航天概论论文篇1

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）47-0144-03

一、航空类专业课程体系简介

在教育部本科专业目录中，航空航天类专业有飞行器设计与工程、飞行器动力工程、飞行器制造工程、飞行器质量与可靠性、飞行器环境与生命保障工程、飞行器适航技术和航空航天工程等7个。目前，郑州航空工业管理学院开设了前3个专业，均归属于航空工程学院。以飞行器设计与工程为例，在第1学期设置了“飞行器设计与工程专业导论”课程（16学时）、第2学期设置了“航空航天技术基础”专业必修课（32学时）作为专业学习的前导课。第1―5学期，学校设置了“高等数学”、“大学物理”、“理论力学”和“材料力学”等公共基础课和学科基础课；第4―7学期则按照飞机设计的各个子学科，设置了“通用航空技术”、“空气动力学”、“飞行器总体设计”、“无人机系统导论”、“飞行器专业英语阅读”和“飞行器专业技术讲座”等专业课程。

从课程设置上可以看出，“飞行器设计与工程专业导论”和“航空航天技术基础”课程主要培养学生对专业基本情况和学科领域的整体性把握，属于专业通识性课程。而在专业课中渗透通识意识，对教师也提出了更高的要求[1，2]。经过这两门课程的前期引领和必要的数理、力学知识的学习之后，学生再按照飞机种类和飞机设计各分支学科的特点进行专业课学习。可以说，“航空航天技术基础”的各个章节基本上对应了后续专业课的主要范围，具有非常重要的地位。

在教学实践中，我们也发现，激波、升力、机翼结构、飞机稳定性和操纵性等概念尽管在“航空航天技术基础”课程中已讲授，但在相应的专业课学习中，学生仍觉吃力。调查发现，原因主要有两点：第一，专业课程数学公式较多，而数学、物理等公共基础课的学习效果一般，有畏难心理；第二，不知所学知识的应用情况，知其然而不知其所以然。针对航空类专业的课程体系，探索研究专业通识课程与后续专业课程的联系，对于增强学生学习积极性、提高人才培养质量具有重要意义。

二、“航空概论”通识类课程的建设情况

航空概论是学校面向非航空专业学生开设的一门通识课程（24学时），内容主要包括航空航天基本概念、航空发展概况及未来发展趋势、我国航空工业、空气动力学基础、飞行原理、航空发动机等[3]，考核方式为期末半开半闭考试。此外，针对国际本科学术互认课程（International Scholarly Exchange Curriculum Undergraduate，ISEC）项目的双语版航空概论（32学时），内容较普通版更为丰富，更强调课堂参与和团队协作，考核方式为平时作业、表现和期末设计报告。

航空概论被列入学校的特色课程组合中，除航空专业外，其余专业的学生均须从特色课程组合中选修一门。学校每年的本科生招生人数近7000人，日常教学任务较为饱满，考虑到学校招生专业包括财经类、管理类和艺术类等，学生数理基础参差不齐，在讲授时一般避免进行复杂公式的推导，多采用类比法和案例法讲解。

此外，学校的人才培养目标和发展定位与传统的三所航空重点高校（北京航空航天大学、西北工业大学和南京航空航天大学）以及其他高职高专类院校存在明显区别，市场上已有的航空概论教材并不能完全满足我们的教学需求。经过多年的建设，学校主编并出版了《航空概论》教材，并将“航空概论”课作为学校慕课平台课程体系的第一批建设项目立项，通过网上课堂与实际课堂相结合的形式，探索“翻转课堂”教学理念在航空类通识课程中的应用效果。现在，此项工作正在稳步开展中。

三、航空类专业课程与“航空概论”课程贯通建设

为了尽可能利用现有资源，我们对航空类专业课程和“航空概论”课程进行了统筹处理，并尝试进行贯通建设，主要包括如下措施。

航天概论论文篇2

关键词： 航空产品返修；流程；GERT网络

Key words： repair of aviation products；process；GERT network

中图分类号：TH17 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2010）32-0171-02

0引言

随着现代科学技术在航空产品中的广泛运用，航空产品的性能要求与结构复杂程度不断提高，这一新的发展对航空产品从设计、制造、使用、维护等各个方面提出了更高的要求。其中，航空产品故障件返修作为保障航空产品使用可靠性、重复性、经济性的重要环节，在整个航空产品生命周期中占有十分显著的地位。然而，航空产品故障件的返修流程中存在着大量的不确定因素，如航空产品故障产生原因的不确定，航空产品返修工艺的不确定以及航空产品返修成功概率的不确定性等等。在面临各种不确定因素的情况下，如何定量预测和估算航空产品故障件返修流程的概率和时间周期成为急需解决的重要问题。

本文利用随机网络理论，对航空产品故障件返修流程进行深入分析，确定返修流程的各个环节和活动，构建了航空产品故障件返修流程的GERT（Graphical Evaluation and Review Technique，即图示评审技术）模型，并举例求出了返修成功概率和流程平均时间周期的解析解，从而为航空产品故障件的返修流程提供了实际的数据支撑，对企业决策者制定返修计划和实施返修决策都具有一定的实用价值。

1航空产品故障件返修流程GERT模型构建及求解

1.1 航空产品故障件返修流程分析航空产品故障件返修主要分为五个阶段，包括：故障分析阶段、原因分析阶段、维修分析阶段、维修实施阶段和信息反馈阶段。如图1所示。具体来说航空产品故障件返厂后，由质量管理部门通知用户代表，并召集设计师、工艺师等相关技术人员共同确认故障现象、分析故障原因，并通知责任部门对故障原因确认。故障原因明确后，由有关产品工艺员编制返修工艺，按返修工艺组织返修。在返修过程中如有报废，则由检验开具报废单，责任部门签字。产品返修完成后，提交厂检，检验人员按返修工艺要求进行检验验收，合格后作好返修记录。厂检合格后，通知用户代表对返修产品验收，验收合格后在由操作工、检验员、用户代表签字认可，办理发货手续。同时责任部门需填写纠正/预防措施单等信息反馈表。

1.2 故障件返修流程GERT模型构建GERT网络技术是网络理论、概率论、模拟技术和信号流图的结合，是一种新型的广义随机网络技术，又被称为决策网络技术。它使用带概率的有向网络图进行分析，可以用来分析研制性和情况复杂多变的项目计划与控制问题。

依据航空产品故障件返修流程的分析结合GERT网络技术，对于航空产品故障件返修流程而言，它的每一步都可以视为整个故障件返修系统状态之间的概率转移过程。我们用节点表示系统状态，用连接各节点之间的箭线表示各状态之间的概率转移关系。该“返修流程”的GERT网络模型如图2所示，图2中各流程活动的含义如表1所示。

1.3 故障件返修流程GERT模型求解根据梅森公式：W（s）=W（s）•H，式中H为GERT网络的特征式。在此网络中，共有一阶环三个，二阶环两个。

由梅森公式可得，返修合格时：

W（s）=（1）

其中：

H=1-（W•W+W•W+W•W•W）+（W•W•W•W+W•W•W•W•W）（2）

由式1、2可得：

返修合格概率：p=W（0）（3）

返修不合格概率：p=1-W（0）（4）

返修流程时间周期：E[t]==（5）

返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=-（6）

2案例研究

本文以某航空产品生产企业接收外场航空产品故障件返修为例，依据航空产品故障件返修流程GERT模型，对模型中的各节点和活动进行分析，最终求解该航空产品故障件返修的合格概率和相关时间周期。其中活动分布类型、相关参数及实现的概率, 有历史资料的由资料进行统计和分析后获得，属开创性作业而无历史资料的由相关专业的专家进行主观估计后加权获得。模型中各活动参数如表2所示。

将各参数代入求解模型中，经过计算可得：

返修合格概率：p=W（0）=0.7910；

返修不合格概率：p=1-W（0）=0.2090；

返修流程时间周期：E[t]==11.76（天）；

返修流程时间周期方差：V[t]=E[t]-（E[t]）=1.40（天2）；

返修流程时间周期标准差：σ==1.18（天）。

3航空产品故障件返修流程分析

3.1 由返修流程GERT模型及案例分析可知，航空产品故障件返修流程各个阶段的关系可以进一步总结为一个概率转移模型。从案例结果而言，该流程的返修合格概率仅为0.7910，即从概率上来说将有21.9%的故障件将由于返修不合格报废，这一报废概率相对较大。产生这一结果的原因主要是在返修流程GERT网络中有可能产生报废结果的活动较多，包括活动5-12、8-12、9-12。其中活动5-12是由于故障件返修前自身性质决定的，其发生的概率p512可称为固有报废概率；活动8-12、9-12是由于返修过程中由于返修能力等决定的，其发生的概率p812、p912可称为能力报废概率。

返修流程中系统最终产品报废的概率是由本系统固有报废概率和能力报废概率这两个方面因素共同决定的，因此应在提高产品质量、降低系统固有报废概率以及提升返修能力、降低能力报废概率这两个方面入手，最终提高航空产品故障件返修的合格概率。

3.2 该返修流程GERT模型中，造成项目完成平均时间周期较长的主要原因在于很多活动需要多部门、多人员确认，最为明显的是活动2-3和3-4，其中活动2-3为产品故障分析，需要主管分析师和主管设计师共同分析故障件的故障原因，活动3-4为产品故障确认，需要用户、质量技术员和产品责任部门最终共同确认故障件的故障原因。多部门多人员的分析确认形式大大增加了产品返修平均周期，因此，应从提高部门人员工作效率及建立健全故障分析确认机制入手，建立统一的交叉职能小组，明确人员及分工，以此优化返修流程的平均周期。

3.3 在案例中该项目完成的平均时间周期为11.76天，标准差为1.18天，该项目完成的时间最大值与最小值之间相差为2.36天，相对于复杂的返修流程及大量的不确定条件来说时间周期相差的幅度不大，这说明该航空产品故障件返修流程受各种随机因素的影响较小，流程稳定性较高。实际中的项目管理者通常更关心新产品研发项目能否按期完成，就案例本身而言，将故障件返修计划完成时间定为13天，那么该返修流程延期的可能性几乎不存在。

4结论

本文运用随机网络理论对航空产品故障件返修流程进行研究。首先明确了航空产品故障件返修流程，指出返修流程中多种不确定因素。其次运用随机网络理论，构建了航空产品故障件返修流程GERT网络模型，给出模型求解方法。然后结合某航空产品返修流程，得到产品返修合格概率，产品返修周期及方差，为领导层决策提供了科学依据。在此基础上，进一步对航空产品故障件返修流程进行了剖析，明确了产品返修流程合格率较低、平均周期较长的原因，相应提出了解决和巩固的措施；同时指出该航空产品故障件返修流程较为稳定的特点，为流程优化提供了明确的方向和有效的方法。

参考文献：

[1]冯允成，吕春莲等编.随机网络及其应用[M].北京: 北京航空学院出版社，1987.

