大型航空运输企业航班恢复系统(RM)应用研究

随着航空公司机队规模和运营航线的不断扩大,在发生大面积航班延误时,航空公司需要快速计算出最优的航班恢复方案。为了提高运行控制效率,探索一种优化控制的方法,根据经济效益、航班正常等不同的目标要求,计算出最优的运行方案,最终达到快速、高效地调配航班。分析了大型航空运输企业不正常航班恢复的主要场景,在此基础上筛选了制约航班恢复的关键约束条件,设计了航班恢复和校验的基本逻辑,通过应对台风处置的实际案例,验证了某大型航司和美国世博公司的航班恢复系统(RM)在实际案例应用中的效果,总结了该航班恢复系统的优点和存在的风险及短板。实践表明,该系统可缩短2 h航班运行恢复时间,平均每个受影响航班减少延误30 min,减少相应的成本2万元,提升整体航班正常率3%~5%。     

航班收益分析与最佳航班安排

基于航班安排的目的，将航班完全成本划分为航班变动成本与航班固定成本，提出经营时间法、起落架次飞行时间法等航线成本分摊计算方法，改进了传统的利用机型小时成本计算航线成本的方法。对航班贡献与航班利润两个概念进行了比较，推导出航班利润最大与航班贡献最大是一致的，阐明了小时贡献率的概念。根据小时贡献率，建立了一个航线网络贡献最大的模型，并给出了求解方法。     

基于遗传算法的起降航班动态排序模型的研究

讨论了空中交通流量管理中终端区航班的排序规划问题。目的是在终端区空中交通繁忙的情况下有效地为到达航班安排合理的着陆次序，并在不违反飞机间隔要求的情况下给出各飞机经过优化的着陆时间，提高机场跑道的利用率。引入离场起飞的航班问题，建立了航班排序的动态模型和基于遗传算法的终端区动态排序算法。并对一个算例采用冬文方法进行验证计算，结果表明，所提出的方法计算效率高，实用可行。     

基于动态规划的航班着陆调度算法

为了解决机场终端区空中交通流量高速增长造成的进近冲突,合理安排飞机着陆次序,充分利用跑道容量,减少航班延误,提出了一种基于动态规划方法的航班着陆调度算法,算法结合了MPS约束、优化深度限制和时间窗限制约束和其他多项约束,并采用了动态规划的方法来减少计算量。仿真结果表明,算法能满足现实复杂空管条件下的各种限制约束,可应用于实时的ATC自动化系统,并能输出合理可行的排序结果,明显减少航班队列的延误。     

基于免疫进化算法的枢纽机场停机位调度模型

针对繁重机场日益严重的航班延误问题,以提高旅客的满意度和减少航班滑行时间为目标,提出了一种高效的停机位分配模型。模型基于免疫进化算法,以最少航班被分配到远机位和航班滑行时间的均方差最小为目标函数。模型可以用于在机场航班时刻已知的情况下,对不同时段的航班的停机位进行高效快速分配,通过国内某大型机场的实际运行数据进行计算及对比分析表明,模型和方法是有效可行的。     

航班在机场终端区时延的快速计算方法

本文利用随机服务系统理论，详细分析了机场终端区的飞行，管制程度和空域结构，建立其运宫模型，最终得出计算公式，成功地解决了快速分析计算航班等待和延迟的问题。     

基于地面等待策略的航班时刻规划方法

地面等待是空中交通管理中普遍应用的一种方法。根据机场实际容量的约束,从地面等待策略的思想提出了航班时刻规划专家系统,即通过修改航班时刻表中高峰时段的航班,以达到平滑交通流量的目的。最后根据全国航班时刻表,选择了10个主要的繁忙机场进行了仿真计算,验证了方法的实用性。     

美国航班正常性管理经验及对我国的启示

<正>航班正常性管理是我国民航目前发展中的重点和难点问题。为探寻提高首都机场航班正常性的有效方法,2013年7月,民航华北地区管理局组织了对美国航班正常性的考察,与美国运输部(DOT)、联邦航空局(FAA)就航班正常性管理问题进行了深入交流,重点考察了美国芝加哥机场、美国航空公司等单位,就航班正常性管理的相关法律法规、航班正常性监管手段、CDM系统的使用和大面积航班延误的处置等方面进行了交流。通过考察,我们认为美国航班正常性管理的经验对我国民航具有十分重要的借鉴作用。     

