基于交通分配的航路网络生成（英文）

航路网络是空中交通分配的载体,而交通分配是检验航路网络的依据,如何构建基于交通分配的航路网络生成便成了当前空域规划技术中的研究方向。论文基于链路预测理论、优化理论,建立了上层为航路网络生成,下层为交通分配的双层规划模型,采用基于链路预测的网络拓扑生成器和基于偏好的最优路径搜索算法进行航路网络生成,采用NSGA-Ⅲ算法进行交通分配。论文基于Python平台NetworkX复杂网络分析库,采用中国大陆空域北京和上海飞行情报区57个机场、383个航路点、635条航段组成的航路网络和187 975架次机场对交通流量进行案例仿真。通过与现有航路网络对比,交通分配运行成本下降50.624%,飞行冲突系数下降33.564%,动态非直线系数下降7.830%。     

基于调速法的交叉航路空域复杂度研究

目前基于航空器架次的空域容量评估方法很难映射出交通态势、扇区结构及管制员负荷之间复杂关系,采用复杂度评估空域系统运行能力是当前空中交通管理领域的研究热点。本文基于空域复杂度评估方法中的扰动分析思想,根据扇区实际运行中交叉航路、航班流随机到达等实际情况,建立扇区-航班流模型,采用调速法进行飞行冲突探测与解脱,进而定义交叉航路扇区空域复杂度计算方法,设计了瞬时和平均空域复杂度可视化表示方法,对预测和降低空域复杂度提供支持。仿真结果表明,该方法与基于航空器架次的评估模型相比更能反映出扇区交通态势微观特征,向空中交通管理提供了决策支持工具。     

基于复杂度分析的空域扇区划分

空中交通复杂度是对空域结构的客观衡量,是影响扇区规划的最主要因素之一。为了合理利用空域资源、提高空中交通运行效率,研究了基于复杂度分析的空域扇区划分问题。针对空域的内部结构与运行状态,深入分析扇区面积、航路结构、交叉点复杂性、机型混杂程度以及运行状态混合程度等影响因子的特性,建立了可量化计算的空中交通复杂度评估指标,定义了空中交通复杂度;基于空中交通复杂度来衡量管制员的工作负荷,以均衡管制员工作负荷为原则建立扇区规划模型,并采用生长算法进行求解。最后,选取珠江三角洲地区的空域进行实例分析,验证了本文扇区划分方法的有效性。     

雷达管制下进场前高度穿越对航路容量的影响分析

雷达管制条件下到场航空器需要持续下降高度,造成大量的高度层穿越,对航路容量有很大影响,对此展开分析研究具有实际价值。本文面向从巡航结束到进场点的飞行阶段,分析航空器高度穿越对航路容量的影响。首先概述国内外对航空系统容量的分析和研究现状;然后在雷达管制条件下,分析到场航空器高度变更对航路容量的影响,建立航路容量评估的简化模型;最后通过算例对模型进行仿真验证。分析结果对评估雷达管制下的航路容量具有参考价值。     

城市低空航路规划研究综述

随着低空空域开放进程的不断加速,低空航路规划的重要性逐渐显现。航路作为航空器运行的主要媒介,可以保证航空器安全高效的运行。当前,为解决尚未统一的低空航路划设规范与日益增长的低空航空器运行需求之间的矛盾,必须针对复杂低空空域环境特点,构建完备、合理的低空航路规划体系。首先,从城市低空航路规划的相关概念和发展历程出发,重点梳理航路相关概念;其次,基于中国空域管理特点与未来低空发展趋势,融合空域规划、基础设施建设、航路构建、运行评估等多方面的理论研究,提出城市低空航路规划框架体系;最后,剖析城市低空航路规划所面临的挑战与机遇,为未来城市低空航路构建提供参考和支撑。     

交叉航线碰撞风险计算方法比较

随着空中交通流量的急剧增加,对碰撞风险问题进行研究进而对空域安全进行评估就成为亟待解决的问题.本文就交叉航线碰撞风险的计算进行了研究.首先推导出交叉航路碰撞概率计算公式,将交叉航路碰撞风险分解为水平方向重叠概率和垂直方向重叠概率,然后分别通过基于REICH模型的冲突区域法和概率论的方法对水平方向重叠概率进行了分析计算,最后用自主开发的"空域安全评估方法的研究与应用"软件分别用该两种方法通过实例进行了仿真计算.本文为交叉航路碰撞风险的量化提供了可行的方法,也为缩小或重新制定间隔标准提供了参考方法.     

