区域空中交通流量控制建模研究

区域流量控制是区调处理流量控制事件的主要方法。分析了国内外流量管理方法的不同之处,在现有区域流量控制方法基础上提出一种改进的流量控制方法,不同时段针对不同入口实施不同限制,并考虑了区域内机场的起飞航班,采用所述算法得出了具体的控制策略。最后仿真计算了这种控制策略下西安02号扇区的延误情况,并与现有的控制方法进行比较,结果表明改进后的控制策略大大降低了航班延误,具有一点的有效性和实用性。     

航班延误预警指标体系与预警量级构建

为了对机场航班延误状况进行有效评价,考虑了航班延误的影响规模、影响程度、影响范围,采用了六个预警指标即延误率、平均延误时间、受影响航班架次、受影响航空公司数、受影响目的地机场数、延误旅客人数,构建了航班延误预警指标体系。由模糊层次分析法（FAHP）得到各指标权重,利用模糊综合评判法对航班延误状况进行综合评价。评价结果表明：预警指标能较准确地反映航班延误状况,评价结果客观,可作为机场航班延误预警参考使用。     

考虑天气影响的区域飞行流量动态分配

我国民航业的不断发展,空中交通流量迅速增长,导致航班延误的情况时常发生。利用空域灵活使用机制降低航班运行成本至关重要。研究了在区域管制范围内,根据实际运行情况考虑了危险天气影响区域扇区容量以及合理利用临时航线的情况,通过遗传算法与启发式算法相结合的方式优化了航班的飞行方案降低总的运行费用。研究结果表明,经算法优化后,与现有的飞行方案相比,有效地降低了航班的运行成本,增加了空域利用率。     

采取积极措施缓解雷雨天气首都机场航班延误

今年入夏以来,首都机场雷雨天气频发,民航空管部门不得已对空中交通流量进行了控制,致使航班延误数量增加;涉及面也较广,影响到上海、广州和成都等地区航班的正常起降。首都机场在雷雨天气的大面积航班延误,表面上看是天气原因,其实还是飞行量增长过快和机场保障容量有限矛盾日益突出的问题。首都机场目前日平均航班起降量在940-960架次,基本达到饱和状态,天气、保障设备均正常时,一般情况可以保证航班正常;但在航班起降高峰时段,特别是遇到雷雨天气的影响,实施空中交通流量控制导致航班延误就在所难免,甚至持续较长时间,影响较大的范围。由…     

关于兰州管制区流量控制的分析

2005年是兰州管制区飞行量飞速增长的一年，区域飞行量从2004年的77847架次增长至90915架次．增长率为17%；本场起降从2004年的18015架次增长至19728架次，增长率为10%；区域飞行日高峰从2004年的308架次增长至360架次．增长率为17％；本场起降日高峰从2004年的76架次增长至96架次，增长率为26％（以上数据均不含军航飞行架次）；从以上数据看出我们的架次量有了大幅度提升，相应地，我们的效益增加不少。但是，也因飞行量的飞速增长而引起一系列矛盾，在实际管制工作中，为了保证安全，采取了限制起飞、进入管制区的流量控制措施，因此导致了部分航班延误。从2005年7月份进入飞行旺季以来．本场平均每天有5个航班因流量控制而延误，区域平均每天有20个航班因流量控制而延误。所以，在2006年飞行量预计有进一步增长的情况下，如何在保证安全的前提下，采取合理的流量控制措施，有效地维护和加快空中交通的有序流动，为航空器提供优质的管制服务，成为我们的一个新课题。     

国航西南公司航班正常率超过91%

中国国际航西南公司航班运行控制中心2月12日最新统计数字表明，扣除天气原因、流量控制以及因天气造成的飞机晚到等不可控制因素，该公司即使在航班最繁忙密集的春运高峰时期，航班正常率也超过了91%，没有发生1起人为责任原因延误航班的情况。国航西南公司于2003年1月1日启动“航班正点工程”,从航班正点工程运行42天以来的情况看，由于飞机晚到、公司计划、机务工程和旅客等原因延误出港航班的现象得到了有效控制。在去年1月份因旅客晚到就造成了23个航班延误，而今年1月份仅发生2起。扣除不可控因素造成的航班延误，国航西南公司1月份成…     

正确认识和处理航班延误

飞机是人类追求速度、时间和效率的产物，然而从航空运输诞生以来就存在着航班延误，目前航班延误已成为困扰航空运输业的一道难题。一、航班运行的特点决定了航班延误的存在航班运行过程是一个很复杂的生产作业过程，不但需要航空公司内部各运行保障部门相互协调，还需要机场、油料、空管、边检、海关、检疫等单位和旅客大力配合，同时还受机场和航路导航设施以及天气、禁航、流量控制等因素的制约，任何单位或环节出现问题都会造成航班延误。民航总局规定一架飞机执行多个始发航班，如因第一个往返航班延误导致后续航班延误时，第二个往返…     

近距平行跑道航班着陆调度研究

针对我国航空运输业快速发展导致空中交通拥挤以及航班延误问题,研究了近距平行跑道航班着陆调度问题,以缓解空中交通拥挤和减少航班延误.以配对进近的形式,考虑时间、配对、间隔、排序等因素,建立航班着陆调度模型.针对机场小规模的进场航班流量,采用穷举法求解,并用算例进行仿真验证.结果表明,与先到先服务原则相比,经算法调度的进场航班总的延误时间减少了33%.     

