空中交通管理系统与技术国家重点实验室（以下简称“实验室”）成立于2015年9月，依托中国电子科技集团公司第二十八研究所建设运行，是国家空管科技创新体系的重要组成部分，是空中交通管理技术领域自主创新、成果转化、人才培养的重要基地。实验室重点开展空中交通管理应用基础理论和共性技术研究、新技术应用与演示验证、产品与技术研发，设有空管系统顶层规划和体系结构理论与方法、空中交通态势生成服务理论与技术、空管智能化辅助决策理论与技术、空管系统仿真评估理论与技术四个研究方向。 为贯彻落实创新驱动发展战略，充分发挥实验室作为创新主体的作用，中国电子科技集团公司第二十八研究所秉承“创新、联合、开放、共享”的理念，设立实验室开放基金，用于联合外部优秀创新团队开展新思想、新技术、新方法的探索性、创造性研究与应用。现发布2021年开放基金课题指南，诚挚邀请国内外相关领域科技工作者积极参与踊跃申请。 一、2021年度资助课题 （1） 低空空域飞行器运行安全空地协同管理技术研究 （2） 下一代宽带物联网及其关键技术在机场飞行区的应用研究 （3） 机场飞行区安全风险认知与优化决策模型研究 （4） 飞行区异构知识融合和图谱质量增强技术 （5） 城市环境无人机集群管控效能评估指标分析方法研究 （6） 基于空域栅格的协同航迹管控技术研究 （7） 航空运输网络优化及控制技术研究 （8） 面向民航应用的GNSS电离层实时监测研究 （9） 基于多智能体强化学习的机场滑行智能调度方法 （10） 强随机、高复杂环境下的小样本目标高效检测技术 具体研究目标、研究内容、技术指标、成果形式等详见附件1《实验室2021年开放基金课题指南》。 二、申报要求 1、申请者认真阅读《实验室开放基金管理办法》（见附件2），确认符合申报条件，愿意遵守管理办法相关规定。 2、申请者填写《实验室开放基金课题立项申请书》（模板见附件3），并提交以下材料： （1）电子版申请书，含《实验室开放基金课题立项申请书》Word和PDF格式各1份，命名规则为“课题编号-课题名称-申请单位”。 （2）双面打印纸质盖章版申请书1份。所有申请材料不予退还。 3、2021年度开放基金课题申请截止日期为2021年10月12日。 三、申报材料报送地址和联系人 联系人：胡雨昕 电 话：025-82289130，13770503300 邮 编：210014 地 址：江苏省南京市秦淮区永智路1号 E-mail：sklatm@cetc.com.cn 附件1：实验室2021年开放基金课题指南 附件2：实验室开放基金管理办法 附件3：实验室开放基金课题立项申请书 （请查看原文下载附件） 空中交通管理系统与技术国家重点实验室 中国电子科技集团公司第二十八研究所 2021年9月3日 空中交通管理系统与技术国家重点实验室2021年开放基金课题指南 空中交通管理系统与技术国家重点实验室 中国电子科技集团公司第二十八研究所 二○二一年九月 概述 空中交通管理系统与技术国家重点实验室（以下简称“实验室”）成立于2015年9月，依托中国电子科技集团公司第二十八研究所建设运行，是空管科技创新体系的国家级创新平台，重点开展空中交通管理应用基础理论和共性技术研究、新技术应用与演示验证、产品与技术研发，设有空管系统顶层规划和体系结构理论与方法、空中交通态势生成服务理论与技术、空管智能化辅助决策理论与技术、空管系统仿真评估理论与技术四个研究方向。 2021年，实验室结合自身定位、研究方向和发展现状,围绕智慧空管、智慧机场、民航北斗应用的发展需求，聚焦机场飞行区物联网、无人机空中交通管理等方向，拟发布低空空域飞行器运行安全、下一代宽带物联网、协同航迹管控等10项开放基金课题，联合行业优势力量，共同探索无人机/有人机融合空域运行、机场信息化管理等领域技术创新，为民航产业拓展提供技术支撑。 一、低空空域飞行器运行安全空地协同管理技术研究（编号：SKLATM202101） 1、研究目标 针对现有低空飞行安全运行管理存在信息不完备、冲突探测与解脱智能化水平不高，空地协同不足等问题，本项目研究基于空地网络协同的低空空域飞行器运行的相关安全管理技术，为进一步提高低空空域飞行器的运行安全水平提供重要的理论基础和技术支撑。 