基于SPN的跑道利用率模型分析与研究

采用随机Petri网(SPN)建立了跑道系统运行约束方程;通过构造同构马尔科夫链建立了系统处于各种状态时的稳态概率表达式;改变变迁的触发速率,分析跑道利用率的变化情况。证明了模型的可达性、有界性,且不存在死点。     

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。     

机场近距平行跑道一起一降模式下的容量计算

通过对传统跑道容量模型的修正并结合相应的飞行程序，得出了近距平行跑道在一起一降运行模式下起飞和到达容量独立计算的数学模型，并且用中国上海浦东机场运行数据进行了验证，表明容量模型具有较好的实用性，从而在实际应用中方便了近距平行跑道容量的计算，同睁也提高了近距平行跑道的利用率。     

配对进近运行模式下近距平行跑道容量研究

配对进近是提高近距平行跑道容量的运行模式.通过分析近距平行跑道配对进近运行模式的特点,借鉴单跑道容量模型的基本思想,针对三种不同运行方式(全部用于降落、两个到达单元之间插入一架起飞飞机、两个到达单元之间插入两架起飞飞机),分别构建了配对进近运行模式下的近距平行跑道容量模型.算例表明,所提出的模型具有可行性,同时也证明了配对进近能有效提高近距平行跑道的容量.     

虹桥机场近距平行跑道仪表运行方式研究

针对虹桥机场近距平行跑道,以实现跑道系统最大容量为目标,综合考虑两个航站楼的布局情况,依据民航局有关运行规则,系统研究近距平行跑道的仪表运行方式,分析不同跑道运行方式下航站楼航班流量分布比例与近距平行跑道理论容量之间的函数关系,提出具有实际可操作性且适合虹桥机场近距平行跑道的最佳运行方式。     

近距平行跑道航班着陆调度研究

针对我国航空运输业快速发展导致空中交通拥挤以及航班延误问题,研究了近距平行跑道航班着陆调度问题,以缓解空中交通拥挤和减少航班延误.以配对进近的形式,考虑时间、配对、间隔、排序等因素,建立航班着陆调度模型.针对机场小规模的进场航班流量,采用穷举法求解,并用算例进行仿真验证.结果表明,与先到先服务原则相比,经算法调度的进场航班总的延误时间减少了33%.     

机场近距平行跑道间距和入口错开的选择研究

研究了近距平行跑道规划中的两个关键问题,即跑道中心线间距和端部入口错开。根据不同跑道基准代字组合,给出了近距平行跑道间距的建议值。讨论了跑道入口错开及其不同实现方式对相关平行进近、跑道运行模式、地面运行与效率的影响,给出了入口错开的决策建议。     

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.     

近距平行跑道空管运行管理

近距平行跑道是指跑道中心线间距小于760米的平行跑道。在国外繁忙机场,这种跑道布局方式是缓解起飞和落地交通流冲突,提升机场保障能力的重要手段之一。其优点不言而喻,可以在有限的土地资源条件下,为起飞和落地航空器分别单独分配使用跑道,从物理形态上,杜绝起飞和落地航空器的碰撞风险。随着2008年3月,上海浦东国际机场启用第三条跑道,也就是国内第一组近距平行跑道正式启用,国内大型机场近距跑道的建设也有增速的趋势。2010年3月,上海虹桥国际机场也正式启用了第二条跑道,与原跑道形成一组间     

相关进近模式的近距平行跑道尾流危险区域分析

相比于机场一起一降的运行模式,近距平行跑道的相关平行进近运行模式可以最大限度地提升跑道容量.根据尾流在大气中各个阶段的运动特性,得到了以时间为变量的尾流水平侧移距离数学模型.应用Matlab仿真软件得到了侧风及地面效应影响情况下的上海虹桥国际机场实行近距平行跑道相关平行进近的侧向尾流危险区域图,并分析得到了后机不受到前机尾流影响情况下两机需保持26.9 s的最大尾流时间间隔.利用尾流危险区域的特点,可缩短尾流时间间隔,从而大幅度提高机场容量.     

近距平行跑道配对进近纵向碰撞风险安全评估

针对繁忙机场的容量饱和现象,近距平行跑道实施配对进近可有效提高机场容量、缓解跑道拥挤和航班延误等现象.为了保证配对进近的安全运行,根据近距平行跑道配对进近的实际运动过程,考虑两架飞机在配对进近过程中的导航误差和时间等因素,建立两架飞机的运动方程和纵向碰撞风险评估模型;并通过MAT-LAB软件对模型进行计算,得到随相关参数变化的纵向碰撞风险变化曲线.结果表明:配对进近的碰撞风险随着前后两机起始间隔的增大而减小,随着飞机纵向定位误差的均方差的增大而增大,证明了模型的正确性和合理性.     

后机不同行为下近距平行跑道安全前界分析

配对进近模式可以显著提高近距平行跑道的利用率,科学合理地计算配对进近安全区的安全前界对保证配对进近的安全运行尤为重要。针对配对进近过程中前机发生错误进近侵入后机航向道的情况,考虑了后机是否避让的两种行为选择,并融合了风速、侵入角度、避让角度、反应时间等相关参数建立了基于两机位置的运动轨迹模型。通过对两机运动过程进行蒙特卡洛仿真,分析不同参数变化时后机需要保持的最小安全前界。以B737和B747作为配对前后机为例进行方法实证,实验结果表明：随着前机入侵角度增加,不采取避让时,不同机型组合中的后机分别需在FAF点保持430 m、423 m和646 m的最小安全前界;采取避让时,整个进近过程中分别需要保持249 m、268 m和379 m的最小安全前界。     

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.     

窄距平行双跑道运行效率分析

随着我国航空运输业的发展,部分单跑道机场容量逐渐达到饱和,单跑道已经不能满足航空业务量的需求,因此近年来越来越多的窄距平行双跑道投入运行。本文采用统计分析方法梳理国内由单跑道构型提升到窄距平行双跑道构型机场容量保障提升情况,并通过计算机仿真方法分析贵阳机场窄距平行双跑道不同跑道使用策略下的机场运行效率情况,以期为机场跑道规划建设提供新思路。     

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.     

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。