1]陈德煌.F-22战斗机的综合航空电子系统[J].电光与控制, 2003, 10 (1) :50-53.
[2]徐盛, 李家云.我国海上救援直升机现状和分析[J].直升机技术, 2010, 161 (1) :68-71.
[3]霍曼, 邓中卫.国外军用飞机航空电子系统发展趋势[J].航空电子技术, 2004, 35 (4) :5-10.
航空综合系统 篇8
生态城市是现代城市的重要建设目标, 随着城市生态环境的普遍恶化和区域生态支撑能力的持续衰退, 建设生态城市逐步成为城市的发展诉求。城市绿地系统作为打造生态城市的重要的环节, 具有生态、经济、社会等多重属性, 并且在维护城市生态系统稳定、塑造城市景观、完善城市生态服务功能以及提高城市环境质量等方面起着重要作用。郑州航空港经济综合实验区 (以下简称“实验区”) 作为全国首个上升为国家战略的航空经济发展先行区, 生态建设与经济发展同样重要, 将实验区建设成为滨水而聚、绿意盎然、和谐宜居、独具魅力的现代生态航空大都市成为实验区发展的重要目标。
二、绿地生态建设策略
实验区具有着良好的生态环境基础。区内绿地生态资源丰富, 绿地类型多样。通过对实验区河流水系、季风和城市布局等城市特征研究, 我们提出“理水、引风、布园、赋意”的绿地生态建设策略。从不同的角度、视野挖掘地域特征对绿地布局的影响, 构建与实验区城市特征相辅相成的城市绿地生态体系。
1. 策略一:“理水”
“理水”即充分利用河流水系, 通过打造亲水性的绿化开放空间建设, 形成滨水绿化格局。
实验区内河流水系资源丰富, 区内汇集丈八沟、小清河、高路河、梅河、黎明河、杜公河等多条水系。南水北调中线工程由南至北蜿蜒流过。实验区河流水系生态效果显著、景观价值凸显, 是城市绿地生态体系的精华所在。
规划依托南水北调干渠、小清河及其两侧的公园和防护绿地形成“X”型绿廊, 打造绿地生态网络核心骨架, 形成蓝绿交织、相互映衬的两条重要滨水景观带。
绿地生态建设以河流、湖泊为依托, 成线形或环形布置, 既可以使得整体景观具有典型的地域特征, 又可以避免集中大规模建造绿地造成的土地资源浪费。
另外, 城市绿地与水体的结合不但使绿地承担了对水体的内向保护作用, 还承担外向的城市功能。绿地功能变得更加综合、动态化, 与水体的结合不再局限于对于单一场地的纯粹艺术化造型而且承担起更多的城市功能。亲水的体验对人的吸引力也使得水岸城市空间更具活力。
2. 策略二:“引风”
“引风”即根据城市季风的特点, 合理布局绿地, 构建城市通风廊道。
实验区绿地布局根据城市主导风向系统性地分析城市功能和生态要求, 在区内逐步建立合理的生态廊道体系, 将城市外围生态腹地的凉爽、洁净空气, 引入城市内部, 稀释城市混浊的不健康空气, 从而有效降低城市的污染, 还城市一个清新的空间。
实验区主导风向为夏季东南风, 冬季西北风和东北风。城市的氧源绿地分布在西北角、东北角和东南角为宜。城市东北角的湖泊处于盛行风向的上风向, 可成为实验区优质的氧源绿地。南水北调水系和小清河组成“X”型绿廊、新G107两侧绿地与盛行风向构成较小偏角, 构成了整个实验区的通风廊道。
城市道路、滨水及带状生态绿地是城市绿地的主要通风廊道, 特别是带状绿地的方向与该地夏季的主导风向一致的情况下, 可以将城市郊区的气流趁着风势引入城市中心城区, 为炎夏的通风创造了良好的条件。而在冬季, 大片树林可以减低风速, 减少风沙, 改善气候。另外, “引风”能有效地缓解城市内部的热岛效应, 促进城市与外围的物质、能量流动, 使生态系统得以恢复和完善, 有益于城市中人和动机物的生存。
3. 策略三:“布园”
“布园”是根据城市不同的功能组团, 均衡布置各级城市集中式公园, 构建布局合理、特色突出、类型丰富、生态效应显著的城市公园绿地体系。
根据城市结构和用地布局, 实验区城市集中式公园绿地由大型公园和小型公园共同组成:
