交叉跑道进离场航空器安全间隔研究

交叉跑道在我国尚属新的跑道构型,亟需建立相关标准和评估方法来提高其运行安全性与运行效率。针对交叉跑道进近航空器与离场航空器可能出现航迹交叉情况建立安全间隔,首先通过建立碰撞风险模型计算进近航空器至跑道端的距离;然后建立交叉跑道进近复飞与离场航空器之间的尾流间隔模型,并求出离场航空器产生的尾流是否影响复飞航空器,从而确定...     

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。     

北京首都国际机场容量评估研究

针对机场容量评估,推导建立了基本的理论数学模型,并介绍了统计方法.分别利用容量模型和统计方法,对首都国际机场的双跑道系统的容量进行了评估,并对使用容量模型和统计方法得到的两套容量曲线进行了对比.结果表明,所介绍的容量模型实用有效.     

不同运行模式的近距平行跑道容量分析

根据合适的到达航空器之间的安全间隔,构建了近距平行跑道容量评估模型,通过比较一降一起和两降运行模式下的近距平行跑道理论容量,并结合simmod仿真软件对实例模拟仿真,得出了近距平行跑道运行容量在低能见度离场较多时段时最佳航班运行模式采用一降一起运行模式中的航班一降两起方式,其余时段采用经典的航班一降一起方式。     

基于AirTop的武汉天河国际机场空域容量仿真评估

为解决机场改扩建和跑道新建带来的空域运行压力,实现跑道运行模式调整及空域重新规划,可靠的空域容量评估就尤为重要。针对武汉天河机场现有单跑道运行、双跑道不同运行模式(隔离、独立)和多种空域构型组合建立相应空域仿真场景,研究二跑道投产后的运行情况,得出各场景条件下的机场运行指标。基于Air Top建立仿真模型,对比分析了武汉天河机场空域运行冲突点及影响容量的限制因素,提出了空域扩容的建议措施。     

基于位置误差模型的机场侧向跑道碰撞风险评估

针对侧向跑道相关运行模式下航空器进离场安全间隔问题进行碰撞风险评估。为保证航空器之间的安全运行,对机场侧向跑道运行模式进行分析,计算两跑道航空器之间的动态间隔,并考虑导航误差、速度误差等因素建立位置误差碰撞风险模型。以成都天府机场侧向跑道为例,利用MATLAB软件对航空器间的碰撞风险进行仿真,并进一步得到碰撞风险值与侧向跑道汇聚交叉角度的关系。仿真结果表明：在起降相关运行模式下,当终端区航空器起始水平间隔距离为6 km,侧向跑道交叉角度为90°时,总的碰撞风险为5.14×10^-9,满足航空器之间安全水平要求,且随着侧向跑道汇聚交叉角的增大,跑道上两架航空器的碰撞风险逐渐减小。     

机场跑道运行仿真

分析了影响跑道运行的各种因素，通过建立气动、推力、道面等数学模型，结合运动学方法，采用面向对象的计算机语言实现了在最小空管间隔下跑道运行的仿真。并通过与实际数据的对比验证了该仿真模型的精确性，最后对起飞各项参数的变化及其影响因素进行了研究。     

基于临界互斥规则的跑道容量问题研究

分析终端区空中交通管制规则及影响机场跑道容量的因素,将发布着陆许可最晚时机从时空上与临界资源互斥特性结合起来,引入"跑道组件"概念。在FAA经典时空模型基础上考虑更多因素和参数,主要对跑道组件互斥占用时间和空中间隔进行探讨,构建更适用于中小机场在程序管制下仅到达、仅起飞及混合运行情形的跑道容量分析模型。最后,通过实例分析及随机模拟,验证了模型的可用性和可操作性。     

基于Memetic算法的飞机着陆调度优化

以减少等待时间为目标，建立了一种多跑道机场飞机着陆调度模型，并采用Memetic算法对飞机着陆次序和时间进行了仿真优化，最后以浦东国际机场终端区内的实际数据为原型，验证了算法在解决飞机着陆调度优化问题中的可行性和高效性，从而为管制部门运行决策和跑道容量评估提供科学的建议。     

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.     

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.     

