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。     

基于雷达模拟机的管制员工作负荷评估研究

以高校准管制员和复训管制员所做雷达模拟机练习为研究对象,通过对练习过程中所发管制指令分类、频次和平均时间的分析,提出了基于雷达服务类型的管制员工作负荷评估模型和权值计算方法,通过定义工作负荷灵敏度分析了工作负荷的增长与飞行流量之间的关系,得出了随飞行流量的增长雷达引导负荷将成为管制员工作负荷的主要部分,且工作负荷灵敏度的变化与管制员的管制技能和经验直接相关。最后,构建了基于工作负荷的管制员管制能力评价标准,并给出了不同管制工作负荷水平下的管制建议。     

基于改进区域生长算法的终端区扇区优化

针对民航业发展中空中交通流量不断增加以及空域划分不合理导致的流量分布、管制员负荷分布不均等问题,基于空中交通管制扇区划分的思想,对终端区扇区优化算法进行了研究。通过对终端区空域实际交通流网络进行数学描述,利用流量栅格矩阵划分空域单元,并以航迹数据作为统计依据建立扇区优化的数学模型,实现利用流量数据代替负荷计算,简化了扇区优化的过程。针对传统生长算法所得扇区不连续空域较多问题,提出环形生长的改进区域生长算法得到最优的扇区划分。最终,以厦门终端区为例,通过改进区域生长算法所得的扇区管制员负荷,经计算均小于总时间的80%,且最小负荷差为304 s,验证了所提出扇区优化方法的合理性。     

基于管制复杂性的扇区容量评估分析

本文首先阐述了空中交通运输现状,重申了复杂性研究的重要性。为了正确评估管制能力、预测扇区容量,需要采取与管制复杂性相结合的工作负荷评估方法。本文以乌鲁木齐进近01、02号扇区为例,研究了在扇区复杂性相似的情况下,由于交通流差异造成的管制复杂性差异对管制员工作负荷权值以及扇区容量的影响。     

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。     

美国海洋空域空中交通管理自动化解决方案

本文介绍FAA制定的海洋空域技术和程序合作计划。FAA对海洋空域空中交通管理自动化技术和产品提出的目标是,第一,要使海洋空域的间隔标准降低,必须支持自动相关监视技术(ADS)和管制员—飞行员空地数据链通讯(CPDLC),并具有自动探测飞行冲突的功能。第二,为了减少管制员的工作负荷,必须消除对纸质飞行进程单的依赖(实际上根本就不再需要和使用纸质飞行进程单)以及管制员对纸质飞行进程单所作的相关维护更新工作,同时,还必须支持空中交通管理部门之间协调的国际标准协议,即支持空中交通服务部门之间的数据通讯。第三,所有相关的监视数据和通讯数据必须能够自动处理,系统本身不会因为维护而中断服务,要求必须具有功能完全相同的备用系统。     

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。     

依据管制工作负荷的扇区优化新方法

空域扇区优化划分问题是空域管理领域的一项重要的研究课题，对于提高空域容量和保障飞行安全均具有重要作用。本文根据空域中航路点的自然分布．利用算法几何的思想建立Voronoi图，统计由各Voronoi多边形包含的管制员工作负荷．然后以工作负荷均衡为优化原则，使用模拟退火算法对空域中的Voronoi多边形进行优化组合．并使优化组合的新解满足空域划分的两条重要的基本原则。这样，Voronoi多边形组合集合的边界就是优化的扇区边界。通过实际空域设计算例的计算结果，验证了本文提出的扇区优化方法的合理性。     

基于可拓学的管制员工作负荷综合评价

提出了基于可拓学的管制人员工作负荷评价模型。借鉴SHEL模型思想,建立了影响个体管制员工作负荷的18项重要指标体系,依据专家群体决策确定其权重,构造各评定等级的经典域和全体等级的节域模型,通过计算待评定工作负荷和评定等级之间的关联度确定个体管制员工作负荷等级。通过具体实例的应用,检验了该方法的可行性。评价结果可为管制员绩效管理方面提供决策依据。     

管制扇区的最优划分方法研究

在研究管制员工作负荷的统计方法和描述空域拓扑结构的数学模型的基础上，利用基于自然法则的模拟退火随机优化算法对扇区最优化问题进行求解。并通过对厦门管制区的扇区最优划分实例分析，验证了扇区优化数学理论正确性和使用该算法达到的预期效果。     

基于过程的管制系统经济性质量品质评估

本文从空管系统对航空公司飞机燃油消耗的影响出发,讨论了管制服务经济性质量品质。在对管制系统进行过程分析的基础上,建立管制系统运行经济性质量品质评估指标体系,并引入模糊-层次分析法复合模型,对管制运行系统的质量进行评估。算例分析表明该模型具有可行性。     

空管雷达保障系统运行性能的模糊综合评判

根据空中交通管制中心雷达系统运行特点,分析了PSR和SSR的检测性能和质量性能、数据联合性能、延迟性以及有效性等雷达运行性能的关键指标,在建立了合理的因素集、评价集、权重集以及根据构建的隶属度函数确定的单因素评价矩阵的基础上,利用模糊数学层次分析法,首次提出并完成了空管雷达保障系统运行性能的模糊综合评判。最后结合民航空中交通管制具体情况给出算例分析,结果表明,该模糊综合评判方法简单、可行,对国内民航实施雷达管制、改进雷达管制效能有重要的参考价值。     

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.     

