基于复杂网络的空中交通特征与延误传播分析

空中交通流量管理主要集中在尾随间隔、空中等待等局部战术空中交通流量调配,对空中交通流量整体运行规律、延误传播和整体解决的研究较少。航空运输网络是一个复杂系统,从复杂网络理论角度对航空运输网络进行研究很有必要。首先,分析了空中交通流量网络的度、度分布、权值、权分布、流量、容量、延误等静态特征;然后,提出了空中交通流量网络整体效能评估方法,使用选择性攻击和随机攻击方法分析了空中交通流量网络的抗毁性,基于负荷容量级联失效模型和病毒传播模型与空中交通延误传播的相似性建立了空中交通延误传播模型,最后,使用实际运行数据验证了空中交通流量网络的特征与延误传播模型的有效性,该研究可以为大范围空中流量管理提供决策支持。     

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。     

英国新空中交通管理系统发展动向

对空中交通容量的日益增长的需求,成为世界各国空中交通管理机构利用高新技术对空中交通管理系统进行改进的动力。新的高性能的计算机系统为实现国际民航组织 CNS/ATM 计划创造了条件。电子数据系统(EDS)在空中交通管理方面的运用代表了使用高新技术来提高系统容量和性能、改善工作环境的趋势。许多国家都在致力于研究、建设新的空中交通管理系统。新加坡的远     

空中交通管制员测评体系探讨

简要介绍空中交通管制人员测评领域的研究现状,提出对空中交通管制人员的选拔、工作绩效评估体系的看法。指出空中交通管制员从业资格测评应包含8项测评项目,在职空中交通管制员专业素质评估系统应包含9项测评项目,并对这些测评项目进行简要说明。     

空管安全评价预测模型

针对空中交通管理系统安全评价中存在的仅对系统安全状况进行静态评价,而评价的结果只反映系统当前运行的状况,缺少对系统安全运行态势的预测等问题,采用现有的空中交通管理系统安全评价体系,利用模糊综合评价方法并结合指数平滑法对空管系统安全的评价和预测进行分析研究.研究结果表明,运用本方法预测是比较可行的,同时本方法也对建立空中交通安全评估与预测体系有着积极的理论指导意义.     

基于空中交通管制运行品质的扇区容量评估

扇区容量反映的是扇区空中交通管制运行品质诸多要素综合寻优下的流量水平,目前将扇区管制员工作负荷阈值映射为扇区容量的评估方法存在片面性。为改善扇区容量评估方法,以成都进近南扇为研究实例,采集198组实际运行数据建立样本集,确立了涵盖空中交通流密度、管制运行安全性能、管制运行效率性能及管制员工作负荷等4类因子的管制运行品质量化指标,并基于主成分分析法实现了扇区管制运行品质综合评价,经函数拟合确定扇区容量为29架次/h,新方法更具科学性、客观性。     

基于大数据的空管运行安全预警研究

空中交通管制的任务是确保航空器的安全飞行,为了保证飞行安全,需要进行空中交通管制系统运行安全评估及预警的研究.借鉴大数据理论建立空中交通管制大数据概念,从影响空中交通管制系统运行的主要风险因素出发,建立空中交通管制安全运行的状态向量空间,利用主成分分析法去除基础向量线性相关性,再利用聚类分析过程建立空中交通管制运行安全预警知识库,实现空中交通管制运行安全评估和及时预警.结果表明:所用的预警分类分析方法能够很好地实现预警分类和安全评估,为管制部门的相关决策提供理论依据.     

空中交通管理系统安全绩效评估模型研究

客观准确的安全绩效评估,可以反映出空中交通管制系统运行的安全状况,并识别出安全管理存在的薄弱环节.从管制员、空中交通管制设备、环境、管理四方面找出影响系统安全运行的过程性指标,将过程性指标与结果性指标相结合构建空中交通管制系统安全绩效评估指标体系;在模糊物元分析法的基础上,对隶属度函数的确定方法进行改进,建立基于改进的模糊物元分析法的空中交通管制系统安全绩效评估模型;利用该模型对某空中交通管制单位的安全绩效进行评估,评估结果能够反映出该单位的安全状况,并指出应当改进的环节.结果表明:本模型可以对空中交通管制系统的安全绩效作出综合评判,并可以对空中交通管制系统的安全性进行量化描述.     

