A Combined Arrival and Departure Scheduling for Multi-airport System

A combined arrival and departure scheduling problem is investigated for multi-airport system to alleviate the problem of airspace congestion and flight delay.Firstly,the combined scheduling problem for multi-airport system is defined through in-depth analysis of the characteristics of arrival and departure operations.Then,several constraints are taken into account,such as wake vortex separation,transfer separation,release separation,and separation in different runway operational modes.Furthermore,the scheduling model is constructed and simulated annealing algorithm is proposed by minimizing the total delay.Finally,Shanghai multi-airport system is chosen to conduct the simulation and validation.And the simulation results indicate that the proposed method is able to effectively improve the efficiency of arrival and departure operations for multi-airport system.

京津多机场系统容量损失影响分析

全球范围内多机场系统数量和规模都在不断增长。由于终端区内有限资源的限制,邻近机场的运行存在一定的相关性,这导致多机场系统运行效率低下。为了估计多机场运行产生的限制,以北京终端区为例提出一种统计分析框架对多机场系统的容量损失进行整体分析。首先,根据理论容量模型分别计算出北京终端区各机场的理论容量,并进一步确定各机场独立运行下的实际容量;其次,以北京终端区的历史运行数据为基础,估计出3个机场及终端区系统的具有鲁棒性的Pareto容量包络曲线;最后,基于独立运行容量与相关运行容量量化出终端区各机场及多机场系统的实际容量损失。为进一步提高多机场终端区的运行效率提供建议与参考。

基于复杂网络的多机场航班延误传播分析

为了研究多机场间航班延误的传播机理,将机场作为节点,航线作为边构成复杂网络。通过分析传染病传播过程与机场间航班延误传播过程的相似性,借鉴经典传染病传播模型(classical infectious disease transmission,SIR)的思想,并考虑不同机场间延误传播的差异,提出机场重要度的概念,构建了多机场航班延误传播模型。对多机场航班延误传播过程的仿真结果表明:在多机场网络中,初始延误机场不同以及机场重要度不同,延误传播效果不同,但延误传播规律保持不变。对网络中重要机场进行相应管控会使发生延误的机场数量峰值下降,且按照介数值确定需进行管控的重要机场,网络中发生延误机场数量峰值下降率最大。可见,该模型可以客观反映多机场间航班延误传播的动态过程和变化规律,并可为延误的预防和恢复提供理论依据。

多轮荷载作用下的高模量沥青道面力学响应特性

飞机起落架多轮荷载作用下,道面内部应力应变等力学响应将产生叠加与干涉。针对高模量沥青机场道面,通过ABAQUS有限元软件开展道面结构力学响应计算,分析飞机多轮荷载对道面力学响应敏感性,研究高模量沥青混合料在机场道面中的应用效果。结果表明:在飞机主起落架的六轮荷载作用下,道面结构层中产生的应力与路表弯沉的峰值最大,且道面的疲劳寿命最小,在进行道面结构计算与材料组成设计时,应以六轮荷载作为最不利荷载工况;机轮荷载分布的对称性越强,结构内应力与路表弯沉的峰值点位置越靠近荷载包围区域中心;沥青道面变形有一定的时间滞后,卸载后路表弯沉不能立即恢复并存在残余变形,且主起落架轮数越多,滞后时间越长,保留的残余变形越大;中面层采用的高模量沥青混合料可降低道面各层拉应力、压应力、剪应力的应力水平,进而有效地减少机场沥青道面轮辙与疲劳开裂。

基于Multi-Agent的机场安全风险管理模型研究

为了能够实时监控危险源,提高风险评价和风险控制的有效性,本文基于理性Agent的BDI模型,引入多Agent组的概念,采用结果共享通信模型作为多Agent通信求解方法,构建了基于Multi-Agent的安全风险管理模型,并对模型中各组成部分的结构和功能进行了定义和说明。最后,以某机场飞行区不停航施工为例,将基于MAS的安全风险管理模型应用于机场安全风险管理中,结果表明该模型能够对风险进行实时监控,并进行有效控制。该研究可为机场安全风险管理提供新的思路。

基于改进YOLO v8的行李追踪技术

在机场行李分拣场景下,传统多目标追踪算法存在目标ID切换率高和目标轨迹误报率高的问题。提出一种基于改进YOLO v8和ByteTrack算法的行李追踪技术。增加了CBAM模块,替换ADH解耦头以及改变训练时的损失函数,增加了检测精度,加强了目标特征的判别性,降低目标的ID切换率。在Byte数据关联中进行了GSI插值后处理,不仅利用了高分框和低分框,也使得长时间遮挡后的追踪效果得到保证,降低了因遮挡产生的ID错误切换。在机场行李分拣数据集上,MOTA和IDF1分别达到了89.9%和90.3%,有了较为明显的提升,能稳定地实现对行李箱ID的追踪。