[2]方志耕，龚正，黄西林.公路军事交通运输勤务综合演习项目GERT网络模型研究与分析[J].系统工程理论与实践，2000，（4）：132-135.

[3]方志耕，龚正，黄西林.基于图示评审技术GERT的高科技产品开发研究[J].系统工程，2005，23（11）：112-115.

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[5]何正文，徐渝，朱少英，张静文.新产品研发项目GERT 模型及其模拟求解[J].数学的实践与认识，2003，33（11）：45-50.

[6]Kenzo Kurihara, Nobuyuki Nishiuchi. Efficient Monte Carlo simulation Method of GERT-type network for project management[J]. Computer & Industrial Engineering, 2002, 42: 521-531.

航天概论论文篇3

该定义对水上交通环境所包含的主要内容作了较详细的解释或说明,为我们研究水上交通环境提供了极大的帮助。然而该定义主要针对海上或海港中的船舶航行而提出的,对内陆水域中的舟部白航行片与况讨论较少。为了增强水上交通安全意识、保障船舶航行安全、营造舟翻白航行的良好空间,我们有必要全面讨论一下水上交通环境这一概念的内涵和基本构成。

二、水上交通环境的概念

环境的概念有广义和狭义之分,广义的环境目前还没有一个统一的说法。《中国大百科全书(环境科学卷)》,“环境”一词一般是指“围绕着人群的空间,及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种自然因素的总体。”西方通用的《韦氏新大学词典》(第9版)中“环境”一词的含义是“环绕的情况、物体坏口条件。”

综_丘所述,对.环境的广义定义可以这样认为:环境是个相对的概念,一般是指围绕某个中心事物的外部世界;中心事物的不同,环境的概念也郊宣之不同。

本文就是想引用广义环境的思想来讨论水上交通环境的概念。水上交通环境是指以水上交通工具(本文主要是指船舶)为中心对象的环绕舟朋白运动的世界。构成翔酗白运动世界的因素有很多,主要考虑对船舶航行及水上交通形势产生影响的因素。

有了上面的定义框架,下文就根据定义划分一下水上交通环境的具体内容,并简要解说各要素对船舶航行造成的基本影响。

三、水上交通环境的内容及要素

水上交通环境是一个开放的系统,其内容随着研究、探索的深人而不断丰富、完善。根据对船舶均蒯于造成影响的控制策略范畴不同,我把水上交通环境的内容划分为天然和人为两大范畴。

1.禾然的水上交通环境

本文将天然存在而未经人为改造或不含人为因素的水上交通环境要素归纳为天然的水上交通环境。天然的水上交通环境要素对船舶航行的影响是由于其天然属性所决定,要控制这些因素对舟部白航行的影响主要靠掌握其基本规律和属性,进才孙页防、预控和利用。

(l)水域的自然环境

本文所指的水域包括海区水域和内河水域。船舶运动所处的水域自然环境主要包括气象、水文、水;咖亩质等。

¹气象:主要包括风、气温、降水、雾、雪、雷慕等。

风对船舶的影响主要是致使船舶产生改向、变速、漂移;而大风及台风则可能倾覆和吞没船舶。极端气温使船员难以作业和导致启肋白无法航行。降水、雾、雪主要是影响殉助白的能见度。雷暴则会对舟部白的通信系统产生千扰和破坏。

º水文:主要包括潮汐、潮流、波浪、水流及水深等。

在海区、海港水域,我们主要考虑潮流、潮汐、波浪等。潮流的主要影响是使船舶偏离计戈U航线和改变航速。潮汐影响船舶的吃水条件。船舶进出港时,当水深条件不足时,我们通常避开低潮,选择合适潮高进出港。波浪则使船舶产生摇荡表现为楼袭恶、纵摇、垂摇。

在内河水域,我们主要考虑水流、水深。水流将产生水流作用力使船舶产生变速、改向和漂移。水深主要影们翩吕舶的吃水。»水域底质、碍舟彭吻水幼东质及其演变直接导致航道的变迁。如果没有及时发现航道的实际变化,将会导致船舶的触礁和搁浅。水域中的碍航物如果没有及时发现和清除,将导到动吕舶与碍航物的碰撞。

(2)天然的航道条件

航道有天然航道和人工疏浚航道之分,各自对钧部白航行的影响也有所不同。这里指天然航道,即未经人为改造的航道。其内容主要包括通航宽度、通航水深、航道曲率半径、净空宽度、净空高度。在内河及受限水域中,天然航道的尺度将在一定程度上限制船舶的航行。

(3)影响舟韵白髦从性的主要外界因素

¹风、流的影响

前面已经讲过风、流对船舶航行的影响表现为风和流作用将致使船舶改向、变速、漂移。在这里简要讨论一下风、流对船舶操纵性的影响。风作用还会导致舟邵白产生横倾、偏转、操舵保向性能变差。流蒯合舶操纵性的影响相对来说要复杂一此,由于流速、流向、流态影响舟肋白螺旋桨和舵的工作状况,船舶受均匀吐水流作用,航速和冲程、舵效、回转性能将会受到较大影响。

º受限水域对,舟助白的作用:主要包括浅水效应、岸壁效应、船间效应。

浅水效应导致船舶阻力增大,船速下降,船舶回转阻有旨下降,航向稳定性变好,而在水域两侧深浅不同的河段还会产生航向难控现象。岸壁效应有岸推和岸吸两种,岸推现象将使船首偏向河心,岸吸现象使船尾偏向岸壁。船间效应产生的相互吸引或抖沂作用致使均酗白波荡和偏转,而发生碰撞。

2.人为的水上交通环境本文将凡是涉及到人为因素的水上交通环境要素归纳为人为的水上交通环境。人为的水上交通环境要素对船舶航行的影响都与人为因素有关,只是方式和程度有所不同。要控制人为的水卜交通环境要素对船舶航行的影响:一方面要控制其天然属性产生的影响,另一方面则要对入员和人为操作进行科学管理和控制。

(l)人为创造的海事法规及海事管理乎荀拖

为了从带IJgh保障航海安全、保护水域助航设施及环境、防止船舶污染水域,1Mo和我国政府市徒了相应的海事公约、法知环口海事管理士勘拖。¹人为制定的海事公约及法规关于保障航海安全的公约及法规:主要包括,国际海上人命安全公约(solas公约),中华人民共和国海上交通安全法,中华人民共和国内河交通安全催妊里条例等。关于保护海洋环境的公约及法规:国际防止船舶造成污染公约(MarPol公约),中华人民共和国海洋环境保护法,中华人民共和国防止船舶污染海域管理条例等。º人为制定的海事管理措施主要包括:船舶登记与签证、Psc监控措施、舟助白安全作业监督;引航报务、航千孙函告服务、vTS监控、船舶定线制;水上水下施工作业催社里等、航标条例、航道管理条例等。

(2)水域的船舶通行状况

水域的交通状况主要由该水域的蟾舶通行状况所表现,水域的船舶通行状况包括船舶个体表现的运动特性和均的白群体形成的运动态势两大类。船舶个体表现的运到珠芋性主要是船舟白领域范围、舟助白避碰行为。这些内容与人为操作有着直接的关系。舟翻白群体的运动态势主要包括均部白流、均细白流量、航迹分布、船舶密度分布、舟啪白速度分布。这些群体要素与人为因素间接相关。船舶个体表现的运云圳寺性和船舶群体形成的运动态势直接影响着该水域的交通状况好坏。有序、和谐的交通状况将从宏观卜保障船舶航行的安全。

(3)人为仓lJ8的航行保障设施

为了保障均翻白的安全航行,我国政府修建或设立了配套的舫行保障设施。主要包括助航设施和导航设施。¹人为创造的助航设施主要包括规划舟解各、修建港口、疏浚航道、设立锚地、修建防波堤等。念潞的规划主要是为了指引船舶航行。修建港口通常供船舶靠离和停泊。疏浚航道主要是为了适应航运和经济的发展,人工疏浚和加大航道尺度以供各类船舶通行。锚地可以i助吕舶安全临时停泊,以装、卸货和等候进港。防波堤减少了风浪和潮水对进出港舟助白的冲击力。º人为创造的导航设施人为创造的导航设施主要包括航标和通信导航设施。航标供均助白确定船位、航向、避离危险,使船舶沿航道或预定航线安全航行。通信导航设施供均助白导航和进行无线通信。

四、总结

水上交通环境的内容和要素极其繁多,并且水上交通环境是一个开放和逐步完善的系统,本文就不做详尽的例举和划分。本文仅对水上交通环境的定义和构成要素戈吩作出探讨,解说各要素对船舶航行造成的影响,以嘴更深析和整合组成水上交通环境的各个要件,希望能为深人和系统地讨论水上交通环境的概念作些尝试或探索。

讨论水上交通环境的概念并不是单纯为了讨论一个名词概念,而是为了丰富、完善水上交通环境的内容及要素,及以后分析这些要素的基本属性、形成原因、对船舶脚于的影响及其在大水上交通环境中的作用和地位,启发探索水上交通环境的思路和方法,以制定科学、系统的方法来控制这些要素,为保障船舶安全航行,保护海洋环爆豁及务。

五、展望

水上交通环境是一个开放的、科学的系统,为了保障船舶和人命、财产安全,保护海洋环境,使舟部白在各种水域中航行时,都有一个安全、和谐的通航环境,笔者认为针对下列几点,对水上交通环境这一系统作进一步的讨论和探索是有必要的:

航天概论论文篇4

军工板块酝酿反弹预期 概念股获机构扎堆看好

上周五，前期整体大幅调整的军工板块出现反弹，具体来看，媒体市场研究中心根据数据统计发现，上周五，板块内32只可交易个股中29只均实现上涨，景嘉微实现涨停，晨曦航空、航天电子、航天通信、北方导航、中航飞机、洪都航空、光电股份、航天动力、中国船舶、中航电子等个股当日涨幅也达到3%以上。

点评：对此，分析表示，随着市场逐渐在底部企稳，场内超跌股的反弹行情也逐渐展开，在此背景下，基本面、政策面均可圈可点的军工板块在后市的表现值得关注。事实上，基于军民融合、混合所有制改革等政策面利好预期，结合复杂的地缘政治因素以及大飞机试飞、国产航母下水等事件性推动，军工板块仍被机构认为是2017年重要的投资主题，而前期的大幅下跌，也被诸多券商认为是布局的良机。个股方面，据统计显示，在近一个月内板块内35只个股中，有26只均获得机构给予的“买入”评级。其中，有10只个股在此期间获得3家或3家以上机构给予“买入”评级，具体来看，中直股份、四创电子两只个股近期均受到7家机构集体推荐，中航飞机、国睿科技、中国重工、中航机电等个股获得4家机构看好，此外，看好中船防务、航发动力、耐威科技、航天电子等个股后市投资机会的机构也达到3家。