2、主要研究内容 1） 低空多源实时监视信息融合和感知技术，增强低空空域运行态势感知能力 2） 低空空域飞行器飞行冲突智能探测技术，实现对低空空域飞行冲突的智能探测与预警，保障低空空域飞行器的运行安全 3） 低空空域飞行器飞行冲突实时全局解脱技术，为低空区域复杂飞行环境下保持飞行安全提供有效策略 3、技术指标 1） 具有低空空域实时多源时空数据感知、融合和分析能力，监视数据类型不少于3种 2） 具有根据飞行器飞行动态信息提前探测飞行器之间的潜在冲突告警能力，实时冲突探测预警时间不小于30秒 3） 空域范围不大于20Km*20Km，航空器不少于20架，一次全局解脱时间不大于10秒 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 2） 申请发明专利2项 3） 研究报告1份 4） 低空空域飞行器飞行冲突探测、解脱算法及软件等 7、应用方向 低空无人机应用 联系人：石潇竹，13851608215 二、下一代宽带物联网及其关键技术在机场飞行区的应用研究（编号：SKLATM202102） 1、研究目标 针对现阶段飞行区无线通信系统依赖公共网络、多种接入协议异构共存互操作性差、网络性能无法得到有效保障的问题，研究机场飞行区专用宽带网络架构及相关关键技术的应用，以满足智慧机场对无线物联和传输的需求，并给出未来机场飞行区宽带网络建设规划建议。 2、主要研究内容 1）飞行区下一代宽带物联网架构研究，明确需求与技术指标，设计总体架构、物联网部署方案与无线资源分配总体需求，给出网络架构、部署与安全等规划建议方案 2）围绕机场空侧“机-车-人-场道-设施”协同安全运行应用需求，开展下一代宽带物联网关键技术的应用研究，构建安全、可信、高效、协同的互联感知系统 3）开展飞行区既有节点的下一代宽带物联网接入研究，解决机场既有接入节点种类多、通信协议不同、互联互感知不足的问题 3、技术指标 1） 飞行区下一代宽带物联网架构能满足智慧机场建设网络需求，涵盖主要飞行区业务流相关节点与数据的接入 2）利用下一代宽带网络关键技术，优化网络资源分配，改善网络传输性能，实现机场业务流节点的确定性网络构建与业务数据的QOS传输，给出典型应用场景和指标要求 3） 整合飞行区既有设备的网络接入，提出既有设备的飞行区下一代宽带物联网接入方法，整体性解决飞行区多元移动节点互联互感知问题 4、进度要求 12个月 5、经费要求 15万元 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 3） 申请发明专利2项 7、应用方向 机场飞行区物联网应用 联系人：石潇竹，13851608215 三、机场飞行区安全风险认知与优化决策模型研究（编号：SKLATM202103） 1、研究目标 当前影响机场飞行区安全的风险因素主要有飞行区活动目标态势、道面状况以及气象条件等，针对机场飞行区安全运行风险认知不清晰，风险处置技术和风险协同决策能力弱等问题，本课题一是研究多风险之间的复杂耦合关系，实现对风险以及风险之间耦合关系的定性定量表征；二是研究融合风险特点以及专家经验的优化决策，实现在风险场景下快速做出辅助决策建议。 2、主要研究内容 1） 分析机场飞行区安全风险因素构成，并对风险耦合方法进行比较与选择 2） 基于机场现有数据多风险间复杂耦合关系研究，建立安全风险指标体系，并对多风险因素耦合关系进行定性定量分析 3） 基于多风险要素的优化决策模型研究，针对机场飞行区存在的安全问题建立多风险耦合决策模型，给出最优决策行为 3、技术指标 1） 至少将研究目标中涉及到的风险因素包含到风险复杂耦合关系研究中，应能实现定性定量表征 2） 辅助决策的场景应包括单风险场景和多风险场景，多风险耦合场景应包括异质风险耦合和同质风险耦合 3） 决策过程相应时间不大于1分钟 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 算法报告及模型构件（含源码） 2） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 3） 申请发明专利2项 4） 研究与技术验证报告 7、应用方向 风险决策、安全分析方法、智能化辅助决策 联系人：盛寅，13182933412 四、飞行区异构知识融合和图谱质量增强技术（编号：SKLATM202104） 1、研究目标 针对飞行区不同知识图谱中存在知识异构问题，以及在知识融合过程中提升知识图谱质量的需求，开展飞行区异构知识融合和知识图谱质量增强研究，实现不同知识图谱间自动融合和质量增强功能，支撑飞行区活动态势、道面、气象等安全态势的统一描述。 