空域容量评估研究综述

空域容量评估是实施空中交通流量管理、充分利用空域资源的重要依据,有必要对空域容量进行科学、客观的评估。本文介绍了空域容量评估的背景和意义,归纳了国内外空域容量评估研究状况,并对容量评估方法和容量评估系统进行了比较分析,最后给出了空域容量评估的发展趋势和对我国的启示建议。     

平行航路安全评估新方法(英文)

首先提出了一种平行航路安全评估新方法,即从空中交通管制的安全防护体系入手,将潜在飞行冲突看作空中相撞事故的初因事件,提炼出管制员指挥、短期冲突告警、飞行员目视避让及机载防撞系统告警四层安全防护,进而将平行航路碰撞风险问题分解为潜在飞行冲突计算和各防护层的失效概率分析.然后,推导了管制员干预次数计算模型,采用CREAM方法解决了管制员调配飞行冲突失误概率计算问题,建立了STCA防护失效和TCAS防护失效故障树模型.最后,以京沪平行航路为例进行计算,得出了雷达管制环境下的京沪平行航路碰撞风险.结果表明该航路满足安全要求.     

基于PCNC的航路网络拓扑结构鲁棒性优化

空中交通量的持续增长,使得航路网络拓扑结构的脆弱性日益凸显,其鲁棒性优化愈发重要。本文运用复杂网络理论,分析航路网络拓扑结构,提出了优先配置关键结点保护连边(Prefrential configuration node-protecting cycle,PCNC)的方法,该方法基于度值适应度技术,探测出自身及邻居节点度值都大的关键节点,增加连边,配置节点保护环,优化航路网络拓扑结构鲁棒性。以中国大陆地区的航路网络为例,选取其中1 017个航路点和1 568条航段,探测得到101个关键节点,共配置56条新增连边。结合随机攻击和基于节点度的蓄意攻击,验证得到优化后航路网络拓扑结构对于两种攻击方式的鲁棒性都得到明显增强,且在蓄意攻击下的网络鲁棒性改善效果更好。     

基于鲁棒控制理论的轨迹规划方案

为了在大流量、高密度和小间隔条件下获取多航空器鲁棒无冲突轨迹,针对不同的航路空间分布结构,通过将单架航空器视为一个批次以及引入缓冲时间参数,基于航路冲突点保护区竞争机制,在极大代数框架下根据管制间隔约束构建了单航段和多航段航空器流控制模型,建立了模型输入变量、状态变量和输出变量之间的约束关系。从各类子模型的空间逻辑结构出发,进一步构建了空域多航空器极大代数耦合模型。基于不同的调配目标,设定了多类鲁棒优化指标函数,采用调整航空器到达航段入口时刻和在航段上运行速度两种策略,提出了多航空器轨迹规划鲁棒优化模型。算例分析表明,本文所提出的规划模型可行有效。     

基于地面安全约束的无人机航路规划研究（英文）

随着无人机数量和飞行时间的快速增长,由无人机飞行风险引起的安全事故也逐渐增多。安全航路规划是在战略层面降低无人机运行风险的有效手段。考虑无人机航路的安全代价,基于地面风险评估提出了一种无人机安全航路规划模型。将航路下方区域栅格化处理,以每飞行小时地面人员伤亡率为量化指标,定义各栅格安全系数,并根据栅格安全系数构造航路安全代价函数。建立了兼顾航路安全性和飞行距离的总代价函数,并通过改进蚁群算法进行航路规划。模型的有效性通过城市空域物流无人机航路规划进行验证。结果表明,考虑地面安全约束的航路规划模型在无人机总飞行时间增加不大的情况下,能显著提高航路的整体安全性。     

空中交通自动化管理中飞机等待队列的排序算法

西方国家对空中交通管理的研究开展很早。20世纪60年代后期,随着空中交通运输量的高速增长,原来的空中交通管制系统已经不能满足日益增长的交通量的需要,结果造成大量的航班延误,给运营部门带来很大经济损失。仅仅通过空中交通管制设施的改善(如机场的扩建,通信设备的更新)已经不能作为提高空中交通管制容量的主要增长点,而应从空中交通管制的方式入手,建立机场、终端区、航路和飞机流的数学模型,对航线航路和管制程序进行优化。在空管工作中,许多机场都会遇到在同一时间范围内,有多架飞机进出的情况。在空中交通高峰时期,空中交…     

