基于复杂度分析的空域扇区划分

空中交通复杂度是对空域结构的客观衡量,是影响扇区规划的最主要因素之一。为了合理利用空域资源、提高空中交通运行效率,研究了基于复杂度分析的空域扇区划分问题。针对空域的内部结构与运行状态,深入分析扇区面积、航路结构、交叉点复杂性、机型混杂程度以及运行状态混合程度等影响因子的特性,建立了可量化计算的空中交通复杂度评估指标,定义了空中交通复杂度;基于空中交通复杂度来衡量管制员的工作负荷,以均衡管制员工作负荷为原则建立扇区规划模型,并采用生长算法进行求解。最后,选取珠江三角洲地区的空域进行实例分析,验证了本文扇区划分方法的有效性。     

基于管制复杂性的扇区容量评估分析

本文首先阐述了空中交通运输现状,重申了复杂性研究的重要性。为了正确评估管制能力、预测扇区容量,需要采取与管制复杂性相结合的工作负荷评估方法。本文以乌鲁木齐进近01、02号扇区为例,研究了在扇区复杂性相似的情况下,由于交通流差异造成的管制复杂性差异对管制员工作负荷权值以及扇区容量的影响。     

基于调速法的交叉航路空域复杂度研究

目前基于航空器架次的空域容量评估方法很难映射出交通态势、扇区结构及管制员负荷之间复杂关系,采用复杂度评估空域系统运行能力是当前空中交通管理领域的研究热点。本文基于空域复杂度评估方法中的扰动分析思想,根据扇区实际运行中交叉航路、航班流随机到达等实际情况,建立扇区-航班流模型,采用调速法进行飞行冲突探测与解脱,进而定义交叉航路扇区空域复杂度计算方法,设计了瞬时和平均空域复杂度可视化表示方法,对预测和降低空域复杂度提供支持。仿真结果表明,该方法与基于航空器架次的评估模型相比更能反映出扇区交通态势微观特征,向空中交通管理提供了决策支持工具。     

基于改进区域生长算法的终端区扇区优化

针对民航业发展中空中交通流量不断增加以及空域划分不合理导致的流量分布、管制员负荷分布不均等问题,基于空中交通管制扇区划分的思想,对终端区扇区优化算法进行了研究。通过对终端区空域实际交通流网络进行数学描述,利用流量栅格矩阵划分空域单元,并以航迹数据作为统计依据建立扇区优化的数学模型,实现利用流量数据代替负荷计算,简化了扇区优化的过程。针对传统生长算法所得扇区不连续空域较多问题,提出环形生长的改进区域生长算法得到最优的扇区划分。最终,以厦门终端区为例,通过改进区域生长算法所得的扇区管制员负荷,经计算均小于总时间的80%,且最小负荷差为304 s,验证了所提出扇区优化方法的合理性。     

融合点进近系统分析

高密度终端区的空域资源日益紧张,为了保证终端区运行效率和安全,提出了结合精密导航技术的融合点进近系统。通过对其描述分析,并与现行运行模式进行比较,表明该系统可以大幅提高机场管制效率,具有较强的实用性。     

基于扇区负荷约束的管制移交间隔多目标优化模型

繁忙扇区的容量随着交通复杂性的改变而动态变化,现有的基于确定容量的管制移交间隔管理策略不再适用,且动态容量下频繁改变移交间隔也不利于空中管制指挥。本文首先通过将交通复杂性转化为管制工作负荷参数,解决移交间隔改变导致的容量动态变化问题,建立基于扇区负荷的容量流量匹配模型。其次设计管制移交间隔策略稳定性表征函数,提出以策略稳定性和延误成本为目标的管制移交策略优化模型和智能算法。最后基于昆明机场进近扇区实际数据进行仿真验证,证明本方法可以获得一组帕累托最优解,能够为流量管理部门发布管制移交策略以供决策支持。     

适用于进近管制的集成式相似航班告警系统的设计

当前相似航班告警的技术改造和研发大多需要采用独立的系统,无法和在用的空管自动化系统融合,给管制工作带来不便。针对进近管制的特点提出一种集成式的相似航班告警系统。该系统通过对来自空管自动化系统的MH4008-003格式综合航迹有关数据项的处理,结合航空器接近扇区判断,设计了对进近管制航班相似判断的具体算法。同时,对现有的航班号相似规则进行整合,设计了快捷的C#函数进行航班号相似判断。最终系统通过改进的字幕叠加器将处理结果叠加显示到空管自动化系统中,实现了相似航班告警的集成化。     

