摘要：航空运输业在世界经济和社会发展中发挥着重要的推动作用。国际民用航空组织统计显示全球空中交通量大约每15年增加一倍,因此,现有空中交通航行系统的运行能力已经接近饱和。现有的空管自动化系统能自动获取和处理空管信息,经过监视数据融合、飞行数据处理、气象及航行情报处理、告警处理等形成空管综合态势,以供管制员指挥使用,但其仅具备有限的决策支持能力,空管智能化程度较低,不能较好地适应未来空管发展的需要。为了适应未来航空业的快速发展,解决空中交通安全、空域拥挤、航班延误等问题,各国致力于开展解决未来空中交通问题的新技术研究。欧盟在2004年提出"单一欧洲天空空中交通管理研究",拟重新规划欧洲空域以满足空中交通需求,提高空管系统效能,该研究的关键技术涵盖空中交通管理的4个关键领域:高效的机场运行、高级空中交通服务、优化的空中交通网络服务和可靠的空管基础设施。美国在2005年提出了"下一代航空运输系统",其核心技术包括广播式自动相关监视、数据通信、航路自动化系统现代化、终端自动化系统现代化更新、NAS语音系统和系统广域信息管理。2012年,ICAO推出了航空系统组块升级(ASBU)计划,以运行改进为核心,以现有空管技术和新技术应用为手段,提出了机场运行、全球互用的系统和数据、最佳容量和灵活飞行、高效的飞行轨迹4个性能提升领域,每个领域由多条提升路径组成,并根据实现阶段分布在4个组块中,构成52个模块。中国民航也正在实施或规划大量ASBU中的内容以应对中国航空的快速发展。但是,现有空管系统及其未来规划重点在基础设施建设,未涉及太多智能化应用。近年来,在深度学习、高性能计算和大数据的支撑下,人工智能技术在各行业得到快速应用,计算机视觉、语音识别、自然语言处理等技术取得突破性进展并迅速产业化。人工智能技术可以促进空管一些关键技术的发展,提升安全水平,提高管制工作效率,降低管制员工作负荷。以深度学习为代表的人工智能强调在大量先验知识的基础上做出判断和决策,与空中交通管理运行决策过程相契合,人工智能的快速发展产生的巨大效益使智能化空管成为一种必然。因此,在空管技术及人工智能技术基础上,作者提出智能化空管的概念,设计了智能化空管系统总体框架。智能化空管系统总体框架包括感知层、网络层、平台层、应用层和可视化层。感知层的各类通信、导航、监视、气象、无线、图像采集、射频识别等设施设备为空管运行提供基础设施保障。网络层采用专线网络、卫星通信网、新兴的互联网、移动网络等传输信息。智能化空管平台层采用广域信息管理,云计算、智能化大数据挖掘等技术实现信息存储、共享、挖掘等。应用层研究人工智能化技术在管制指挥、空域管理、空中交通流量管理、飞行服务、通航、无人机空管保障中的应用。可视化层通过空管门户、虚拟化可视、空管智能化UI、移动空管应用等方式提供高效快捷的智能化交互。围绕智能化空管概念和总体框架,需要重点研究智能化空管数据处理、智能化辅助决策、空管语音识别和空管指挥机器人等关键技术。智能化空管数据处理研究各类空管数据的获取、处理、传输、交互、智能化挖掘等技术;智能化辅助决策研究智能化冲突管理、智能化空中交通流量管理、智能化规划管理、智能化进离场排序、智能化机场运行等智能化空管应用;针对地空通话在空中交通管制中的重要作用,研究空管语音识别在自动应答机长、空管指挥安全监控中的应用;利用人工智能技术使机器具备空管的感知、规划、推理、行动等能力进行空中交通管理。智能化空管系统总体框架和关键技术为智能化空管系统开发提供理论基础与技术支撑。

摘要：针对头部姿态估计方法受特征提取限制导致姿态估计效果不佳的问题,提出使用深度卷积网络自动学习有效特征并进行分类的头部姿态估计方法。首先,利用DCNN非线性映射和自动提取图像结构信息的能力,设计一个深度卷积网络实现对姿态鲁棒特征的提取;然后,将提取的特征用于分类器训练并最终实现头部姿态估计。在Pointing’04和Face Pix数据库上的测试结果表明,本文设计的深度卷积网络能有效地进行特征学习,避免了人工设计特征的不足,与现有的基于人工设计特征方法相比,本文方法在2个数据库上达到的预测平均绝对误差分别为4.05°和2.04°,充分证实了本文算法的稳定性和可靠性。

摘要：为满足"神光Ⅱ"升级激光装置实验的激光等离子体高空间分辨和窄带宽的精密成像诊断需求,本文研究球面弯晶单色成像技术,并对其进行优化设计及实验验证。首先,使用光线追迹方法分析了成像像距、布拉格角、背光源尺寸等成像系统参数对球面弯晶成像性能的影响,分析了设计参数的变化对成像空间分辨能力的影响,并在X射线管上开展了测试验证实验。研究结果表明:二维成像时,在等分辨成像像距处可以获得较好的成像结果,增大布拉格角可以抑制像差进而提高成像质量,更小的背光源尺寸也有助于提高成像的空间分辨率。测试实验获得了清晰的网格背光成像,成像结果与预期相符,空间分辨率优于14μm。这一工作有助于球面弯晶成像系统的优化设计及其在激光等离子体精密诊断中的应用。

