基于经济效应与航空安全平衡的空中流量控制策略研究

在经济社会高度发达的今天,航空业获得迅猛的发展,如通用航空区域的发展,航空运输业的发展等构成了新的经济增长点,加快了物质运转的速度,促进了经济的发展,同时民用航空也为人们的交通带来极大的便利。但是由于空中交通流量的控制管理中存在着诸多问题,导致经常出现严重的航班延误问题,在一定程度上限制了航空业的发展,也限制了经济的发展。因此,如何加强空中交通流量的控制,减少航班延误,进而有效平衡经济效应和航空安全,成为航空业研究重点。本文将通过分析现阶段我国航空空中流量控制管理存在的问题,进而提出了改进措施,以希望对该方面的研究有所借鉴。

基于经济效应与航空安全平衡的空中流量控制策略研究

随着我国空中交通网络的逐步铺设以及人们生活品质的逐渐提升,空中飞行成为当前人们主要的交通工具和出行方式之一,为人们的出行便捷与安全提供了非常有利的促进意义,但值得注意的是,我国当前的空中交通管理工作仍然有很多地方存在一定的管理漏洞,给空中交通的安全、秩序、顺畅以及快捷造成了一定的影响,空中流量策略是当前空中交通管理的过程中一直实行的一项飞行秩序管理策略,但其在当前的空管工作施行过程中也依然存在一定的问题,创新和优化空中流量的控制管理策略,依然是当前空管部门应该积极思考的一项问题。本文将对传统的空中流量控制策略进行研究,进而对基于经济效益以及航空安全平衡的空中流量控制策略进行具体的分析。

基于GWO-HMM的空中交通网络流系统态势预测研究

针对空中交通流量管理部门如何更高效地实施流量管理的问题,本文将态势感知理论应用于空中交通网络流系统(ATNFS,air traffic network flow system),建立空中交通网络流系统的运行态势预测模型。首先,给出了空中交通网络流系统的态势感知过程,从节点和航线的角度筛选出航线饱和度、不正常航班率、节点饱和度、节点延误架次比、节点航班取消率5个态势要素,使用态势值作为态势理解的指标;其次,分析隐马尔可夫模型(HMM,hidden Markov model)的优势与不足,建立了基于灰狼优化(GWO,grey wolf optimization)算法和改进隐马尔可夫模型的态势预测模型;最后,使用某空中交通网络流系统的实际运行数据进行算例验证。结果表明,改进后的预测模型相较于原本的隐马尔可夫预测模型精度更高,预测结果更准确。

基于流畅度的空中交通流量管理分析

中国的空中交通流量管理业务由民用航空管理局空中交通管理局运行管理中心负责。当全国空中交通流量超过容量即临界值、预计管制员工作量过大时,运行管理中心对空中交通实行管制和限制,以防止流量超过容量的现象,但运行管理中心对全国流量进行管理控制的过程呈现出诸多不便。为此,对空中交通管制员在处理实际交通时的行为进行测量和分析,同时记录实际空中交通流量,并计算空中交通流畅度,最终确定交通流畅度和管制员工作负荷之间的关系。由此可见,在空中交通流量管理中,可以使用交通流畅废来为空中交通流量管理单位提供决策支持。

空中交通流量控制的地面保持策略

空中交通流量控制的地面保持策略．即飞机地面保持时间的最优配置，是任何空中交通管理系统所具有的最重要功能之一，也是空中交通流量控制中战略管理的重要内容．最优配置的目的是减少或消除飞机的空中等待延时，提高空中交通流量．本文首先阐述了航线网拥挤的主要原因，然后介绍了空中交通流量控制的地面保持策略的问题描述和基本求解方法，最后指出了地面保持策略问题的进一步研究方向和应用前景。

空中交通流量管理研究综述

根据空中交通流量管理发展历史以及已经提出的一些模型和算法,从地面等待策略、终端区流量管理和具有再寻径能力的空中流量管理3个主要研究侧重点进行简要综述。分别讨论了各种情况下的地面等待情况、终端区的不同排序算法以及具有寻径能力流量管理的几种主要模型,比较了各种模型和算法的一些优缺点。介绍了有关空中交通流量管理存在的一些主要问题,提出了一些解决办法,同时还介绍了未来空中交通管理的发展模式。

