基于Prophet与LightGBM气象特征优化模型的短时机场飞行流量预测

随着经济的高速发展,地域性枢纽机场飞行流量日益增大,若短时流量过大则易产生拥塞,管制部门为解决拥塞问题会采取飞行流量管制措施,从而造成大量航班延误并增加了管制员工作负荷。针对以上问题,提出一种基于Prophet的高精度进出场流量预测模型。该模型在时间序列上充分考虑到季节性、趋势性和假期性,分别采取不同的拟合函数,在周期性较强的数据集上具有良好的预测效果。选择双流机场2019-07-27至2019-09-25之间的高精度起飞降落报文统计数据,对其进行数据清洗和Z-SCORE标准化处理后构建进出场流量数据集。依照实际流量曲线特点,选择每日固定时间段作为变点调整Prophet预测模型,再结合图像进行可视化调参,将得到的结果与基于ARIMA和LSTM的模型结果进行比较,发现所提模型相较性能最为接近的LSTM算法在MAE上有17.9%的提升,在RMSE上有52.0%的提升,在MAPE上有50.82%的提升。同时,为了解决单一特征在流量预测中的局限性,引入多种气象特征数据,并根据实际飞行情况进行特征转换,再结合LightGBM算法对Prophet预测结果进行优化修正,最终结果较原始Prophet得到进一步提升,且正确反映了气候变化对飞行流量的影响。

基于3D GIS技术的飞行流量统计与预测系统

为了解决传统的飞行流量与预测系统中飞行器的分布状况在二维平面上显示不能反映其空间性的问题,提出了利用3DGIS技术在系统中监视空间范围内的飞行活动。介绍了飞行流量预测系统的功能及其实现,重点研究了利用Skyline的TerraExplorer Pro制作空域三维场景的主要过程,以及利用TerraDeveloper提供的接口自定义业务功能。空域流量的三维监视对飞行流量管理提供了有力的支持,是现有空域飞行流量监视的必然趋势。

飞行流量变化下的动态扇区划分研究

为了解决当前扇区动态配置效率低下的问题,提出了飞行流量变化下的扇区动态划分方法。分析非决定性因素影响下飞行流量服从的不确定分布,通过建立空域有限元拓扑网络和量化管制员负荷,以均衡监视负荷和减少协作负荷为目标,应用结合二进制和反向学习的高级烟花算法,最终生成了最优扇区划分结果。仿真实例表明,该方法在满足时效性的同时加快了收敛速度,提高了管制效率,适用于实际扇区的优化调控。

基于动态扇区的空域与飞行流量两阶段协同规划模型及算法

针对管制扇区动态规划与飞行流量时空调配的耦合问题,考虑运行容量、效率等目标,建立了两阶段协同规划模型及求解框架。第一阶段根据自然航路点和流量分布,结合Voronoi图与图论模型构建有限元加权图拓扑抽象,以均衡管制负荷和减少协调移交负荷为目标,基于遗传算法适应性生成扇区结构;第二阶段综合等待和改航策略,以缓解区域总延误和该区域造成的区域外延误为目标,同时兼顾均摊延误和减少延误架次,在区域内容量约束和其他区域对该区域的流控约束下,基于NSGAII进行流量时空优化。按照优先级顺序实施策略流程,为缓解空中交通拥堵探索综合施策框架。仿真结果表明,所提出的模型算法可为提升空管运行品质提供辅助决策支持。

基于飞行计划集中处理的预战术航路飞行流量预测

为准确把握航路点流量变化趋势和缓解空中交通压力,提出了一种基于飞行计划集中处理的流量预测方法。首先,在预战术飞行流量管理阶段,通过飞行计划集中处理可得到的航空器飞行计划信息,根据各航班在起飞前提交的领航计划电报和全飞行剖面混杂模型来预测航空器的航迹;然后,通过预测出航空器过关键航路点的过点时间,并结合空域结构数据来获得主要航路点的流量预测值;最后,通过算例仿真的结果可以发现所提出的航路飞行流量预测方法能够很好地对关键航路点进行预测,并且所提方法是切实可行和有效的。