无线电陆空通话中英语口音对管制学生理解力的影响研究

以台北进近代表本国(中国)英语口音组,纽约进近代表英语母语口音组,东京进近代表非英语母语口音组,研究了管制学生对本国英语口音、英语母语口音和非英语母语口音陆空通话录音的理解程度。结果表明,非英语母语口音对管制学生的理解有显著影响。管制学生对台北进近和纽约进近录音的理解无显著差异;对台北进近和东京进近录音的理解有显著差异。进一步对指令要素进行分析发现,差异主要体现在呼号、高度、左右、频率和关键动词、名词的理解。最后,从遵守标准通话用语、养成良好通话习惯和文化差异培训等方面提出应对策略,以改善教学效果,提升管制学生陆空通话英语应用水平。     

调整管制结构 充分利用空管资源—建立学院进近管制中心的设想

我院所属的广汉、新津、绵阳、遂宁机场地处四川盆地 ,周边机场密集 ,各机场的空域和航线交叉现象严重 ,因此 ,需要协调和调配的情况时有发生。而目前在我院各机场的本场、空域飞行由起飞线塔台指挥 ,航行训练由各机场管制室指挥 ,转场训练由院部管制室负责指挥。航行航线与转场航线有些是交叉或重叠的 ,但却由两个管制单位负责指挥 ,这就存在着发生冲突的不安全隐患 ,或者由于航行和转场训练不能同时进行 ,因而降低了空中资源的利用率。在这种情况下 ,建立学院进近管制中心将不失为一种解决问题的好办法。 (因洛阳机场相对独立 ,其进近管制…     

空域复杂性建模

下一代空中交通管理系统致力于推进管理决策中心从地面转向空中,实现统筹分布-集中决策模式,提高交通服务能力,适应未来航运需求.为探索空域系统承载复杂交通的能力,空管业界对以动态密度为代表的空域复杂性模型进行了大量研究.运用复杂性学科研究的基本思想,以对空域状态进行客观描述为重点,反映空域以及其中交通关系的变化过程,提出了综合迫近、几率和连携因素的空域复杂性模型,最后,通过仿真实验数据和广州地区的实际运行数据验证了模型的可行性.弥补了空域状态评估领域航空器计量方法的不足.     

空域容量评估的理论与方法研究综述

针对目前对空域容量评估理论和方法的研究，本文从机场终端区容量评估、航路扇区容量评估、区域容量评估方面进行阐述，介绍国内外相关研究现状，然后结合各空域容量的限制约束及影响因素，分析比较容量评估的方法和工具，总结得出空域容量评估的未来趋势以及对我国空域容量评估的发展启示。     

空中临时“停机坪”

在空中交通指挥过程中,等待有时是难免的。像起飞、降落需要许可一样,飞机从一管制区进入下一管制区也需要许可。如果下一管制区过度拥挤超过了所能承受的容量,飞机就需要在某一空域内"等待"。进近空域(在6400米以下的高度)里面的等待,一般是在等待空域内盘旋。等待空域通常     

面向繁忙区域扇区动态管理的相似运行场景识别（英文）

由于空中交通的不确定性,管制员在策略制定时面临着很大的挑战,而相似运行场景识别是一种很好的辅助管制员进行策略制定的方法。基于典型繁忙区域管制空域的运行特征建立了复杂度度量指标体系,在此基础上分析出区域扇区运行特征具有聚集性及连续性的特点,利用主成分分析有效地降低了数据维度和信息冗余,并利用主成分构建了代表运行模式场景和运行趋势场景的离散特征和时序特征。基于高斯核函数,采用欧氏距离和动态时间规整(Dynamic time warping,DTW)方法对特征间的相似度进行了度量,将度量结果输入到谱聚类模型中得到场景识别结果。聚类结果表明,基于上述指标体系,相似运行趋势场景识别效果不明显,相似模式场景识别结果较理想。最后采用多维缩放(Multidimensional scaling,MDS)方法对相似模式场景识别结果与扇区实际垂直运行进行了可视化对比,识别结果在高峰时刻能很好的反映运行情况,高峰时刻繁忙运行模式和开扇运行的匹配率达到96.7%,并分析出凌晨时段管制员在相似的场景下会做出不同决策,实验结果表明了识别结果的客观性及实际运行的主观性。相似的空中交通活动为管制策略制定提供了规律性支撑,也证明了这种方法在管制运行中对其他人工智能技术及动态策略制定的支持潜力。     