空中交通流量管理中的多元受限地面等待策略问题研究

在单机场受限地面等待策略问题的基础上，研究了确定容量条件下的多元受限地面等待策略问题，建立了数学模型，提出了一个启发式和专家系统相结合的流量管理新算法。通过对广州区域空中交通流量的仿真计算，验证了该算法实际应用的可行性。

基于改进加权一阶局域法的空中交通流量预测模型

空中交通流量精准预测是实施空中交通控制和管理的重要前提.针对空中交通流量时间序列的内在混沌动力特性,研究了基于改进加权一阶局域法的混沌交通流量时间序列预测模型.首先,提出了一种临近相点演化加权的改进一阶局域预测法,并通过在预测过程中构建误差序列进行预测结果修正;其次,利用关联维数出现饱和现象验证了4组不同统计时间间隔的实测空中交通流量时间序列均存在混沌特性;最后,在对空中交通流量时间序列进行相空间重构的基础上,利用改进加权一阶局域预测方法进行了流量预测结果的对比实验.结果表明,4组空中交通流量时间序列预测精度均有提高,时间尺度为10 min的流量预测效果最好,预测相对误差减小了29.7%.

基于K近邻模型的空中交通流量短期预测

为了准确预测空中交通短期流量,减轻空管协调压力,基于K近邻算法构建了空中交通短期预测模型。首先,通过多次取K值比较相对误差来确定合适的K值。之后,对原有的K近邻模型进行改进,引入空间参数,提出了3种状态向量组合的K近邻模型:时间维度模型、向台航路-时间维度模型与时空参数模型。以某扇区雷达数据对该模型进行检测,结果表明:同时引入时空参数的K近邻模型误差最小,平均为14.16%;基于指数权重的距离衡量方式均能达到预测精度优化的效果;高斯权重预测法在时间维度模型下优于反函数法,引入空间参数则反之;指数权重距离下的反函数法预测的时空参数模型误差为13.94%。改进后的K近邻模型对不同流量情况都具有普适性,预测结果可为空中交通流量管理提供理论参考。

考虑随机因素的空中交通流量预测模型研究

空中交通流量受多种因素影响,其中具有一定的随机成分,因此可通过将空中交通流量分为确定成份和随机成份来进行流量预测。确定成份主要由国民经济发展、行政调控政策等因素决定;随机成份主要由气候、石油价格等因素导致。建立的预测模型分为趋势项和随机项两部分,根据大量的数据仿真,采用指数平滑模型描述趋势项;应用正弦函数刻化随机成分。通过利用华东地区年飞行流量的仿真验证,建立的模型能够更为精确地预测空中交通流量(ATF),能为航空各级决策部门制定发展规划提供重要依据。

基于时间序列的空中交通流量灰预测模型算法

利用灰色预测理论,给出了一种空域内空中交通流量进行预测分析的算法——空中交通流量灰预测法,并利用Matlab软件作为计算工具,对管制区域、机场等空域流量的预测进行了仿真,计算结果以图表和图形的形式给出直观说明,验证了该算法的有效性。

飞行计划与空中交通流量管理系统

“飞行计划与空中交通流量管理系统”是新近研制成功并投入实际应用的一套计算机辅助管理软件，为民航航班的计划与协调过程提供帮助和咨询，协助计划员实现对航站和区域中航班流量的精确控制，并为违犯航管条例的非法航班提供专家咨询与建议，帮助计划员为其寻找合适的新时刻表。本文概括介绍了该软件系统的设计思想、主要功能和相关技术。

