中国民航大学学报

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基于 LightGBM 的分阶段多模态航迹预测方法

胡小兵 a, 李伯阳 b, 柯劼

2026, 44(1): 1-9.

摘要 ( 2142 )

PDF (1224KB) ( 105 )

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航空器四维(4D,four-dimensional)航迹预测作为基于航迹运行(TBO,trajectory-based operation)的关键技术之一，具有非常重要的意义。针对数据差异性不足、关键数据获取难度大、模型复杂度高、泛化性差等问题，本文提出一种基于轻量级梯度提升机(LighiGBM,light gradient boosting machine)的分阶段多模态航迹测法 (LighiGBM-based PMTPM, LighiGBM-based phased multimodal trajectory prediction method). 该法能够智能识别航空器所处的飞行阶段，并根据航空器自身传感器提供的数据，使用机载计算机预测航空器的4D航迹及实时质量。实验结果表明，在所有飞行阶段，LighiGBM-based PMTPM相较于基于反向传播神经网络的分阶段多模态航迹预测方法(BPNN-based PMTPM,back propagation neural network-basedphased multimodal trajectory prediction method)都表现出更优的预测性能,均方误差(RMSE,root meansquare error) 别降低 64.86%,13.15%,80.88%,77.46%,86.45%,3.46%,19.22%; LightGBM-based PMTPM的平均评估时间为59.890ms,满足航空器4D航迹预测的准确性和实时性要求。

Select 基于区间数的终端区运行效率模糊综合评估

谢春生, 高婉琪, 卢飞

2026, 44(1): 10-16.

摘要 ( 1954 )

PDF (1111KB) ( 70 )

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为了更好地对终端区运行效率进行评估，本文建立了终端区运行效率评估体系，将区间数理论应用到模糊综合评价法中进行终端区运行效率评估。首先，用K-means聚类算法对评语集进行量化;然后，从区间数距离的角度确定隶属度，并结合正态分布的有序加权平均(OWA,ordered weighted averaging)算子计算权重;最后，根据所建立的评估体系对国内机场的终端区运行效率进行评估。以北京首都国际机场、北京大兴国际机场、天津滨海国际机场和石家庄正定国际机场4个京津冀地区的典型机场为例，分别评估终端区运行效率，结果为:良、良、差和差。研究结果表明:评估结果与终端区实际运行情况相符合，验证了本文方法的可行性。

Select 基于机器学习的大型机场离港滑行时间预测

李楠, 吴龙添, 郝锦彪, 许瑞

2026, 44(1): 17-24.

摘要 ( 1040 )

PDF (1742KB) ( 78 )

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为了提高大型机场离港滑行时间预测的准确性，首先，本文通过皮尔逊相关系数分析确定大型机场离港滑行时间的共同特征变量;然后，使用经典机器学习和深度学习模型对北京大兴国际机场和香港赤鱺角国际机场的离港滑行时间进行预测比较。实验结果表明，除随机森林(RF，random forest)模型以外，每个模型的预测结果都较接近且效果较好，预测精度平均为88.485%,±3min预测精度平均为78.605%,±5min预测精度平均为93.867%;梯度提升回归树(GBRT,gradient boosting regression tree)和支持向量回归(SVR，support vector regression)模型的预测性能优于其他模型，为最佳预测模型，且对于同一个最佳预测模型2个机场的预测结果差别不大。本文提出的离港滑行时间共同特征变量能够准确预测大型机场的离港滑行时间，经典机器学习模型的预测效果优于深度学习模型，且最佳预测模型具有可移植性

Select 不同地域特征下机场吞吐量驱动因素研究

李龙海 a, 朱宇峰 a, 梁志星 b

2026, 44(1): 25-31.

