基于机型的重庆江北国际机场跑道容量优化研究

“十四五”时期是全面开启社会主义现代化建设新征程,也是多领域民航强国建设开局起步的重要五年,相关数据表明我国机场飞机起降架次与旅客吞吐量将出现不匹配。为缓解空中交通拥堵,提高整个民航系统的运行效率,对重庆江北国际机场跑道容量优化开展研究,通过对重庆江北国际机场分析跑道运行现状,提出存在的运行问题,建立跑道容量模型,将跑道实际流量与实际容量进行分析比较,利用蚁群算法对跑道仿真容量进行优化,研究结果表明能够缓解空中交通压力,进一步提升重庆江北国际机场的跑道容量,从而减少整个机场延误率。     

基于Monte-Carlo模拟方法的跑道容量估计

阐述了影响跑道容量的主要因素,在各种不同运行环境下飞机间最小的安全间隔决定了跑道的容量.在对跑道容量模型进行分析的基础上,利用Monte-Carlo[1]方法,按实际统计的机型比例数据,随机大量抽样,根据不同类型飞机间隔和跑道占用时间,通过计算机编程模拟得到单位时间内的跑道容量.同时给出模拟主要过程,大量次数的模拟计算说明结果的准确性以及方法的有效性和稳定性.     

基于跑道容量的终端区流量控制模型

跑道容量是限制终端区容量的重要因素,终端区的航班流量分布直接影响区域饱和程度。为确保终端管制区平稳、高效运行,建立基于跑道容量的终端区流量控制模型,并考虑了非持续繁忙跑道对容量的影响。以武汉终端区为背景,计算跑道与相应终端区的容量,然后计算出非持续繁忙时段下20 min和1 h的流量控制间隔,最后根据评价结果制定相应的流量控制措施,验证了所提模型和方法的可行性与适用性。     

跑道容量的运行优化

从战略流量管理的观点出发,研究了预期交通需求超过机场跑道系统容量情况下,跑道容量的运行优化问题。在满足跑道容量曲线限制下,建立了恒定容量和变化容量下的整数规划数学模型,并以数值例子对两种模型进行了对比计算分析。     

基于SPN的近距平行跑道容量建模与分析

跑道理论容量计算是机场容量评估的一项重要内容。传统方法是针对跑道实际运行情况建立特定的数学模型进行粗略计算,本研究则采用随机Petri网(stochastic Petri net,SPN)建立通用的近距平行跑道运行模型,通过同构马尔科夫链,建立系统稳态概率表达式,进而建立跑道容量数学模型。在此基础之上,将跑道容量的影响因素映射成相应变迁的激发率,通过对激发率的调整,实现了不同条件下交替起降近距平行跑道容量的计算与分析。与传统方法相比,该方法所建模型可复用性强,参数调整更为灵活,为跑道理论容量的计算与分析提供了新的解决方案。     

平行滑行道对跑道容量的影响

结合FAA和LMI模型的优点,建立了新的跑道容量计算模型。用此模型分别计算了单跑道混合起降（到达百分率为50％）的使用构型,在无平滑道和设有一条和两条平滑道时VFR飞行规则下的跑道小时容量。定量地分析了增设平行滑行道对提高跑道容量的作用,并试图为机场控制区的规划决策提供一点参考意见。     

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.     

机场跑道容量评估模型研究

针对终端区区域中的跑道容量建立了数学模型并结合仿真方法得出了相应的容量值。模型中考虑的关键影响因素包括管制规则、公共进近航段长度、航空器跑道占用时间及随机误差等。此外。提出将某些影响航空器间隔的因素视为随机变量,并推导了在可接受的安全水平下,管制人员需要增加的缓冲裕度。最后针对跑道实际运行特点和所建立的数学模型,结合随机航空器流模拟的方法．编制了蒙特卡罗仿真程序对某机场的跑道容量进行了评估,评估结果表明模型是有效的。     

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。     

不同运行模式下跑道容量评估技术研究

跑道容量的大小是机场能否进行高效率运行的一个关键因素,准确评估出跑道的理论容量对机场的实际运行有着至关重要的作用.对单跑道的理论容量进行建模,在单跑道的基础上研究了近距跑道与远距跑道的不同运行模式下的跑道容量数学模型,根据相关机场具体的数据对模型进行验证,并用SIMMOD PLUS仿真软件对机场的场面实际运行情况进行仿真,通过计算出的跑道理论容量与仿真出的空侧容量对比,结果表明机场跑道理论容量计算模型具有较好的实用性.     

机场终端区跑道配置优化及容流调配模型研究

大型繁忙机场交通需求的持续增长导致的飞行流量与保障能力、机场容量之间的矛盾日益突出。为了充分利用跑道系统资源,合理配置跑道运行容量,优化飞行流,建立非线性0-1整数规划模型解决以下两个问题:确定跑道配置优化序列,匹配进离场飞机流。模型综合考虑机场交通流、跑道配置转换容量折损、跑道容量包络线等约束,以优化区间内航班总延误最小为目标,用LINGO建模求解,使用实际运行数据验证模型的有效性。结果表明,模型实现了跑道资源的优化利用,降低了航班延误。     

跑道侵入风险评价的改进网络层次分析法研究

跑道侵入事件已成为威胁航空安全运行的重要因素之一。基于系统工程的思想,从机场、空中交通管制、航空公司三个方面分析造成跑道侵入事件发生的主要因素及其关联关系,并建立风险评价指标体系;利用三角模糊数对传统的网络层次分析法进行改进,基于此建立跑道侵入风险评价研究模型;通过实例分析,找出对跑道侵入风险产生影响的主要因素。结果表明:所用方法可行有效,能够反映出风险因素之间的相互关系,降低了主观判断对指标权重的影响程度,有助于制定预防跑道侵入事件发生的有效措施;管制员工作负荷、管制员情景意识丧失、飞行员操作偏差/疏忽为产生跑道侵入的主要风险因素。