大型公园:结合现状绿地及水系节点建设内容丰富, 设施完善的大型综合性公园, 满足公众开展各类户外活动和游憩需求。根据实际需求及建设条件形成儿童公园、植物园、风景名胜公园、游乐公园等丰富类型的专类公园。
小型公园:在居住社区范围内集中设置的公园绿地, 形式灵活多样, 满足居民日常生活休闲、游憩等功能;在城市道路之外设置相对独立、规模较小的街头绿地, 形成街道广场、小游园等, 满足市民日常散步、健身等户外活动需求。
4. 策略四:“赋意”
“赋意”主要是在城市绿化建设中体现传统文化风貌特色, 与历史文化和传统风貌保护相结合, 实现现代化城市发展与历史文化环境的相互融合。
实验区具有独特的历史文化风貌和航空科技特色, 绿地建设融自然景观特色和人文景观特色为一体, 突出航空科技特色, 打造环境优美的生态智慧航空大都市主体实验区, 塑造实验区独特的城市风貌, 为实验区城市发展注入新的活力。
在历史文化方面, 针对实验区丰富的历史文化遗址的特点, 通过历史节点的塑造和串联, 以及周边城市新建区域的协调, 形成独特的历史人文的景观特色。
在航空科技方面, 航空会展交易中心、航空会展、全球交易中心等大型商业文化设施及街头雕塑、小品、展览的设置充分体现实验区独特的航空科技文化特征, 使航空产业及其科技展示成为城市中特征鲜明的标志性景观。
三、绿地生态系统构建
通过上述绿地生态建设策略, 实验区绿地生态系统以绿廊相依、绿道相连、绿核均布为布局特色, 形成“一环、两轴、两带、三心、多园均布”的绿地生态结构。
“一环”:围绕城市外环形成的100~400米绿带形成实验区外围生态屏障, 构成环形的生态隔离缓冲区。
“两轴”:以南北方向的国道和东西方向的城市干道组成的城市生态景观廊道。生态景观廊道具有生态和景观双重功能, 是指具有生态功能的城市绿色景观。建立生态景观廊道既是对城市景观的充分利用, 又是解决城市景观破碎化的重要措施。
“两带”:“X”型绿廊, 依托南水北调干渠、河流水系及其两侧的公园绿地和防护绿地构建实验区内核心的生态网络骨架, 形成实验区内主要的滨水景观带。
“三心”:在北区、东区和南区打造三大全市性综合公园, 分别是森林公园、生态公园及古城公园。充分利用实验区内的自然和人文资源, 结合自然景观、文物古迹来打造城市公园, 既保护了本地的生态、人文环境, 又避免因新开发城市公园造成的资源的浪费。
“多园均布”:由综合公园、专类公园以及众多块状的社区公园、街旁绿地共同构成的生态绿核, 体现地域特点及文化特色。
四、绿地生态廊道建设
绿地生态廊道作为绿地生态系统的主要组成部分, 成为实验区生态建设的重要基础。绿地生态廊道是一种线性绿色开敞空间, 是由那些为了多种用途而规划、设计和管理的线性要素组成的土地网络, 是公园、自然保护地、名胜区、历史古迹及其他绿色资源与高密度聚居区之间进行连接的开敞空间纽带。
绿地生态廊道可以全面提升城乡居民的生活质量, 完善城市功能, 强化地方风貌特征, 提升发展品分位, 是生态绿地区域统筹与生态共建的一种体现。绿地生态廊道从乡村深入到城市中心区, 有机串联各类有价值的自然和文化资源, 兼具以下功能:
生态功能:可以保护自然与半自然环境, 为植物成长和动物繁衍栖息提供充足的空间, 为动物迁徙提供通道;为都市区提供通风廊道, 缓解热岛效应;结构性加强城市景观的整体性与连通性, 以防止被无序的城市扩张吞噬;
社会功能:为人们提供更多亲近自然的空间, 可进行户外运动和交流创造长期社会价值;
文化功能:通过将各类有代表性的的文化遗迹、历史建筑和传统街区串联起, 保护历史文化遗产;
经济功能:不仅能促进城市基础设施建设, 还能提升附近地块经济价值。
