基于混沌理论的区域航路网络交通状态预测

研究区域航路网络交通状态预测问题,可为航路网络系统的规划管理与交通综合管控提供重要支持。基于区域航路网络中航空器ADS B数据计算路网交通量时间序列;对区域航路网络交通量时间序列进行相空间重构,判定区域航路网络交通量时间序列的混沌特性;分别构建基于RBF神经网络和Volterra级数的航路网络交通量混沌预测模型,预测区域航路网络交通量变化趋势;基于k均值聚类算法预测识别区域航路网络交通运行状态等级,最后进行实验验证。研究结果表明:区域航路网络交通量时间序列具有混沌特性,Volterra级数混沌预测模型预测精度优于RBF神经网络模型,k均值聚类算法可较好实现区域航路网络交通运行状态预测识别,提出的交通状态预测方法可为航路网络规划管理以及拥挤管控提供技术支持。

区域航路网络容量评估模型

针对区域航路网络容量评估方法单一、主观性强等问题,提出基于有向图理论的动态容量评估模型。充分提取航路网络特征,将多源、汇点复杂航路网络抽象成单源、汇点标准航路网络。引入航路阻抗公式,将管制员因素融入客观容量评估中,并利用Ford-Fulkerson算法求解航路网络容量及关键路径。最后以某飞行情报区为例,分析了航路网络的容量特征,得出其关键路径集的瓶颈容量为354.4sor/h。仿真结果证明了该模型的有效性和准确性。

基于航路点布局的多目标网络结构优化方法

为了提高区域航路网络结构的科学性、减轻飞行流量增长对网络运行带来的压力,提出了基于航路点布局的多目标网络结构优化方法。首先,考虑区域航路网络的组成要素,设计了反映网络综合性能的优化目标和约束条件以形成优化模型。然后,建立基于节点移动、融合、分解的航路点布局策略,进而给出优化模型的求解步骤,并利用NSGA-Ⅲ算法完成模型求解。最后,对北京飞行情报区部分区域航路网络进行仿真分析,结果表明,使用NSGA-Ⅲ算法得出的区域航路网络具有良好的综合性能。最优网络在满足约束条件的同时,保证了运行费用和非直线系数基本不变,并使得飞行冲突系数减少了10. 8%。可见,所提优化方法能有效提升区域航路网络的经济性、安全性和可行性,符合中国现行空域环境和管理体制。