空中交通流微观跟驰模型研究

为解决单向无超越的空中交通高速路交通流在运行时的状态描述问题,提出基于跟驰理论的空中交通流的微观跟驰模型。本文以地面交通流的跟驰模型为出发点,首先分析了空中交通流与地面交通流特点的不同之处;然后,根据空中交通流自身的特点,建立了空中交通流的跟驰模型并进行了算例分析。研究结果表明,运行于空中高速路之上的航空器速度越快,距离间隔越近,后机相对于前机的跟驰反应就越强烈。     

多机场地面等待问题模型研究

近几年世界民用航空事业的飞速发展 ,机场容量的限制引起了交通拥挤并造成了巨额损失 ,使得流量管理问题变得越来越迫切。文中针对多机场的地面等待问题 ,建立了一种行之有效的地面等待管理系统模型 ,并提出了忽略航路交叉点容量、空中延误为 0及起飞容量无限的简化模型。     

空管之音

正我国六条主干航路将实施PBN运行为进一步加快我国PBN航路实施,在国家有关部门的大力支持下,民航局正组织京沪等6条主干航路飞行航班实施PBN运行。实施PBN运行将明显提升系统整体导航能力,减少航空器对地面导航设施的依赖。据了解,此次实施PBN运行的6条航路分别为京沪、京广、中韩、京昆、上海至武汉、武汉经成都至拉萨航路。根据民航局《关于民用航     

民用客机飞行计划基础数据的分析与计算

本文利用经纬度坐标结合大圆航线计算求出两航路点间航段地面距离与空中距离,并对GRIB2气象数据进行解析处理,利用二次拉格朗日插值求出航路点气象信息数据与该航段航路风数据,首次把两者数据结合处理从而解决了制作飞行计划所需的计算基础数据精确度问题,提高了客机使用效率与安全性,增加了航空公司的运营效益。     

空管之音

我国四条民航主航线实施卫星空管导航3月7日零时起,北京区域内飞往上海、广州、昆明及日韩方向的4条民航主干航路,开始实施从以地面雷达导航为主向空中卫星导航为主的PBN空管新模式过渡运行。据了解,PBN空管新模式改变了原有的航空器通过仪表寻找地面雷达导航信号的传统模式,通过GPS、北斗、地面雷达等综合导航,形成大范围空域覆盖,使航空器机栽可进行自动     

国产ADS-B亮剑兰州-玉树航路

近日,在民航西北空管局的大力支持下,民航二所顺利完成西宁、兰州、泽库、玛多、玉树5个ADS-B地面站的安装和调试工作,连接玉树和兰州的空中通道——西北Z1航路实现了ADS-B全覆盖。这开创了国内首家采用国产ADS-B覆盖整条航路的先河,该航路实现了程序     

平行航路安全评估新方法(英文)

首先提出了一种平行航路安全评估新方法,即从空中交通管制的安全防护体系入手,将潜在飞行冲突看作空中相撞事故的初因事件,提炼出管制员指挥、短期冲突告警、飞行员目视避让及机载防撞系统告警四层安全防护,进而将平行航路碰撞风险问题分解为潜在飞行冲突计算和各防护层的失效概率分析.然后,推导了管制员干预次数计算模型,采用CREAM方法解决了管制员调配飞行冲突失误概率计算问题,建立了STCA防护失效和TCAS防护失效故障树模型.最后,以京沪平行航路为例进行计算,得出了雷达管制环境下的京沪平行航路碰撞风险.结果表明该航路满足安全要求.     

城市低空航路规划研究综述

随着低空空域开放进程的不断加速,低空航路规划的重要性逐渐显现。航路作为航空器运行的主要媒介,可以保证航空器安全高效的运行。当前,为解决尚未统一的低空航路划设规范与日益增长的低空航空器运行需求之间的矛盾,必须针对复杂低空空域环境特点,构建完备、合理的低空航路规划体系。首先,从城市低空航路规划的相关概念和发展历程出发,重点梳理航路相关概念;其次,基于中国空域管理特点与未来低空发展趋势,融合空域规划、基础设施建设、航路构建、运行评估等多方面的理论研究,提出城市低空航路规划框架体系;最后,剖析城市低空航路规划所面临的挑战与机遇,为未来城市低空航路构建提供参考和支撑。     