机场飞行流量的预测模型仿真分析

研究机场飞行流量进行准确预测问题,针对保障机场上空航线的安全进行合理调度。传统的机场飞行流量预测方法不能对短期的飞行流量进行准确预测。提出一种GM灰度模型群的机场飞行流量预测方法。根据GM灰度理论建立飞行流量预测平面,获得飞行流量预测值的上限和下限,能够建立机场飞行流量的GM(1,N)预测模型,建立机场飞行流量的GM(1,N)预测模型群,在预测的过程中充分考虑到旅客数量重要的影响因素,从而实现飞行流量的准确预测。仿真结果表明,利用改进算法进行机场飞行流量预测,能够获得准确的预测值。

基于监视数据的实时飞行流量计算算法的设计与实现

实时飞行流量计算是空中交通流量管理的一个重要研究内容。本文构造了一种基于监视数据的实时飞行流量计算算法。算法将空域分为面空域、线空域和点空域三类,并针对3类空域结构设计了飞行流量计算方法,设计了避免重复计算处于特殊位置的航空器的计算流程。利用真实飞行轨迹进行验证,本文算法能实时计算出各类空域单元的交通流量,并且符合实际飞行原则和空域使用规则,是一种合理有效的实时飞行流量计算方法,具有一定的参考价值和实用性。

飞行流量管理问题初探

近年来随着航空事业的发展，我国很多繁忙的机场、终端区、航路以及交汇点区域在某些时段出现了大量的交通拥挤和飞行冲突，而在另一些时段上述空域资源却相对空阑，没有被充分利用。如何科学地进行飞行流量规划，使飞行流量在时间和空间上舍理地分布，在保证飞行畅通和安全的前提下最大程度地利用现有空域资源是目前一项很迫切任务。本文主要是针对飞行流量管理问题进行探讨。

基于军民融合的全局飞行流量协同优化方法

随着飞行活动需求的持续快速增长和空域资源使用矛盾的日益凸显,全局飞行流量协同优化已成为减少飞行延误、降低飞行危险、确保空域运行安全的一个重要手段。空中交通管理作为军民融合发展的重点领域,迫切需要对军民航飞行流量实施统一、高效、兼顾各自特点的协同优化。在实际研究中,全局飞行流量协同优化问题具有大规模、多目标、难分解等特点,是一类复杂的工程优化问题。本文贯彻军民融合发展思想,设计了一种基于军民航异质化飞行活动管制要求、考虑差异化调配方法与代价、兼顾军民航管制员各自工作特点、有效解决扇区网络运行安全性和经济性问题的全局飞行流量多目标协同优化模型——CMI模型;为解决种群在进化过程中"不平衡不充分"的问题,提出了一种动态自适应多目标遗传算法(DA-MOGA),并针对性设计了基于聚集距离和种群多样性的交叉变异概率动态调整机制。利用中国扇区网络实际数据,对本文提出的模型和算法进行了验证,算法结果优于2种经典的多目标进化算法。

空中交通航空飞行流量优化预测仿真

飞行流量预测是空中交通流量管理工作的重要组成部分,预测精度直接影响着管理活动的效率。传统的以BP神经网络算法为主的人工智能预测方法对初始参数具有较强的依赖性,致使预测精度不高。基于量子遗传优化BP神经网络的流量预测模型是运用量子遗传算法求解出BP神经网络的最佳初始权值与阈值,可用修正算法的缺陷从而训练出更优秀的BP网络以提高预测模型的精度。通过对A461航路上BUBDA强制报告点624个小时段过点飞行流量历史数值进行计算,并与BP神经网络模型和遗传神经网络模型的预测结果进行对比,运用基于量子遗传优化BP神经网络流量预测模型的预测精度分别比前两者高出7%和2%,具有更高适用性。

以航路和机场管制区为节点的飞行流量管理

空中交通流量管理是为解决空中交通拥挤而进行的系统规划管理。以机场、航路管制区作为飞行流量限制节点 ,建立基于地面等待的流量管理整数规划模型 ,模型全面描述了各种制约因素影响 。

航空运输飞行流量优化调度仿真研究

在航空运输飞行流量优化调度中,为了有效均衡航路网络中交通流量,减缓空中交通拥堵,保障空域运行安全。然而,由于飞行流量优化调度问题涉及大规模航班计划、复杂空中交通网络,导致问题具有高维度、强耦合、非线性、不可微等难点。传统的智能优化方法难以得到令人满意的解。为了提高寻优性能,利用多岛并行优化算法,和多个种群同时进化的方法。并针对维度高的特点,在每个种群的进化过程中采用了协同进化算法将高维问题分成多个低维问题并行求解,然后子种群协同评估获得全局最优解。最后在中国航路网中通过仿真证明方法优于多种现有求解算法。不仅可以大大降低空域拥挤度,保证空域运行安全,而且可以有效减少航班延误,降低航空公司经济损失。

