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。     

Air transport system sensibilities

The growth of air traffic will make it one of the more significant sources of exhaust emissions in the future. This must be countered by the aviation industry with new, environmentally adapted aircraft technology, as well as air traffic management controlled by environmental concern. The issue of the day is to show how to influence the air transport system to make it sustainable. This article describes work intended to develop a broad conceptual framework for evaluating and encouraging appropriate economic, regulatory, operational and technical strategies.     

空中交通复杂性研究进展

空中交通复杂性是空中交通态势的本质属性，是空中交通管制工作负荷的主要驱动因素。空中交通复杂性的科学评价是实现空中交通精细化管理的关键，也是当前空管领域研究热点。本文介绍了国内外空中交通复杂性的研究团队，梳理了空中交通复杂性与工作负荷、安全水平等相互之间的区别和联系，并详细分析了现有研究的具体研究路线。在分析新一代空中交通管理系统特征的基础上，对空中交通复杂性的未来研究趋势和方向进行了展望。     

基于本体的空管系统防护分析研究与应用

由于空管工作任务的特殊性,对安全要求很高.为了提升空管系统防护水平,提出了一种基于本体的空管系统防护分析方法.基于防护性质的不同,将系统防护分为预防性防护、恢复性防护和事故减轻性防护,建立了空管系统防护模型.根据空管系统防护模型构建了空管系统防护本体,并自定义推理语句,实现空管系统防护分析的智能化.最后以乌伯林根空难为例详细说明了空管系统防护分析过程,并编写软件加以实现,验证了方法的有效性和可行性.     

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。     

空中交通流量管理仿真系统方案研究

随着中国交通流量的不断增长，如何更有效地实施流量管理的问题日益突出。建立空中交通流量管理仿真系统，可以在计算机网络搭建的平台上全面模拟仿真空中交通流量情况，发现存在的问题，寻找合理有效的管理体制和管理方法，为建设流量管理系统提供有力的技术支持。针对流量管理仿真系统的特点，提出系统开发和建设中的总体技术方案和关键技术。     

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.     

程序管制模拟系统教员席位结构的研究

介绍了程序管制模拟系统结构及其在程序管制模拟训练中的地位和作用,简述了程序管制模拟系统的目标及管理活动,通过对程序管制模拟系统的工作原理及其系统结构的分析,给出了一个程序管制模拟系统教员席位的详细设计方案。     

空中交通流量统计和预测系统的设计与实现

采用面向对象的Client／Serve结构开发工具Delphi 6.0，设计和实现了流量统计与预测系统。该系统通过流量统计和预测模块，实现了对用户指定时间范围和空间范围的空中交通流量进行有效地统计，并结合历史数据对全国性或大区域范围内的长期流量进行预测。上述各类数据的综合分析将为中国民航，尤其是空管系统的建设发展提供科学的量化依据。     

终端区进场交通流广义跟驰行为与复杂相变分析

空中交通流特性分析是空中交通流理论研究的重要内容,是空中交通管理的重要依据。基于终端区交通流混杂动力特征,采用模糊逻辑方法提出了航空器动态期望间隔控制策略,运用"刺激-反射"跟驰理论和局域先到先服务(FCFS)的原则建立了终端区交通流广义跟驰模型,并基于NetLogo构建了终端区交通流多智能体仿真平台,结合广州白云机场(ZGGG)02R跑道进场实例,演析了终端区进场交通系统涌现行为,揭示了交通流的速度、密度和流量3个基本参数之间的相互关系,发掘了空中交通蕴含的自由态、畅行态、亚稳态、伪拥塞态和同步态等5个演变相态,剖析了不同交通组织、间隔标准和流控策略下交通流的相变规律。研究成果可为丰富完善空中交通流理论奠定部分基础,为科学管控空中交通提供重要基础支撑。     

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。     

Percolation transition in temporal airport network

The air transportation system has a critical impact on the global economy. While the system reliability is essential for the operational management of air traffic, it remains challenging to understand the network reliability of the air transportation system. This paper focuses on how the global air traffic is integrated from local scale along with operational time. The integration process of air traffic into a temporally connected network is viewed as percolation process by increasing the integration time constantly. The critical integration time T_P which is found during the integration process can measure the global reliability of air traffic. The critical links at T_P are also identified, the delay of which will influence the global integration of the airport network. These findings may provide insights on the reliability management for the temporal airport network.     

A Statistical Evaluation of Aircraft Collision-Hazard Warning System Techniques in the Terminal Area

The rapidly increasing density of air traffic has created a demand for instrumentation to reduce the possibility of air catastrophes due to collision. The incidence of reported near-collisions is now estimated to be over 2000 per year in the United States, and represents a serious threat to the future growth of air travel. Since mid-1967, research has been conducted by NASA and the Research Triangle Institute to develop techniques for evaluation of collision warning systems and to determine the characteristics of the operational environment. Actual aircraft traffic data have been obtained by the FAA from the radar system at the Atlanta Airport. These data have been analyzed to determine encounter statistics which would result with various forms of warning criteria. This paper reviews the definition of several proposed warning criteria and presents the results of the statistical analyses of the data. Probabilities of encounter, encounter rates, and average encounter durations are determined for various definitions of the encounter.     

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。     

空域网格化方法及其在空管中的应用研究

传统的空域理论方法面临交通密度快速增长、空域管制对象复杂多类异构等一系列问题,研究空域数字化建模,发展出新的空中交通四维时空框架,在此基础上开展全新的空域与空中交通流量协同管理是当前的迫切需要。本文聚焦包括平面格网模型以及空域空间格网模型的空域网格化方法的总结,并对空域网格化方法的空管应用研究进行综述,在此基础上,对空域网格化及数字化研究重点及发展趋势进行综合分析。本文研究能够为空域网格化及数字化理论与应用的可持续发展提供科学指引。     

空中交通仿真中的航空器对象设计与实现

介绍了面向对象技术在空中交通的计算机仿真中的应用,重点研究了航空器对象的属性和方法的设计与实现,并对面向对象技术在程序管制模拟、空中交通流量管理系统中的应用给出了评价。     

Evaluation of conflict-resolution policies on controller taskload

In an effort to maintain safety while satisfying growing air traffic demand, air navigation service providers are considering the inclusion of advisory systems to identify potential conflicts and propose resolution commands for the air traffic controller to verify and issue to aircraft. To understand the potential workload implications of introducing advisory conflict-detection and resolution tools, this paper examines a metric of controller taskload: how many resolution commands an air traffic controller issues under the guidance of an advisory system. Through a simulation study, the research presented here evaluates how the underlying protocol of a conflict-resolution tool affects the controller taskload (system demands) associated with the conflict-resolution process, and implicitly the controller workload (physical and psychological demands). Ultimately, evidence indicates that there is significant flexibility in the design of conflict-resolution algorithms supporting an advisory system.     

基于最小二乘估计原理的飞机流量预测

流量预测是空域评估管理系统的重要组成部分，目前流量的预测方法主要有回归分析和时间序列方法。应用系统辨识理论介绍了最小二乘格式模型在空中交通流量预测中的应用，以全国为例，根据所建立的模型对飞机的年流量进行了预测，并与回归分析方法做比较，说明了该方法的有效性。     

基于模糊综合评价的航路交通态势评估

针对中国航路交通态势评估问题,通过引入态势感知理论,构建航路交通态势评估的研究框架,建立起一个评估航路交通态势的指标体系,并给出了基于模糊综合评价的航路交通态势评估方法。通过对算例的计算和分析,验证了评估方法在空中交通态势评估中的有效性和可行性。     

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。