基于多目标规划理论的单跑道机场容量分配

通过分析机场跑道实际运行过程,建立了估计单跑道机场的容量模型并且利用该模型对跑道进行了容量评估。在考虑起降比例、流量平衡、停机位数量、跑道起降容量等限制条件的基础上,构造了多目标规划模型。通过改变预期目标的优先级别对3种跑道利用情况进行了容量分配,分配结果均实现了预期控制目标,仿真证明多目标规划方法是空中交通辅助决策的有效工具。     

军航活动下扇区动态容量评估研究

民航业迅速发展,空域资源的稀缺性日益凸显。科学合理地评估空域容量是解决空中交通流量瓶颈的关键,同时也为制定流量管理策略提供科学的依据。由于我国体制的特殊性,军航活动一直是我国空域资源限制的重要因素。研究并详细分析军航活动对扇区容量损失作用的机理,定量地评估军航活动对扇区容量的影响,建立军航活动影响下的扇区动态容量评估模型,结论表明模型有一定的参考意义。     

管制员信息处理能力模糊评价

信息处理能力是管制员能力和工作负荷的重要组成部分。针对此方面缺乏系统研究的实际，详细分析了管制员信息处理能力的影响因素，给出了评价指标体系，建立了多级模糊评价模型，实现了此能力的量化评价。通过对管制员的具体评价，符合管制员的自身情况，证明了方法的有效性。     

空中高速路匝口排序延误研究

航空运输业的迅速发展,空中交通流量需求越来越大,空中高速路的规划和设计有助于缓解日益严重的空中交通拥挤问题。从空中高速路的基本概念入手提出了匝口容量计算方法,运用Monte Carlo方法对匝口排序进行仿真并计算匝口排序延误。考虑到匝口容量和排序延误在很大程度上受空中高速路航路流量的影响,研究了航路上不同流率情况下的匝口容量和排序延误。结果表明：该方法能够仿真和计算不同情况下的排序延误,具有很好的实用性。     

两种空管自动化系统中管制员可靠性研究

介绍了人的可靠性评估的发展,进而提出了雷神雷达系统和欧洲猫雷达系统两种空管自动化系统下的管制员可靠性研究方法和数据采集的形式,通过对采集样本数据的分析,计算出管制员从雷神雷达系统过渡到欧洲猫雷达系统可靠性的评估结果,进一步指出提高管制员可靠性的改进措施.     

An evolutionary computational framework for capacity-safety trade-off in an air transportation network

Airspace safety and airport capacity are two key challenges to sustain the growth in Air Transportation. In this paper, we model the Air Transportation Network as two sub-networks of airspace and airports, such that the safety and capacity of the overall Air Transportation network emerge from the interaction between the two. We propose a safety-capacity trade-off approach,using a computational framework, where the two networks can inter-act and the trade-off between capacity and safety in an Air Transport Network can be established. The framework comprise of an evolutionary computation based air traffic scenario generation using a flow capacity estimation module(for capacity), Collision risk estimation module(for safety) and an air traffic simulation module(for evaluation). The proposed methodology to evolve air traffic scenarios such that it minimizes collision risk for given capacity estimation was tested on two different air transport network topologies(random and small-world) with the same number of airports. Experimental results indicate that though airspace collision risk increases almost linearly with the increasing flow(flow intensity) in the corresponding airport network, the critical flow depend on the underlying network configuration. It was also found that, in general, the capacity upper bound depends not only on the connectivity among airports and their individual performances but also the configuration of waypoints and mid-air interactions among conflicts. Results also show that airport network can accommodate more traffic in terms of capacity but the corresponding airspace network cannot accommodate the resulting traffic flow due to the bounds on collision risk.     

基于组合赋权的空管系统安全风险物元评价

空管系统的安全风险状况对航空运输安全运营有直接的影响。综合考虑空管系统安全运行管理的特点,构建空管系统安全风险的评价指标体系;应用欧几里得距离函数对空管系统安全风险评价指标进行组合赋权,确定空管系统安全风险评价指标的组合权重;引入物元分析方法建立空管系统安全风险评价物元模型,并进行实例验证。结果表明:物元分析方法能够评估空管系统整体的安全风险状况,得到了各个评价指标的安全风险状况,有助于采取针对性的有效措施提高空管部门的安全风险管理水平。     

基于云模型的空管安全运行保障能力评价

空管安全运行保障能力对空管安全运营具有非常重要的影响。考虑影响空管安全运行保障能力的各种因素的模糊性和随机性,引入云模型理论对空管安全运行保障能力实现定量评价;基于空管安全运行管理的特点,构建空管安全运行保障能力的评价指标体系,应用排队理论对评价指标进行权重赋值,以克服主观因素对权重赋值的影响;通过逆向云发生器计算空管安全运行保障能力评价指标的云数字特征,得到安全运行保障能力的评价云。通过实例应用进行验证,结果表明：云模型能够对空管安全运行保障能力进行整体准确评价,并能找出影响保障能力的主要环节,有助于空管部门采取针对性措施提高保障能力。     

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。     

Scenarios of air transport reflecting capacity constraints at German airports

Forecasts of air traffic growth and their interpretation in terms of the requirement for future airport and air traffic system capacity have an important part to play in guiding decisions about transport system design. The complex issues involved are illustrated in this paper, which analyses possible growth scenarios for the particular case of Germany.