飞行间隔安全评估研究

首先概述了飞行间隔安全评估研究中常用的概念,然后从REICH模型、交叉航路模型、概率论模型、随机分析模型、EVENT模型和RASRAM模型6种常用碰撞风险模型的角度,分析了各个模型的优缺点和各自的适用范围,分析结果表明飞行间隔安全评估中的关键问题为:模型的限制、管制意图和安全评价,并在此基础上分析了飞行间隔安全评估未来的研究方向。

不同运行模式的近距平行跑道容量分析

根据合适的到达航空器之间的安全间隔,构建了近距平行跑道容量评估模型,通过比较一降一起和两降运行模式下的近距平行跑道理论容量,并结合simmod仿真软件对实例模拟仿真,得出了近距平行跑道运行容量在低能见度离场较多时段时最佳航班运行模式采用一降一起运行模式中的航班一降两起方式,其余时段采用经典的航班一降一起方式。

航班地面等待模型中的延误成本分析与仿真

研究了航班地面等待模型中延误成本的计算问题。建立了单元受限地面等待问题的数学模型,分析了航班延误成本的构成,给出了航班延误显性成本的计算方法,并将其应用于数学模型中目标函数的计算。最后,用分段排序和定步长排序对模型进行了仿真,并与先到先服务(F irst com e,first served,FCFS)排序进行了比较。仿真结果表明,对航班延误成本进行定量分析,能够更有效地控制航班延误的地面等待成本。

终端区飞机排序的模糊综合评判方法研究

研究了模糊综合评判方法在机场终端区飞机排序中的应用。介绍了终端区管制的要求及方式 ,提出了一种终端区飞机排序的模糊综合评判算法 ;并给出了仿真算例。仿真结果表明 ,模糊综合评判排序方法通过设置各因素权重 ,可在综合考虑各因素的基础上使得系统总延迟尽量减少。

基于EVENT模型的垂直间隔碰撞风险研究

空中交通流量逐年快速增长,迫切需要提高空域容量和空域利用率,缩小间隔标准可以快速有效地缓解流量增长和减少延误,因此必须研究不同间隔标准下的碰撞风险,从而确定缩小间隔标准的安全性。建立了基于EVENT的垂直碰撞风险模型,推导出了相应的计算方法;并运用该模型分析了垂直间隔对碰撞风险的影响。结果证明,高空空域缩小垂直间隔标准后的碰撞风险满足安全目标等级的要求,而且随着流量的增长,缩小垂直间隔标准后的碰撞风险在最近15年内保持稳定的安全水平。

遗传算法在终端区飞机排序中的应用

研究了遗传算法在终端区跑道分配以及飞机排序中的应用,建立了多条跑道多架飞机排序的数学模型,并进行了算例仿真分析。仿真结果表明,遗传算法与先到先服务排序相比较,适应度增加了80%,延时减小了40%,说明遗传算法的排序结果优于先到先服务的排序结果。

飞行进近中尾流的大涡数值模拟

尾流间隔是增大跑道容量的主要限制因素之一,为了在保持安全水平的前提下有效地增大跑道容量,应制定安全高效的尾流间隔。对尾流流场和尾涡消散物理过程的研究,是制定准确、恰当的空中交通中尾流间隔的重要理论依据。本文用大涡模拟方法对三维机翼简化模型的尾流场进行了数值模拟。数值模拟的来流速度、迎角和定解条件等重要参数以航空器尾流事故高发的进近阶段为依据,计算结果验证了涡核的迸裂消散、涡对的连接消散和涡对的下沉现象,发现了在涡对卷起之前的不对称性和Crow关联发生后涡对消散的不对称性,并分析了其原因。

交互式多模型算法中模型集选择的分析研究

分析研究了交互式多模型算法中的模型集的选择问题。首先,从理论上对模型集选择进行了分析,讨论了模型集中不匹配模型对轨迹预测性能的影响,并提出一种自适应(ACT)模型集;然后通过仿真试验,验证了模型集选择的理论分析,并证明了交互式多模型算法采用自适应(ACT)模型集的优越性。

基于Event的侧向碰撞风险改进模型

Event模型是一种基于长方体碰撞模板的碰撞风险评估模型,用该模型评估所得的碰撞风险概率过于保守。将碰撞模板改为圆柱体,建立了基于碰撞圆柱体的Event模型。在相同条件下运用Event模型和改进的Event模型对平行航路的侧向碰撞风险进行了评估计算,后者的碰撞风险是原Event模型碰撞风险的86.9%,仿真结果表明改进模型碰撞风险评估更精确,能够为中国平行航路的开辟进行安全评估计算提供理论依据。

基于ISWO的机场进离场航班优化排序研究

为了有效提高平行跑道机场运行效率,选择合理的进离场航班排序方式成为管制工作中的关键问题。针对上述问题,将一种新型启发式智能优化算法-吱呀轮优化算法(Squeaky-Wheel Optimization algorithm,SWO)应用于进离场排序问题,构造了不同运行模式下的平行跑道进离场排序模型,设计并建立了基于SWO的机场进离场航班排序算法(SAADAS)。同时对吱呀轮算法进行了改进,引入了选择操作和变异操作,使得改进的吱呀轮算法(ISWO)收敛速度更快并能够得到合理的优化结果。仿真结果表明:与遗传算法相比较,改进的SWO算法可以在更短时间内,得到更优化的、并符合管制实用性要求的结果。改进SWO算法仿真的总延误时间比遗传算法仿真的总延误时间减少了近2分钟,减少近6%,优化效果明显有效。

