基于空中交通密度的进场航班动态协同排序方法

为适应协同决策（CDM）需要，考虑空管、航空公司和机场的诉求，对进场航班动态协同排序问题进行了系统的研究。设计了一种进场航班动态排序方法，提出了一种时隙交换方法，建立了基于空中交通密度的进场航班协同排序模型，设计了精英保留的遗传算法和带精英策略的快速非支配排序遗传算法以求解所建模型，寻求进场航班动态协同排序的最优解。仿真结果表明，较基于滚动时域控制（RHC）方法，动态协同方法所得结果与排序开始时间无关，所需排序次数平均减少26.4%，且排序效率更高。较先到先服务（FCFS）方法，动态协同方法在高密度条件下各排序阶段最后一个进场航班的落地时间平均提前199.8 s；中密度条件下各排序阶段航班延误总时间平均减少29.9%，航班延误均衡性平均提高34.4%；低密度条件在航班正常率及航班延误公平性得到保证的前提下，满足时隙交换规则的排序阶段均增加了1种进场航班排序模式。所提方法可对进场航班进行优化排序，显著提高跑道容量，有效提升航班延误均衡性和航班延误公平性，契合协同决策理念，可实现三方协同排序。     

基于贝叶斯网络的航班延误传播分析

 由于机场航班之间存在前后衔接关系,每个航班的延误会波及到下游机场及其航班,因此需要一种有效手段来分析航班衔接时的延误传播。贝叶斯网络（BN）是一种有效的传播分析方法,从某个枢纽机场航班延误出发,对其关联机场的衔接航班的延误影响进行分析,提出了基于BN的航班延误传播模型。结合某航空公司实际数据,通过最大期望值算法对模型进行训练,给出了测试结果。实验表明,所提出的方法能有效地分析航班延误从局部到全局的传播。     

Network analysis of Chinese air transport delay propagation

The Chinese air transport system has witnessed an important evolution in the last dec-ade, with a strong increase in the number of flights operated and a consequent reduction of their punctuality. In this contribution, we propose modelling the process of delay propagation by using complex networks, in which nodes are associated to airports, and links between pairs of them are assigned when a delay propagation is detected. Delay time series are analysed through the well-known Granger Causality, which allows detecting if one time series is causing the dynamics observed in a second one. Results indicate that delays are mostly propagated from small and regio-nal airports, and through flights operated by turbo-prop aircraft. These insights can be used to design strategies for delay propagation dampening, as for instance by including small airports into the system's Collaborative Decision Making.     

中欧枢纽机场航班协同放行需求与对策研究

随着中欧之间航空运输量的不断增加,中欧几个主要枢纽机场之间互飞的航班量增长迅速,从欧洲空中交通流量管理系统发展的经验来看,协调枢纽机场航班放行时间可以显著地减少空域拥挤,减少航班延误,提高航班的正常性和可预测性.尝试从分析中国北京首都机场等几大枢纽机场中欧之间航班飞行流量、起降时刻出发,从减少中国枢纽机场拥挤的角度分析中欧协同放行的必要性,从航班和机场信息共享、协同放行机制等角度分析其可行性,以期望为进一步加强中欧航空合作打下基础.由于时间和数据限制,研究无法从欧洲空管角度做出类似的分析.     

基于多目标帝国竞争算法的进场排序与调度

为兼顾空管、机场、航司以及民众的不同诉求,提出了基于多目标帝国竞争算法的进场排序与调度方法,达到平衡交通需求与进场管理的目的。首先,借鉴机器调度领域研究成果,梳理与精简进场排序与调度的评价指标,并结合运行约束构建多目标进场排序与调度模型。接着,引入非支配排序,设计多目标帝国竞争算法,给出衡量帕累托解集优劣的评价指标。最后,采用通用数据集与长沙黄花机场实际运行数据实施案例进行仿真与验证。结果表明：提出的多目标帝国竞争算法,相对于带精英策略的非支配排序遗传算法以及多目标模拟退火算法而言,解集更占支配地位、分布更均匀、收敛性更好,求解的效率也更高;提出的算法能有效实现进场排序与调度,即便以标准间隔的1.8倍实施仿真,总延误时间、总飞行时间和最大飞行时间,相对于实际运行分别降低了41.2%、11.4%和8.6%。     

基于计划到达时刻的四维航迹规划

为了加速空管自动化与智能化技术的应用与实施,提出了水平航迹与高度/速度剖面分阶段设计的四维航迹规划方法。基于动态时间规整与层次聚类方法实现历史雷达航迹聚类分析,完成水平航迹设计。建立速度剖面规划模型,通过航迹生成器与速度调整器交互协作,精细化控制进场时间,以满足计划到达时间要求。以上海浦东国际机场PINOT进场航班为例实施验证,结果表明,四维航迹规划方法可有效实现航班的计划到达时间,从而减少航班延误,提高终端空域运行效率。     

