机场地面等待时隙分配的公平性和效率性研究

为实现地面等待程序中计划进场时隙的公平高效使用,先通过分析RBS、E-RBD等算法的不足,结合地面等待程序中天气许可时刻的不确定性理论,建立地面等待时隙分配的多目标公平效率折中模型,最后根据具体机场的实际容量水平和天气许可时刻的分布概率,计算证明了模型在有效减少延误的同时增加时隙分配的公平性。     

高效MF-TDMA系统时隙分配策略

由于具有高效性和灵活性,多频时分多址接入(MF-TDMA)技术被广泛应用于现代宽带通信卫星系统的上行链路设计中。时隙分配算法的有效性是高效利用MF-TDMA系统资源的保证。在MF-TDMA系统中,时隙资源分配问题可以分为两步：载波信道选择和信道内的时隙分配。对于第1步,RCP-fit等算法提供了良好的用户载波信道预约策略。本文主要针对时隙分配过程的第2步展开讨论,针对载波内的时隙管理问题提出了一种基于倒序时隙编号时隙资源树的时隙组织方式,从时隙编号的角度解决了时隙时间均分问题。并采用伙伴递归调整算法作为载波内时隙优化定位方法,有效减低时隙碎片对系统资源利用率的负面影响。最后通过仿真,验证了该时隙管理算法的高效性。     

基于BDI模型的Agent在航班时隙分配问题研究

随着民航运输的快速发展,时隙资源日益紧缺,为了保证航班的正常飞机,提出了基于BDI(Beliefs-Desires-Intentions)Agent分布式时隙优化模型,并对厦门机场某一时间段内的时隙分配进行验证,结果表明,模型可以大大减少航班的延误损失,具有较强的实际应用性。     

多Agent协调模型与算法在时隙分配中的应用

针对离场时隙分布式分配问题,阐述了航空公司和流量管理部门的博弈关系,建立了多Agent的博弈协调模型,提出了协调算法,并进行了算例分析.算例结果显示,应用博弈协调模型和协调算法,3个航空公司的延误时间分别为1 min、6 min和21 min,比RBS算法分配结果分别减少了10 min、6 min和2 min.算例结果说明多Agent的博弈协调模型及算法是可行的和有效的.     

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。     

航空自组网STDMA时隙分配算法的设计与实现

航空自组网(AANET)是一种节点高速运动、网络拓扑持续快速变化的新型自组织网络。针对AANET的特点,提出了一种新的时分多址(TDMA)时隙分配方法。首先,根据高动态航空网络环境中媒体访问控制(MAC)协议的特点,推导出可以共用一个时隙进行通信的连接集合的计算方法,并建立了面向连接的空间复用TDMA(STDMA)时隙分配优化数学模型。然后,提出一种分布式STDMA时隙分配算法IDTA。IDTA不需要中心节点收集网络信息,分为2个同步的进程在发送节点和接收节点同时运行,而且能够根据连接的优先级按需分配时隙。最后,在OMNeT++仿真平台上建立计算机仿真模型,仿真结果显示:IDTA比其他分布式STDMA时隙分配算法更加适用于高动态的航空网络环境。     

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。     

单枢纽机场选址与航线网络规划综合优化

枢纽机场选址与航线网络优化问题是近年来受到民航业界广泛关注的热点问题之一。考虑到枢纽机场建设对航线网络的反作用,提出了单枢纽机场选址与航线网络规划综合优化问题。为了描述该问题,建立了基于空中交通均衡分配的成本最优的数学规划模型。最后,给出了求解该模型的迭代优化算法,并进行了算例验证。     

资源受限条件下的离港航班停机位分配优化模型

停机位作为机场的重要资源,优化停机位分配策略,实现更优的航班运行效率和旅客满意度已成为研究的重中之重。针对研究牵引车、管制员等资源受限条件下的停机位分配问题,首先以航空器延误时间最少、靠桥数最大为目标,并将靠桥数最大转化为不靠桥数最小,建立停机位分配优化模型,采用启发式算法进行求解;其次搭建场面仿真模型以验证算法的可靠性;最后通过北京大兴国际机场进行实例验证。结果表明：相较于机场实际运行情况,本文所建立的停机位分配优化模型使航空器延误降低25.5%、靠桥率提升8.8%,本文所提出的停机位分配策略可以在资源受限条件下实现场面延误和靠桥率的优化。     

DBV-RCS中一种提高时延性能的时隙分配方法(英文)

在DVB-RCS卫星通信中,为某个业务分配的时隙在MF-TDMA帧中的位置分布将影响该业务的时延特性。本文分别针对固定速率和实时可变速率业务,对MF-TDMA的帧长度、终端分配的时隙数量及位置分布与业务时延性能之间的关系进行了建模分析。理论分析表明时隙位置是影响业务时延的一个重要因素,位置分布越均匀,越能提高业务的时延性能;时隙均匀分配相比传统的时隙连续分配可以有效降低业务平均时延,且时延不随帧长的变化而变化;在时隙均匀分配方式下,提高实时可变速率业务的带宽分配可以更有效的提高时延性能。在DVB-RCS标准基础上,提出了一种与标准完全兼容的时隙均匀分配方法(TUAM),通过计算机仿真验证了算法的有效性以及建模分析的正确性,该算法可有效地保证业务具有极低的平均时延和时延抖动,使得VoIP等实时业务不会由于端到端时延过大而丢包,提高了DVB-RCS系统对于实时业务QoS的保障能力。     