新型组合预测模型在空中交通流量预测的应用

民航运输业的快速发展使空中交通流量迅猛增加,如何准确预测未来的交通流量是关乎到行业资源高效分配、战略合理部署的一个重要问题。因此,国内外众多专家对空中交通流量的预测进行了大量研究,提出了诸多模型和方法。针对目前空中交通流量预测中存在的缺陷与不足,提出并建立了一种适用于民航的新型组合预测模型。将趋势外推法拟合的结果作为多元回归分析法的复合时间变量组,并利用主成份分析法实现了复合时间变量组与其他影响因素变量的有机结合,建立了趋势外推法和多元回归分析法的组合预测模型。以上海终端区的空中交通流量预测为例,借助SPSS数据统计软件进行研究分析,通过对预测结果的各项精度检验,与传统方法相比较,证实本预测模型的优越性。

基于Eulerian模型的空中交通流量控制

通过拓展公路交通中常见的Eulerian模型,研究了一种空中交通流量模型。利用线性二次型最优控制理论,对空中交通流量模型进行了分析研究,实现对特定区域内流量进行控制。最后,用Matlab对系统进行了仿真,结果表明,引入最优控制向量的方法改善了流量波动性大的情况,降低了管制员的工作负荷。

空中交通流量的短期预测

用霍尔特-温特斯模型对机场的短期空中交通流量进行预测,首先介绍了该模型的具体预测步骤,并采用面向对象的软件技术,设计开发了预测模型软件。该预测模型软件除了可以根据用户设定的平滑系数进行预测之外,还可以自动计算出预测效果较优的"最优平滑系数"。本文利用自1998年来首都机场各个月份的交通流量实际数据,对2006年的12个月份数据进行预测,经过与实际数据的比较发现相对误差在3%左右。结果表明,基于"最优平滑系数"的霍尔特-温特斯模型能较好的预测机场的短期空中交通流量,是一种为空中交通战略流量管理提供准确数据的有效方法。

空中交通流量管理系统组织结构研究

随着中国空中交通流量的增长,建设全国性的空中交通流量管理系统已迫在眉睫.但是目前国内外对流量管理系统的研究主要集中在流量管理的理论算法方面,而对其作为一个空中交通运行管理系统的组织问题涉及甚少.借鉴其他服务型企业组织研究、设计的方法和欧美流量管理系统的成熟经验,针对中国流量管理工作的实际特点,研究建设中国国家流量管理系统组织问题,提出组织设计的总体方案.

灵活使用空域中的空中交通流量分配方法研究

建立预战术阶段的临时空域中的空中交通流量分配模型;基于飞行任务之间的差异提出面向我国空域运行机制的流量分配模型求解算法;结果显示:该算法不仅可平衡军民航的空域使用需求,还可在一定程度上降低飞行任务延后时间,压缩空域使用时间,提高空域利用率。

基于多Agent空中交通流量管理系统的体系结构

分析总结了中国目前流量管理组织形式的现状,结合具体的实际情况,指出了层级式结构的不足,同时根据多Agent系统的特点和组织结构,提出了基于多Agent的中国空中交通流量管理系统的组织形式,即中央交通流量管理中心Agent、区域流量管理中心Agent和三级流量管理Agent。详细描述了各个Agent的功能以及之间的工作方式和合作机制,为中国流量管理系统的建立提供了理论依据。

面向对象的空中交通流量管理系统建模与仿真

针对我国空中交通流量日益增长的空中交通管理的现状,研究建立空中交通流量管理系统,通过监视一定范围的空中交通状况,进行交通流量的预测和控制。面向对象理论已成为复杂系统设计和分析中一种必不可缺的工具,这种技术为交通流量管理系统的研究提供了重要的平台。利用抽象、分类、封装、继承、关联、消息通讯等概念建立的交通流量管理系统的模型结构清晰,更好的反映了系统的工作流程和各模块间的交互关系。

空中交通流量管理预测分析系统的研究与开发

空中交通流量管理系统对当前空中交通管制有着十分重要的作用。介绍了清华大学CIMS研究中心开发的空中交通流量管理系统的功能,描述了在Oracle9I数据库中的数据处理和读取方式,并运用C++Builder技术开发了人机界面。还就如何利用数据挖掘技术对空中交通流量进行预测的问题开展了初步研究。