2、主要研究内容 1） 飞行区知识图谱异构实体对齐技术研究 基于飞行区已有异构知识图谱，完成不同知识图谱间的实体对齐，实现描述相同对象实体的统一标识。 2） 飞行区知识图谱实体错误检测技术研究 基于飞行区已有知识图谱，检测错误的实体类型、实体关系和属性并进行纠正，提升知识图谱质量。 3） 飞行区知识图谱隐藏知识补全方法研究 充分利用已构建飞行区知识图谱和外部数据源，实现基于内部知识的关系补全和基于外部数据的关系补全，形成飞行区知识图谱隐藏知识补全方法。 3、技术指标 1） 可支撑不少于活动态势、道面、气象三类知识图谱实体对齐 2） 可支撑不少于上下位问题、属性问题和逻辑问题等三类实体错误的检测 3） 在飞行区典型测试集上测试满足不低于95%的三元组补全正确率 4、进度要求 18个月 5、经费要求 25万元 6、成果形式 1） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 2） 申请发明专利2项 3） 研究报告1份 4） 飞行区异构知识融合和图谱质量增强技术算法报告及演示验证系统（含源码） 5） 真实环境实验验证报告 7、应用方向 智慧机场、知识图谱应用 联系人：王煊，13584059621 五、城市环境无人机集群管控效能评估指标分析方法研究（编号：SKLATM202105） 1、研究目标 针对城市复杂环境无人机群管制过程中的双方时空形态变化和能量指标转变特征，研究智能管制效能评估指标模型与分析方法，从空间、时间、能量等多维度视角对管制效能进行分类指标分析，形成无人机集群管制运行效能的指标定义与定性定量描述。 2、主要研究内容 1） 城市环境无人机集群管控机理与效能分析 2） 城市环境无人机集群管控效能评估指标模型构建与计算方法研究 3、技术指标 1） 形成不少于20项效能评估指标，明确指标定义和定性定量描述 2） 形成不少于空间、时间、能量3个维度的指标体系 3） 无人机集群智能模式设定不小于3类 4） 智能管控策略类型不小于3类 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 算法报告及软件构件（含源码） 3） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 4） 申请发明专利2项 7、应用方向无人机管控 联系人：杨毅，15077873820 六、基于空域栅格的协同航迹管控技术研究（编号：SKLATM202106） 1、研究目标 国家航空器的飞行特点、飞行性能、航迹表征与共享方式等均与民航商业飞行有较大差异，为此欧洲率先提出了任务航迹运行概念以及基于航迹的互操作理念。在任务航迹运行下，4DT由一连串“空域栅格”连接而成的飞行路径，每个“空域栅格”在四个维度（空间和时间）上都有一定精度要求，以此描述飞行过程。针对空域内的航空器机动性强、飞行路径灵活、任务场景多样等特点，研究基于空域栅格的航迹管控决策模型与算法，快速识别和定位复杂动态环境下的空域和飞行冲突，并利用智能化优化算法提供冲突消解策略，实现空域和航迹的无冲突管控，为未来高密度空域内的多类型航空器协同运行提供技术支撑。 2、主要研究内容 1） 空域数字化管控计算机决策模型算法 2） 基于空域栅格的动态空域冲突识别算法 3） 基于智能化算法的空域冲突消解技术 3、技术指标 1） 可处理的空域范围≥1000km*1000Km，高度范围0~20000m 2） 区域内可同时处理的航迹数量≥200架 3） 空域栅格区域的大小可调 4） 冲突识别结果应包括空域栅格、航空器、持续时间等要素 5） 冲突解耦应考虑飞行任务、航空器性能、编队飞行等因素，计算时间小于1分钟 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 发表论文2篇，其中中文核心期刊论文1篇 3） 申请发明专利2项 4） 算法报告及软件构件（含源码） 7、应用方向 任务航迹运行 联系人：张阳，15298377757 七、航空运输网络优化及控制技术研究（编号：SKLATM202107） 1、研究目标 针对航空网络受到外界干扰情况下，偏离原本平衡态，运输能力下降、空中交通拥堵的问题，研究国家航空网络交通流优化控制理论和方法，提出航班延误的传播机理与算法，对航空网络受扰下的平衡态和稳定性进行参数评估，并基于此基础上给出航空网络控制策略，对航班运行和交通流进行优化控制。 