根据实验区城市建设需要, 我们在区域绿地生态廊道的基础上增加城市绿地生态廊道、社区绿地生态廊道, 构建区域—城市—社区三级绿地生态廊道体系。三级绿地生态廊道体系的同类型廊道网尽可能地成为连续的整体, 各类型段落性的绿地生态廊道需通过其它类型绿地生态廊道相连, 构建连续性、网络性、整体性的绿地生态廊道网骨架。
实验区的城市绿地生态廊道以建设都市型廊道为主, 以郊野型廊道为辅, 共规划有33条城市绿地生态廊道, 其中郊野型9条, 都市型24条, 总长度达到350公里。
五、结语
未来航空电子装备的综合保障 篇9
随着未来战争向高科技、信息化方向发展, 作为大型武器装备系统中的航空电子装备, 将是陆、海、空、天一体化战争中一个极其重要的信息化环节, 也是增强空中探测信息能力的重要条件。航空电子装备系统作战效能的好坏, 既取决于系统的性能, 也取决于装备的可靠性、维修性及综合保障水平。所以, 只有不断创新出体系完善、技术手段先进、经济合理而又满足时代要求的航空电子装备综合保障系统, 才能增强该武器装备的完好率, 最终达到提高装备战斗力的目的。
根据近年来国内航空电子装备综合保障的实际状况及国外此方面综合保障发展趋势, 结合正确规划综合保障可以满足系统装备完好性要求, 并能降低寿命周期费用的共识, 尤其是新近已逐步融入综合保障体系的大量新型技术和先进的网络技术, 与大家一同探讨实现未来的航空电子装备保障综合更快捷、更方便、更有力的技术途径。
1国内外综合保障状况
1.1综合保障的目前现状
国内对综合保障的认知在时间上较短。以往的装备设计中综合保障的经验不足, 导致有些复杂装备交付用户后几年甚至更长时间, 与之相配套的使用与维修保障资源 (比如维修设备、备件、训练设备和技术资料等) 不能落实到位, 极大影响了装备的保障能力和装备的战斗力。据此, 近几年引起了多层面的重视, 尤其在航空装备领域, 装备设计时统筹考虑装备的综合保障问题, 把综合保障要求与武器的性能指标要求等同考虑得到了认同。
现阶段国内航空电子装备维修方式大致分为3级:基层级、中继级和后方基地级。基层级一般指使用现场准备较大单元的备件, 维修方式也就是根据维修经验和装备上自检测故障显示更换此种备件;中继级一般由使用方通过通用和专用仪表仪器对装备故障件检测, 根据维修经验, 维修更换较小单元备件, 这种方式对维修人员技术要求较高;后方基地级是运输返回研制方的故障大修。
这种传统的综合保障的维修体制已经不适应现阶段信息化迅猛发展的需要。
1.2国外综合保障维修状况
国外综合保障技术发展速度极快, 一些国家已建立起综合维修信息系统 (IMIS) , 基本实现综合保障远程维修。
如F-22战斗机, 综合维修信息系统综合了维修技术规程、维修工作表和飞机履历等要素。该系统由3部分组成:便携式维修助理 (PMA) 、野战中队维修保障方舱 (MSC) 和基地车间保障所需的维修工作站 (MWS) 。其中, PMA是可带到外场工作的加固型笔记本电脑, 是维修人员与飞机及其系统的主要维修接口。PMA能显示交互式电子化技术手册 (IETM) , 能预定维修所需的部件, 还能记录维修活动。而MSC和MWS是基于计算机的成套设备, 是综合维修信息系统的中心。
如“林肯”号航母作战群, 利用远程保障系统, 舰上的技术人员与岸上的专家进行即时交流, 可以快速交流诊断图像、技术会议情况、后勤及技术问题的解决方案, 及时排除故障。
还有, 美军近10年来发展起来的一种新型现场维修工具, 可穿戴计算机。提供维修用技术手册、数据、图表、程序、故障诊断步骤和判据, 而且能借通信网络实现外场维修和维修中心之间的交互式远程维修和会诊。所以, 国外远程维修主要是借助于便携式计算机系统、交互式电子技术手册和网络通信来实现。
2新型航空电子装备综合保障系统
随着世界信息技术的发展, 新型航空电子装备综合保障体系增加了许多新内容和新技术, 维修手段在内涵上使方式和方法发生了质的变化。综合化、信息化、仿真化和智能化技术将综合保障融入现代化网络平台。
2.1新型保障系统组成