浅析重庆机场雷暴天气条件下的塔台管制指挥

重庆江北机场周围的地形复杂、空域有限,每年的3月至10月份是雷暴天气的频发期。本文以重庆空管分局塔台管制室的实际运行程序为基础,提出了一些在雷暴天气条件下管制指挥建议,在提高运行效率、降低管制运行风险等方面能起到较大作用。     

基于JAVA的改进型流量预测分析系统研究与设计

研究并提出了一种基于直接修正预测值来提高卡尔曼滤波精度的目标跟踪算法和一种可根据自动化系统4D轨迹预测计算飞行轨迹,确定每个点的预计飞越速度、高度和时间,实时修正区域内即将飞越航路报告点的所属扇区,实时更新各扇区未来航班流量的统计算法。依据所研究的算法,设计了一套基于JAVA的扇区流量预测分析系统。该系统集雷达目标的实时显示、管制扇区流量的实时统计、目标航班扇区投递信息等多种功能于一体,能够更全面、真实反馈目标航迹当时运动态势和扇区流量预测信息,有效提升管制运行效能。     

管制扇区的最优划分方法研究

在研究管制员工作负荷的统计方法和描述空域拓扑结构的数学模型的基础上，利用基于自然法则的模拟退火随机优化算法对扇区最优化问题进行求解。并通过对厦门管制区的扇区最优划分实例分析，验证了扇区优化数学理论正确性和使用该算法达到的预期效果。     

依据管制工作负荷的扇区优化新方法

空域扇区优化划分问题是空域管理领域的一项重要的研究课题，对于提高空域容量和保障飞行安全均具有重要作用。本文根据空域中航路点的自然分布．利用算法几何的思想建立Voronoi图，统计由各Voronoi多边形包含的管制员工作负荷．然后以工作负荷均衡为优化原则，使用模拟退火算法对空域中的Voronoi多边形进行优化组合．并使优化组合的新解满足空域划分的两条重要的基本原则。这样，Voronoi多边形组合集合的边界就是优化的扇区边界。通过实际空域设计算例的计算结果，验证了本文提出的扇区优化方法的合理性。     

危险天气下扇区容量研究

不断发展的天气观测和预报系统,使得危险天气下空域容量评估研究成为空中交通管理研究者的关注热点。基于最大流最小割扩展定理思想,采用合成的确定型天气数据,应用Folyd算法求解最短路径,计算危险天气下扇区最大通行量。通过随机出多组天气数据,拟合回归危险天气覆盖扇区面积百分比与扇区最大通行量的方程式和曲线。仿真结果表明,回归方程拟合准确度较高,对于预测危险天气对扇区的影响有一定借鉴意义。     

在危险天气条件下预计航空器到达时间算法研究

主要研究了在危险天气条件下,在航空器可能的机动情况下,计算航空器在跑道或在最后进近点的预计到达时间问题.这个问题解决在雷达管制空域下,协助管制中心自动化系统在危险天气条件下,计算航空器的预计到达时间.我们通过一个概率模型和一个信息嵌入的最佳路径图(OPM)来解决预计到达时间问题,其中设计危险天气避让算法来建立最佳路径图.危险天气避让算法考虑的路径是从起始进近定位点到跑道的路径.该问题还要考虑各种限制,如航空器机动性限制,飞行员与管制员工作量的考虑,空中交通管制进离场走廊的限制等等.     

基于空中交通流量的贵阳高空扇区优化研究

空中交通流量是衡量某一扇区管制员工作负荷的重要条件之一。为了能够在既定的航路结构下,合理均分贵阳高空各扇区的空中交通流量,保障空中交通安全,本文以特征时段贵阳高空空域空中交通流量为基础,以平均分配扇区内流量为目标,运用遗传算法找到扇区优化问题的最优解,以满足贵阳高空管制区的日常运行需求。