基于单向循环航路网规划的航路交叉点及航段容量模型研究

随着航空运输业的高速发展,有限的空域资源已越来越不能满足需求,使得空中交通日益拥挤,迫切需要一种新型的空域结构来缓解当前空中交通出现的问题。为更深入地认识单向航路,首先阐述了单向航路的基本概念和特点,然后进行了量化的分析。针对单向航路和混合航路两种情况,分别建立了相应的交叉点容量的计算模型。随后对单向航路和混合航路中有穿越情况的航段容量进行建模。最后以京昆大通道上某个交叉点为例,使用Matlab软件编程进行算例仿真。仿真结果表明,单向航路上的交叉点容量和有穿越情况的航段容量均要大于混合航路,在一定程度提高了运行容量。     

基于地面安全约束的无人机航路规划研究（英文）

随着无人机数量和飞行时间的快速增长,由无人机飞行风险引起的安全事故也逐渐增多。安全航路规划是在战略层面降低无人机运行风险的有效手段。考虑无人机航路的安全代价,基于地面风险评估提出了一种无人机安全航路规划模型。将航路下方区域栅格化处理,以每飞行小时地面人员伤亡率为量化指标,定义各栅格安全系数,并根据栅格安全系数构造航路安全代价函数。建立了兼顾航路安全性和飞行距离的总代价函数,并通过改进蚁群算法进行航路规划。模型的有效性通过城市空域物流无人机航路规划进行验证。结果表明,考虑地面安全约束的航路规划模型在无人机总飞行时间增加不大的情况下,能显著提高航路的整体安全性。     

危险天气下基于多重Morphin算法的终端区三维实时改航方法

基于多重Morphin算法,建立了终端区 三维实时改航方法。该方法首先根据航空器当前飞行状态按不同的转弯角和爬升/下滑角生 成一组弧线,随后在每条弧线的末端按同样方式反复运行,形成若干条由弧线组成的路径, 最后对所有路径进行综合评估,找到当前时刻的改航路径。算例分析表明,该方法提供的改 航路径可以保证航空器运行的安全与高效,在危险天气出现时更加充分地利用终端区空域资 源,同时计算时间短、可行性高。     

Sector Capacity Estimation Based on Differentiated Routes and Busy Levels

Sector capacity estimation plays an important role in applied research of airspace management.Previous researches manifest that sector capacity should be influenced by its standard flow,or routes in that sector.However,if air traffic controller(ATCO)workload busy levels(level of proactivity of an ATCO)are ignored,the estimated sector capacity may not be accurate.There is a need to compare the estimated sector capacity with and without busy levels consideration,both with differentiated routes consideration.This paper proposes a method for sector capacity estimation based on ATCO workload considering differentiated routes and busy levels.Firstly,the main routes in the sector are identified,and for each route,the ATCO workload per flight is determined.Secondly,the workload for each route at three busy levels is determined.Regression analysis is then applied to determine the relationship between workload and the number of flights(with and without considering busy levels)in 15 min and 1h time slices.Sector capacity is then determined on the basis of a specified workload threshold,for the two cases with and without considering busy levels.Comparing the two scenarios and following validation by ATCO survey,it is found that capacity estimation considering busy levels is a more realistic and accurate approach.The validated capacity values for the Zhengzhou approach(ZHCC AP)airspace sector accounting for the busy levels were determined accurately as 10 and 33 flights for the 15 min and 1h slices,respectively.The corresponding results without considering busy levels were 12 and 41 flights for the 15 min and 1h time slices,respectively.     

遂宁机场空域资源优化策略探讨

分析了遂宁机场现有空域资源特点及训练容量限制瓶颈,提出了空域、航线和仪表程序优化策略,这对提高机场训练容量、确保飞行安全具有重要意义.     

Analysis on Potential Conflict Frequency of Intersected Air Routes in Terminal Airspace Design

In order to obtain accurate conflict risks in terminal airspace design, the concept and calculation model of potential conflict frequency for intersected routes are proposed. Conflict frequency is represented by the product of horizontal conflict frequency and vertical conflict probability. The horizontal conflict frequency is derived from the probability density distribution of conflicts in a period of time. Based on the recorded radar trajectory data, the concept and model of ROUTE distance are proposed, and the probability density function of aircraft height at a specified ROUTE distance is deduced by kernel density estimation. Furthermore, vertical conflict probability and its horizontal distribution are achieved. Examples of three intersected arrival and departure route design schemes are studied. Compared with scheme 1, the conflict frequency values of the other two improved schemes decrease to 53 % and 24%, respectively. The results show that the model can quantify potential conflict frequency of intersec ted routes.     