空中交通拥挤的识别与预测方法研究

随着航空运输业的迅猛发展,空中交通拥挤现象日益严重,空中交通拥挤研究已经成为国际民航界的一个研究热点。其中,空中交通拥挤的识别与预测是空中交通拥挤研究的主要内容之一,在此基础上综述了国内外有关空中交通拥挤识别与预测方法的研究状况。首先概述了基于不同拥挤形成因素和拥挤后果的空中交通拥挤概念的研究状况;接着依据所用交通数据时间尺度的不同,分别针对基于短期数据的阈值判别方法、基于长期数据的聚类识别方法以及基于混合数据的综合评价方法综述了空中交通拥挤的主要识别方法;然后分别基于数理算法(统计算法、交通流模型算法和智能算法)和计算机仿真模拟技术综述了空中交通拥挤的主要预测方法;最后指出了空中交通拥挤识别与预测问题的近年研究热点和未来的研究方向。     

对国外机场起降费征收模式的经济学分析

介绍了国外机场起降费的3种主要征收模式.利用边际成本定价模式确定飞机所需交纳的起降费从经济学角度来说是富于效率的,并且相关的原则也为越来越多的机场所采纳.指出在中国航空运输业迅速发展的背景下,边际成本定价模式可以为改革现有机场起降时段分配机制提供一种指导思路.     

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。     

机场协同决策的应用历史与研究趋势综述

机场协同决策可以有效提升机场的运行效率,进而提升整个民航运输网络的运行效率。本文查阅整理了机场协同决策的相关标准、政策文件与研究论文,梳理了机场协同决策的发展历程以及国内外学界业界有关协同决策的研究及应用现状;分析讨论了机场协同决策未来的发展趋势与当前时期协同决策所面临的挑战;同时基于我国的实际情况,给出了一些机场协同决策的发展建议;总结了机场协同决策的理论与应用价值以及协同决策在我国面临的问题与挑战。本文研究可以为提升机场与整个航空交通网络的运行效率与经济效益提供理论支撑和依据。     

多元受限下离场时间多目标优化调配模型研究

在空中交通受到多元限制情况下,对航班离场时间的优化调配可以解决空域拥挤,减少航班总体延误成本。采用了基于航班流的公平性指标和基于个体航班延误成本的效率指标作为模型的优化目标,建立了离场时间多目标优化调配模型。通过仿真算例对比了只考虑效率目标的离场时间单目标优化调配模型和同时考虑效率和公平性目标的离场时间多目标优化调配模型,验证了离场时间多目标优化调配模型的有效性。     

人工智能赋能空域系统,提升空域分层治理能力

为应对未来平台无人化、用户多元化、服务个性化的航空发展趋势,空域运行将呈现分层治理的发展趋势。而随着算力、算法与数据的持续提升与积累,数据驱动的人工智能方法将持续为层次化的空域系统赋能。本文从超低空、城市、区域、枢纽、亚轨道等5个层次化场景梳理我国空域系统的发展趋势;提炼得出空域运行面临的核心难点与关键科学问题;提出基于数据驱动的人工智能方法求解空域运行科学问题的研究框架、研究内容和应关注的关键技术;结合层次化典型应用场景,简要分析智能空域运行的具体应用案例;最后对人在空域运行中的作用提出了新的思考。     

Stable two-sided matching of slot allocation in airport collaborative decision making by top trading cycles mechanism

The problem of capacity shortage in some airports needs to be dealt with sustainable solutions including a more efficient use of the existing runway slots at the airports. The Collaborative Decision Making (CDM) is an important approach applied to Air Traffic Management (ATM) to achieve this efficient use of the slots allocation. Using the Matching approach for two-sided markets of Game theory, the Top Trading Cycle CDM (TTC-CDM) algorithm developed in this research is an extension of the CDM approach aggregating the Ground Delay Program (GDP) of the air sector. The paper compared the developed TTC-CDM model to the existing models such as the conventional Compression algorithm in CDM, the Trade Cycle algorithm and the Deferred Acceptance CDM (DA-CDM) model to evaluate the performance of the proposed model. Through a case study, the results show the effective application of TTC-CDM model to slot allocation in ATM and also presents the advantage of considering the preferences of airport managers beside ATC controllers and airlines in the decision processing.     

Effective local dynamic routing strategy for air route networks

With the rapid development of air transportation, network service ability has attracted a lot of attention in academe. Aiming to improve the throughput of the air route network(ARN), we propose an effective local dynamic routing strategy in this paper. Several factors, such as the routing distance, the geographical distance and the real-time local traffic, are taken into consideration.When the ARN is in the normal free-flow state, the proposed strategy can recover the shortest path routing(SPR) strategy. When the ARN undergoes congestion, the proposed strategy changes the paths of flights based on the real-time local traffic information. The throughput of the Chinese air route network(CARN) is evaluated. Results confirm that the proposed strategy can significantly improve the throughput of CARN. Meanwhile, the increase in the average flying distance and time is tiny. Results also indicate the importance of the distance related factors in a routing strategy designed for the ARN.     

Selling grandfather: an analysis of the latest EU proposals on slot trading

In July 2000, the European Commission issued a consultation paper based on draft proposals to revise the 1993 regulation on airport slot allocation. This long awaited document was the culmination of seven years of thinking within the Commission as to how best to improve the current system of slot allocation at capacity constrained airports within the European Union. One of the proposals contained in the consultation paper involves allowing airlines to buy and sell slots. The aim of this paper is to highlight and address some of the key issues involved.