面向三维空间的交通复杂度建模

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复杂性模型进行了大量理论研究,而对复杂性实际应用的研究略显单薄。基于前期联携关系复杂性研究,详细分析了三维空域内航空器对的各种相对运动趋势,将原有的复杂度模型从平面空间扩展到立体空间,采用综合微观分析方法建立了普适于立体空间的交通复杂度模型。模型能够真实地反映三维空域内航空器的空间耦合态势,并通过广州区域扇区的实际运行数据验证了模型的有效性,弥补了复杂性模型实用性不足的缺陷。     

基于灰色关联聚类的空中交通复杂度评估方法

为了准确评价空中交通态势的复杂程度,进行有效的空中交通管理,提出了一种空中交通复杂度评估方法。在已有的理论研究成果及实际运行经验的基础上,归纳了定义明确、可定量分析的基础空中交通指标集,使用灰色关联聚类方法对指标集进行聚类分析,利用信息熵理论对聚类指标求解权重,加权求和获得空中交通复杂度。方法弥补了目前使用单一维度指标描述空中交通运行态势的弊端,能更好地体现空中交通复杂度。     

民用机场及附近空域空中交通流量优化

针对民航客运需求快速增长所带来的航班延误和空域拥塞问题,提出一种优化民用机场及附近空域空中交通流量的方法。通过空中交通走廊容量评估方法,对经典优化模型进行了发展和改进,建立起综合性优化模型;将机场和附近空域视为一个整体系统,根据交通需求和容量的相互关系动态调整航班流量和机场起降容量;在优化计算时,提出一种兼顾效率和准确性的新型优化算法。通过算例对所述优化方法进行了验证,该方法可以为空中交通管制人员进行流量优化分配提供参考。     

空域网格化方法及其在空管中的应用研究

传统的空域理论方法面临交通密度快速增长、空域管制对象复杂多类异构等一系列问题,研究空域数字化建模,发展出新的空中交通四维时空框架,在此基础上开展全新的空域与空中交通流量协同管理是当前的迫切需要。本文聚焦包括平面格网模型以及空域空间格网模型的空域网格化方法的总结,并对空域网格化方法的空管应用研究进行综述,在此基础上,对空域网格化及数字化研究重点及发展趋势进行综合分析。本文研究能够为空域网格化及数字化理论与应用的可持续发展提供科学指引。     

基于模糊综合评价的航路交通态势评估

针对中国航路交通态势评估问题,通过引入态势感知理论,构建航路交通态势评估的研究框架,建立起一个评估航路交通态势的指标体系,并给出了基于模糊综合评价的航路交通态势评估方法。通过对算例的计算和分析,验证了评估方法在空中交通态势评估中的有效性和可行性。     

空域交通复杂度计算方法研究

空域复杂度是指管制员所指挥的空域的复杂程度,包括可见的飞机运行、不可见的运行程序等,决定着管制员的工作负荷。而空域交通复杂度则是可见的飞机运行的部分,为其重要组成部分。将对空域交通复杂度进行分析研究,考虑到飞机分布不均匀,修正了飞机的数量,通过对飞机在垂直方向、水平方向、飞行速度的影响分析,得出了交通复杂度的计算公式。并利用雷达模拟机对某一空域进行了测算．得出该空域的交通复杂度的分布。     

空中交通复杂性研究进展

空中交通复杂性是空中交通态势的本质属性，是空中交通管制工作负荷的主要驱动因素。空中交通复杂性的科学评价是实现空中交通精细化管理的关键，也是当前空管领域研究热点。本文介绍了国内外空中交通复杂性的研究团队，梳理了空中交通复杂性与工作负荷、安全水平等相互之间的区别和联系，并详细分析了现有研究的具体研究路线。在分析新一代空中交通管理系统特征的基础上，对空中交通复杂性的未来研究趋势和方向进行了展望。     