【早盘核心概念】

1.可燃冰概念    国土部拟将可燃冰纳入新兴战略产业目录

相关个股：石化机械（000852）、中集集团（000039）

航天概论论文篇5

近年来国内发生了较多的船舶碰撞桥梁事故造成了巨大的人命财产损失，2006年杭州湾大桥被一走锚失控船舶撞击，大桥多处局部破损，造成经济损失1000余万元；2007年广东九江大桥被砂石船舶碰撞致倒塌造成8人死亡，损失约1.4亿元人民币；2008年浙江宁波金塘大桥被一艘货轮撞击，桥面箱梁塌落，4人死亡；而在长江干线上，从1957年首个有记载的桥梁被船碰撞的事故以来，已发生的船舶撞桥事故超过300起，其中武汉长江大桥被撞次数最多，已被撞击100余次，虽未造成桥梁倒塌事故，但每一次撞击都会牵动亿万人民的心。因此，开展船舶碰撞桥梁概率研究，为船舶通航安全、桥梁设计、建设与管理提供技术支撑依据非常有必要。

目前，在桥梁防撞设计中，应用较多的船桥碰撞概率计算模型有AASHTO规范模型、拉森（IABSE）模型、欧洲规范模型、昆兹（Kunz）模型和黄平明直航路模型等，不同的模型各有不同侧重和特点。相比较而言，AASHTO模型虽然是依照美国和欧洲的船舶碰撞资料统计而设计出来的，但因其思路清晰、方法完善、实用性强，是目前应用最为广泛的船桥碰撞概率模型，该规范将船撞桥事件视为风险事件，根据可接受风险的水平指导桥梁的防撞设计，已经形成了系统的思想。

AASHTO模型在长江上应用存在的问题

在该模型中船舶碰撞几何概率以航道中心线为对称轴，船舶的横向分布用正态分布描述，期望为0，即船舶出现的峰值在桥墩之间航道的中间位置。该模型适用于长江上单孔单向通航的桥梁，但长江干线上90%以上的桥梁实行的是单孔双向通航，且长江干线界石盘以下河段均实行了船舶定线制或船舶分道航行规则，船舶在通过单孔双向通航的桥孔时各自靠一边行驶，其中定线制水域还设有分隔带，因此从理论上分析船舶在航道上的几何分布应成“双峰”或“多峰”分布，而非正太分布。为了验证这个想法和进一步研究长江上船舶碰撞桥梁的几何概率，本文对长江上两座典型桥梁下航道内船舶航行轨迹进行了分析。

长江干线上船舶过桥轨迹分布情况统计

目前长江干线上游（李渡至界石盘）、中游（宜昌至武汉）和下游（武汉到安庆）实行分道航行规则，航路设置的原则基本一致，上行走缓流或航道一侧，下行走主流或航道中间。长江三峡库区和安徽段、江苏段水域实行船舶定线制，航路设置原则为各自靠右航行，航道中心线为上、下行船舶通航分道的分隔线，其中，江苏段上下行通航分道及分隔带的宽度分别为航标标示航道宽度的五分之二、五分之二、五分之一。

本文分别选取实行下游分道航行规则的武汉天兴洲长江大桥和实行江苏段船舶定线制规定的苏通长江大桥为代表桥型，统计桥区航道内船舶的轨迹分布情况。

长江下游苏通长江大桥主跨1088m，长江下游武汉天兴洲长江大桥主跨504m，两座桥梁主跨内均是双向通航，两座桥梁的航路布置图见图2和图3。

利用江苏海事局和长江海事局AIS船舶监控系统，通过轨迹回放统计了2015年3月30日00时至31日00时船舶通过两座大桥时的航道内船位分布情况，见图4和图5。

经统计，轨迹回放时间内通过苏通桥船舶数量为724艘次，其中上行船舶共408艘次，下行船舶共计316艘次。该桥桥墩之间航道宽度约1000m，为了便于分析，以航道中点为原点，50m距离为间隔，统计船舶轨迹出现在每个区段的次数（见表1）。

轨迹回放时间内过天兴洲桥船舶数量为299艘次，其中上行船舶共144艘次，下行船舶共计155艘次。该桥桥墩之间航道宽度约480m，为了便于分析，以航道中点为原点，20m距离为间隔，统计船舶轨迹出现在每个区段的次数（见表2）。

利用excel软件进行数据分析画出直方图见图6和图7。

长江干线船舶碰撞桥梁的几何概率修正

从图6和图7中可以看出，长江干线上船舶受定线制、分道航行规则等的影响，船舶在通过桥梁时在航道上呈“双峰”分布，从统计数据分析和直方图形状来看，该双峰分布可近似的看成由两个正太分布混合而成的分布。由于长江干线上多数情况下，桥区航道走向与桥梁轴线法线方向并不重合而是呈一定的交角，因此船舶碰撞桥墩的几何概率如下图所示。

问题与展望

AASHTO概率计算模型是由美国国家公路和运输协会根据美国水道上船舶偏航情况统计研究确定，用正太分布模拟航道上船舶位置分布，假定期望为船长，方差为0。在我国长江上船舶通过桥梁时的船位分布受通航道内航行规则以及桥区水域风、流等自然条件影响较大，根据不同的航路布置情况船舶分布和相关参数将随之发生变化。

本文仅讨论了长江干线上最普遍的单孔双向通航情况，根据统计分析船舶通过单孔双向通航的桥梁时船位沿桥轴线方向成“双峰”分布，该双峰分布可近似的看成由两个正太分布混合而成，本文据此对AASHTO模型中碰撞几何概率参数进行了修正，该修正模型适用的前提条件是桥墩附近的水深大于船舶吃水，即船舶能够到达桥墩位置。

目前，长江干线上桥梁通航孔内航路的设置除了常见的单孔单向和本文讨论的单孔双向通航情况以外，还有部分桥梁水域船舶是三线或四线通航，通过该类桥梁的船舶沿桥轴线方向将呈“多峰”分布，对于这类桥梁船舶碰撞几何概率需要进一步研究分析。

参考文献：

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航天概论论文篇6

中图分类号 TP 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)012-0204-01

回首2011年，全球空难频发。前波兰总统夫妇及近百名高官、俄罗斯火车头冰球队均因空难遇难；中国伊春空难更打破了中国民航最高的安全记录―5.75年；俄罗斯也因空难频发，航空运输业面临重大危机。航空安全越来越受到人们的关注。安全是航空运输业的生命线，如果没有安全，就没有航空业的生存，更没有航空业的发展。随着科技的进步，飞机的可靠性和安全性日趋完善，飞机技术原因和人为原因造成的飞机事故呈现出“此消彼长”的现象。20世纪70年代以后，人为因素造成的事故已是主导因素，占70%-80%，并有不断上升的趋势。国内外研究人为因素已有多年，并形成了一些业内人士普遍认同的理论，这些理论有墨菲定律、SHEL模型、REASON模型、PEAR模型、圆盘漏洞理论、事故链理论等。这些人为因素理论从各个方面阐述了安全隐患普遍存在的客观性，并科学地提出最大限度避免飞行事故的方法，这些理论是用无数的维修、飞行事故换来的。现将这些理论和机务维修工作相结合，谈谈自己的认识。

1 重视人为因素的意义

人为因素已成为当今飞行安全的最大隐患，但是由于人的难于控制性等特征使得在解决人为差错问题上进展缓慢。据统计，近50年以来，机务维修造成的飞机事故占到了第三位，前两位分别是机组和飞机设计。而机务人员受工作环境、工作强度等影响，在心理、生理、社会、精神等方面更加复杂多变，表现出难于控制性，同时人的这些方面也具有很强的可塑性。因此，解决机务维护的人为差错，是提高飞行安全十分有效的手段，将人为因素理论应用到机务安全体系中，对人为差错进行控制和预防有着重要意义。

2 现有质量安全管理的局限性

目前针对机务维修人为因素事件，主要处理方法是查清责任人，然后对责任人进行相应的处罚，或者用一套标准操作程序来规范操作者的行为。这种方法很有局限性：1）只关注操作人员的差错，采取培训、惩罚、规范程序等来解决，而不是关注质量安全体系的失效问题，没有消除失效的有效措施。2）预防人为差错的措施较少，更倾向于事故发生后的管理。3）未能区分人为差错和违规操作，未能同时对个人和安全体系进行完善。

3 结合机务实际工作，应用人为因素模型

3.1 墨菲定律

“If anything can do wrong, it will.”凡是某项工作有可能出现差错，那么差错就一定会发生。这也可用概率论来解释，即使某项操作出现差错的概率很小，当这项操作的次数达到一定数量，这项操作的差错便终究会发生。这就告诉我们，必然性是人为差错的一个重要特征。由墨菲定律得出：1）当差错发生时，责任人，特别是管理人员，要充分认识和利用这个客观规律，找出造成差错的真实原因，不能把差错全归因于人员责任心不强，而一贯地采取从严处罚。2）机务维护人员对可能出差错的地方不能掉以轻心，存在侥幸心理，即使是概率非常小的失误。3）找出任何有可能发生差错的地方，消除隐患的根源或加以有效的防范措施，方能避免事故的发生。

3.2 SHEL模型和PEAR模型

SHEL的名称来自软件（Software）、硬件（Hardware）、环境（Environment）、人（liveware）。其中人是这个模型的中心，软件、硬件和环境等其他要素都必须围绕人来展开。人与软件、人与硬件、人与环境和人与其他人之间的相匹配的条件是该模型的主要研究对象。如果这四个方面中任何一个不匹配，就容易发生差错。

PEAR模型的名称来源于其四个组成部分的首字母：人（People）、环境（Environment）、动作（Actions）、资源（Resources），该模型以做这项工作的人、他们工作的环境、他们执行的动作、完成工作所需求的资源四个模块来研究人为因素。

SHEL模型和PEAR模型在研究机务人为差错上，其本质上是一致的。两个模型里人的因素和环境的因素是相一致的。PEAR模型里的资源因素和SHEL模型里的软件、硬件因素相对应。SHEL模型里人与各个界面间的配合与PEAR模型里的动作因素可以相对应。

两个模型都可以作为航空维修中人为因素研究的简单框架，展示了影响人们工作的多种人为因素。从两个模型理论中，我们可以得出：1）人，即机务维修者，是航空维修的主体和核心，公司的机务安全体系应着重考虑执行工作的人，包括人的身体、生理、心理和社会心理因素。各种计划和措施的制定及实施要充分考虑到员工的特点，合理分配人员结构，合理分配工作任务和工作时间。2）机务维护工作的环境不理想，在夜间、露天和恶劣天气条件下工作十分频繁。机务维护人员的健康、工作效率和工作质量直接受温度、湿度、清洁度、照明、噪声、工作空间等的影响。人为差错在环境不理想情况下发生概率较大，公司应该以人为本，持续改善工作环境，改进劳防用品，从而降低人为差错的发生率。同时，机务维护需要依靠工作程序、工卡、安全检查单等软件和工具工装、设施、飞机本身等硬件资源，合理准确的软件和适用的硬件是安全无误完成工作的前提。因此完善软硬件资源是提高工作质量的重要途径。3）机务维护工作是通过一系列连续的动作来完成工作。清晰地理解工作程序和文件、正确地使用工具设备是圆满完成工作的前提。培训是有效提高员工动作熟练的基本手段，应该加强机务人员的专项技能和操作培训、项目管理培训、工作程序培训等，提升员工的基本素质，才能保证工作的质量与安全。