摘要 ( 1550 )

PDF (1144KB) ( 71 )

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为研究不同地域特征下机场吞吐量的驱动机理，本文采用Pears0n相关系数与熵权-灰色关联度相结合的方法展开分析。首先，搜集2006-2023年中国31个省级行政中心城市运输机场的旅客吞吐量、货邮吞吐量数据;其次，选取地区生产总值(GRP,gross regional product)、人民生活水平、旅游等9类一级驱动因素指标和19个二级驱动因素指标，并通过Pearson相关系数筛选出与机场吞吐量具有高相关性的驱动因素;最后，使用熵权-灰色关联度方法对筛选后的驱动因素进行加权分析和关联性排序，选择排序结果中前5的一级驱动因素指标作为机场吞吐量的关键驱动因素，并以天津滨海国际机场作为研究案例验证了该模型的有效性。结果表明，各驱动因素对机场吞吐量的影响差异性显著，表明不同地区的省级行政中心城市机场呈现出区域属性。本文研究结果可为不同驱动类型的机场未来规划及可持续发展提供参考。

Select 基于网络效率的中国全货运航空网络鲁棒性研究

石学刚 a, 邬林江 b

2026, 44(1): 32-39.

摘要 ( 1260 )

PDF (2110KB) ( 77 )

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在新的发展格局下，提高中国全货运航空网络的抗风险能力尤为重要。本文首先以2023年中国的全货运航线数据为基础，构建无向加权的拓扑网络结构;然后，基于不同方法对拓扑网络中的关键节点和连边进行识别;最后，探究在不同攻击策略下全货运航空网络效率的变化趋势。结果表明:中国国内全货运航空网络(简称国内网络)和国际全货运航空网络(简称国际网络)中节点度均以指数分布;在国内网络中的关键节点识别上，PageRank算法优于综合度法，但与节点度法识别效果相当，均在节点失效比例为40%时达到网络效率的崩溃阈值;国际网络总体上抗风险能力弱于国内网络，尤其在连边失效情况下的脆弱性更为明显。根据研究结果，建议加大现有国际全货运航班频率，并不断开辟新的国际全货运航线，以增强国际网络的鲁棒性和整体网络的抗风险能力。

Select 基于结构响应参数的机场滑行道桥损伤量化分析

张宇辉, 高一驰, 赵媛媛

2026, 44(1): 40-46.

摘要 ( 1056 )

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为高效分析滑行道桥在损伤情况下的安全通行能力，探究不同损伤情况下的滑行道桥响应参数，本文采用数值模拟的方法，建立飞机-滑行道桥耦合振动损伤模型，进行滑行道桥安全承载力学性能评估实验分析。根据相关规范，针对滑行道桥不同损伤类型(整体损伤、支座损伤、局部裂缝),以5%、10%、15%、20%、25%量化滑行道桥整体刚度损伤程度和20%、40%、60%,80%、100%量化支座刚度损伤程度;根据预应力筋的位置，设置20、40.60、80、100mm 5种裂缝深度来量化裂缝损伤。结合不同机型的荷载作用，探究分析不同工况下滑行道桥的2个响应参数(频率和跨中挠度)，验证损伤分级可行性并进行相关滑行道桥安全承载能力分析。结果表明，不同损伤类型(整体损伤、支座损伤、局部裂缝)滑行道桥的频率和跨中挠度变化均与损伤程度呈现明显的相关性，且不同损伤类型对滑行道桥的结构响应有显著影响。

Select 基于飞机振动响应的 IRI 评价机场跑道平整度的适用性分析

齐麟, 程美朋, 杨帅, 王强

2026, 44(1): 47-52.