机场终端区飞行流量的优化算法研究

为解决繁忙机场飞行终端区的交通拥挤问题,研究了遗传算法在跑道分配和飞机排序中的应用。建立多条跑道多架飞机的数学模型,使用遗传算法仿真计算寻求飞机进场总延迟时间最小的排序方案,并与传统的先到先服务算法进行了对比。结果表明:遗传算法与先到先服务排序相比较,总延迟时间减少了53%,说明了该算法排序结果明显优于先到先服务的排序结果。遗传算法具有全局寻优,且优化效率高的特点,有助于空中交通流量管理优化方案的建立。

以机场、航路管制区作为飞行流量限制节点的管理模式

飞行流量管理是机场运行,航班保障的重要基础,本文利用航班飞行的基本特征建立了以飞行时间和速度为依据的机场、航路管理模式,核心思路为分区的飞行流量限制节点流量管理模式,主要就是将影响航班延误的因素简化为判断参数,即利用时间、速度为限制条件判断航班是否出现延误,并计算出其对目标机场流量的影响,从而为管理决策提供依据。

飞行流量管理系统的模糊综合评判

探讨了飞行流量管理系统评价的方法,给出了飞行流量管理系统评价的指标体系,针对评价对象的复杂性及其指标的模糊性,采用模糊数学的理论与技术,通过单因素模糊评价,给出了模糊综合评价模型,并进行了评估的示例。

飞行流量管理中的计算机系统应用

随着时代的进步,航空运输量已经越来越多,交通拥堵问题已经逐渐从陆地延伸到了空间中,航空运输一直以来被认为是最安全的运输方式,但从调差中可以发现,航空交通一旦出现事故,其损失是远大于其他交通事故的,因而在航空运输量越来越大的今天,从安全方面出发,优化航线,防止航空事故是极其重要的,而计算机作为一种高科技手段,显然对此有很大的作用,在此笔者就将针对飞行流量中的计算机系统应用提出自己的见解,希望为飞行流量的管理提供帮助。

某飞行流量监控席位工作台结构设计

文中针对空中交通管制领域飞行流量监控系统没有专门的工作台,设计了一种用于飞行流量监控系统的席位工作台,并按照飞行流量监控系统的工作流程及特点,进行了适应性设计。文中介绍了席位工作台的设计思路,详细论述了其设备布局、造型设计、结构设计、色彩设计和装饰设计等,并分析了它的维修性、安全性、热设计和人机工程。该飞行流量监控席位工作台对指导其他飞行流量监控系统席位工作台的设计具有一定的参考价值。

计及天气因素的区域飞行流量分配

随着科学技术的发展,我国民航事业有了很大的发展。特别是本世纪初中国加入世界贸易组织之后,世界各国间的经济文化往来越发频繁,国家经济实力有了很大的提升,人们生活水平有了长足的改善,飞机已然成为人们外出旅行最重要的交通工具,极大地方便了人们的生活,但在实际生活中由于当下空中交通流量较大,时常会出现航班延误的情况,影响着人们的出行,根据飞机运行中的实际情况结合天气因素对区域内的飞行流量进行合理分配,降低飞机运行成本,提高空间利用率,推动我国航空事业持续健康发展,以便更好地造福人民大众。

论提高民航飞行流量管理的措施

由于航空器数量的不断增多，导致民航飞行流量逐步增加，因飞行流量管理不完善造成的航班延误等现象已经屡见不鲜。因此提高空中交通管理服务，建立完善的航空流量管理制度已经势在必行。

以机场、航路管制区作为飞行流量限制节点的流量管理分析

为了保证航班的安全飞行，同时对机场的有序运营提供相关的保证，就要做好飞行流量的管理与控制工作，这也是航运业得以稳定发展的前提。本文主要通过对航班飞行特点的研究，建立一种以飞行的时间和速度为基本参考点的机场模式，将机场和航路管制区作为飞行流量的限制节点，管理的思路与方式都是在这一基础上发展起来的，通过对航班延误的原因进行有效的分析可以看出其同飞行时间与速度之间的关系，进而更有效地出航班的流量。