开放区域航路网战术协同控流策略研究

为降低航班运行延误、提高航路资源利用率,从空管部门和航空公司协同角度研究空中交通开放区域战术控流问题。引入协同决策理念和航路配流思想,考虑航路瓶颈点容流关系和航空器时间间隔标准,整合空中等待和改航等策略,研究建立了开放区域航路网络交通流模型,给出了协同控流策略及其执行程序。采用实际航班运行数据,对所提方法进行了仿真验证。结果表明,用于仿真验证的30架航班总延误时间降低了17.7%,不仅有效减少了航班延误、充分利用了航路资源,而且提高了航空公司参与决策的自主性与积极性,有利于区域航路交通流协同优化控制。     

基于进离场容量转化的航班延误优化研究

为了提高机场运行效率,缓解航班延误,研究了进离场容量转化的特性,并建立了以延误时间最小的航班优化模型。结合实际运行数据对模型进行了验证,探讨了进场航班权重系数对进离场容量转化的影响。结果表明:采用进离场容量转化的方式可以增加进离场总容量,从而降低航班运行的总延误;该模型能提供优化的流量分配方案,可应用于机场流量管理。     

Flight trajectory optimization of sun-tracking solar aircraft under the constraint of mission region

The optimal yawing angle of sun-tracking solar aircraft is tightly related to the solar azimuth angle, which results in a large arc flight path to dynamically track the sun position. However, the limited detection range of payload usually requires solar aircraft to loiter over areas of interest for persistent surveillance missions. The large arc sun-tracking flight may cause the target area on the ground to be outside the maximum coverage area of payload. The present study therefore develops an optimal flight control approach for planning the flight path of sun-tracking solar aircraft within a mission region. The proposed method enables sun-tracking solar aircraft to maintain the optimal yawing angle most of the time during daylight flight, except when the aircraft reverses its direction by turning flight. For a circular region with a mission radius of 50 km, the optimal flight trajectory and controls of an example Λ-shaped sun-tracking solar aircraft are investigated theoretically. Results demonstrate the effectiveness of the proposed approach to optimize the flight path of the sun-tracking aircraft under the given circular region while maximizing the battery input power. Furthermore, the effects of varying the mission radius on energy performance are explored numerically. It has been proved that both net energy and energy balance remain nearly constant as the radius constraint varies, which enables the solar aircraft to achieve perpetual flight at almost the same latitude as the large arc flight. The method and results presented in this paper can provide reference for the persistent operation of sun-tracking solar aircraft within specific mission areas.     

基于时间序列的空中交通流量灰预测模型算法

利用灰色预测理论,给出了一种空域内空中交通流量进行预测分析的算法——空中交通流量灰预测法,并利用Matlab软件作为计算工具,对管制区域、机场等空域流量的预测进行了仿真,计算结果以图表和图形的形式给出直观说明,验证了该算法的有效性。     

基于进离场流量和冲突发生位置的扇区规划

随着空中交通流量的日渐增大，空域结构及交通流分布的不合理性导致空中交通管制与飞行安全存在着一定的隐患。鉴于机场进近区是限制空域运行能力的主要瓶颈，针对如何提高空域资源利用率从而提升空域容量进行了进近区扇区规划，提出了考虑飞行流量、冲突发生的位置以及空域运行情况等因素建立的扇区容量均衡模型，利用霍夫曼编码原理进一步找到了扇区边界，并验证了方法的科学性和合理性。     

基于主动流动控制技术的无舵面飞翼布局飞行器姿态控制

飞翼布局飞行器因其升阻比高、隐身性能好等诸多优势得到越来越广泛的应用，但是操纵舵面偏转会增加飞行器的雷达散射截面积。提出了采用射流环量控制和反向射流两种主动流动控制技术实现飞行器的无舵面飞行姿态控制。利用风洞测力试验对射流环量控制和反向射流的"舵效"进行了分析，结果表明环量控制技术能产生规律变化且可控的滚转和俯仰力矩、反向射流产生的偏航力矩随控制信号规律变化。飞行试验记录了飞行器姿态随射流激励器控制信号的变化规律，飞行数据表明俯仰环量控制激励器能有效地控制无人机的俯仰运动；无人机的横航向操纵存在耦合，但滚转环量控制激励器和反向射流能控制无人机的滚转和偏航运动。     

