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基于多元极值Copula的尾流飞行风险概率评估
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V328[航空宇航科学与技术—人机与环境工程;航空宇航科学技术] TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]空军工程大学航空航天工程学院,陕西西安710038, [2]第四军医大学航空航天医学系,陕西西安710032
  • 相关基金:国家自然科学基金(61374145,U1333131)National Natural Science Foundation of China (61374145,U1333131)
中文摘要:

在尾流问题日益突出的背景之下,结合人机-环复杂系统建模与多元极值理论,评估遭遇近距近地尾流情形下的飞行风险概率.基于蒙特卡罗法提取尾流极值参数,验证了一维极值参数符合广义极值(GEV)分布;在此基础上提出了二维极值参数的双参数变权重(DPAVW) Copula模型,利用自适应区间粒子群优化(ARPSO)算法对目标函数中的未知参数进行了辨识,拟合优度检验的结果表明DPAVW Copula模型具有比其他Copula模型更高的精度;在利用Copula模型对尾流三维空间中所有二维极值参数进行描述的基础上,求出了每个网格节点上对应的飞行风险概率值,构建了尾流场内二维及三维可视化风险概率图.所提方法是对飞机系统安全性评估理论与方法的有效补充,对于尾流场内的导航控制与风险规避、机场起降的尾流安全间隔改进、环境风险可视化等研究方向有一定的参考价值;同时也适用于不同状况下飞行风险概率的横向对比分析.

英文摘要:

Under the background of increasing wake vortex problems, risk probabilities in the situation of near-ground wake encounter are evaluated using complex human-machine-environment theory and multivariate extreme value theory. First, we extract extreme parameters through flight simulation based on Monte Carlo method, and verify the one-dimensional extreme parameters meet generalized extreme value (GEV) distribution; Second, we propose the double parameter & adaptive var- iable weight (DPAVW) Copula model for two-dimensional extreme parameters, then use ARPSO (Adaptive Range Particle Swarm Optimization) algorithm to identify unknown parameters of the one-dimensional and two-dimensional objective func- tion, and the results of fitting test show DPAVW Copula model has higher accuracy than the other Copula models; Third, flight risk probability in each corresponding grid node is evaluated on the basis of using Copula model to describe all the ex- treme values in three-dimensional wake space, and then 2D and 3D visual maps of risk probability are built. The proposed methods are effective complements to the aircraft system safety assessment theory, and they have a certain reference value for research directions such as wake navigation control, wake risk aversion, airport safety interval improvement and environ- mental risks visualization. Moreover, they are also suitable for comparative analysis of flight risk probabilities under different circumstances.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
  • 地址:北京海淀区学院路37号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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