航路序贯飞行条件下的航空器自主间隔控制

针对航路序贯飞行条件前机减速情况下两航空器的间隔保持问题,在考虑航路飞行存在的随机扰动因素的情况下,提出了基于滚动时域控制的航向角调整和真空速调整的混合间隔保持策略。对不考虑随机扰动的静态离线优化、仅使用速度调整的在线优化和混合间隔保持控制律在线优化3种间隔保持策略进行了对比,仿真的结果表明,不考虑随机扰动的静态优化在预计机动时间结束后没有回到航路中心线,仅考虑速度调整的间隔保持策略在254 s内完成了机动飞行,同时采用速度调整和航向调整的混合间隔保持策略在97 s内完成了机动飞行,机动效率提高了61.8%。结果表明了混合间隔保持策略的有效性、高效性及鲁棒性。     

管制员工作负荷评估的回归分析法

空中交通管制员是保证空中交通安全和高效的最重要的因素,管制员工作负荷的合理评估对保障空中交通系统安全运转具有重要作用。本文采用回归分析法并以特定空域为例,介绍了管制员工作负荷评估方法、原始数据处理方式、参数提取和工作负荷评估模型形成。通过评估模型在实例中的应用,说明了管制员工作负荷评估的回归分析法在空域容量评估上的可行性和正确性。     

新思路

中国调整中韩航路代管空管模式缓解运行压力2010年12月16日零时起,中国民航空管局大连管制区正式代管中韩航路部分原本由青岛管制区负责管制指挥的航段,并负责提供空中交通管制服务。此举可缓解北京、青岛和韩国仁川方向航班的运行压力,减少航班延误。     

空域容量评估的理论与方法研究综述

针对目前对空域容量评估理论和方法的研究，本文从机场终端区容量评估、航路扇区容量评估、区域容量评估方面进行阐述，介绍国内外相关研究现状，然后结合各空域容量的限制约束及影响因素，分析比较容量评估的方法和工具，总结得出空域容量评估的未来趋势以及对我国空域容量评估的发展启示。     

一种航路网络社团划分的改进FN算法（英文）

社团划分是研究复杂网络特性的重要方法,目前应用较普遍的fast-Newman算法只考虑了网络静态层面的拓扑结构划分,而忽视了动态交通流量需求,导致划分结果仅为结构化最优的社团结构。为了提高社团划分准确性,以航路网络静态拓扑结构为基础,提出了网络交通流贡献度的概念;同时,引入运筹学理念优化网络邻接矩阵,形成一种改进的社团划分算法。选取华东地区航路网络352个航路节点,928条航段进行算法对比实验验证。结果表明,大型社团包含节点数占比提升21.3%,模块度值由0.756提升至0.806,而模块度的取值范围为[-0.5,1),因此,改进的算法对社团结构划分有更理想的效果。研究成果可以为航班时刻优化、航路资源合理利用提供理论和技术支撑。     

一种基于空域数据库的多种数据融合算法的设计与实现

作为空中交通管制现代化的有机组成部分之一,实现全国空域数据库的建设和管理,统计和预测数据库的建设,用适当的数学模型和仿真模型对全国空域现状的容量进行评估是非常重要和必要的.本文讨论了如何设计并实现一套多数据融合的算法以生成一种统一的融合数据,这种融合数据是在现有的多种数据源的基础上,形成对大范围、全空域的实际飞行状况的现实情况进行监控,其特点之一就是具有统一的时空坐标系,以便为后续的统计和预测数据库的建设和仿真提供支持.     

一种基于空域数据库的多种数据联合算法的设计与实现

作为空中交通管制现代化的有机组成部分之一，实现全国空域数据库的建设和管理，统计和预测数据库的建设，用适当的数学模型和仿真模型对全国空域现状的容量进行评估是非常重要和必要的。本讨论了如何设计并实现一套多数据融合的算法以生成一种统一的融合数据，这种融合数据是在现有的多种数据源的基础上，形成对大范围、全空域的实际飞行状况的现实情况进行监控，其特点之一就是具有统一的时空坐标系，以便为后续的统计和预测数据库的建设和仿真提供支持。     

基于空中交通流量的贵阳高空扇区优化研究

空中交通流量是衡量某一扇区管制员工作负荷的重要条件之一。为了能够在既定的航路结构下,合理均分贵阳高空各扇区的空中交通流量,保障空中交通安全,本文以特征时段贵阳高空空域空中交通流量为基础,以平均分配扇区内流量为目标,运用遗传算法找到扇区优化问题的最优解,以满足贵阳高空管制区的日常运行需求。