多太阳能无人机覆盖路径优化方法

为解决传统电动无人机在覆盖作业时存在的续航时间短的问题,提出应用多架太阳能无人机进行覆盖作业。首先,在建立了应用于覆盖作业的太阳能无人机的能量模型的基础上,提出了能量流动效率这一指标来评价太阳能无人机在作业过程中对能量的利用率。其次,针对边界存在障碍物的凹多边形区域和内部含障碍物的多边形区域,以总作业完成时间最短为优化目标,提出基于无向图搜索方法的覆盖路径优化模型,定义约束方程限制无人机按照一定规则访问无向图中的节点,通过混合整数线性规划的方法求解每架无人机的最优飞行路径。再次,考虑无人机转弯时的姿态变化对能量流动效率的影响,将总作业完成时间最短和总能量流动效率最高同时作为优化目标,建立双目标优化方程,在首先以作业时间最短为优化目标进行求解的基础上,通过有限遍历的方式选择使能流效率和作业时间相对最优的覆盖飞行方向及飞行路径。大量仿真实验表明,所提的优化模型选取不同的优化目标,应用于不同形状的待覆盖区域,适用性广,在工程上应用范围广、可行性强。     

发动机喘振裕度自适应控制

本文研究飞行 /推进系统一体化控制中的发动机喘振裕度自适应控制。通过一定的控制作用 ,使发动机在所有飞行条件和工况下都保持一定的喘振裕度 ,从而充分发挥发动机的潜力。将发动机大偏差模型、进气道及飞机模型综合在一起 ,构成飞机 /推进系统一体化数学模型 ,以进行发动机自适应控制的仿真。计算机仿真表明 ,发动机自适应控制具有很好的性能效益 ,例如在飞行高度 H=10公里 ,飞机由 Ma=0 .65加速到 Ma=0 .90 ,在采用自适应喘振裕度控制后 ,双发动机推力提高 16 ,飞机加速时间缩短 2 3 ,大大提高了飞机性能。     

基于Netlogo的终端区进场交通流建模与仿真

终端区进场交通流特性参数研究对于解决复杂空域结构下航空器拥堵、航班延误具有重要的实际意义。基于元胞传输模型将进场航线划分元胞,并且在数理推导的基础上,基于Netlogo仿真建模平台搭建进场交通流元胞传输模型仿真环境,对进场交通流的宏观涌现行为进行仿真模拟,得到交通流基本参数速度、流量、密度之间演变趋势。研究结果表明,终端区进场交通流三大基本参数之间存在明显的数量关系,关系曲线相对应分为自由流、拥挤流和阻塞流三种状态,并且受到管制间隔、飞行程序、管制策略的影响。利用相关研究成果,可通过改变管制策略、调整管制间隔、优化飞行程序的方法使得交通流特性向着可预知的方向演变,因此对终端区交通态势的判断具有应用价值。     

突然启动流动问题:从不可压到高超声速流动

突然启动流动问题在气动弹性、扑翼飞行和机动飞行中有重要应用价值。鉴于此,对突然启动流动问题涉及的流动与升力演化机制和理论分析方法进行统一介绍并指出目前的理论空白。比较性地介绍了升力随时间变化的原因、预测升力演化的理论方法和主要变化规律。从中发现,不可压缩和可压缩突然启动问题存在各自独立的研究方法与结论,因此进行统一介绍与分析对建立二者之间的关联有指导意义。同时指出,大迎角可压缩突然启动问题尚无理论分析方法和研究结果。作为一项补充研究,采用数值计算发现一个之前尚未报道的现象,即升力系数首先从较低值快速增加至一个峰值,接着快速下降,趋于定常值。该文综述介绍的方法可用于分析突然启动问题升力演化规律。     

Full-flight simulator study for wake vortex hazard area investigation

Simplified hazard areas (SHA) can help to overcome the wake vortex problem. Avoiding these zones allows safe and undisturbed flight operations. The definition of the hazard areas is based on the nominal required roll control power. The nominal limit for this value must be chosen carefully to ensure that outside the hazard area all wake vortex effects are noncritical. For the determination of such a limit offline simulations and full flight simulator studies were conducted. For a given roll control limit the hazard area dimensions are established with the “simplified hazard area prediction” method (SHAPe). Parameterization of the input parameters makes this method universally applicable to different aircraft types. SHAPe represents an essential element of the wake vortex prediction and observation system within the DLR project Wirbelschleppe II, for the generation of safe dynamic wake vortex separations.     

聚合多重网格法在旋翼前飞流场计算中的应用

基于非结构动态嵌套网格, 将聚合多重网格方法引入到旋翼的前飞流场计算中.从初始的整体非结构网格出发, 快速建立相互重叠的两个子域网格, 同时无需建立背景网格便可以确定初始洞边界和初始插值贡献单元, 且动态嵌套时无需更新洞边界, 并采用了一种无需背景网格便可快速查找新的贡献单元的方法.分区利用聚合法生成多重网格, 利用双时间方法分区运用三层网格V循环求解非定常Euler方程, 两区的流场参数在重叠区实现耦合, 对旋翼的前飞流场进行了计算.结果表明, 多重网格方法能够有效地加快旋翼前飞流场收敛.