Sector Capacity Estimation Based on Differentiated Routes and Busy Levels

Sector capacity estimation plays an important role in applied research of airspace management.Previous researches manifest that sector capacity should be influenced by its standard flow,or routes in that sector.However,if air traffic controller(ATCO)workload busy levels(level of proactivity of an ATCO)are ignored,the estimated sector capacity may not be accurate.There is a need to compare the estimated sector capacity with and without busy levels consideration,both with differentiated routes consideration.This paper proposes a method for sector capacity estimation based on ATCO workload considering differentiated routes and busy levels.Firstly,the main routes in the sector are identified,and for each route,the ATCO workload per flight is determined.Secondly,the workload for each route at three busy levels is determined.Regression analysis is then applied to determine the relationship between workload and the number of flights(with and without considering busy levels)in 15 min and 1h time slices.Sector capacity is then determined on the basis of a specified workload threshold,for the two cases with and without considering busy levels.Comparing the two scenarios and following validation by ATCO survey,it is found that capacity estimation considering busy levels is a more realistic and accurate approach.The validated capacity values for the Zhengzhou approach(ZHCC AP)airspace sector accounting for the busy levels were determined accurately as 10 and 33 flights for the 15 min and 1h slices,respectively.The corresponding results without considering busy levels were 12 and 41 flights for the 15 min and 1h time slices,respectively.     

基于飞行员负荷的直升机低空突防航迹评价

通过建立直升机飞行员负荷的评价指数,分析了不同复杂程度任务中飞行员体力、精力的要求和自身素质要求,证明了飞行员负担与驾驶操纵活动的频率存在正比关系;通过研究直升机沿着不同航迹飞行的控制量变化,引出了控制量增量幅度/梯度比的概念,建立了包含控制量幅度、频率信息的坐标图。并以坐标图中对直升机的姿态和位置变化影响较小的稳定区坐标点所占的比例作为评价飞行员负荷的指标,从而建立起包含驾驶负荷信息的指标评价体系。     

昆明新机场空中交通运行安全性评价

以昆明新机场为背景,对新机场空中交通安全性评估问题从理论和实际应用方面进行了比较系统、深入的研究.本文首先概述了国内外安全评价技术理论与方法的发展状况;进而从理论上探讨了民航空中交通管制安全评估的方法和作用,提出了针对空中交通安全的评价模型;其次,以即将投入运行的昆明新机场为背景,针对新机场空管运行的具体特点,根据已有的理论模型,采用层次分析法与故障树分析法相结合的办法,提出了空中交通安全模型的建立与分析方法;再次,论文根据系统评估出来的结果,系统地分析了各种制约限制因素对新机场空中交通安全运行评估结果的影响;最后,本文说明了把故障树分析法用于民航空管安全性评价的可行性,并对空中交通安全性评价的研究进行了展望.     

机场地面容量评估研究

提出基于滑行路径动态寻优的机场地面容量评估方法。对于结构复杂多样的机场地面,当跑道、滑行道和停机位使用情况和航班流变化时,根据机场地面运行的具体特点,首先建立机场地面有向网络模型,引入滑行道的权值概念,再通过D ijkstra算法进行动态路径寻优,并与冲突探测相结合,对滑行道和停机位进行合理分配。最后通过计算机仿真来评估容量。仿真实例表明,该方法不仅可以增强机场地面容量评估的灵活性和准确性,还可以应用于机场地面交通引导。     

基于扇区负荷约束的管制移交间隔多目标优化模型

繁忙扇区的容量随着交通复杂性的改变而动态变化,现有的基于确定容量的管制移交间隔管理策略不再适用,且动态容量下频繁改变移交间隔也不利于空中管制指挥。本文首先通过将交通复杂性转化为管制工作负荷参数,解决移交间隔改变导致的容量动态变化问题,建立基于扇区负荷的容量流量匹配模型。其次设计管制移交间隔策略稳定性表征函数,提出以策略稳定性和延误成本为目标的管制移交策略优化模型和智能算法。最后基于昆明机场进近扇区实际数据进行仿真验证,证明本方法可以获得一组帕累托最优解,能够为流量管理部门发布管制移交策略以供决策支持。