3.3 圆盘漏洞理论和事故链理论

圆盘理论认为当“人、机、料、法、环”五大因素都存在缺陷，而且缺陷同时发生时，事故就会发生。事故链理论可解释为“事故是由许多因素共同引起的，每个因素像链条的各个环节，只有当各个环节连在一起时，事故才能发生”。这两个理论大同小异，都告诉我们，每个方面的小差错都不容忽视，我们应该在每个方面减少差错发生的可能性。在机务维护工作中，在人为因素上，我们应该做好自检、互检、专检工作，通过互相提醒、互相检查来减少差错的发生，并设置专门质量保障人员进行检查。用概率论来解释，如果每个人从事某项工作出差错的概率是1%，则通过互检，两人同时出错的概率是0.01%，而通过专检，三个人同时出错的概率则降低到0.000 1%。

4 结束语

总之，要真正杜绝人为差错，保证飞行安全，需要始终坚持“安全第一，预防为主”的方针，从细节入手，防微杜渐。在实际的机务维护工作中，运用人为因素理论，以人为本，完善硬件、软件、环境和人员之间的关系，真正做到“人的本质安全”，从而提高航空运输业的安全运行水平。

参考文献

[1]中国民用航空总局航空器维修人的因素课题组编著.民用航空人的因素培训手册[M].北京:中国民航出版社,2003.

[2]民用航空器维修基础教材编写委员会.人为因素和航空法规[M].兵器工业出版社,2006.

航天概论论文篇7

0 引言

Cessna 172R型飞机采用的是由莱康明公司生产的IO-360-L2A活塞式航空发动机，其各个附件系统（如滑油系统、点火起动系统、燃油系统和传动系统等）工作的正常与否，对发动机的正常运行以及飞机的飞行安全有着至关重要的作用。同时，可靠性理论也在机务维修工作中得到充分运用，为发动机附件可靠性分析提供了扎实的理论基础和指导。本文收集了某训练单位飞机机队发动机2006年9月至2009年10月间的大量故障数据，以可靠性分析为切入点，对典型故障部件进行可靠度数学方法计算得出其故障发生规律，最终得到该部件平均故障间隔时间这样的可靠性指标。

1 发动机附件系统

发动机的主要附件系统包括：滑油系统、燃油系统、点火起动系统以及传动系统等。其中航空发动机上滑油系统为发动机主轴轴承、径向驱动轴轴承、变速箱齿轮和轴承的和冷却；起动系统帮助高压转子增速到接近慢车转速大约50%后脱开从而起动发动机；燃油系统是一个液压机械式系统，主要包括燃油分配系统、燃油控制系统和燃油指示系统；点火系统的作用是确定点火电嘴点火的时刻和点火能量；附件传动装置的功用就是将涡轮的轴功率传递给各个附件，并满足各附件对转速、转向和功率的要求。

2 附件典型故障树分析

故障树分析法就是在装备系统设计过程中，通过对可能造成系统故障的各种因素进行分析，画出逻辑框图（即故障树），其主要步骤包括：故障树的建立、故障树的数学描述、进行定性分析和定量分析。

对于燃油系统，喷嘴的损伤和堵塞都会造成燃油雾化效果，造成发动机汽缸间的燃烧不平衡；同理分配器的堵塞和渗漏；导管松动或密封圈破损引起进气系统空气渗漏或者燃油在导管或分配器内汽化；燃调系统的内部故障而引起的发动机在贫油或富油状态下工作等，都属于燃油系统故障。

对于点火系统而言，点火电嘴污染、搭铁、积炭、积铅、间隙不正确、瓷管损伤等，都会影响点火效果；而磁电机而言，由于其主要功能是提供点火电能，所以其本身性能和与其相连的高压导线等都有可能影响其点火效果，同时磁电机的点火角度控制着发动机的点火时机，也非常重要。

根据所采集数据（2006年9月1日至2009年10月6日）进行故障基本处理发现，附件中故障率最高的部件为磁电机，其故障率高达48.6%。故以磁电机故障作为典型故障分析。

图1 磁电机故障

3 磁电机故障定量分析

平均故障间隔时间θ的定义为：产品寿命的算术平均值，由下式给出

（1）

式中t1=母体中每个产品发生故障前的工作时间

n=母体中总产品数

将研究对象进行处理得到磁电机故障间隔时间数据，整理成故障间隔时间（表1），单位按天计量（t）。

表1 故障间隔时间表

对上表数据进行可靠性评估，确定其参数类型

1）将上述记录的数据按序排列见表2.

2）根据平均秩次法求出中位秩数值，这里i=1， n=17时，中位值

（2）

各个失效数据代入式（2）其结果形成表2。

表2 计算数值表

3）将表2所列的故障间隔时间ti所对应的失效概率估计值F（ti）描在正态概率坐标纸上，得到图2中各点。

4）将图2中各点人工拟合出直线AB。观察AB直线，如果第三步所描的各点基本在一条直线上，就可以认为该部件故障失效概率分布在可用正态概率密度函数来描述。

5）利用拟合的直线AB，估计该正态分布的特性参数，即均值μ与标准差σ。

图2 正态概率纸检验

由图2所示的正态数值特征可以看出，在均值μ处，失效概率为0.5；因此，我们只需要在正态概率图的纵轴上0.5的地方作一条平行于横轴的直线，使它与直线AB相交于C，再由C作垂线交与横轴的E点，则E点便是μ值，本例中μ=75天。

标准正态分布有表可查。可令

（3）

则有F（t）=Φ（t）。在正态分布表上可以查到z和Φ（t）的对应关系，如表3所示。

表3 z与φ（t）的对应关系表

根据上表求正态分布参数中的σ，同样在图2的纵轴上的0.159处作一条平行横轴的直线使它与直线AB交与D点，再由D点作垂直于横轴的直线交点F，则F点的值就相当于（μ-σ）的数值。因此，只要将μ的值减去（μ-σ）（本组处理的数据此值为20天），就得到标准离差的数值。本例的标准差55天。于是，从概率上就可以估计正态分布的特征参数。

6）根据上图可以确定该正态分布的特性参数，即均值μ与标准差σ。

μ=75，σ=55

于是，从概率纸上就可以估计正态分布的特征参数，则失效概率分布函数为

（4）

上述故障数据研究的磁电机的平均故障时间间隔为75天。

4 分析结果应用及展望

本文通过对起动机可靠性进行分析，并得出上述的分析结果。其结果可以为很多机务维修工作提供依据，在平时的机务维修过程中：

1）可根据其时间间隔为航材的供应和订货提供依据，节约航材成本。

2）确定维修时间间隔：即根据可靠性分析结果确定定时维修的时间间隔或者寿命件的寿命。

3）评价维修水平和质量：即可以将可靠性分析结果同其他维修单位的结果相比较，比较平均寿命、失效数据的离散程度、可靠度和失效率等指标，评价自身维修水平的高低和维修质量。

4）本文得出系统可靠度表达式，可应用于各种机械可靠性的研究领域，在今后的系统可靠性研究中，具有理论指导作用。

参考文献：

[1] 发动机状态监控与故障诊断讲义.中国民航飞行学院.

[2] 罗贯火，卜继兴.CFM56-3发动机MEC可靠性分析[J].南方航空航天大学学报，2001.

[3] 不完全数据秩分布理论[J].航空学报，1993（11）.

[4] 李应波，姚卫星.基于SFEM的结构元件疲劳可靠性分析. 南方航空航天大学学报，2007.

[5] 王明珠，姚卫星.随机振动载荷下缺口件疲劳寿命分析频域法.南方航空航天大学学报，2008.

[6] 谬红.飞机附件监控可靠性管理[J].航空工程与维修，2002（2）.

航天概论论文篇8

作者简介：陆必应（1976-），男，安徽舒城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，副教授；王建（1981-），男，湖北宜城人，国防科学技术大学电子科学与工程学院，讲师。（湖南 长沙 410073）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）25-0141-02

“航天测控”是国防科学技术大学电子工程专业本科生的一门专业必修课程，同时也是通信工程和信息工程专业本科生的选修课程。课程重点讲述基于无线电的航天测控系统的概念、体制、组成和工作原理，引导学生了解现代航天测控技术的发展动态和方向。[1，2]作为一门专业课，一方面要传授学生航天测控系统的专业知识，另一方面要培养学生对复杂电子系统的分析能力并掌握设计方法，加强学生的工程素养。航天技术的发展及其在军事和国民经济中日益广泛的应用，特别是我国载人航天技术的跨越式发展，激发了学生学习本课程的热情，同时对课程的教学也提出了越来越高的要求。[3]本文先分析“航天测控”课程特点和教学中存在的问题，随后介绍以教学内容、教学方法、教学实践环节相配套的教学改革探索和实践，以实现专业知识学习和工程能力培养兼顾的教学目标。

一、课程特点与教学现状

“航天测控”课程教学具有如下特点：一是基本概念多，涉及领域广 。包括天文学基础、航天器轨道运行基本原理、无线电测距定位原理、高速无线数据传输原理等。二是基本原理复杂，涉及的理论基础宽，包括随机信号分析、信号与系统、雷达原理、通信原理等。三是系统复杂，安排实践环节困难。航天测控系统是复杂的电子系统，而先修课程偏重基础知识的学习，对电子系统的介绍偏少，学生很难通过一两个简单的实验课达到理解和掌握复杂航天系统的目标。以上特点决定采用传统的方法进行教学时，教师讲授难度大，学生学习理解困难，学习效果差。

该课程教学现状与存在的主要问题有：

1.教学内容多，课时少

本课程内容包括航天测控的基本原理、统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统及其在航天测控中的应用四大部分，仅统一载波测控系统就包括跟踪测轨分系统、遥测分系统、遥控分系统。上述每一门技术都具有相对的独立性，涉及的理论、方法和系统都有其独特的内容。国防科学技术大学（以下简称“我校”）电子科学与工程学院早期设有航天测控专业，上述内容安排80～120课时讲授，现行的教学大纲仅安排了40课时，教学内容却没有减少，要完成教学任务，学生学习上存在较大困难。