摘要：对于近场大角度的匀光照明系统,透镜的一般设计方法是采用内表面为球形的自由曲面透镜设计,计算的自由曲面透镜只需考虑一次折射。但是当角度达到一定范围时,在透镜的内表面容易发生全反射,导致目标面照度不均匀。为了在近场照明系统中得到更大角度的配光,提出一种以合适的抛物面作为自由曲面透镜的内表面的设计方法,内抛物面先对光源的能量进行一次扩散,再计算自由曲面面型,通过模拟仿真,实现了在距离光源15mm处形成半径40mm的光斑,均匀度达到95%,能量利用率达到97.8%,相对于传统的直下式透镜,提高了照明的均匀度,同时减少了箱体的厚度。

摘要：针对车用电池包内由继电器振动所引发的噪声问题,首先,通过电池包的声振试验并结合频率响应函数和电池包壳体振动频谱特性的分析,找出了电池包的噪声源;其次,基于继电器振动的传递路径改进设计了一款低刚度隔振垫,用于过滤继电器中的低频振动,从而实现电池包的降噪。结果表明:电池包内继电器的振动主要是由刚性连接的螺栓直接传递给继电器附近的电池包壳体,从而引发壳体共振并向外辐射噪声;所设计的隔振垫可很好地过滤继电器中低频的振动且达到了较好的降噪效果;在电池包上盖板打开的状态下,总声压级下降了约6dB;在电池包上盖板密封的状态下,总声压级降低了将近11dB。

摘要：四轮定位仪作为一种检测仪器,成为汽车维修工作中必不可少的维修设备。四轮定位的主要定位参数包括:前束角、外倾角、主销内倾角、主销后倾角。根据汽车横纵两平面内主销倾角独立设定原则,提出了十字轴机构,使主销后倾和主销内倾的调整能够独立完成,避免了两个角度调整时产生干涉,在此基础上针对3D四轮定位仪研制一种商品级的校准装置,用以检定3D四轮定位仪的精度。根据国家标准对新型的3D四轮定位仪校准装置进行误差检测,主要包括水平回转台和标定架的误差检测,其检测结果证明了3D四轮定位仪校准装置的可行性,并与国外3D四轮定位仪检测数据进行了对比,达到设计精度。设计的新型3D四轮定位仪校准装置为本行业的发展开拓了新的领域。

摘要：为了提高数字通信系统的信道带宽资源利用率和抑制码间干扰,研究了脉冲成形滤波器的优化设计,提出了采用神经网络算法的脉冲成形滤波器优化设计方法。首先分析了滚降因子、内插倍数及群时延等核心参数对滤波器性能的影响,获得了实际系统设计的依据,然后针对用传统窗函数法设计滤波器时难以精确控制过渡带宽的问题,提出了采用余弦基结构的神经网络算法。该算法可以实现对滤波器的边界频率的精确控制,取得较高的设计精度。研究表明,该算法通带范围无过冲、无波动,阻带衰耗大,初始条件可随机确定,是一种有效的设计方法。

摘要：碳/碳复合材料作为热防护材料多用在高超声速飞行器鼻锥、机翼前缘等位置.为准确预测其传热及烧蚀响应,采用多场耦合策略,考虑外部流场热化学非平衡效应、固体材料传热以及材料表面烧蚀,建立高超声速气动热环境下碳/碳复合材料的流-热-烧蚀多场耦合模型,预测碳/碳复合材料瞬态温度场分布、烧蚀速率以及烧蚀外形变化等.计算得到材料模型驻点区壁面温度和热流值随着时间的推移发生了显著的变化,初始时刻热流值较大,1 s时驻点热流密度为17.22 MW·m^-2,随着时间推移,壁面温度增大,驻点区温度梯度减小,热流值也减小,30 s时驻点热流密度为10.22 MW·m^-2.材料模型驻点区的温度较高,材料表面反应活跃,烧蚀较为严重,而模型侧面只发生少量烧蚀,烧蚀前后材料模型外形发生一定的变化,前缘半径增大,30 s时材料驻点烧蚀深度为17.47 mm.结果表明:在高超声速气动热环境下,碳/碳材料模型发生一定的烧蚀后退,导致外部流场以及热载荷发生变化,采用流-热-烧蚀多场耦合模型可有效预测不同时刻材料的传热及烧蚀响应,为热防护系统的设计提供一定的参考.

摘要：钢板腐蚀是大型钢结构失效的主要原因之一。钢板构件往往面积巨大,且由于密闭空间或附属结构,使得单一检测方式难以完成有效检测。在分析漏磁检测、电磁超声检测和电磁超声导波检测技术特点及检测机理的基础上,提出基于频域可变的电磁检测理念。优化漏磁、电磁超声测厚和导波检测传感模块,实现三种检测模块的一体化设计,开发复合检测传感器。针对三种检测方法信号激励和采集的特点,研发一体化电路,开发了基于频域可变的电磁检测试验平台。针对不同工况需求,开发了储罐底板腐蚀在油检测仪和系列自动爬行电测检测仪。通过现场成功应用,验证了基于频域可变的电磁检测技术的有效性和巨大应用潜力。

摘要：超高速光电分幅相机常用的8棱锥分光方式在应用于平行光作为背景照明的纹影实验时,原理性的引起了图像的切割。为解决该问题,我们采用多组1:1分光棱镜代替分光棱锥的空间分光方法来完成光学系统的设计,装调后的相机系统达到了较高的空间分辨率。用研制的超高速光电分幅相机进行了纹影实验,拍摄了脉冲高压作用下的直径Φ30μm的钨金属丝爆炸过程,实验结果显示由钨丝爆炸引起的空气冲击波明显,图像均匀完整,没有切割情况出现。研制的光电分幅相机已经在激光与物质相互作用等相关领域的实验中得到了很好的应用。