基于管制工作复杂性的终端区改航策略研究

摘要

近年来，随着我国民航运输业的飞速发展，空中交通流量的迅速增长，终端空域飞行冲突和拥挤现象频繁发生，航班延误日益增多。在空中交通流量管理预战术阶段，传统改航策略仅以容量架次为约束，延误最小为优化目标，不适应当前管制扇区工作复杂性快速增长的运行环境，为此迫切需要一种在现有的航路、航线结构下，基于空域灵活使用理念基础上，面向管制工作复杂性的改航策略，以提高资源利用率，降低管制工作复杂性，保证空中交通的顺畅流通与安全。
　　本文依据终端空域流量管理的实际运行情况，建立了基于管制工作复杂性的改航策略模型。首先，在分析现有终端空域进近管制工作特点及其与“动态密度”复杂性因素的相关关系的基础上，基于交通流随机过程理论，建立了管制工作复杂性模型。同时，借鉴信息熵理论以确定管制工作复杂性模型权重，最终确定管制工作复杂性表征方法。其次，针对管制工作复杂性改航策略所存在的延误约束问题进行研究，在分析现有扇区交通流运行特点的基础上，借鉴地面交通分配理论，研究航路路阻函数，构建了空域航路载荷系数的航路路阻函数，为终端空域改航策略提供重要选择依据。最后，分析了多扇区运行机理及相关约束，建立了面向单扇区管制工作复杂性小、多扇区管制工作复杂性总和最小的改航优化模型，通过设计粒子群算法改航策略模型进行求解。
　　论文分析了终端空域多扇区的航路流量相互关联的运行特点，建立了以基于管制工作复杂性最优为目标的改航模型，最终，通过实例验证了模型的可行性。

目录

声明

注释表

第一章 绪 论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第二章 基于R聚类-变异系数的复杂性因素分析

2.1 基于管制工作的复杂性分析

2.2 基于动态密度的管制工作复杂性因素分析

2.3 基于R聚类-变异系数的复杂性因素定量分析

2.4 算例分析

2.5 本章小结

第三章 面向改航策略的管制工作复杂性表征方法

3.1 面向改航的管制工作复杂性建模

3.2 基于信息熵理论的管制工作复杂性模型权重的分配

3.3 算例分析

3.4 本章总结

第四章 面向终端区改航策略的航路路阻函数分析

4.1 面向管制工作复杂性改航策略的航路路阻分析

4.2 交通流分配理论的路阻函数分析

4.3 空中交通航路路阻函数分析

4.4 算例分析

4.5 本章小结

第五章 基于管制工作复杂性的改航策略研究

5.1 终端空域改航问题概述

5.2 基于管制工作复杂性的改航策略模型

5.3 改进粒子群算法的改航策略设计与求解

5.4 算例分析

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文创新点

6.2 研究工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文