2.教材相对陈旧，新技术介绍少

本课程的教材编写于1998年，内容上继承了航天测控专业所用内部教材的精华，重点内容为统一载波测控系统的原理、系统分析和系统设计。其优点是基本概念清楚，理论推导详实，系统分析深入，但也存在如下几个问题：一是内容过多，部分内容分析得过于深入，基础稍差的学生掌握起来有困难；二是近年来航天测控技术进步迅速，不断涌现出新概念、新方法和新技术，航天测控体制也从传统的统一载波测控体制加速向以跟踪与数据中继卫星系统为代表的天基测控体制发展，而教材没有充分反映航天测控技术的新发展。

3.教学手段单调，实践环节不足

原先的课程教学以教师板书讲授为主，配合以少量的幻灯片和课后习题作为辅助手段；学生的学习停留在阅读教材和参考书目、做课后习题上，缺少必要的实践环节。这种以讲授为主的教学模式无法充分调动学生的学习兴趣和积极性，缺少必要的实践环节，学生对理论和技术的理解无法深化，学生的主观能动性没有充分发挥，分析问题、解决问题的能力和工程素养得不到提高。

二、教学改革探索与实践

1.突出教学重点，合理选择教学内容

综合考虑航天测控技术的发展现状，并结合电子工程专业本科生的预修课程以及学时数，对教学内容进行了重新安排，修订了教材。将教学内容根据测控体制划分为统一载波测控系统、跟踪与数据中继卫星系统、全球定位系统的原理及其在航天测控中的应用三个部分。对统一载波测控系统部分内容进行了三个方面的删减：一是与先修课程内容有重复或雷同的，如跟踪测轨技术中的角度测量技术，在先修课程“雷达原理”中已有讲述，直接删除；二是要求具备比较专业的预修知识而学生又不具备的，如遥控编码体制，对电子工程专业的本科生来说由于不具备相应的预修课程，理解存在较大的困难，进行了删减，并提供相关的参考书籍供有兴趣的学生参考；三是难度太大的内容，如测控信道的设计，这部分内容要求学生在理解信号调制理论的基础上，结合特定工程实际设计出最佳波形，对大部分学生来说要求过高，也进行了删减。根据航天测控技术的发展趋势，对跟踪与数据中继卫星系统的组成、工作原理以及采用的新技术等部分内容进行了扩充。调整后的教学内容，既重视基本原理的教学，也重视测控系统的分析，还涉及测控新技术的介绍。

2.采用多种模式教学方法，提高教学效率

对课程的总体教学目标和教学所包含的知识点进行了分析，并对教学方法和教学过程进行精心设计。针对不同的教学内容，采取多种形式的教学方法，包括课堂理论教学、比较教学、案例教学、讨论教学等，并有机地结合起来。

基本原理如测控信号基本理论、测距原理、GPS工作原理等内容采用课堂理论教学，开发了多媒体教学课件，除传统的公式推导和文字描述外，配以适当的图片、动画，直观地说明理论分析结果，使学生对一些重要的结论留下深刻的印象，强化教学效果。

航天测控系统的教学若采用简单的讲授教学，由于学生工程实践经验少，往往不能深刻领会系统的内涵，抓不住重点，因此采用案例教学法与比较教学法相结合的教学方法。选择航天测控系统中较为简单但具有代表性的“单通道锁相接收机”作为教学案例，先对系统作简单介绍，使得大家对航天测控系统有一个感性认识，然后提出问题，供同学们分组分析、讨论。如跟踪测轨系统锁相接收机与一般雷达系统接收机进行比较，通过比较启发学生思考二者结构上的根本区别是什么，工作原理有什么不同，航天测控系统采用这种特殊类型接收机的原因是什么。通过比较学生较易理解航天测控跟踪测轨系统与一般雷达系统的异同，达到触类旁通的效果。通过开设讨论环节，营造生动、活跃的课堂气氛，培养学生思考问题、解决问题的能力，变被动接受为主动思考。最后以科研成果进课堂的形式对案例进行总结，同时引导学生了解航天测控系统设计基本方法。将教学团队在航天测控接收机领域所作的科研成果——某改进型航天测控接收机实物搬进课堂，分析传统接收机存在的缺陷，改进型接收机性能有哪些改善，从哪几个方面着手进行改善，如何进行改进等。通过这一具体案例，充分激发了学生的积极性，对航天测控系统设计方法这一难点也有了初步的认识。

在教学手段上，除采用计算机辅助教学外，还充分利用校园网资源，开展网络教学。编制适合网络教学的课件，提倡学生网上提问，进行网上答疑，对课外拓展性的内容提供更多的学习资料和参考文献。此外，利用网络教学可部分缓解教学内容多而课时少的矛盾。

3.重视实践环节，提高学生工程素养

“航天测控”是一门理论较深、实践性强的课程，提高学生的工程素质也是本专业课的一个重要学习目标。航天无线电测控系统是一个复杂庞大的系统，没有条件开展针对整个系统的实践性教学，但在基本原理和分系统教学过程中增加了实践性环节，如简单的实验设计、开放式研究性习题设计等。另外，对深空测控、小卫星测控、星座测控等测控领域的新课题、新技术、新发展，根据情况开设一两个专题讲座，使学生了解航天测控技术的最新发展，提升学生应用能力。

4.加强教学团队建设

作为一门专业课，虽然面向的专业范围窄，学生层次相对统一，只要一两名老师就可完成课程的教学任务，但不能因此就忽视教学团队的建设。作为教学活动中的关键要素之一和教学活动的具体实施者，教师本身的专业理论知识、实践能力、教学能力、科研能力对课程的教学效果有决定性的影响。因此，我校建立了一个由教授、副教授、讲师等不同层次教师组成的教学团队。团队中所有成员都从事航天测控领域的科研工作，由同时具有丰富科研经验和教学经验的副教授担任主讲老师，由教授开展航天测控领域新技术、新发展专题讲座，其他成员的科研成果为教学案例提供支撑。同时通过“跟、帮、带”，促进年青教师的成长，保证教学团队教学水平的稳步提高。

三、结束语

随着航天技术在国防、国民经济中日益广泛的应用，航天测控技术也获得了快速发展和广泛重视，对“航天测控”课程教学提出了越来越高的要求。本文对“航天测控”课程存在的问题进行了分析并提出了切实可行的改进措施，通过教学内容、教学方法、教学过程和师资队伍建设的改革，精简了教学内容，采用了以比较教学法和案例教学法为主导的多样化教学方法，充分调动了学生的学习积极性和主动性，培养了学生自主学习能力、分析解决问题能力，达到了专业知识学习和专业技能培养并举的目标。

参考文献：

航天概论论文篇9

Computer Engineering, USA

Missile Guidance and

Control Systems

2004, 675 pp.

Hardcover EUR 259.00

ISBN 0-387-00726-1

G. M.塞奥里斯 著

虽然导弹制导和控制系统的出现源自军事目的，但是这项技术已经应用于很多领域，比如机器人、工业过程控制和全球定位系统（GPS, Global Positioning System）。本书详细的阐述了这项技术的最新幕后，战略和战术导弹及其对给定目标的制导、控制和采取的策略。

本书论述了关于制导飞行的数学，涵盖了如下几个论题：导弹的空气动力学、导弹的数学模型、武器发射、全球卫星定位系统（GPS）、地形轮廓匹配（TERCOM, Terrain Contour Matching）、巡航导弹的力学化方程、以及弹道导弹制导。

全书共分7章：第1章回顾了过去和现在的制导导弹系统，以及现代武器的演化；第2章讨论了导弹通用运动方程，其中包括通用坐标系、刚体运动方程、D'Alembert定理、以及拉格朗日旋转坐标系；第3章阐述了空气动力学和系数，空气动力学的力和动量的处理，以及导弹寻找目标和制导自动化等问题；第4章处理了各种战略制导的各个重要技术问题，包括自动制导、命令制导、比例导航和扩充比例导航；第5章讨论武器发射系统和技术；第6章主要阐述战术导弹，包括经典双体问题和Lambert理论、隐式和显式制导、大气重入、以及弹道导弹的拦截；第7章关注巡航导弹理论和设计，主要讨论了巡航导弹导航的概念、地形匹配制导的概念、以及全球定位系统。每一章末尾都标明进一步阅读和学习的论文和书籍。除此之外，本书的几个附录也为读者提供了很必要的信息：附录A.几个基本参数；附录B.技术词汇表；附录C.同义词索引表；附录D.标准大气；附录E.导弹的分类及定义；附录F.过去和现在的导弹系统。

本书的读者必须熟悉微积分、常微分方程和一些现代控制论的知识，书中提供了很多实际的例子，使得概念更加易于理解。本书适合航空航天工程学生，以及从事航天制导技术和控制技术研究的工程师阅读。

丁丹，硕士生

航天概论论文篇10

1航天特色的基本内涵

特色是一种与众不同的东西，可简单地概括为“人无我有，人有我优，人优我精”。特色既是一种相对优势，又是一种资源优势。世界上任何一所一流大学、一流科研机构、甚至一个国家、一个民族都会拥有自己的教育特色，体现在其人才培养、科研、服务社会以及国际化交流与合作的各个方面。例如，“美国常青藤联盟”培养出了众多的诺贝尔奖获得者和国家总统，其中的耶鲁大学甚至被誉为是“总统的摇篮”，其最突出的教育特色竟然是“学生社团”。又例如，由物理学家尼耳斯·玻尔任所长的哥本哈根大学物理研究所，曾有10人获得过诺贝尔奖，其教育特色竟然是“不教之教”。这几乎完全是靠榜样的力量催人奋进的。再有就是众所周知的犹太民族，其人口虽然只占全世界人口的千分之二，却取得了29%的诺贝尔奖。而这个民族的教育特色竟然是：“生存从娃娃抓起”、“没有教育，就没有未来”。由此可以看出特色的重要育人功能。关于特色的类型，可以用二元化方法将其划分为物质实体和精神实体两个方面；也可以按照其地位、作用和性质进行多元化划分。航天特色形成于上个世纪的90年代，主要以精神实体的形式出现。1986年春，原航天工业部党组总结提炼了“航天精神”：“自力更生、艰苦奋斗、大力协同、无私奉献、严谨务实、勇于攀登。”1999年9月，中共中央、国务院、中央军委表彰“两弹一星”元勋，提出了“两弹一星精神”：“热爱祖国、无私奉献、自力更生、艰苦奋斗、大力协同、勇于攀登。”1999年12月，原航天工业部一院党委总结提出了“四永精神”：“永不停步、永攀高峰、永保成功、永创一流”。2002年3月，在“神舟”三号、四号准确送入预定轨道后，总书记高度评价航天科技队伍是一支“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的队伍。2003年10月，在神舟五号发射成功后，总书记提出要大力发扬“载人航天精神”。2005年11月，在神舟六号载人航天飞行圆满成功后，总书记指出：伟大的事业，孕育伟大的精神，伟大的精神，推动伟大的事业，广大航天工作者为祖国航天事业建立的卓越功勋，党和人民永远不会忘记！2012年7月，在天宫一号与神舟九号交会对接任务顺利完成后，总书记再次勉励大家：大力弘扬载人航天精神，团结拼搏、开拓奋进，推动我国航天事业不断取得更新更大的成绩！作为航天特色重要组成部分的还有“哈工大精神”：“铭记责任，竭诚奉献的爱国精神；求真务实，崇尚科学的求是精神；海纳百川，协作攻关的团结精神；自强不息，开拓创新的奋进精神。”以及我院已故院士“马祖光精神”：“克己奉公、淡泊名利、甘为人梯、谦逊质朴、无私襟怀。”哈尔滨工业大学作为中国航天领域里的一支重要的教育科研队伍，她的许多优秀儿女正是在“两弹一星精神”、“中国航天精神”、“哈工大精神”、“马祖光精神”的感召下，历经“哈工大校训”：“规格严格，功夫到家”这一精英教育理念的洗礼，怀揣着与祖国同呼吸共命运的思想情怀，走向祖国航天事业。