摘要 ( 1220 )

PDF (1969KB) ( 57 )

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机场跑道平整度对飞机在跑道上平稳运行有着重要影响。国际平整度指数(IRI,interational roughnessin-dex)是机场跑道平整度评价常用的指标，但IRI最初是针对公路平整度评价提出的指标，目前对于IRI评价机场跑道平整度的适用性分析研究不足。本文建立虚拟样机模型并验证了该模型的可靠性，在IRI相同的异构跑道、IRI表征为平整的跑道和实测高程信息的跑道上分别进行飞机滑跑仿真分析，从而获得飞机振动响应数据，探究IRI与飞机振动响应的相关性。结果表明:在IRI相同的异构跑道上，飞机振动响应呈现出完全不同的结果;在IRI表征为平整的跑道上，飞机振动响应与IRI的相关性非常显著;不同起飞长度所得的IRI与飞机重心处和驾驶舱的竖向加速度均方根相关性较差，且实测IRI与飞机驾驶舱竖向加速度均方根相关性也较差。因此，采用IRI评价机场跑道平整度难以反映飞机真实的振动响应，建议在综合考虑飞机机型及其振动响应、滑跑速度的基础上，建立能够识别飞机滑跑不安全振动发生时刻和位置的跑道平整度评价指标

Select 漠河机场跑道地基温度时空变化规律研究

吴丹泽, 冯莉

2026, 44(1): 53-59.

摘要 ( 1632 )

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多年冻土区机场建设属世界性技术难题，缺乏成熟经验且工程风险显著，亟须揭示冻土地温演化规律以指导寒区机场工程实践。本文以漠河古莲机场(简称漠河机场)17年间3次间断性地温监测数据为基础，结合地表植被剥离、施工扰动及气候变暖等多重因素，分析场地地温时空变化特征及其空间离散性。研究发现:原有多年冻土显著退化，高温冻土与深季节冻土范围扩大，地温变化呈现深度分层异质性，且同点位数据具有明显空间离散性。研究成果可为全球多年冻土及季节冻土区机场设计施工提供关键科学依据，对推动寒区重大基础设施建设具有重要理论和实践价值。

Select XPS 保温板压缩性对冻土跑道地基温度场的影响分析

戚春香 a, 路维龙 a, 韩卓 a, 马佳荟 a, 苑中源 b

2026, 44(1): 60-67.

摘要 ( 1513 )

PDF (3319KB) ( 52 )

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为了研究在飞机荷载长期作用下隔热层压缩变形对冻土跑道地基(简称道基)温度场的影响，结合青藏高原机场跑道结构，采用有限元方法分析了8种不同机型飞机滑行时，隔热层处的最大应力范围，进而基于室内模型试验，研究了在此压力下聚苯乙烯挤塑板(XPS,extruded polystyrene)保温板压缩率对其导热性能的影响规律，以及不同厚度XPS保温板的保温效果。在此基础上，针对不同厚度XPS保温板，建立机场冻土道基计算模型，对比分析了隔热层不同压缩率对冻土道基融深的影响和跑道宽度对XPS保温板隔热性能衰减的影响。结果表明:布置XPS保温板可明显减小道基融深，而对应同一保温板压缩率，跑道宽度增加会引起道基融深的增加。本研究可为中国冻土场道设计提供参考依据。

Select 机场除冰废液的生态环境影响与控制措施研究

赵晓辉, 张盼伟, 杨嘉, 万晓红, 张海燕

2026, 44(1): 68-72.

摘要 ( 1044 )

PDF (995KB) ( 57 )

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为系统解决除冰废液对机场生态环境造成的影响，有效应对除冰废液污染对机场绿色运行管理带来的关键挑战，本文系统分析了国内外机场除冰废液的成分、使用规模及排放状况，阐明了除冰废液对机场及周边水体造成的复杂生态环境影响，如有机负荷增高、溶解氧降低、盐度上升以及土壤盐分积累和理化性质改变等，尤其是其添加剂中持久性有机污染物造成的环境污染问题。据此本文提出了综合管理策略，强化除冰废液的有效收集、处理和回收利用;研发高效处理技术，进一步探索经济可行的回收利用途径，为机场除冰废液污染防控和可持续发展提供科学支撑

Select 小型飞机无杆牵引车车架动力学仿真及优化设计

祝恒佳, 王欣悦

2026, 44(1): 73-79.