基于遗传算法的航路点流量组合预测方法研究

航班放行是保证航班正常的最基本工作之一,航路点流量特别是走廊口流量是航班放行中最关注的问题之一,航路点流量预测对航班放行的时隙分配至关重要。在对几种常用航路点流量预测方法优缺点进行分析和比较的基础上,提出了一种基于遗传算法的航路点流量组合预测方法,该方法利用遗传算法群体搜索的特点,组合了各种算法,优化了预测思路,充分发掘不同算法的差异优势,实践证明该思路切实有效。

基于几何方法的洲际航空编队飞行路径规划

针对洲际航空编队飞行路径规划,首先,基于编队飞行空气动力学的研究结论和球面度量特征,建立了编队飞行路径规划的基本模型;其次,基于编队路径的拓扑特征,将编队路径规划问题抽象为球面点集上基于测地线的加权Steiner最小树规划问题(WGSMT),建立了WGSMT的有限几何简化原则;针对避障编队路径规划,证明衔接点的引入仅改变紧邻的Steiner点的拓扑特征,而不降低规划结果的准确性,以支持OAWGSMT编队路径规划.最后,构造一种基于"构造-修复"思想的编队路径规划方法,通过实际算例验证了算法的有效性.研究形成洲际航空编队路径规划的几何基础,使问题复杂度依赖于航班集规模而非球面离散化网格规模.

空管二次雷达最小间隔的分析与比较研究

本文对空中交通管制中使用二次雷达SSR建立最小间隔的方法进行了分析,提出了用危险接近概率(CAP)的概念作为角误差的评估指标,并建立几种模型进行比较评估。针对一种使用单脉冲技术的远程二次雷达LSSR和普通二次雷达进行数据仿真。结果表明应用单脉冲技术的雷达比普通二次雷达角估计正确性要优越。

一种适用于中期冲突探测的概率型算法

借鉴飞机沿航迹误差服从正态分布这一经典结论,对飞机沿航迹方向运动进行建模,根据同高度两架飞机的相遇几何约束,建立适当的直角坐标系表示两架飞机的位置,构造椭圆形冲突区域,并在此基础上提出了一种针对同高度两条交叉航路的中期冲突探测的概率型算法,然后结合仿真曲线分析了各影响因素与冲突概率之间的关系。结果表明:该算法对于15~20 min预测时间范围的冲突探测可以取得良好地效果;相同条件下,两条航线夹角越大,探测精度越高。同时与以往的随机化算法相比,该算法具有计算方法简单、计算速度快、计算结果精度高等优点。最后将该算法推广至可适用于由多个航路段组成的航路之间的冲突探测,从而使该算法具有更广泛的应用性。

机场行李5级安检系统的仿真建模与分析

5级安检系统是机场安检、行李(自动)分拣系统中的重要组成部分,其应用大大提高了机场安全保障系数和行李分拣系统的处理效率。本研究简要介绍了5级安检系统,应用Flexsim软件对该系统进行仿真建模和结果分析。该系统可形象地展示系统各个环节之间的关系,并能直观而迅速地找到系统中的影响因素和瓶颈位置。

基于内禀属性的扇区复杂性评估

为了定量描述空域扇区的复杂性,引入交通内禀性概念,通过计算扇区内航空器间的逼近时间、侵略函数、关系矩阵、相关度函数,建立扇区的复杂性测度模型;并通过仿真算例,对扇区复杂度影响因素进行了分析。研究结果表明:复杂性值大小反映了扇区内飞机数量及汇聚、分散程度,复杂性值曲线拐点数量反映了扇区交通有序/无序程度,复杂性值曲线突变反映了扇区交通数量变化情况,可为管制员的监视和冲突解脱方案选择提供一定支持。

程序管制条件下航路容量仿真评估算法

针对影响航路容量的基本因素,建立了航路高度层的分配、随机飞机流的产生和冲突检测算法过程,从而达到量化航路容量的目的,为仿真运行奠定基础。

基于FCM的终端区交通态势识别

终端区交通态势的日益拥挤,一定程度上造成航班的延误,给航空公司及旅客带来了极大损失。为了对终端区交通拥挤进行有效的识别和疏导,对终端区交通态势进行了研究。通过采集的雷达数据,提取影响终端区交通态势的属性指标,运用模糊C-均值聚类(FCM)方法建立了终端区交通态势识别模型,模型可快速准确地识别交通态势。以某终端区为例,验证了模型的有效性。

不同管制方法下空域运行的燃油经济性与仿真分析

为了提高空域运行的燃油经济性,提出了不同管制方案下空域运行的燃油经济性模型,通过仿真实验,对比分析了不同管制方案和飞机群体在空域运行的燃油消耗量。实验结果表明:通过使用该模型可以从管制方法上节省整体空域中飞机群体的燃油消耗,同时证明了该模型的可行性。指出了不同管制方法对空域运行的燃油经济性的影响和空管绩效评估的一项新指标。

空管中轨迹预测的一种变结构IMM算法

本文针对空中交通管制中采用相互作用多模型算法(IMM)来进行飞行轨迹预测时,可能由于模型的选取不当而造成性能变差或计算浪费的不足,提出了一种基于图论的变结构相互作用多模型(GIMM )算法。本文给出了GIMM算法的基本思想、算法的模型和计算步骤,并用GIMM算法与固定结构IMM算法进行了仿真比较。仿真结果表明GIMM算法在空管飞行轨迹预测中是更为有效和可行的。