根据未来战争对维修保障的新要求, 国内大型航空电子装备的综合保障体系将以信息技术为核心, 突破传统意义上的综合保障, 实现综合保障资源优化管理与共享, 综合保障技术实现远程信息支援。综合保障装备实现维修信息化、技术资料信息化、备件管理信息化、教学培训信息化和大型的综合化自动测试系统等。未来信息化的航空电子装备综合保障体系组成如图1所示。
2.1.1 维修信息系统
建立航空电子装备维修信息化系统, 其中包括装备维修信息管理、维修远程支持、维修资源消耗分析及资源配置4个系统, 可实现装备的远程专家诊断和实时的维修信息提供。
装备维修信息管理软件开发和维修的网络建设是装备维修信息化系统的关键, 功能包括:
① 实时地为装备基层级维护人员查询提供各类维修信息, 包括空中人员检测信息、各种维护信息、检查指令和装备上故障检测信息等;储存历史的备件使用和修理信息, 以作记录和日后参考;可视化远程诊断系统, 支持多方视频、语音通话和数据交换, 提供及时技术支持;装备修理、检定的信息, 即装备预防维修和故障维修情况、维修级别和维修资源消耗情况等信息;维修技术资料信息, 包括各类武器装备、场站设备、修理设备的维修手册、维修规程、工程图样、技术说明书和使用说明书等信息;具备初级的故障诊断功能;具有用户管理功能, 不同的用户具备不同的权限等;
② 综合保障信息化工程中网络平台可实现各级维修信息中心及维修现场的互连互通, 实现维修信息资源共享。
2.1.2 交互式电子手册系统
作为信息化武器系统, 装备的技术资料信息化是其发展的必然。把装备使用和维修所需的各类技术资料进行交互式电子技术手册 (IETM) 的制作, 使技术资料便于保存、携带, 并具有可链接性、可检索性、生动性和互动性等一系列优点。基层级维护人员利用装入便携微机的该手册进行维护, 或通过维修远程支持系统辅助指导维修任务的完成。目前, 国内各方都在积极协调统一这个方面的标准。如S1000D标准是国际上研制IETM依据的主流标准, 其优势已得到美国军方和国际民航组织ATA、AIA的认可。我国即将颁布关于装备交互式电子技术手册的标准, 也采用S1000D标准的技术路径。
交互式电子手册包括的资料信息有:工程图纸、说明书、工艺卡、使用手册、培训手册和维修保障手册、历史的使用和维修信息、以及保障维修中产生的大量技术信息数据。制作包括技术信息编写、综合保障分析规划、多媒体制作、数据编辑、数据验证和IETM管理等。IETM包含的功能有音频、视频信息、导航、检索和超链接功能等。
2.1.3 备件跟踪管理系统
备件是进行航空电子装备维修的重要资源, 是实施换件修理的必要条件。我国航空电子装备中备件数量的确定及管理方法还相对较原始, 为适应信息化战争需要, 航空电子装备必须建立交互式备件供应系统, 将合理的备件确定方法, 准确的备件数量、现状、使用维修状况挡案进行信息化管理。这些信息包括:备件基本状况、备件存储、备件订货、备件入库和备件出库信息。管理系统将利用网络技术、数据库技术、运筹学和概率论, 可对备件进行实时、高效的信息管理, 为基层级和中继级维修人员快速提供设备维修所需的各种备件的数量、类型及存储位置等各种供应保障信息, 为大型航空电子装备的战备完好性提供保证。
2.1.4 教学培训信息化
航空电子装备的教学培训将利用信息化系统, 充实和改造模拟仿真的训练、培训中心, 使先进的网络技术、多媒体技术、数字压缩技术和图形学等结合起来, 形成一种现代化的教学方式。它可以把装备的操作、使用这个较为复杂的培训工作从传统中解脱, 使教室环境虚拟化、教学内容信息化、教学方式生动化、教学时间灵活化。对今后的维修维护人员教学培训、考核, 提供时间分散、地域广阔、资源共享、交互式的方式。这一方式将适应信息化社会的发展需要, 满足教学培训的现代化要求。
2.1.5 综合化自动测试系统