摘要 ( 1061 )

PDF (2990KB) ( 54 )

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牵引车车架作为飞机无杆牵引车的核心承载结构，其强度和刚度直接决定了飞机牵引滑行系统的安全性本文设计了一款针对小型飞机牵引需求的牵引车车架结构，并构建了相应的动力学仿真模型，深入探讨牵引速度与路面障碍凸起高度对车架受力的影响。通过有限元仿真分析、结构优化设计及实验验证发现:当牵引车后轮接触障碍凸起时，车架左、右侧梁将产生对称且相等的最大作用力，且该作用力随牵引速度的提升而显著增大;在牵引速度达到30kmh、障碍凸起高度为30mm的工况下，车架受力与应力水平达到峰值，导致局部应力值超出材料许用应力范围;经过结构优化，车架在未超过许用应力的前提下，承载能力提升了86.31%，并通过实验数据验证了优化后模型的准确性。本文可为牵引车车架的后续设计与优化提供重要的理论依据和实践参考。

Select VDL 模式 2 系统媒介访问控制协议建模

刘海涛, 董沁卓, 戴永璋

2026, 44(1): 80-85.

摘要 ( 1680 )

PDF (1742KB) ( 69 )

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甚高频数据链(VDL,VHF data link)模式2系统是民用航空空中交通管理(ATM,air traffic management)系统的重要基础设施。未来ATM系统将采用基于四维航迹的空域运行(TBO,trajectory-based operations)模式，该模式对VDL模式2系统提出了更高的要求。为提升VDL模式2系统的性能，本文基于优化网络工程工具(OPNET,oplimized network engineering tools)构建了其媒介访问控制协议的仿真模型,该协议采用p-坚持载波侦听多路访问(p-CSMA,p-persistent carrier sense muliple access)机制。通过仿真实验，系统分析了坚持参数p对系统吞吐量、传输时延和丢帧率的影响规律。研究表明:坚持参数p对上述3项性能指标具有显著影响，且三者之间存在明显的权衡关系;通过合理选取p值，可在实现较高吞吐量的同时保持较低的传输时延和丢帧率，从而满足TB0运行对通信可靠性与实时性的要求

Select 最优和渐近最优码本的新构造

高有, 谢明月, 王刚

2026, 44(1): 86-90.

摘要 ( 1780 )

PDF (1027KB) ( 55 )

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码本是一类具有较低相关性的信号集，满足Welch界或Levenshtein界的码本(又称信号集)主要用于码分多址(CDMA，code-division muliple-access)系统中不同用户信号的区分，也可用于压缩感知、编码理论和量子计算。本文提供了两类关于Levenshtein界的最优和渐近最优码本的新构造。首先，利用设计理论对象网和Hadamard矩阵构造了一类新的关于Levenshtein界的最优码本;其次，利用有限域上的置换函数构造了一类关于ILevenshtein界的渐近最优码本。参数对比表明，这两类码本的构造参数和方法均为新成果。

Select 基于顺序熵的时间序列复杂性分析

董科强 a, b, 刘敬娜 b

2026, 44(1): 91-96.

摘要 ( 1834 )

PDF (2198KB) ( 57 )

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由于传统信息熵在分析时间序列复杂性时未考虑到先后元素的顺序关系，其分析结果存在一定局限性针对该问题，本文提出了一种改进的熵。首先，定义顺序熵来衡量先后元素顺序的不确定性;进一步引入联合顺序熵和平均顺序熵，用于研究两个时间序列之间的复杂依赖关系;然后，将这些熵度量方法应用于服从不同分布的随机序列及航空发动机性能参数序列，以验证改进方法的有效性。结果表明，该改进熵能够有效度量时间序列中的不确定性，且时间延迟对顺序熵和平均顺序熵的影响较小。

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