空域安全评估中的碰撞风险模型分析

碰撞风险研究是空域安全评估的关键内容。随着空中交通管理设备和技术的发展,碰撞风险的研究也深入展开。本文总结了国内外学者对碰撞风险模型的研究及应用,介绍了几种常用的碰撞风险模型或方法,包括概率论理论方法、Reich模型、EVENT模型、随机分析模型、交叉航路模型和模糊数学综合评价法,分析了各自优缺点,并对上述模型进行简要对比,为我国空域安全评估提供参考。     

空域拥挤风险管理时间决策模型与方法

针对目前日益严重的空域拥挤现象,缺乏有效的空域拥挤风险管理机制,造成拥挤难以应对等问题,建立了空域拥挤风险预测模型、空域拥挤风险解决模型和风险损失成本模型。采用风险预测模型和解决模型预测可能产生空域拥挤的时段、提出不同时段的实施流量管理策略,基于风险损失成本模型给出了不同时段调整拥挤的运行成本,通过比较运行成本和空域拥挤风险管理决策方法确定出解决空域拥挤的最佳时间点。采用实际运行数据进行验证,结果表明:所建立的空域拥挤预测模型、空域拥挤风险解决模型、风险损失成本模型和空域拥挤风险管理时间决策方法能有效地预测未来空域发生拥挤的时段,迅速找到运行成本最小的调整拥挤的时间点,为空中交通流量动态管理提供了新途径。     

终端区动态容量预测模型

为有效预测终端区动态容量,提出了一种危险天气影响下的动态容量预测模型。该模型根据危险天气预报概率的大小,将受影响空域的范围做区间化处理,认为危险天气预报概率大于70%的空域为完全避让空域,危险天气预报概率在70%以下的空域为可能避让空域。引入航班进离场优化排序和危险天气避让路径规划策略,以平均航班延误最小为目标,采用捕食搜索算法予以求解;并根据终端区实际容量评估的一般流程,运用仿真方法预测一定延误水平下的动态容量区间。以某机场终端区为例,验证了模型的有效性。     

基于协同进化的复杂低空下多飞行器协同航迹规划方法

由于低空空域环境复杂，威胁通用航空器运行安全。复杂低空多飞行器航迹规划方法是保障安全、提高效率的关键技术。在特定空域范围内，依据地形特点、环境威胁以及飞行器自身物理条件等约束和安全效率等性能指标，为飞行器规划出最优航迹。然而，多飞行器的航迹规划问题存在多约束、强耦合、多目标等难点，现有方法缺乏对问题先验知识的挖掘和利用，导致难以兼顾安全与效率。针对多飞行器航迹规划问题，建立了多飞行器航迹优化 多目标模型。为了进一步提升优化效率，基于启发式算子的自适应差分多目标进化算法，引入多种群协同进化，每个飞行器通过不同种群独立进化，建立合作机制提升种群进化质量，避免陷入极值。最后通过二维与三维仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

基于微分Petri网的民机航迹演化通用模型构建

为实现对未来大流量、高密度、小间隔条件下的空域实施管理,在战略航迹规划阶段,提出了一种模块化的战略航迹演化通用模型。建立了不同航段之间航空器状态动态切换的一类宏观Petri网演化模型,以及同一航段内航空器速度和高度两种特征参数值连续变化的3类微观Petri网演化模型。根据航空器特征参数值转化的4种不同形式并基于航空器全飞行剖面的混杂运行特性,运用微分Petri网理论,定义了航空器的4种演化模式,通过组合各种演化模式得到了3种航空器基本演化模型。在满足航空器性能约束的前提下,通过设定10个航段及15个高度和速度预设值,得到了全飞行剖面下各特征参数的演化图。结果表明,所设计的演化模型增强了航迹预测模型的通用性,能够反映航空器在水平剖面和垂直剖面内的状态变化。     

低空开放对空管的影响及对策分析

由于国情的特殊性,作为通用航空主要活动范围的低空空域一直都受到严格的管制,因此通用航空一直以来都是我国民航事业发展的薄弱环节。2010年中国民航局启动的低空空域改革,将给我国通用航空带来巨大机遇。与此同时,通用航空的发展会给我国的空管带来一些新的影响和冲击。文章通过对低空开放实施规划的分析,对通用航空事业发展前景及其给空管带来的影响进行了分析;通过对比美国空管为应对通用航空大发展所采取的相关措施,就我国空管系统如何应对影响提出了相应建议。