2、主要研究内容 1） 航空网络的复杂性评价问题研究 国家航空网络的复杂性直接影响航空运输系统的动力特性，特别是对航班延误的传播以及状态变量之间的远程作用的影响较大，因此要实现对国家航空网络的有效控制，研究网络的复杂性是基础。 2） 航班延误的传播机理和网络传播动力学研究 航班延误传播与网络复杂性有关，研究复杂性和远程作用，建立延误传播方程，研究航班延误消散、增强和扩散的临界点、延误状态的分叉点，研究在干扰项作用下航班延误网络传播的动态特性和传播前沿面，掌握航班延误的传播规律，为有效控制策略提供基础。 3） 航空网络的平衡态和稳定性问题研究 建立系统动力学方程，确定系统平衡态，给出平衡态稳定性判据。进一步研究系统在外界干扰下（输入能量、信息等）偏离平衡态的特性，研究近邻平衡态和远离平衡态的动态特性，确定各类吸引子，分叉和混沌现象，研究局部涨落和自组织行为，给出系统定态和某定态的实现条件。 4） 航空网络的优化控制技术研究 研究系统的控制变量，特别是要找到序参数，研究控制变量与系统状态变量之间的函数关系，建立控制模型。采用有效控制策略对运输资源进行优化配置，对航空运输进行优化组织，实现对航班运行和交通流的优化控制。 3、技术指标 1） 给出研究对应的概念定义方法和模型 2） 航空网络优化控制策略不小于3类 3） 航班延误传播的时间和空间范围的预测准确率不低于90% 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 算法模型及软件构件（含源码） 3） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 4） 申请发明专利2项 7、应用方向 空域流量管理 联系人：杨尚文，15062265692 八、面向民航应用的GNSS电离层实时监测研究（编号：SKLATM202108） 1、研究目标 针对航空应用中电离层的异常活动对导航定位的影响，研究多模、多频GNSS电离层三维电子密度的实时反演、电离层扰动以及电离层闪烁监测。基于机场附近布设的GNSS导航增强系统和机载GNSS接收机，研究机场附近和飞机航线上的电离层实时反演算法，解决当前电离层监测算法精度不高的问题，以满足未来航空运输对电离层活动的实时监测需求，提高航空运输载体GNSS绝对定位的精度与可靠性。 2、主要研究内容 1） 联合地基参考站的多模、多频GNSS接收机DCB可靠性估计研究 联合GNSS连续运行参考站数据，估计不同品牌、类型接收机的DCB，评估不同接收机DCB的可靠性、稳定性。以IGS发布的电离层产品为约束条件，研究GPS、北斗、Galileo以及其它卫星导航定位系统中卫星和接收机DCB解算以及其在可靠性、稳定性方面异同。在此研究基础上，联合地面监测站数据估计飞机载体上多模、多频接收机的DCB，为后续多续多模、多频GNSS电离层监测提供可靠、稳定的接收机DCB产品。 2） 高动态载体的GNSS电离层三维电子浓度实时反演与电离层异常监测 针对北斗混合星座以及卫星信号穿刺点分布特点，从球谐函数改进方面优化电离层反演方法，利用连续运行参考站的多模、多频接收机数据以及估计的卫星、接收机DCB，开展电离层三维电子密度实时反演、电离层异常监测，研究电离层的时空演化特征；飞机起飞后，无地面点参考站情况下，利用稳定、可靠的机载多模、多频接收机DCB以及卫星DCB产品，开展单站GNSS电离层三维电子密度实时反演，实现飞机在航行过程中航线上电离层活动的实时监测。 3） 电离层闪烁监测研究 开展测地型接收机电离层相位闪烁因子的构建方法，研究利用测地型接收机监测电离层闪烁，主要从如下三点展开：测地型接收机钟差估计、电离层闪烁条件下的周跳探测与修复、电离层折射作用产生的趋势项的剔除方法。在此基础上，构建实时改正电离层闪烁误差模型，提高电离层闪烁条件下GNSS绝对定位技术的定位精度。 