2航天特色的基本结构

在具体的教育实践中，按照作用划分，航天特色的基本结构由办学特色、教育特色、教学特色、环境特色以及管理特色组成。其中，办学特色之一体现在“立足航天，服务国防，面向国民经济建设主战场”这一办学方向上；办学特色之二体现在哈尔滨工业大学实行“一校多区”、“学院制”的办学模式以及“中心、系、所”等丰富的办学组织形式上。教育特色重点体现在哈尔滨工业大学始终坚持推行通识教育、素质教育、创业教育、创新教育以及精英教育并存的综合教育模式上。教育模式是一种相对稳定的教育行为方式。它包括开始一种教育的理论依据、教育目标、必要的资源条件、实施方式以及评价准则等。精英教育的实现更多的是来自于一种综合的教育模式。这种综合教育通常以通识教育、素质教育为基础，以创新教育、创业教育以及精英教育为重点。因为精英人才不会横空出世，他需要一些基础性的东西在里面，特别是人文素质方面的东西。理解和把握综合教育，需要对当前主流的教育理念进行讨论。教学特色一般指在教育教学规律基础之上的教学思想、教学内容、教学方法方面具有独特之处。环境特色一般是指独特的校园历史文化环境以及相关的社会实践环境，是学生进行各种富有教育成长意义的课外活动场所。这种独特校园环境与社会实践环境背景下的课外活动是课堂教学不可替代的重要补充，其作用不容忽视。管理特色是指管理思想及其外在表现物———管理规章制度以及管理行为上的独特之处。管理思想上的特色是选择和执行了何种管理哲学，也就是对待管理问题采取了何种世界观、认识论与方法论；管理制度上的特色是为贯彻所选择的管理思想而采取了哪些独特的约定或规定；而管理行为上的特色则是对这些约定或规定执行力度与范围的大小。例如，“用99%的努力去应对1%的错误”就是航天特色中最为典型的管理特色之一。

3航天特色的基本功能

航天特色不仅具有结构，还具有相应的功能。在人才培养过程中，不同的特色具有不同的功能。航天特色具有导向功能、规范功能、组织功能、激励功能和示范功能等。其中，导向功能也称定向功能，它规定了特色作用的切入点以及作用的方向、范围和力度。规范功能是指特色对人的思维与行为具有相应的约束力，当这种约束力由于无法定量描述而形成一种标准时，就将其称为规范。在这里，规范多指群体所确立的思想与行为准则，如思想道德等方面的独特要求。组织功能是指当把特色作为完成某一目标的核心要素时，其他要素就必须围绕它被组织起来，思想就必须绕其运转、行为就必须聚焦其上，这就是特色的组织功能。激励功能是指特色往往蕴涵有丰富的优秀思想和高尚的行为以及很高的历史文化价值，对人才的成长具有明显的促进作用。示范功能是指特色对于人们学习、借鉴先进的思想、方法和行为具有榜样作用和垂范作用。航天特色既是一种全局性特色，又是一种局域性特色。作为全局性特色，它满足了社会发展的需要，满足了学校自身发展的需要，满足了学生全面发展的需要，满足了教师个人发展的需要，从这个意义上讲，航天特色反映了“合目的性”这一上位教育规律；作为局域性特色，它在办学认识以及教育实践等方面发挥着重要的影响力和约束力，而这又反映了“合规律性”这一下位教育规律。事实表明，一个真实有效、结构完整、品位较高的特色无论是对于人才培养、科研，还是服务社会都具有非常深远的影响。

二教育理念的基本内涵与十大主流教育理念

1理念与教育理念的基本内涵

不同的教育理念，其对应的培养体系是不尽相同的。作为精英教育培养体系，其内容的确定有赖于对精英教育理念的清醒认识与把握。为此，我们从“理念”和“教育理念”两个概念入手来把握精英教育理念以及它与其他“教育理念”的区别。我国学者韩延明对“理念”以及“教育理念”的研究是非常深刻的。他在其博士论文《大学理念探析》中对“理念”和“教育理念”给出了权威解释：“理念”有四方面的含义：“一是理性认识，二是理想追求，三是思想观念，四是哲学观点。”作为上位概念，“理念”既包含了认识、思想、价值观、信念、意识、理论、理性、理智等下位概念，又涵盖了上述下位概念的表现物，如目的、目标、宗旨、原则、规范、追求等，这样一种直观的界定，比较全面、真实地反映了“理念”的内涵与外延。正是如此之宽的内涵与外延，才导致了当今社会对“理念”一词的泛用。而他对“教育理念”的解读是：“教育理念是教育思想家乃至整个民族长期蕴蓄和形成的教育价值取向的反映、体现和追求，是关于教育发展的一种理想性、精神性、持续性和相对稳定性的范型，具有导向性、前瞻性、组织性与规范性的特征。”其中，教育理念的前瞻性表现在教育要面向未来、面向世界和面向现代化。教育理念有如下几个特点：（1）教育理念是教育主体对教育及其现象进行理性认识的成果；（2）教育理念包含了教育主体关于“教育应然”的价值取向；（3）教育理念是教育主体对教育现实的自觉反映；（4）教育理念是个其外延比较宽泛并能反映教育思维一类活动诸概念共性的上位概念，如教育思想、教育观念、教育主张、教育看法、教育认识、教育理性、教育信念、教育信条等都是其下位概念，这些下位概念的表现物为教育宗旨、教育使命、教育目的、教育理想、教育目标、教育要求、教育原则等；（5）教育理念对教育实践具有引导、前瞻、组织与规范等功能。上述特点正是教育理念对培养体系的影响之所在。

2精英教育理念与其他主流教育理念

精英教育理念强调立足于传统文化价值观，结合现代教育科学发展的优秀成果，致力于帮助更多的人成为具有高度的责任感、荣誉感、使命感，对社会发展具有推动能力和奉献精神的杰出人才。哈工大校训———“规格严格，功夫到家”，从提出伊始，其本质就是指向精英教育理念的。与精英教育理念相对应的其他主流教育理念有：（1）以人为本的理念强调以人为本，把重视人、理解人、尊重人、爱护人、提升人和发展人的精神贯注于教育教学的全过程、全方位。“哈工大校训”在很大程度上蕴含有这种教育思想。（2）全面发展的理念强调现代教育以促进人的自由全面发展为宗旨，因此它更关注人的发展的完整性、全面性。“哈工大校训”在一定程度上蕴含有这种教育思想。（3）素质教育的理念强调知识、能力与素质在人才整体结构中的相互作用、辩证统一与和谐发展。“哈工大校训”在很大程度上蕴含有这种教育思想。（4）创造性理念强调由创新教育与创业教育二者结合而成的创造力教育，就是实现由知识性教育向创造力教育的转变。（5）主体性理念强调现代教育是一种主体性教育，它充分肯定并尊重人的主体价值，高扬人的主体性，充分调动并发挥教育主体的能动性，使外在的、客体实施的教育转换成受教育者主体自身的能动活动。（6）个性化理念强调尊重个性，正视个性差异，张扬个性，鼓励个性发展，它允许学生发展的不同，主张针对不同的个性特点采用不同的教育方法和评估标准为每一个学生的个性充分发展创造条件。（7）开放性理念强调打破传统的封闭式教育格局，取而代之的是一种全方位开放式的新型教育。它包括教育观念、教育方式、教育过程的开放性，教育目标的开放性，教育资源的开放性，教育内容的开放性，教育评价的开放性等。（8）多样化理念强调教育需求的多样化，为适应经济社会发展的要求，人才的规格、标准必然要求多样化；其次表现在办学主体多样化，教育目标多样化，管理体制多样化；再次还表现在灵活多样的教育形式、教育手段，衡量教育及人才质量的标准多样化等。（9）和谐理念强调现代教育主张把教育活动看作是一个有机的整体，这一整体既包括教育活动内部的教师、学生、课堂、实践、教育内容与方法诸要素的融洽与和谐统一，也包括教育活动与整个育人环境设施和文化氛围的协同互动、和谐统一，把融洽、和谐的精神贯注于教育的每一个有机的要素和环节之中。（10）系统性理念强调教育是一种社会大教育体系，它需要在系统工程的理念指导下进行统一规划、设计和一体化运作，以培养人们的学习能力，提升人们的生存和发展能力。上述理念从各个方面表达了教育主体在教育实践以及教育思维活动中形成的对“教育应然”的理性认识和主观要求。需要指出，反思人类社会的教育实践，精英人才的产生是多途径、多方式的，并非只有精英教育才会产生精英人才，其他教育理念之下的教育实践也产生了许多精英人才，基于这一事实，我们认为，精英教育理念与其他教育理念是相辅相成的，互为前提的，精英教育应以其他教育理念下的教育实践为基础，坚持一种基础教育、通识教育、大众教育与素质教育基础之上的精英教育，才是符合客观教育实际的一种明智之举。哈尔滨工业大学也正是在此基础上开展精英教育问题理论研究与探索的。

三航天特色、精英教育、培养体系三者的关系

培养体系是在给定条件下实现教育目标的一种最佳解决方案。主要通过理论设计和详细设计而获得。理论上，其加强型体系结构上一般由目标、内容、方法、组织、资源、保障和评价七大分支体系组成。航天特色、精英教育与培养体系之间的关系是一种办学方向、教育理念与教育实践之间的关系。航天特色、精英教育、培养体系三者之间具有一种由表及里和由内而外的张力约束关系，是一个有机整体。这种张力约束关系表现在培养体系的良好实践扩大了教育理念的内涵与外延，也历史地促进了种种特色的形成。相反，既定的特色和既定的教育理念对培养体系的建构与运用也会产生种种限制和约束。而特色和教育理念之间的相互作用关系则是当两者合力方向一致时，特色有助于教育理念的实现与发展，教育理念则是有助于特色的形成与演变。从另一个角度看，有什么样的特色与教育理念，就会有什么样的培养体系，三者相辅相成、互为条件，互为基础。

航天概论论文篇11

中图分类号： U698

文献标志码： A

Abstract： In order to improve the navigation safety of inland sightseeing ships， and reduce the risk level of catastrophic shipbridge collision accidents， the shipbridge collision probability based on AASHTO model is predicted， the impacts of collision forces on the ship bow structure safety and the ship stability with a large inclination angle are analyzed， and then the shipbridge collision risk assessment method is proposed. The method is used to evaluate the shipbridge collision risk of an inland sightseeing ship. The influences of the ship speed and the deformation coefficient of the bridge pier anticollision device on the ship bow structure safety and the ship stability with a large inclination angle are discussed. The result indicates that： if the ship speed is reduced properly when passing through the bridge water area， the ship capsizing accident caused by shipbridge collision can be avoided； adding elastic or flexible anticollision device and increasing the deformation coefficient of anticollision device， the ship structure damage degree can be reduced so as to avoid ship capsizing. The risk assessment method is rational and the conclusion can be used as reference for safe navigation of inland sightseeing ships.