机场服务质量对航空出行选择行为的影响——以粤港澳大湾区为例

文章立足于旅客心理感知,基于随机效用理论,运用SEM-Logit模型方法,探讨机场服务质量的关键维度对粤港澳大湾区航空出行选择行为的影响。结果表明:1)航空出行选择行为并不是对行为意向的简单线性扩展,作为机场服务质量的2个关键维度,强制性流程服务是旅客在机场无可避免且耗费时间最长和最为繁琐的流程,在该过程中的优质服务水平和质量对旅客存在无形吸引力,特别对商务出行旅客在机场-航空公司方案的比选中存在显著影响;2)设施设备和环境虽然不是旅客普遍性考虑因素,但旅客对其感知差异明显表现在机场群内不同机场类型之间;3)预计起飞时间差异、机型、准点率、航班班次、航班价格等其他因素均存在显著影响,且抵达机场时间、航班飞行时间等时间成本是核心影响因素;4)旅客对航空公司类型并不存在明显偏好,但低成本航空公司的入驻对区域机场竞争存在明显的抗风险能力。

于Multi-Agent的机场调度系统的研究

指出了现有的调度模式的缺点 ,提出了基于Multi-Agent的机场运营调度模型 ,并对Agent间协调与协作 ,时钟同步等关键问题的解决方案进行了阐述。

多机场终端区多场景运行仿真建模与性能评估

复杂终端区内多机场、进离场之间耦合交互,导致空域容量难以准确评估与整体提升,为此研究了多机场终端区多场景运行仿真建模与综合评估问题。考虑航向引导调配、等待空域配置等不同策略因素,设计多元化的多机场终端区运行场景集合,构建基于AirTOp的多机场终端区运行仿真模型,从安全、效率和容量三个视角提出了多机场终端区运行综合评估方法,并选取某终端区进行实例验证分析。仿真结果表明,所建模型及方法可对不同场景下的复杂终端区进离场活动进行精细化仿真,并准确评估复杂终端区多场景运行能力,为复杂终端区运行管理提供关键数据支撑和建模参考依据。

基于遥感InSAR等多源数据的厦门新机场填海区地表沉降研究与应用

选取厦门新机场填海区为研究对象,收集了2019年1月至2021年12月期间的48景TerraSAR-X高辨率雷达影像,采用InSAR时序分析技术,获取了填海区由软土层固结压缩引起的沉降场。针对不同填海时间的场地,探讨其形变特征及原因,同时对比分析了InSAR角反射器与GNSS北斗定位解析点的监测数据结果。分析表明:纳淤区监测期间内整体较为稳定,沉降量基本处于-3—3 mm之间,趋于平稳。填砂区部分区域存在较为明显的沉降,主要沉降区最大累计沉降量为-401.3 mm,沉降速率最大值为-10.0 mm/月,场地沉降量与淤泥厚度之间具有较高的正相关性。InSAR角反射器定位解析点与GNSS北斗具有较好的一致性,进一步验证了PS-InSAR技术在填海区沉降监测方面的适用性,后续可为机场飞行区地基处理与沉降灾害预防提供科学依据。

一种细粒度的机场群航线网络差异性计算方法

针对机场群航线网络分析存在的粒度不够精细且网络信息挖掘不充分等问题,提出一种细粒度的机场群航线网络差异性计算方法.首先,以机场群机场和通航机场为顶点、直通航线为边构建机场群航线网络;其次,根据通航机场所属城市综合发展水平,将机场群航线网络划分为若干个不同航线子网;再次,提取航线子网加权邻接矩阵和机场群机场节点属性矩阵,采用深度属性网络嵌入(Deep Attribute Network Embedding,DANE)学习航线子网特征表示,利用余弦相似度计算航线子网差异;最后,以京津冀机场群航线网络为例进行实证研究.结果表明:细粒度的机场群航线网络差异性计算方法可以更有效识别机场群航线网络的差异,机场群节点属性有助于改善航线网络差异性分析.

基于贪婪-遗传算法的机场登机口分配策略

针对枢纽机场新建卫星厅导致中转旅客航班衔接时间延长、换乘失败概率增大的问题,开展了机场登机口多目标优化分配问题研究。首先,在顾及航班类型、机体类型和转场时间间隔等约束条件基础上,建立了航班登机口多目标优化分配模型。然后,基于贪婪算法思想,按照航班“先到先分配”的原则指派登机口,以生成初始种群,并利用遗传算法实现机场登机口分配模型求解。最后,利用实例数据进行了验证,该方法能够成功为524个航班分配登机口,占航班总数86.47%,中转旅客最短流程时间为20 min的比率为20.07%,其所占比率最大,实验结果验证了模型和算法的有效性。

基于Petri网的航空器运行指令筛选方法与推演

为对航空器运行指令潜在的风险进行预警,对航空器运行指令进行逻辑分析,构建涉及指令及跑道的多种约束;建立多跑道运行全过程着色时延Petri网模型对进离港及场面运行流程进行分析;开发航空器起飞或复飞以及后续指令过程模块、航空器着陆指令过程模块以及航空器穿越指令过程模块;航空器运行指令进行筛选的同时采用实际数据设定模型中时延库所的时间参数,推演结果表明,航空器运行指令的时序对跑道状态产生影响,可对潜在的场面风险状态进行评估与预测。