基于空中交通复杂性的管制员通话负荷回归分析

管制员工作负荷的合理评估对保障空中交通系统安全运行具有重要作用。基于空中交通复杂性提出了一种管制员通话负荷的定量化预测方法，首先采集厦门空管站的雷达数据计算得出9个空中交通复杂性评价指标数据，通过共线性诊断发现复杂性指标间存在较强的多重共线性，进而采用主成分分析方法从多个复杂性评价指标中提取了2个主成分，最后基于多元线性回归分析方法建立了管制员通话负荷与交通复杂性评价指标间的定量关系，并通过实测通话数据进行验证。     

基于DEMATEL的空域扇区复杂性影响因素研究

空域扇区复杂性直接影响着空域结构的合理性、管制员工作负荷的均衡性、交通运行的科学性以及空域规划的客观性,是保障航路运行安全,提高空域运行效率的主要方式。针对空域扇区复杂性影响因子较多的特点,首先构建影响空域扇区复杂性的因子体系,其次利用DEMATEL方法对影响空域扇区复杂性的因子进行量化,分析各因素与复杂性的关系及各因素间的关系,最后筛选出关键影响因素,并提出优化空域扇区复杂性的一些建议。     

无人机低空交通管理系统综述

低空空域改革是提高低空空域利用率和促进低空产业发展的重要举措,无人机的低空运行是低空空域改革的重点。低空无人机的数量与低空空域使用需求急剧增加,亟待发展与空中交通管理系统相称的无人机空中交通管理系统。为了解低空无人机运行现状和发展无人机低空运行关键技术,从无人机交通管理系统/智能交通管理系统、无人机低空运行关键技术和无人机低空运行飞行规则三个方面对无人机低空交通管理系统的现状进行了总结介绍,并探讨了无人机低空交通管理系统的发展趋势。     

空中交通态势感知研究综述

空中交通系统作为典型的复杂系统,解决空中交通的拥挤、航班延误等问题是当下的研究难点和热点,需大力发展空中交通态势感知这一关键技术,为此对空中交通态势感知技术进行了详细的综述。对空中交通态势识别算法的国内外研究做了概述,随后重点分析了空中交通态势预测技术,依据应用方法不同,将空中交通态势预测分为交通流模型预测、人工智能算法预测以及复杂网络预测,以技术更迭为时间线,对研究成果进行分析,最终基于研究阐述现存问题并对未来研究方向做出展望。     

基于内禀属性的扇区复杂性评估

为了定量描述空域扇区的复杂性,引入交通内禀性概念,通过计算扇区内航空器间的逼近时间、侵略函数、关系矩阵、相关度函数,建立扇区的复杂性测度模型；并通过仿真算例,对扇区复杂度影响因素进行了分析.研究结果表明:复杂性值大小反映了扇区内飞机数量及汇聚、分散程度,复杂性值曲线拐点数量反映了扇区交通有序/无序程度,复杂性值曲线突变反映了扇区交通数量变化情况,可为管制员的监视和冲突解脱方案选择提供一定支持.     

基于交通复杂性技术的流量问题解决策略

引言 空中交通流量存在的问题，基本归纳为以下三类：（1）机场需求与容量不平衡问题；（2）空域需求与容量不平衡问题；（3）避让不能进入或是不愿进入空域引发的问题。这三个问题是贯穿空中交通流量管理全过程的问题，辨识并解决这些问题是各层级流量管理工作的主要职责。空中交通流量管理人员，在大多数的工作时间内都在进行着辨识与解决这些问题的工作。     

基于核主成分分析的空域复杂度无监督评估

空域复杂度评估作为衡量空域运行态势、管制员工作压力的关键手段，是运行调控的基础。由于影响因素众多，不同因素间耦合关联复杂，且标定样本很难获取，空域复杂度的准确评估被公认为航空领域的一个挑战性问题。提出了一种空域复杂度的无监督评估方法。首先通过核主成分分析挖掘原始样本各维度的非线性耦合关系，准确提取能够最大化复杂度评估信息量的主成分，进一步设计了可按需定制的主成分聚类方法，实现了无监督条件下空域复杂度的准确评估，为空域划分、流量管理提供了有效的技术支撑。     