3、技术指标 1） 实时估计卫星钟DCB精度在1ns以内 2） 电离层三维电子密度的实时反演与异常监测 3） 建立区域电离层闪烁因子模型，实现电离层闪烁条件下的精密单点定位精度优于厘米级 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万 6、成果形式 1） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 2） 研究报告1份 3） 实验验证报告1份 4） 申请发明专利2项 7、应用方向 民航导航应用 联系人：杨晨橙13851619876 九、基于多智能体强化学习的机场滑行智能调度方法（编号：SKLATM202109） 1、研究目标 针对复杂机场场面高效路由调度难的问题，研究面向高维状态空间和动作空间的多智能体强化学习算法、基于多智能体的滑行冲突智能探测与解脱算法、面向多目标优化的场面滑行轨迹规划算法等内容，形成基于多智能体强化学习的机场场面滑行智能调度相关模型算法及研究报告，降低飞机平均等待时间，提高机场运行效率。 2、主要研究内容 1）面向高维状态和动作空间的多智能体强化学习算法研究大型机场的滑行道布局复杂而且活动目标数量多，复杂动态场景 严重影响强化学习算法的学习效率，导致难以训练有效的多智能体，因此要实现对场面资源的综合调度利用，需研究设计面向高维状态空间和动作空间的多智能体强化学习算法。 2） 基于多智能体的滑行冲突智能探测与解脱算法研究 以多智能体强化学习算法为基础，挖掘机场内各类滑行冲突特性，以及针对不同类型滑行冲突解脱策略，实现对冲突识别与解脱管制行为的智能仿真模拟以及决策优化，从而实现机场场面管制行为约束下的轨迹预测。 3） 面向多目标优化的场面滑行轨迹规划算法研究 以多智能体的滑行冲突智能探测与解脱算法为基础，结合机场场面管制行为约束下的预测轨迹，以多活动目标场景下的安全、效率和公平等为综合优化目标，研究基于多目标优化的滑行轨迹规划算法，从而提高机场场面的综合运行效率。 3、技术指标 1） 冲突解脱率大于95% 2） 平均滑行时间与最短路径算法相比减少10% 3） 至少结合1个存在穿越跑道情况的典型多跑道机场的构型及航班计划进行算法验证 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 3） 申请发明专利2项 4） 基于多智能体的滑行冲突智能探测与解脱、面向多目标优化的场面滑行轨迹规划等模型算法及软件构件(含源码) 7、应用方向 机场运行 联系人：付胜豪，15950455289 十、强随机、高复杂环境下的小样本目标高效检测技术（编号：SKLATM202110） 1、研究目标 面向有别于传统视频图像的特定任务场景，针对机场场面目标特征随机性强、环境复杂度高、目标检测样本缺乏的特点，开展强随机、高复杂环境下的小样本目标高效检测技术研究，实现目标类型和位置的快速检测和定位，增强各类特定任务的目标识别和检测技术，服务于飞行区场面态势感知，支撑智慧机场的应用。 2、主要研究内容 1） 强随机、高复杂环境下的小样本目标特征识别与增强方法针对飞行区场面监视典型特定任务场景，分析目标在位置和形状 上的强随机特征，研究场面监视场景下的图像背景、图像亮度、环境噪声、背景干扰的差异性，获取小样本目标特征的统计学信息，建立典型任务场景的目标检测库。 2） 特征位置聚合的迁移学习方法 基于目标的位置和特征信息，研究端到端的单阶段学习策略。基于传统目标检测方法，研究目标特征和检测模型的迁移学习方法，分析迁移策略的有效性，研究对复杂环境鲁棒的目标检测技术。 3） 小样本目标的高效检测方法 针对小样本目标检测问题，研究小样本目标检测模型的设计方法，开展基于元学习的小样本目标检测模型的训练策略研究，实现特定任务场景下的小样本目标的高效检测。 3、技术指标 1） 小样本目标种类>6类，覆盖常见的飞行区场面目标 2） 小样本条件下目标检测准确率>90% 3） 单个目标检测时间<20ms 4、进度要求 12个月 5、经费要求 20万元 6、成果形式 1） 研究报告1份 2） 发表论文2篇，其中SCI/EI期刊论文1篇 3） 申请发明专利2项 4） 算法报告及模型构建（含源码） 7、应用方向 智慧机场 联系人：汤闻易13721020560