Key words： shipbridge collision； risk assessment； navigation safety； deformation coefficient

0 引 言

2015年6月1日，“|方之星”号旅游观光船在长江大马洲水道因突发罕见的强对流天气翻沉，造成442人死亡的特别重大灾难性事件.2016年6月4日，四川广元白龙湖景区“双龙”号旅游观光船因突遇强烈阵风翻沉，造成15人遇难的重大灾难性事件.由以上2个事故可见，内河观光船因乘客数量大，若翻沉将可能导致重大灾难性后果.内河旅游观光船主尺度较小、重心较高、稳性储备少，若发生船撞桥事故则较容易翻沉，也会导致重大灾难性事故发生.

伴随着公路、铁路和轨道交通的建设，内河航道桥梁数量越来越多，对内河观光船的航行安全产生了较大影响.近年来乘坐旅游观光船的乘客数量不断增加，使得内河观光船数量越来越多，内河观光船撞桥事故的风险水平越来越高.根据墨菲法则：风险由系统自身复杂性、关联性和不确定性决定；常规技术安全措施无法完全避免事故的发生.基于科学分析和评估的风险预报，可在风险与收益中取得最佳平衡.[1]因此，对内河观光船撞桥风险进行评估，并采取措施使风险水平和等级在可接受范围内是十分必要的.

陈国虞等[2]分析了船撞桥概率问题，说明以概率分析决定建与不建桥墩防撞装置的不合理性，提出了桥梁应保尽保.杨祥睿[3]利用船撞桥风险贝叶斯网络模型降低船撞桥概率水平.甘浩亮等[4]应用AASHTO模型研究了船撞桥的概率，提出了缓解措施.习倩倩[5]针对山区河道特点，修正了AASHTO船撞桥概率模型.谭志荣[6]就长江干线船撞桥事件及风险评估方法进行了研究.戴彤宇等[7]提出了高斯分布的船撞桥概率模型.唐勇等[8]对比分析了船撞桥概率模型中最具代表性的AASHTO模型、KUNZI模型和改进KUNZI模型等3种模型.龚婷[9]认为船撞桥概率模型中几何碰撞概率的积分区间取值偏小，应考虑紊流宽度的影响.张存辉等[10]计算了船首、甲板、桅杆撞击拱桥拱腿的撞击力.耿波等[11]以AASHTO船撞桥概率分析思想和积分路径分析思想为基础，提出可考虑水位变化影响的船撞桥拱圈的概率计算方法.陈明栋等[12]提出了一个对AASHTO的偏航概率经验公式的修正计算方法.尹紫红等[13]运用AASHTO船撞桥概率模型对某桥梁进行营运期风险评估.林辉等[14]运用模糊数学理论对基于性能的船撞桥设计进行模糊决策.SU等[15]根据福建内河航道特点，修正了AASHTO船撞桥概率模型.IWAI等[16]研究了桥墩绕流水动力及碰撞力学问题，提出减少船撞桥对桥梁危害的措施.综上所述，船撞桥风险评估的研究方向主要集中在桥梁是否受损、倒塌及其防撞设计等方面，而对船撞桥引起船舶结构损坏及船舶倾覆的安全风险评估的研究比较罕见.因此，本文基于AASHTO模型计算船撞桥概率，并分析撞击力对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响，并用该方法评估船撞桥风险水平.

1 建立船撞桥风险评估方法

1.1 风险评价及风险决策方法[1]

事故风险是由事故发生概率和事故造成的损失确定的.内河观光船撞桥的风险（R）是由船撞桥的概率（p）和对船舶造成的损失（c）确定的，可以表示为

内河观光船撞桥风险评价和决策的基本流程主要包括风险定义、风险识别、风险估计、风险评价等环节.首先，根据事故后果严重程度将事故后果分成4类（见表1）；其次，划分各种灾害发生的概率水平（见表2）；再次，将各种灾害下的事故后果和灾害发生的概率水平结合起来决定风险等级（见表3）；最后，确定风险决策准则（见表4）.

1.2 船撞桥风险评价的概率预报

AASHTO船撞桥概率模型[17]适用性和可操作性较强，被广泛应用于船撞桥概率预报.该模型假设船舶按固定航路航行，固定航路与桥墩之间保持安全距离.船舶通过桥区水域时如果因意外失去控制，则其是否与桥墩发生碰撞取决于船舶位置、船舶尺度、桥墩尺度等.船舶因意外失控，与桥墩产生碰撞的区域称为桥船碰撞区.AASHTO模型采用正态分布模拟船舶按固定航路通过桥区水域时的通航密度，见图1.正态分布标准差σ为船舶总长，图1中阴影面积即为船舶碰撞桥墩的几何概率pG.

不考虑波浪横摇时，船舶的最小倾覆力臂为lqo.若l>lqo，则船撞桥将导致船舶发生倾覆事故.

2 船撞桥风险评估方法的应用

2.1 观光船及桥梁主要参数

广东省清远市北江观光休闲游线路为从旅游码头到飞来峡航线.观光船需通过北江白庙大桥（如图2，设2个通航孔，跨距80.0 m，桥墩宽度6.0 m，净高8.9 m，净宽70.3 m）.据统计，2012年北江的游客量达250万人次，有约200艘观光船在景区营运.根据清远市发展规划，预计到2020年北江游客量将达350万人次，2030年将达650万人次.

26 m双层观光船为北江观光休闲游线路主力船型，采用单机、单桨、单舵、尾机型.船舶总长

30 m，水线长26 m，垂线间长26 m，型宽7 m，型深1.8 m，O计吃水1.1 m，排水量155 t，设计航速20 km/h，船员4人，乘客99人.艏尖舱长度为4 m；初稳心高为2.156 m，极限静倾角为11.467°，最大复原力臂为0.568 5 m，最大复原力臂对应角为19.812°，不考虑波浪横摇的最小倾覆力臂为0.363 m；总布置如图3所示.

2.2 观光船撞桥风险评估

2.2.1 船撞桥概率水平

观光船碰撞桥墩的概率水平采用AASHTO模型计算.根据文献[17]的统计结果，普通船舶单航次偏航概率约为0.6×10-4.根据文献[20]的计算结果，当观光船通过桥区水域的漂角分别为0°，1°和2°时，碰撞桥墩的概率水平分别为0.008 332，0.009 028和0.009 724.

2.2.2 船撞桥造成观光船结构损坏风险分析

根据表5的计算结果，当船舶以设计航速20 km/h航行时，碰撞桥墩所导致的船首结构损坏长度为0.468 m，未损坏防撞舱壁，船舶可以安全航行到邻近码头.

结构损坏导致的风险后果属于较轻的.结合灾害发生概率分类和风险等级分析矩阵，风险等级属于“低风险”，风险决策准则属于“可接受，非重点安全检查和管理”.

2.2.3 船撞桥造成观光船倾覆风险分析

根据表6的计算结果，当观光船以设计航速20 km/h航行时，侧向碰撞将导致船舶倾覆.观光船在设计工况（乘客99人，船员4人）航行时，若发生与桥墩侧碰情况，将导致船舶倾覆，发生特大水上交通事故.

观光船倾覆导致的后果属于灾难性的.结合灾害发生概率分类和风险等级分析矩阵，风险等级属于“中风险”，风险决策准则属于“可接受，重点安全检查和管理”.

3 降低风险水平的措施

3.1 降低船舶航速

如表6所示，船舶碰撞速度越大，碰撞力和倾覆力臂越大，船舶越容易倾覆.因此，船舶通过桥区水域时，可适当降低航速，避免船撞桥倾覆事故的发生.

3.2 桥墩增设弹性防撞装置

根据桥区水域船型特点，设计弹性或柔性防撞装置.如表7所示，船舶航速不变，以变形系数作为变量进行分析，随着变形系数的增加，撞击力和倾覆力臂均减小，可避免船舶倾覆事故发生.因此，增设弹性或柔性防撞装置，碰撞力减小，可减少船舶结构损坏，避免船舶倾覆.

4 结束语

为提高内河观光船航行的安全性，降低船撞桥灾难性事故发生的风险水平，基于AASHTO模型计算船撞桥概率水平，分析撞击力对船首结构安全和船舶大倾角稳性的影响，提出船撞桥风险评估方法.应用该方法对某内河观光船撞桥风险进行评估，并讨论了航速和桥墩防撞装置变形系数对观光船结构安全和船舶大倾角稳性的影响.得出结论：船舶通过桥区水域时，若适当降低航速，可避免船撞桥所致的倾覆事故的发生；增设弹性或柔性防撞装置，增加防撞装置变形系数，可减少船舶结构损坏程度和避免船舶倾覆.本文提出的船撞桥风险评估方法是合理的，结论可用于指导观光船航行.