空中交通管理中的复杂性研究

 空中交通管理（ATM）领域不断更替的新概念与新技术对准确认识ATM底层结构及其运行机制提出了愈加多元的需求,其中复杂性研究作为基本问题之一,由于贯穿ATM的各个层面而成为认识系统涌现的重要线索。不断发展的复杂性科学更是从方法论上给予了ATM研究者理论支持,使得复杂性研究复兴成为欧美空管机构研究者的热点论题。针对ATM领域的复杂性研究尚未形成明晰体系之现状,本文尝试理清以往工作的范畴与框架,并重点介绍了关于动态密度、交通无序性、交通流扰动分析和空域复杂系统建模方面的理论成果,最后指出了该领域未来的研究趋势和尚待解决的关键问题。     

基于网络的空域模型

以网络为工具从成本的角度研究复合空域的交通及其优化问题，给出了一种复合空域成本优化的网络模型。该模型可作为真实空域的简化和直观描述，用于空域内空中交通成本的分析及优化。     

当前体制下的空中防相撞工作

空中交通管制服务的主要任务,是防止航空器与航空器相撞及在机动区内航空器与障碍物相撞,维护和加快空中交通有序流动。这一任务主要由空中交通管制员来完成。由于这一工作的复杂性、可变性和不可错性,对从业人员的心理素质、语言能力,协调能力、处置突发情况时的应变能力都提出了极高的要求。当今的空中交通是全方位的立体交通。正常情况下,管制人员都能够在特定的地区、特定的时间和特定的空间范围内,向航空器提供规定的垂直间隔、纵向间隔以及侧向间隔标准,并保证在单位时间内使空中交通量最佳地流入或通过,尽可能提高机场、空域可用容量…     

受限航路空域自主航迹规划与冲突管理技术

为了解决在基于航迹运行的空中交通管理自动化系统中人机意识同步的问题，以航路运行为对象，开展了面向受限空域的自主四维航迹（4DT）冲突探测与解脱（CD&R）技术研究。基于自由航线空域（FRA）环境，提出基于栅格的空域离散化处理与计算方法；在此基础上，提出受限空域自主航迹运行两阶段方法：阶段1运用可视图（VG）法和Dijkstra算法，实现了满足限制区约束的航空器期望航迹快速规划；阶段2提出航迹可达时空域模型及其图形化表达方法，并基于连续飞行动力学推导出了不同情况下的航空器位置更新模型，并采用局部冲突探测与解脱方法，以飞行距离最短为目标，实现航空器自主路径与速度联动规划，从而支撑空地、人机认知同步的无冲突四维航迹生成；最后，以中国西部典型空域为运行场景开展仿真实验，验证了所提方法的计算高效性和模型有效性，并对栅格尺寸和探测距离这2个关键参数进行了灵敏度分析。结果表明，所提方法能够支撑复杂空域高密度运行环境自主航迹运行，为推动自主空中交通系统发展提供了新思路和新方法。     

一种终端区空中交通复杂度的计算方法

将终端区的空中交通复杂度分为静态复杂度和动态复杂度,提出了终端区空中交通复杂度的一种计算方法。通过考虑航空器数量、机型混杂比例和进离场航迹相互影响关系等因素建立空中交通复杂度模型。有效避免了因管制员工作水平差异等人为因素带来的不确定性影响,能更加客观地反应终端区的空中交通复杂度,具有通用性。最后通过Matlab实例仿真,验证了方法的有效性和实用性。     

空管扇区开放计算机辅助决策模型及算法

从空中交通管制需要出发,管制空域常被划分成一些扇区,每个管制扇区由一组管制员负责。当空域情况、交通特性一定时,管制自动化中的一个问题是如何确定扇区开放的形式和数量使得既满足空管服务要求,又在管制员的可承受工作强度之内,且占用资源最少。针对上述问题,本文提出了基于排队论的计算机辅助决策模型和算法,并通过实例给予了验证说明。