关于《航班延误经济补偿指导意见》的几个问题

在民用航空运输中,由于多种原因,航班延误难以避免,因航班延误引起的纠纷时有发生。为了提高航班正常率,减少因航班延误引起的矛盾,中国民用航空总局2004年发布了《中国民用航空总局对国内航空公司因自身原因造成航班延误给予旅客经济补偿的指导意见(试行)》,就航班延误经济补偿的条件、标准、方式提出了原则性的建议。但具体补偿标准由航空公司自行制定。航班延误经济补偿不同于延误赔偿,二者有着质的区别。     

基于干支联运的中国支线运营模式研究

中国航空公司、机场集团、地方政府等各方不断探索支线航空运营模式,但中国支线航空机遇与困境并存。从打造干支联运模式角度出发,剖析了支线航空当前所面临的问题,并借鉴美国支线航空发展历程,为中国干支联运模式打造提出可参考的建议。     

不确定性因素下航班延误波及建模与分析

针对机场终端区日益严重的航班延误,提出了一种基于有色－时间Petri网的不确定性因素下航班延误波及分析模型。模型综合考虑航班运行尾流、跑道运行模式、跑道占用时间等运行安全间隔约束,同时根据连续航班间的信息更新,设计进离场航班序列动态调整流程,并由计算模型可得出航班延误总架次及时间。最后,依据历史延误数据分析得出不确定性因素延误的概率分布。选取上海浦东机场为背景对模型进行仿真验证,仿真结果表明,所构建模型可用于战略阶段的航班延误波及程度与过程的评估。     

GRIB数据及其在航迹预测中的应用

四维航迹预测的准确性是轨迹运行与空管决策支持的基础,而高空风数据支持下的气象建模是提高航迹预测准确性的关键。通过解析GRIB格式的风数据,获取各高度层的风速和风向,同时依据风对地速、航向的影响进行四维航迹预测建模,利用浦东机场的进场航班实现仿真验证,将预测结果与实际雷达轨迹对比,验证了风影响下四维航迹预测的准确性。     

上海机场中转旅客转机场优化方案

上海是中国大陆唯一拥有两个运营机场的城市,上海虹桥机场仅起降国内航班,上海浦东机场主要起降国际航班。由于虹桥、浦东两机场距离较远,目前尚无直达的地铁、磁悬浮等快捷交通工具,给跨机场中转旅客带来不便．同时也给城市交通环境带来压力。为此,提出一个简捷有效的优化方案来统筹上海到达的国内航班．使来上海作跨机场换乘的旅客总人次最少。同时开发了实施该方案的程序,并通过实例分析,验证了方案的有效性。应用该方案将有助于机场集团判断并安排抵达上海的国内航班所需降落的机场,达到方便旅客、缓解上海城市交通压力的目的。     

亚洲10大枢纽机场运营绩效预测研究

提高机场未来运营绩效是可持续发展的关键,对其进行准确预测是改善机场运营绩效的基础。考虑到突发事件的影响,单纯定量预测存在预测失真问题,本文采用定性定量结合分析法预测亚洲 10 大枢纽机场“十四五”期间的运营绩效,对比灰色模型定量分析法和 ARIMA 模型的预测结果,并对机场运营绩效预测结果进行分析。结果表明：灰色模型定量分析法比 ARIMA 模型更适合预测机场运营绩效;与实际统计值相比,灰色模型预测的误差都小于 4%,预测精度较好;采用定性定量结合分析法得到了机场未来运营绩效预测的结果,比单纯定量预测更符合实际情况。     

A data-driven approach to modeling high-density terminal areas: A scenario analysis of the new Beijing,China airspace

Airports are being developed and expanded rapidly in China to accommodate and pro-mote a growing aviation market. The future Beijing Daxing International Airport (DAX) will serve as the central airport of the JingJinJi megaregion, knitting the Beijing, Tianjin, and Hebei regions together. DAX will be a busy airport from its inception, relieving congestion and accommodating growth from Beijing Capital International Airport (PEK), currently the second busiest airport in the world in passengers moved. We aim to model terminal airspace designs and possible conflicts in the future Beijing Multi-Airport System (MAS). We investigate standard arrival procedures and mathematically model current and future arrival trajectories into PEK and DAX by collecting large quantities of publicly available track data from historical arrivals operating within the Beijing terminal airspace. We find that (1) trajectory models constructed from real data capture aberrations and deviations from standard arrival procedures, validating the need to incorporate data on histor-ical trajectories with standard procedures when evaluating the airspace and (2) given all existing constraints, DAX may be restricted to using north and east arrival flows, constraining the capacity required to handle the increases in air traffic demand to Beijing. The results indicate that the termi-nal airspace above Beijing, and the future JingJinJi region, requires careful consideration if the full capacity benefits of the two major airports are to be realized.     