为了适应航空电子装备的维修信息化, 有效利用维修信息管理系统、维修远程支持系统、装备的维修资源消耗分析及资源配置系统, 从真正意义上实现装备的远程专家诊断和实时的维修。航空电子装备综合化自动测试系统的建立是维修系统的关键环节。此配套保障系统在具有通用化、综合化和集成化的特点以外, 还应具有与各级维修信息中心及维修现场的互连互通, 维修信息资源共享即远程诊断的系统, 并且要有快速故障诊断和定位能力, 系统测试应揽括该工程所有可更换单元。
2.2未来综合保障的工作流程
随着国内大型航空电子装备的不断更新换代, 未来的维修保障体制将会在技术上加强基层级保障, 中继级和后方基地级将合为第2级, 新的综合保障工作流程倾向2级。
2.2.1 基层级保障
基层级保障主要指大型航空电子装备的预先准备及基层级维修工作, 这里包括飞机起飞前的准备工作、飞机再次出动的准备工作及必需的检查工作、机内自动检查等。外场检查出故障的外场可更换单元由第2级保障的备件提供, 如图2所示。
由图2可看出, 未来的基层级保障在飞机起动前首先进行装备任务准备, 这其中要由基层维护人员带上便携式维修计算机进入装备起动前的系统检查程序, 维护人员启动设备自检及辅助设备检测, 若检测通过, 则启动运行指令;若检测发现故障, 维护人员可通过笔记本电脑 (此计算机与无线网络和维修信息系统、备件管理系统和交互式电子技术手册系统连到一起) 诊断和定位故障部件, 确定故障部件后, 可通过备件管理系统, 执行需求相关备件的指令请求, 批准后更换故障件, 并恢复系统良好, 启动运行指令。
2.2.2 第2级保障
第2级保障在飞机的内场修理间与后方基地联网的远程诊断系统共同进行, 执行对系统设备的外场可更换件级修理, 为基层级提供好的外场可更换件。维修承担主体是由综合化自动测试系统及专用测试设备, 过程是通过与维修信息管理系统、维修远程支持系统、交互式电子技术手册、备件管理系统联网实现。第2级维修组成如图3所示。
第2级保障的各专业维修人员在自动化测试系统平台上对外场送来的故障件进行维修, 利用上述的联网系统可引导维修人员一步步进行故障诊断定位, 故障定位后结合备件管理系统快速进行故障内场可更换备件 (SRU) 的更换, 并进行系统恢复良好测试。这一级修理保障中重要的是与研制厂所之间建立相应的远程故障诊断系统, 前方的维修人员发现故障无法诊断后, 可通过远程故障诊断系统向后方的专家请教。这对于快速修复故障设备、减少系统的维修时间、提高大型空中装备的出动率都有很重要的意义。这就基本形成2级维修形式。
3实现新型综合保障需加强的措施
实现新型综合保障需加强的措施如下:
① 装备加强综合保障设计并贯穿于装备全寿命周期。用户和承制方在装备研制生产的每个阶段都要求综合保障人员预先参加, 抓紧保障性设计指标落实和验收;
② 加强用户信息基础设施建设。先进的信息化武器装备必须依赖先进的信息化设施。建立信息基础设施 (通信设施、网络设施等) , 使用户外场和内场乃至研制方有畅通的综合保障系统信息渠道。实现维修现场的互连互通, 实现远程专家诊断和维修信息资源共享;
③ 运用交互式电子技术手册, 统一国内技术资料电子化的标准。
4结束语
国内外综合保障正朝着综合化、信息化、仿真化、智能化、军民两用化及军民合作伙伴关系的方向发展。大型电子装备使用性能的发挥对装备综合保障的依赖性不断增加, 装备的综合保障也成为世界各国非常关注的焦点。我国大型航空电子装备的综合保障工作任重而道远, 其保障体系建立和拓展过程中也必须充分考虑我国的国情和未来的发展趋势, 要以实用任务需求为牵引, 加强综合保障管理体制的研究, 努力为我国建造完善、实用、现代化的大型航空电子装备保障体系。
参考文献
[1]贾志军, 颜国强, 吴国庆, 等, 外军ATE/ATS技术的发展趋势[J].计算机测量与控制, 2003, 11 (1) :1-4.