跑道快速出口优化模型及仿真分析

通过对飞机着陆过程的分析，建立了跑道快速出口优化模型：采用计算机仿真方法对模型进行仿真分析，确定了特定条件下跑道快速出口的最优位置：通过对影响跑道占用时间各因素的灵敏度分析，确定了快速出口个数、位置以及机型组合变化对机队加权平均跑道占用时间的影响     

机场跑道道面平整度评价及其影响分析

根据机场道面平整度评价领域内大量的研究成果以及实际应用经验，提出了一套适用于机场道面平整度的调查、分析及评价方法。借助机场道面平整度评估软件，对飞机在两种平整度不同的跑道上滑行时的竖向加速度和动栽进行了仿真，并根据仿真结果分析了跑道道面平整度时飞机运行的影响。     

机场跑道最大容量模型研究

目前,存在着三种比较知名的跑道最大容量评估随机解析模型,即FAA,LMI及MACAD,其建模逻辑各有不同.通过对管制规则进行分析,综合了这三种模型中的合理建模逻辑,构建了新的单跑道容量评估模型.该模型考虑了飞机进近速度、公共进近段长度、飞机位置不确定性、跑道占用时间、间隔标准、机型组合等参数,最终输出结果为跑道容量包络...     

飞机起落架动力学建模及着陆随机响应分析

针对飞机起落架弹性结构特征的动力学建模及其离散结构简化响应分析问题,利用哈密顿变分原理,提出并建立了弹性结构的起落架动力学模型。根据此动力学模型,可自由选择起落架的结构离散数量进行动力学方程的求解和响应分析。以某型飞机着陆过程为研究实例,使用随机模拟方法,通过模拟飞机着陆下沉速度、初始位移和路面不平度,分析了飞机着陆过程起落架的随机响应特征,确定了起落架的实际动力学性能和应力应变特性,为后续起落架的结构参数优化及其疲劳性能分析提供了基础参考依据。     

弹性飞机地面滑行随机最优控制

将主动控制缓冲器应用于飞机地面滑行减振。建立了飞机在随机跑道激励下,考虑机身俯仰运动与弹性振动的非线性随机动力学模型。采用统计线性化方法,使模型在平衡点附近线性化。加入前置线性滤波器将随机路面高斯激励转换成高斯白噪声激励。基于随机最优控制理论,设计了线性二次型高斯(LQG)控制器。由Monte-Carlo法模拟了路面随机过程,得到了飞机的动响应。通过主动控制缓冲器与被动控制缓冲器的仿真比较可以看出,主动控制缓冲器能够有效提高飞机地面滑行的舒适性与减振性。     

一种尾流消散动态预测的改进算法

尾流间隔是增大跑道容量的主要限制因素之一，为了在保持安全水平的前提下有效地增大跑道容量，可以对尾流消散进行动态预测，并据此缩减尾流间隔。研究了一种尾涡消散动态预测算法，该算法考虑了真实大气的大气分层、湍流、侧风、迎面风、风切变以及地效影响，并用一阶后向差分对该算法进行了离散化改进；在改进算法的基础上，时进近阶段尾流的消散在Matlab中进行了仿真计算；计算结果复现了尾涡的下沉现象和侧风对尾涡传输的线性累积效应。     

一种适用于进近尾流间隔缩减的机型聚类方法

目前,我国广泛使用的尾流间隔标准过于保守,导致机场跑道容量受限。以进近航空器的尾流遭遇问题为研究对象,首先研究进近尾流安全间隔缩减方法,获取缩减后的临界尾流间隔;然后基于主成分分析法（PCA）对 BADA 数据库中的航空器性能数据降维,提出一种适用于进近尾流间隔缩减的机型层次聚类方法;最后采用该方法得到新的机型分类结果并构建缩减后的尾流安全间隔标准。结果表明：本文所使用的机型层次聚类方法与国内外航空器分类方法具有较好的一致性,在长沙黄花国际机场的主流配对机型间,所获取的进近航空器尾流间隔标准与传统尾流间隔标准相比可以缩减 0.8 km 以上。     

飞机推出和跑道掉头滑行行为计算方法

针对飞机推出和跑道掉头两种地面滑行特殊行为的位置和姿态计算问题进行了研究。从机场塔台管制运行模拟仿真的角度出发,提出了非完整运动学约束下飞机推出滑行和跑道掉头运动计算方法。依据飞机推出实际和非完整运动路径跟踪模型,设计出适合仿真推演计算的飞机推出运动求解方法。根据飞机跑道掉头的几何约束和转弯角运动约束,设计出开环控制下完整刻画飞机运动的求解方法。与动力学求解模型相比,该方法具有计算简便,适合于视景仿真驱动的优点,并通过数学仿真验证了方法的有效性。