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飞行航行器关键组件-通用航空飞行实时监控与智能服务系统
飞行航行器关键组件-通用航空飞行实时监控与智能服务系统
| 成果信息 |
| 项目年度编号： |
2400071436 |
| 限制使用： |
国内 |
| 省市： |
浙江 |
| 中图分类号： |
V355 |
| 成果类别： |
应用技术 |
| 成果公布年份： |
2024 |
| 关键词： |
飞行航行器
通用航空飞行
实时监控
智能服务系统
|
| 成果简介： |
1.课题来源与背景：课题来源：浙江省科学技术厅省级重点研发计划。课题背景：通用航空，是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动。中国通航产业、低空飞行服务保障和智能服务、军民融合市场前景与增长空间巨大，研制满足空中飞行和地面实时监控管理需求的飞行监视与智能服务系统迫在眉睫。
2.研究目的与意义：围绕浙江省通用航空产业发展战略规划和需求，开展基于北斗、ADS-B、4G/5G等多模式航空监视、高灵敏度低功耗微小型ADS-B收发机设计、高效电子航图、基于大数据的智能航空信息服务等关键技术研究，研制微小型通航机载与地面基站设备、通用航空飞行实时监控与智能服务系统，选取浙江省典型通航小镇进行示范应用，辐射全国，逐步形成完善的全国通用航空大数据智能服务。
3.主要论点与论据：通用航空飞行实时监控与智能服务系统项目的总体实施方案整体流程按照“设计-研发集成-验证”四个层次、七个部分进行，第一部分为总体设计方案，对接国家交通战备办公室、浙江省国防动员委员会交通战备办公室，贯彻国防交通需求，结合通用航空飞行实时监控与智能服务系统的需求，设计航空监视、电子航图、动态气象路径规划和智能信息服务等系列功能。第二部分主要通过开展基于北斗、ADS-B、4G/5G等多模式航空监视技术研究实现通航飞行实时飞行监视和服务；在多模式监视技术研究的基础上，进行第三部分硬件设备的研发，主要包括基于微带高增益贴片天线设计技术、高效解交织编码技术等，研发高灵敏度低功耗微小型ADS-B IN/0UT接收机和发射机，研制微小型通航机载设备，同时根据该研究成果修改和完善第二部分；第四部分突破传统纸质航图限制，结合中国民用航空相关航图标准，研究跨平台航空电子航图基础库、电子航图图形符号生成技术和高效电子航图引擎技术，研制电子航图系统，同时引接第二、三部分的多模监视数据并进行显示；第五部分在电子航图的基础上，研究基于恶劣气象预报和多普勒气象回波强度信息，采用人工智能处理技术，结合考虑空域限制、管制规定、飞行器性能等约束因素，开展高效动态气象航路规划方法研究；第六部分针对电子航图、航班计划、飞行动态、航空气象、航行情报、基础地理、高程、障碍物、机组等运营数据进行汇聚、大数据分析挖掘、辅助分析，并开展基于大数据的智能航空信息服务；第七部分，在完成第一到第六研究的基础上，项目组各单位共同在浙江建德、横店航空小镇开展集成测试和动态验证。
4.创见与创新：
(1)提出了复杂低空空域场景下的安全风险分析方法，打破多源异构数据之间的壁垒。提出了通用航空多源信息非线性分层融合处理方法：检测级融合、位置和属性(目标识别)级融合和航迹追踪识别与风险预警方法。设计并研制了高灵敏度低功耗微小型通航机载设备和航空监视地面站，提升了通航飞行运行品质。
(2)突破了低空态势预测、动态航路规划及评估方法。针对航路轨迹预测，提出了基于对数短时记忆(LSTM)的短期飞行轨迹预测方法。构建低空空域运行性能表征指标体系和基于多源数据融合的低空空域运行模型，提出了基于D3QN决策网络架构与启发式搜索算法融合的多阶段航路规划方法。研制了低空智能三维运行仿真系统，实现了三维模型构建、航路规划以及可视化飞行仿真。
(3)研制了自主知识产权的通用航空飞行实时监控与智能服务系统。重点突破了电子航图系统、电子飞行包(EFB)以及基于语义表征的通航大数据一体化平台，支持跨操作系统、桌面应用与Web应用、移动端应用(安卓、iOS)等的无缝应用。
5.社会经济效益：项目研发的系统和设备在航空领域中进行了初步应用。微小型机载设备已在西华通航、东华通航、英安通航、天域航通鸿雁等多种通航机型上进行示范验证、保障人工增雨、提供飞行监视服务。航空监视地面站已在浙江横店通用机场、千岛湖通用机场、万丰航空小镇、成都新津机场、淮州机场等12个地点部署，运行情况良好，数据接收处理稳定。
6.存在的问题：
(1)天气预报准确率提升部分解决了短临时间尺度的预报难点，下一步应着重于提高短期预报准确率，在航班计划阶段提供更准确的气象依据。
(2)在研究算法中的参考目标数越多，可提供的拓扑信息就越丰富，匹配过程中获得的相似度的可信程度就越大。但当单元格固定时，参照区域的扩大会导致计算量的增加，如何平衡运算负荷与系统性能值得进一步研究。
(3)浙江省低空飞行服务保障基础设施不完善。该项目的微小型通航机载、航空监视地面站等研究成果得到了验证，亟需进行扩大化部署和网联化应用，实现大范围乃至浙江全省通航态势实时掌握和汇聚。
7.历年获奖情况：未申报。 |
| 申报信息 |
| 登记号： |
DJ101002024Y0097 |
| 计划名称： |
浙江省重点研发计划 |
| 相关人信息 |
| 完成单位： |
北京航空航天大学杭州创新研究院 华夏航空股份有限公司 中国电子科技集团公司第三十六研究所 浙江省通用航空产业发展有限公司 浙江东进航科信息技术有限公司 |
| 完成人： |
罗喜伶 刘宏 翟振刚 刘凯 刘锋 杜文博 肖振宇 王珺珺 谢晋东 许乙付 罗亨 曾杰 张昌明 蒋涵如 杨运华 让晓勇 朱元锐 王飞 邵斌 王良鹏 朱云亚 高冰涛 姚滕俊 梅佳东 |
| 行业及专利信息 |
| 应用行业名称： |
航空运输辅助活动 |
| 应用行业码： |
553 |
| 转让信息 |
| 投资信息 |
| 推广信息 |
| 联系信息 |
| 联系单位名称： |
北京航空航天大学杭州创新研究院 |
| 联系单位地址： |
浙江省杭州市滨江区长河街道炬航弄99号 |
| 邮政编码： |
310000 |