[2]江明远.空军装备信息化概论[M].北京:国防工业出版社, 2006.
航空旅客运输服务质量综合评价 篇10
一、构建评价指标体系
正确选取航空运输客运服务质量评价指标, 是确定评价指标体系和评价结果分析的基础。航空客运服务质量是一个层次复杂、因素较多的多变量系统, 其指标体系的建立不仅要遵循客观性、科学性、完整性和有效性等普遍原则, 同时还应满足层次性、可操作性等原则。根据航空客运服务质量的一般特点和心理学家马斯洛的“需求层次理论”, 建立了航空客运服务质量评价指标体系, 如表1所示。 (表1)
二、航空旅客运输服务质量模糊综合评价模型
(一) 模糊综合评价理论。
模糊综合评价方法的基本原理是首先确定评价因素的评价等级标准以及相应评价指标的权重值, 然后确定评价指标的隶属度, 用来描述评价指标各因素的模糊界限, 从而构造评价指标的模糊评价矩阵, 再通过加权平均模糊复合运算, 最终确定所评价对象的所属等级。
模糊综合评价通常包含单层次模糊评价和多层次模糊综合评价, 其中单层次模糊评价是多层次综合模糊评价的基础。本文将采用多层次模糊综合评价, 也就是先对指标层各指标进行模糊综合评价, 再对准则层指标进行模糊综合评价, 最后通过加权平均得到航空旅客运输服务质量评价的最终结果。
(二) 模糊综合评价数学模型
1、指标权重值的确定。
在航空旅客运输服务质量评价指标体系中, 各指标对目标的贡献程度是不同的, 需要根据各指标的贡献程度分别赋予不同的权重值, 各指标权重值的确定在航空旅客运输服务质量评价问题中具有非常重要的地位。各指标权重值的确定是否科学合理, 直接关系到航空旅客运输服务质量评价结果的可靠性与正确性。由于航空旅客运输服务质量评价指标体系中定性分析偏多, 同时需要将定性分析进行量化处理, 因此本文采用层次分析法AHP确定各指标的权重值。
2、评价集的建立。
评价集V是评价者对评价因素所做出的各种评价结果所划分的评价等级的集合, 针对航空旅客运输服务质量评价指标体系, 本文将航空旅客运输服务质量评价集分为5个等级:
根据评价集V, 进行临界值的设立:90~100之间为好, 80~90之间为较好, 70~80之间为一般, 60~70之间为较差, 60以下为差。
3、评价矩阵R的建立。
采用专家调查法建立航空旅客运输服务质量评价指标的评价矩阵R。通过专家对航空旅客运输服务质量评价指标进行综合判断, 确定各指标所属的等级, 再根据专家对各指标的评价结果计算出各指标在各个评价等级中所占的比重, 得到相应指标在评价集中的隶属度。
4、模糊综合评价。
采用加权平均模糊算子M (·, 茌) 对航空旅客运输服务质量评价各指标进行评价, 该方法通过综合考虑所有评价因素的权重值求得航空旅客运输服务质量总体指标的情况。根据航空旅客运输服务质量指标权重矩阵W和航空旅客运输服务质量评价矩阵R进行综合评价, 得到综合评价矩阵B=W·R (“·”表示模糊矩阵的合成运算) 。根据加权平均原则和等级得分, 对B的分量进行处理, 得出定量指标值, 即可最终得到航空旅客运输服务质量评价结果所属的评价等级。
5、评价向量的处理。
对航空旅客运输服务质量的最终评价向量B= (r1, r2, r3, r4, r5) , 考虑评价集分为5个等级, 分别赋以95分、85分、75分、65分和55分, 采用公式G=95r1+85r2+75r3+65r4+55r5, 就能够最终评价的结果。其中95分、85分、75分、65分和55分这5个分值是根据“好、较好、一般、较差、差”5个等级, 经过小组讨论和专家咨询, 在[0, 100]中确定的最能表示每个等级特性的点。
三、实证分析
为了说明模型的有效性, 请专家对某家航空公司的航空旅客运输服务质量状况进行评价, 针对表1建立的评价指标体系, 对其服务质量进行模糊综合评价。