考虑机场场面滑行的停机位指派研究

合理高效的停机位分配能提高机场运行效率和旅客满意度。首先,以旅客步行时间、航空器进/出港滑行时间最短为目标函数,增加同一航空公司的航空器集中停靠约束建立模型。之后设计禁忌搜索算法,以上海浦东国际机场为对象开展实例分析,对比机场原始停机位指派方案,旅客步行时间、进/出港滑行时间分别减少5.04%、25.28%和6.36%,并进行权重灵敏度分析,建议旅客步行时间权重不超过0.7。最后,基于Flexsim设计仿真实验,进/出港滑行时间和冲突次数均减少,可接受延误水平下滑行系统服务航班量增加3.30%,进/出港最大滑行延误时间减少9.09%和2.94%。     

DHL北亚枢纽在上海浦东国际机场启用 提升中转功能,浦东机场瞄准货运全球第一

7月12日,全球快递物流巨头德国邮政敦豪集团(DHL)在沪宣布,其投资1.75亿美元的北亚枢纽正式投入运行。这是DHL进入中国20余年来的最大单笔投资,也是其在亚洲地区最大的物流处理中心。上海机场集团总裁李德润在启用仪式上透露,浦东机场货运量有望在2015年成为全球第一,其中转功能将大幅提升。而多家国内外知名物流航空企业早就加强了在浦东机场的物流项目建设。类似DHL北亚枢纽这种大型转运中心的建设,有助于浦东机场冲刺货邮吞吐量全球第一的目标,超越中国香港和美国孟斐斯。上海机场集团董事长吴念祖、副总裁景逸鸣一同出席了启用仪式。     

多跑道航班进离场动态调度模型与算法

针对民航运输快速发展导致的航班延误频增现象,研究了多跑道航班进离场的动态调度问题。研究时段内航班的总延误成本最小和延误时间均衡为目标,综合考虑根据机型确定的航班进离场调度优先权和管制员负荷,建立多跑道航班进离场调度模型,利用遗传算法对模型进行仿真验证。仿真结果与先到先服务(FCFS)调度方式进行比较,采用遗传算法的航班进离场调度比FCFS的延误成本降低了45.07%,延误时间降低了37.90%,同时有效地均衡了航空公司的延误时间,保障了航空公司的公平性并提高了跑道系统容量,降低了管制员负荷。通过仿真验证了多跑道航班进离场动态调度策略具有较强的优势和可行性。     

天气因素导致的航班延误问题研究

针对天气干扰下的分季节的航班过站衔接时间优化问题,在对各个航班的潜在延误风险等级评价的基础上,通过历史数据研究天气因素导致的航班延误概率分布,求得各航班波及延误的期望,以优化前后总的波及延误之差最大化为目标函数,分别建立分季节优化松约束模型和紧约束模型,对航班衔接过站时间进行优化.最后以国内某航空公司的航班数据为算例,进行验证并比较.研究结果表明,分季节的松约束模型和紧约束模型均比原计划减少了波及延误的时间,且松约束模型的优化效果更明显.     

临时航线运行效果评估研究

依托2012—2015年福建空管分局进近情况及福州长乐国际机场航班延误情况，由专家及一线管制员为各因素不同延误等级所占比重进行打分，建立延误等级模型，再通过打分情况建立物元评估模型，得出关联隶属度评估机场综合延误程度，以及使用临时航线前后延误程度的变化，最后，得到了福州长乐机场延误影响因素及综合延误程度的定性定量分析结果。     

效益和公平性的多跑道航班调度精确算法研究

机场终端区航班拥堵延误现象日趋严重.机场管理者,一方面要减少航班总延迟成本,另一方面也要维持航空公司间竞争公平性.为多跑道航班协同调度问题建立双目标规划模型,为了精确求解优化问题的Pareto前沿,开发出epsilon约束算法.最后通过算例来说明模型的可行性和算法的有效性.利用数学规划理论建模并开发精确求解算法,为机场资源优化研究提供重要参考.     

基于离散仿真分析的机场飞行区布局评价方法

依托扬州泰州机场和浦东国际机场对飞行区布局仿真分析方法进行探讨。采用专用的机场和空域仿真模拟软件,对不同交通量下的单跑道机场和多跑道机场飞行区布局进行分析。模拟了飞机降落、滑行、停靠、下机、登机、滑出、起飞等过程。当扬州泰州机场的高峰小时起降架次为12架次以内时,飞机的平均总延误不超过4rain。浦东国际机场的高峰小时为51架次时,飞行区的平均延误量为61s;高峰小时起降架次为134次时．飞行区的平均延误为344S。