停机位容量评估及其包络线分析

为客观评估停机位系统保障能力,探索机位容量提升方法,将进出港航班的地面作业时间、停机位缓冲时间及航班定位时间引入到容量模型,设计了一种改进型的停机位系统容量评估模型。以国内某机场为例,使用停机位容量包络线方法,分别从进出港航班比例变化、机型组合比变化、机位利用率和航班平均机位占用时间同时变化三个方面,对停机位系统的容量进行了评估分析。使用该模型和容量分析方法,可以为机场运行管理人员在制订机位容量提升计划、组织高峰时段航班运作及制订中远期机位规划等方面提供有益的决策支持。     

基于蒙特卡洛仿真的平行双跑道容量评估方法

跑道容量评估是科学评价跑道规划方案、合理安排航班时刻、精准实施流量管理的重要基础性工作.针对平行双跑道容量评估问题,分析了跑道容量影响因素,考虑到跑道分配、机型分配、起降类型分配、进离港点分配、航班流队列顺序等随机性,采用蒙特卡洛方法模拟变量随机性,按照离散事件系统原理,递归计算每个航班的起降时刻,通过统计1h内的航班数量获得容量值.以西安机场双跑道为例,针对现行的相关进近、独立进近、隔离运行3种模式,分别计算了跑道容量值.仿真计算结果显示,相关进近模式容量60架次/h,独立进近模式跑道容量为78架次/h,隔离运行模式跑道容量为52架次/h,平均每次仿真时间仅为1 min,说明方法效率较高.与2015年高峰61架次/h相比仅相差1个架次,计算结果说明方法是有效的.     

遥控驾驶无人机时间延迟与飞行品质分析

时间延迟是影响遥控驾驶无人机飞行品质的一个重要因素,在有人驾驶飞机飞行品质标准中,存在有效时间延迟和等效时间延迟两种概念以及相应的评估指标。对比有人驾驶飞机时间延迟的概念,分析了无人机时间延迟的组成,从飞行品质的角度出发给出了无人机时间延迟的定义和测量方法。利用飞行试验的手段,在遥控操纵模式下进行了典型试飞任务的试验,并基于试飞数据和试飞员评价,初步给出了时间延迟的试飞评估方法。     

基于运动嵌套网格的前飞旋翼绕流N-S方程数值计算

 通过求解 Navier-Stokes方程数值模拟了直升机旋翼前飞非定常流场。为了模拟包括旋转、周期性变距和周期性挥舞的非定常运动,采用了一种能够快速完成重叠网格间流场信息交换的运动嵌套网格方法。空间上采用中心平均的有限体积法进行离散,时间方向应用含隐式子迭代的双时间法推进求解。为了验证程序的正确性,数值计算了一有升力悬停流场,旋翼桨叶表面压力分布的计算值与实验值吻合很好。     

新一代歼击机超机动攻击的智能控制及实时分布式三维动画仿真研究

新一代歼击机超机动飞行性能具有很高的战术价值 ,开发这种价值对空战的胜利具有重大意义。本文研究了超机动攻击的智能控制方法和实时分布式三维动画仿真技术。采用 3个三层BP网络重构了超机动飞行控制系统 ,应用“论域及增益在线自适应调整”的模糊控制规则设计了火 /飞耦合器 ,并提出了超机动攻击的实时分布式三维动画仿真方法 ,构造了实时分布式三维动画仿真平台 ,仿真结果逼真、直观、有效。     

某机高度稳定系统的高空振荡及气路延时的补偿

揭示了空速管路延时是造成某机高度稳定系统高空振荡的根本原因,研讨了飞行包线内运动粘性系统及与其关联的气路延时的变化规律,给出相位超前校正网络的参数特征以及用该网络补偿气路延时的工程设计方法。试飞证明,该法成功地解决了该机高度稳定系统高空振荡的关键技术问题。     