(一) 权重系数矩阵。
根据层次分析法计算航空旅客运输服务质量评价中各层评价指标的权重。以6个准则层指标为例, 首先构造判断矩阵, 专家采用9级标度法对各指标的重要程度进行评分, 并进行一致性检验。得到指标Ci的权重为:
同理, 可求得指标层指标的权重为:
(二) 评价矩阵R。
由35名航空运输客运管理专家对航空旅客运输服务质量各指标所属的评价等级 (好、较好、一般、较差、差) 进行评判, 根据评价结果计算航空旅客运输服务质量各指标在评价等级所占的比重, 从而得到该指标在评价集中的隶属度, 就可以得到指标层各指标对应的评价矩阵Ri。
(三) 航空旅客运输服务质量的模糊综合评价。
根据B=W·R对准则层评价指标进行模糊综合评价, 计算出各指标层的评价向量分别为:
B1、B2、B3、B4、B5、B6反映了该航空旅客运输服务质量评价中准则层各指标的强弱情况。根据最大隶属度原则, 可以看出该航空旅客运输服务质量评价因素中航材质量指标和企业信誉指标评价的评价等级相对较低。
可以得到目标层的关系矩阵:
对目标指标进行模糊综合评价, 根据B=W·R得出:
根据评价向量的处理公式G=95r1+85r2+75r3+65r4+55r5, 可得到该航空旅客运输服务质量的综合评价值为G=84.838分, 即该航空旅客运输服务质量的评价等级为“较好”, 说明还有改进的空间。尤其应当加强航空运输旅客服务便捷性的提高与改善。
四、结论
由于航空旅客运输服务质量在航空公司管理中的重要地位, 对航空旅客运输服务质量进行评价具有重要的现实意义。将模糊数学综合评价理论应用于航空旅客运输服务质量评价问题, 建立了航空旅客运输服务质量评价的模糊数学综合评价模型, 并应用于某航空旅客运输服务质量的评估。综合评价结果表明, 该航空旅客运输服务质量事物评价分值为84.838, 可见该航空旅客运输服务质量的评价值介于较好和一般之间, 更偏向于一般。实例验证表明, 通过该模型可确定航空旅客运输服务质量水平及各个模块的服务质量状况。模糊综合评价法不仅给出了评价对象的定性和定量评价结果, 能全面、直观地反映出航空旅客运输服务质量的综合水平, 而且能明确航空旅客运输服务质量需要改进的指标, 为改善和提高航空旅客运输服务质量管理提供参考。把模糊综合评价方法引入航空旅客运输服务质量评价中, 为航空旅客运输服务质量状况的评价提供了一种新思路。
参考文献
[1]于志鹏.顾客满意的特性及顾客满意度的测量[J].机械管理开发, 2004.4.
[2]赵忠威.航空旅客运输服务质量管理与成本控制[J].中国民用航空, 2010.1.
[3]Besley S, Brigham E F.Principles of Finance[M].South-Western Educational Publishing, 2003.
[4]王琨.航空旅客运输服务质量的评估与选择[J].江苏航空, 2002.4.
[5]陈玖圣, 张晓瑜, 陈静杰.航空旅客运输服务质量评估决策过程模型及实现[J].系统工程理论与实践, 2008.11.
[6]Maslow A H.Motivation and personality[M].Beijing:China Social Sciences Publishing Hourse, 1999.
[7]许树柏.层次分析法原理[M].天津:天津大学出版社, 1988.
【航空综合系统】相关文章：
207注册测绘师资格考试--测绘综合能力--测绘航空摄影05-10
航空电气系统06-16
航空系统工程06-18
航空电子通信系统论文04-18
航空系统工程师范文06-11
航空电子系统电子技术论文04-16
航空发动机电气故障检测系统设计09-10
分析航空网络技术发展雷达系统论文06-08
东星航空网上销售系统用户申请表04-19