基于注意力机制的微表情识别和风险评估方法

微表情作为一种难以隐藏的、短暂而细微的情绪变化,能体现人真实的心理活动,因此微表情可作为一项测谎技术引入机场安检模块,辅助鉴别异常人员,提升机场的安全保障能力。针对微表情变化快,难以提取视频特征的问题,提出了一种改进的基于注意力机制的卷积循环网络(VGG16-SE-TA-LSTM),截取4个发生微表情时变化明显的面部区域作为输入;使用基于SENet的VGG16网络实现4个区域的特征提取,并将区域特征融合得到单帧图像的空间特征;使用基于注意力机制的LSTM网络提取序列的时间特征。结果表明,在融合数据集上,VGG16-SE-TA-LSTM算法相较于传统CNN-LSTM算法显著提升了识别效果,在UF1和UAR上分别提高了15.69%和15.23%,且优于目前较前沿的算法,有效提升了微表情视频的识别性能。

基于改进断裂点理论的机场吸引范围界定

合理界定机场吸引范围,是构建坚固民航运输网络的关键环节。现有的机场吸引范围界定方法,很少考虑与其衔接的地面交通网络,以及旅客出行偏好的影响。为提高机场吸引范围的实用性,以城市断裂点理论为基础,对其中的重要参数予以改进。首先,以综合交通运输为背景,指出发达的公路和铁路运输网络对民用机场具有很大的竞争与促进作用,并提出以地面交通出行时间为量化标准的吸引范围界定方法。然后,为分析旅客出行偏好的行为机理,针对与机场衔接的地面交通网络来建立离散选择模型。其次,将研究区域的机场所在城市看作是一个整体,运用专家评价法和熵权法综合确定机场的吸引规模,并通过机场吞吐量与城市对外出行总量针对机场规模进行修正。最后,通过算例验证改进模型的实际可操作性,为确定多机场系统吸引范围界定提供新的思路和方法。

基于双层遗传编码的多机场航班调度优化研究

为提高多机场系统终端区运行效率,保障航空器飞行安全,基于多机场系统多种资源限制约束,以降低总延误时间和风险值为优化目标,建立了多机场系统终端区航班调度优化模型。考虑多机场系统资源竞争特性,设计了包含航班排序和跑道分配信息的双层编码遗传算法。同时,为避免不必要的资源闲置,降低航班在某节点拥堵的后续影响,每层编码中将航班细分为跑道、定位点两个关键节点阶段。运用双层编码遗传算法进行算例分析,与传统航班恢复方法进行对比。结果表明:求解算法能促进资源的合理分配,实现总延误时间和风险值的双重优化。

停机位分配的多商品网络流模型及离散粒子群算法

本文建立了停机位分配的多商品网络流模型,并以航空器总场面运行时间最小为目标,建立数学模型。将机场场面分为若干区域,建立区域—机位两级分配策略,以降低问题规模。设置机位外等待时间,以省去区域容量相关约束。在传统粒子群算法的基础上,设计离散粒子群算法,对模型进行求解。选取乌鲁木齐机场某日240架航班和109个机位进行实验,证明了与现有研究中的典型模型相比,多商品网络流模型能使运算时间减少10.1%,并能达到与典型模型相同的精度。全空域和机场模型(total airspace and airport modeller,TAAM)仿真结果表明,和现行机位分配方案相比,多商品网络流模型的机位分配结果能使航空器的场面调配运行时间减少7.49%,延误时间减少8.87%。算例结果进一步表明,提高机场场面运行效率的关键在于均衡航班的进离港滑行距离,同时避免停机位密集分布。

多种群变异非线性动态粒子群算法求解机场登机口分配问题

针对机场登机口分配不均造成航班拥堵和资源浪费的问题,提出多种群变异非线性动态粒子群算法。该算法设立了多个粒子种群进化并变异,将每次变异迭代后的全局最优个体纳入一个优质种群,而后结合非线性策略和动态策略对优质群的进化公式做出了改进,优质种群通过此进化公式迭代得到问题的最优解。该算法明显加大了前期的搜索范围和种群多样性,并有效避免了算法陷入局部最优的早熟问题。为了证明改进策略的有效性,将改进策略分步加进传统PSO并用四种经典测试函数测试改进效果,结果证明了改进策略的有效性。最后将PSO、GA、FA以及提出新算法对机场登机口问题进行求解。结果证明,该算法的精确度相对于FA、GA、PSO提高了23.13%、14.94%、8.01%,对于机场登机口有着更好的适应性。

机场跑道运行配置研究综述

机场跑道运行配置受到跑道系统布局、天气、交通需求等多因素耦合影响,使其具有高复杂度,而当前依赖管制员主观经验的跑道配置决策难以释放当前跑道系统可用时空资源的服务潜能。在此背景下,开展跑道运行配置决策技术研究能够为机场跑道动态运营和跑道时空资源分配等提供参考。梳理了机场跑道配置决策的一般流程,重点阐述了跑道配置决策的各类影响因素作用机制以及前人对其的研究情况。同时将现有研究方法划分为基于运行规则的方法和数据描述性方法,并介绍了每种方法的优缺点,最终对机场跑道配置决策未来需要重点研究的方向做出了展望。