飞机活动半径与飞行等时点

飞机活动半径与飞行等时点是在特殊或者紧急飞行情况下,根据飞机实际油量选定最有利的紧急备降机场,保证飞机在安全距离或者最短时间内在备降机场降落的一种紧急情况处置方法。本文通过理论分析和实例验证,提出在曲折航线飞行中,用实际飞行资料精确计算飞机活动半径和飞行等时点位置的新的计算方法。     

放宽静稳定度飞机时间延迟稳定边界

针对飞机初步设计阶段其放宽静稳定度（RSS）与电传飞控系统时间延迟边界之间的定量关系求解问题，以战斗机纵向短周期方程为基础，分析了飞控系统中的时间延迟因素，描述了放宽静稳定度与方程参数间的关系。并以等效输入延迟的形式构建了含飞控系统时间延迟的闭环系统特征方程，通过根轨迹趋势理论和数值计算方法确定了放宽静稳定度与飞控系统时间延迟边界的定量数值关系，同时探讨了舵效与动导的参数不确定性对所求时间延迟边界的影响。本文方法对飞机初步设计阶段飞控系统时间延迟指标和可放宽静稳定度边界的确定具有一定的工程实践意义。     

考虑飞机排放因素的飞机巡航性能参数优化方法

巡航是民航飞机主要的飞行阶段,航班飞行中绝大多数的燃油消耗、飞行时间和污染物排放均发生在该阶段。基于国际民航组织（ICAO）基准排放数据和BM2方法,建立了污染物排放量和排放成本计算模型;提出污染物排放价格权重、成本指数排放因子和综合成本指数概念,以改进飞行成本计算模型,考虑污染物排放对飞行成本优化的影响;通过计算分析输入成本指数对性能参数和飞行成本的影响,建立了基于搜索方法的综合成本指数优化流程,并采用Visual Studio予以开发实现;然后计算了综合成本指数飞行的经济效益,以及飞机质量、成本指数和巡航高度对飞行成本的影响。结果表明,选择合适的综合成本指数和巡航高度,可使总飞行成本达到最小,提高运行经济性。与传统巡航相比,在典型情况下采用综合成本指数巡航可以降低相同条件下的总飞行成本的0.15%。     

基于贝叶斯网络的航班延误传播分析

 由于机场航班之间存在前后衔接关系,每个航班的延误会波及到下游机场及其航班,因此需要一种有效手段来分析航班衔接时的延误传播。贝叶斯网络（BN）是一种有效的传播分析方法,从某个枢纽机场航班延误出发,对其关联机场的衔接航班的延误影响进行分析,提出了基于BN的航班延误传播模型。结合某航空公司实际数据,通过最大期望值算法对模型进行训练,给出了测试结果。实验表明,所提出的方法能有效地分析航班延误从局部到全局的传播。     

应用时间裕度法评估人-机系统飞行安全

采用临界参数确定飞行风险,提出了安全飞行时间裕度概念,根据安全飞行时间裕度和飞行员操纵干预滞后时间评估飞行安全。研究了不利因素影响下的飞行员操纵干预滞后特性。给出了临界参数分别为过载和高度时,飞行安全时间裕度的计算方法。实现了对人-机系统飞行安全的定量评估,并给出了风险概率。     

弹道导弹飞行时间的BP神经网络控制方法

时间协同攻击是提高弹道导弹突防能力和作战效能的一种重要手段。由于发动机推力偏差等干扰因素造成导弹的飞行时间偏差较大,为精确控制弹道导弹的飞行时间,运用BP神经网络算法,建立了一种适用于较大飞行时间偏差修正的飞行时间调控模型。该模型用视加速度偏差表征推力偏差等干扰的影响,根据视加速度偏差调整导弹飞行中某一时段的程序角来实现对飞行时间的精确控制。由BP神经网络建立满足飞行时间偏差要求下视加速度与飞行程序角速率、转弯结束时间之间的映射关系。导弹实际飞行时,根据实际视加速度,由BP神经网络在线计算出飞行程序角速率及转弯结束时间,使导弹在干扰条件下仍以预定飞行时间到达目标。最后,通过仿真验证了该模型的有效性和可行性。