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航天概论论文篇12

1非相关文献知识发现方法对于航天情报研究的重要意义

作为科技情报研究领域中的一个分支，航天科技情报研究既有与其他专业情报研究相同的一面，也有其保密性强、难以从公开渠道获取等特点。一直以来，航天情报研究多采用定性分析为主、定量分析为辅的方式，分析方法也局限于传统的情报研究方法，因此检索前沿技术发展动向时，会出现“巧妇难为无米之炊”的现象，难以发现有价值的文献，无法为科研决策提供有效的情报支持。

1986年，don．r．swanson在研究时偶然发现以雷诺病生理改变作为中间词，可将以鱼油和雷诺病为主题词检索到的两组原本无联系的文献联系起来，得出鱼油有助于雷诺病的治疗的结论。于是swanson认为，对于两组非相关文献a和c，可以通过某中间词或中间文献b建立起二者的关联，上述发现a、c关联的过程称为非相关文献知识发现方法。1997年，swanson在描述知识发现的过程中，提出了开放式和闭合式两种方法(如图1所示，该方法2001年被weeber正式命名)。wwW.133229.cOM在科学假设的形成阶段主要采用开放式方法，以感兴趣的主题c为初始点，发现中间集合b，通过中间集合b与文献集合a之间的关系，确定c与a之间的关联。在科学假设验证阶段主要采用闭合式方法，从c、a两端同时开始进行检索，产生相互交叉的词汇集合b。这种知识发现方法的诞生，不仅对情报学的学科建设具有重大意义，同时可有效解决一般检索方法无法发现有价值文献的问题，为航天情报研究者指明了努力的方向，具有里程碑意义。

与swanson提出的非相关文献概念相比，本文中的非相关文献概念有所扩展，是指文献之间不彼此引用、没有被共引且也不共引其他文献…、不能用主题检索等常规检索方法同时被检索出来的彼此间相对独立的文献。非相关文献知识发现则是指以揭示隐含于非相关文献中的尚未被人们认识或发觉的知识片段的逻辑联系，从而提出知识假设，以便专业研究人员进一步证实，促使新知识的产生为目的的情报研究过程。

2非相关文献知识发现方法的应用现状及发展

swanson提出非相关文献知识发现方法后，很多学者在其基础上进行了方法的改进和应用领域的拓展，使得该方法在其他学科的移植应用成为可能。

1993年，z．chen在swanson理论的基础上提出一种整合分散在文献内部知识片断间逻辑关联的方法，为建立不同专业领域间的知识关联开辟了新途径。1996年，m．d．gordon创建了基于短语的词频统计方法，并建立起中介文献的概念，将非相关文献的发现应用扩展至学科和领域之间，拓展了基于非相关文献知识发现应用的广度。航天情报领域与物理、化学、材料等领域密切相关，非相关文献知识发现方法的跨学科、跨领域性使其可以用于发现不同学科和不同领域之间的隐含逻辑联系。

swanson本人也尝试将该分析方法向数据库移植，1999年专门针对医学数据库medline设计了人机交互检索系统arrowsmith，用于自动检索联系两组非相关医学文献的中间文献。arrowsmith系统除可以模拟整个非相关文献知识发现过程外，还提供了生物医学文本挖掘工具列表和以作者为入口的检索模块等8个模块，提高了实现过程的效率，使该方法在某些学科的大规模应用成为可能。

2001年，weeber提出了基于“概念”的非相关文献发现方法，并开发出专门用于metamap的基于概念的自然语言处理系统——dad系统j。同年，m．d．cordon和lindsay研究了该方法在万维网中的应用，积累了网络应用经验。kostof研究小组将swanson理论的应用范围拓展到决策服务领域中，使其更具实践价值。

2001-2003年间，p．srinivasan等也开展了对开放知识发现过程的研究。柏林自由大学医学图书馆的j．stegmann等开始尝试用共词聚类分析来模拟知识发现的过程，寻找从来源文献到目标文献的路径和规律。2001-2005年问hristovski等将该方法用于遗传学领域]。2006年，swanson以medline为目标数据库，在回顾其以往基于非相关文献发现研究的基础上探讨了如何提高获取文献b的准确度的问题，认为根据特定主题事先获取文献a和c时应该优先考虑使用标题字段和mesh主题词表术语。

在方法改进的同时，非相关文献知识发现方法的应用领域也在不断扩展，可以用于biosis，embase，scisearch，intemetdatabases等数据库中，但仍限于生物医学领域。直到1999年k．a．cort将其用于wilson人文数据库隐含知识关联的挖掘，利用该方法揭示了此前从未被人文领域知晓的现代诗人r．fomt同古希腊哲学家cameades之间的思想关联，非相关文献知识发现方法的应用领域得到实质性拓展。

国内对swanson情报学方法及arrowsmith软件的介绍始于2000年，多数文献是对swanson方法的评价、简介和相关性算法改进，实践方面限于网络版的arrowsmith的利用和设计中文系统重现swanson知识发现过程，也有文献探讨了该方法向中医药领域拓展的可行性和数据集构建等问题。目前，基于文献的知识发现方法已经成为国内情报界研究的热点，先后有20余篇文献在各种刊物上发表，种种改进使非相关文献知识发现方法日趋成熟和完善，为该方法用于航天科技情报研究领域奠定了基础。

3非相关文献知识发现方法应用于航天科技情报领域可行性分析

3．1领域比较

非相关文献知识发现方法在人文领域的成功应用证明了该方法的普适性。因此，将该方法用于航天领域有其可能性。与医学领域相比，航天领域有以下异同(见表1)。

相似点：有特定的检索需求；有独立的情报研究机构和情报研究人员；有比较完善的主题词表；有相对完善、独立的数据库；有专业词典。不同点：没有开展过类似的研究；没有一体化的语言系统；没有专门的人机交互系统；保密要求，不能及时获取全部文献；政治原因，人工处理，消除文献间联系。

3．2发现流程及关键技术分析

分析swanson知识发现方法的原理和arrowsmith系统工作原理，可将非相关文献知识发现流程分为5个步骤(见图2)。

第一步：主题确定。即确定初始检索词，依据何种主题词表选取初始检索词；是否对文献类型进行限定；确定初始文献集选取范围等。第二步：发现中间词集。具体包括自然语言处理、相关性判定、过滤修剪、确定非相关性几个方面。自然语言处理主要是建立通用语言知识库和专业语言知识库，用于自动抽词、分词。相关性判定可依据词共现、概念共现或二者相结合的方式来选取中间词，此部分算法的改进是学者研究的重点。过滤修剪有很多方法，如停用词表过滤、语义网络过滤、词频过滤、日期过滤、排序过滤、人工过滤，等等，确定非相关性可利用引文分析法。第三步：找出关联词集。与发现中间词集方法类似。第四步：验证关联。利用闭合式知识发现原理进行验证。第五步：判定过程结束。可通过设定阈值、统计参数限定或发现不到新概念作为结束发现过程的标志。

综上所述，无论是在生物医学领域还是航天领域应用非相关文献知识发现方法，其原理与技术是相同的，如果建立起相应的语义映射机制，设计算法，在航天领域应用非相关文献知识发现方法进行情报研究是完全可行的。

4可行性验证

为了验证非相关文献知识发现方法在航天领域应用的可行性，人工模拟验证了等离子体技术应用于飞行器隐身方面的知识发现过程。

·背景：20世纪60年代起，苏联开始研究新型飞行器隐身技术，到80年代左右取得一定进展。美国于20世纪90年代也开始了相应研究，研究成果处于保密。假定1995年左右，希望通过非相关文献知识发现方法发现有价值的研究方向。

·数据库选取：鉴于技术的保密性，航天领域专用数据库中难以检索到有价值的文献。因此选取iee出版的inspec数据库进行检索。该数据库收录了包括物理、电子工程和信息技术等领域的3500余种期刊，1500余种会议记录以及大量图书、报告、学位论文的摘要和索引。

·检索平台：thomsonisi公司的webofknowledge平台。

·检索时间段：1967-1994年。

·初始主题词(c)：stealthmaterial(隐身材料)。

·检索方式：主题检索、通用检索。

主题确定过程：初始考虑stealthmaterial、stealthcover(隐身涂层)、stealthcoat(隐身层)、stelathtechnology(隐身技术)4个主题词，考虑到与检索需求最为接近选取stealthmaterila作为主题词。检索结果有14篇文章。发现中间词集过程：上述14篇文章的受控标引词共计50个。进行概念聚类后按照出现频率进行统计，剔除无意义中间词后的结果见表2。

进一步修剪并确定非相关性：根据隐身技术原理，temperaturecontrol原理确实可应用于隐身(如红外隐身)但属于已知技术，故可在筛选中间词时剔除。而antennas和radarcross—sections出现频率极高，经判定与隐身技术具有相关性属于相关文献，故中间词集可确定为melectromagneticwaveabsorption和superconductingdevices。考虑到magnetohydrod)namic和superconductingdevices本身可作为隐身技术，其原理在于降低运动阻力，降低噪声，从而减小被发现的概率，继续检索意义不大，故终止以两个词为出发点的知识发现过程。最终electromagneticwaveabsoprtion词作为中间词集。

找出关联词集过程：考虑到electromagneticwaveab．soprtion含义的宽泛性和人工模拟的可行性(进行主题检索得到7928篇文章)，此处人为缩小检索范围，仅将文献集检索范围限定在标题上，检索到文章79篇，重复中间词集发现过程，得到受控主题词227个，剔除与elec．tromagneticwaveabsorption相关的词，利用词性修剪，剔除非名词及非名词短语，利用领域修剪，剔除生物等非相关领域名词，并进行概念聚类后得到19个关联词，将阈值设定为2，按出现频率排序后结果见表3。进行进一步阅读以判断是否有新的知识发现。

plasma单独出现23次，与electromagneticwave共同出现27次，高度相关，阅读分析后发现，plasma可以吸收或发射电磁波，从而避免雷达探测，用于隐身(见图3)。semiconductor也可影响电磁波的吸收和发射，用于隐身。indiumantimonide未见于电磁波吸收明显相关。supedattices主要研究电磁波在超晶格中的传播、耦合等现象，未见明显相关。excitons等离激子可吸收电磁波，用于飞行器隐身。

过程结束：将electromagneticwaveabsorption作为中间词b，成功发现了关联词plasma和semiconductor(a)。结论：plasma和semiconductor具有electromagneticwaveabsoprtion(吸收电磁波)的特性，故可以用作stealthmateiral(隐身材料)。磁动力和超导技术通过降低行动噪声也可用于飞行器隐身。

文献验证过程：采用闭合式知识发现方法在inspec数据库中检索1999年后发表的文献，发现关于等离子体隐身技术的研究文献公开发表于2002年，而在国防科技信息服务系统中，检索发现最早文章发表于1999年。中文维普数据库中，发现2000年以后，关于等离子隐身方面的中文文献大量发表(见图4)。关于磁动力和超导技术通过降低行动噪声用于飞行器隐身的文献和半导体材料用于隐身的文献也有发表。

事实验证：俄罗斯于1999年5月公布，将一等离子体发生器安装在米格战斗机上，用于飞机隐身。1997年，美国委托田纳西大学研发等离子体隐身天线。分析1995年前发表的文献，electromagneticwaveabsoprtion与plasma同时出现的频次非常高，而stealthmateiral与electromagneticwaveabsoprtion原理也很清楚，然而却没有直接揭示两者联系的文献发表，无疑令人费解。然而考虑到航天领域的政治性与保密性，可将其解释为stealthmaterial与plasma的关系是被人为屏蔽掉的，即不公开发表或人为去除联系或将边缘文献发表在领域外期刊上。因此，上述知识发现过程可称为用非相关文献知识发现法发现航天领域内被人为屏蔽的相关文献的过程。

上述过程同时证明非相关文献知识发现法可应用在航天领域，用于非相关文献知识发现和人为屏蔽的相关文献知识发现，对航天科技情报工作者来说无疑是个喜讯。