结合进港排序的终端区冲突解脱策略研究

终端区相对于航路,空间狭小,航线密集,航班机动范围有限,已成为飞行事故高发区。针对终端区的特殊情况,提出一种结合进港排序的冲突解脱方法。首先利用进港优化算法对终端区内航班的降落时间进行优化,然后将得到的预计到达时间与实际到达时间差最小作为航班解脱冲突的目标函数,由此得到终端区航班的冲突解脱方法,既保证了飞行安全又提高了运行效率。利用某机场的场景和飞行数据进行仿真,结果表明,此方法有效地解决了终端区飞行冲突问题,同时使航班快速有序地降落到跑道。     

多机场终端区空时资源分析

为了更充分利用多机场终端区空域资源,提高终端区航班运行效率,该文对多机场终端区的空间资源和时间资源进行分析研究,初步研究了空间资源上的时间资源的动态管理方法,为多机场终端区的空域结构和多机场终端区的航班运行研究提供了一定参考意义。     

基于航线对象方法的四维航迹建模与优化

基于航迹运行是新一代空管运行的发展趋势,因此,为准确和高效地描述民航飞行航迹,提出了基于航线对象方法的7种航迹段模型.按照飞行计划、管制指令和导航设备的地理分布,搭建了水平航迹,对垂直剖面建模所需的重要参数(爬升率、下降率、推力、巡航马赫数等)进行了简单的推算和优化,可以生成完整的4D 航迹.最后通过离场队列飞机的仿真算例与实际飞行数据进行比较,结果表明该建模方法可准确描述航空器各点的空间位置和时间,能较好地描述终端区的动态航迹,对交通流调控的实用化有积极的作用     

基于管制策略的4D进场航迹规划方法

为了实现终端区航班无冲突进场航迹的自动生成,提出了基于管制策略的4D进场航迹规划方法.通过基于进场耗时的层次聚类算法对历史雷达轨迹进行分析,提取包含管制意图的盛行水平路径;根据管制引导策略对进场程序航段分类,建立水平路径调整模型,结合各机型连续下降进近垂直剖面,生成无冲突4D进场航迹.以国内某机场为例,聚类分析进场航班,并对其进场程序建模仿真.结果 表明,上述法可以实现终端区进场程序的动态调整,在满足各类间隔约束的条件下,为每架进场航空器规划出无冲突航迹.     

基于时空特征的终端区多机场航班时刻优化北大核心

为更好的实施终端区协同决策(CDM),考虑大终端区下多机场的协同运行需要,对终端区内多机场离场航班时刻进行优化。同时考虑各机场的延误时间及航班的总延误成本,建立终端区多机场的协同放行模型;采用改进的多目标粒子群算法对所建模型进行求解。最后对大兴机场开航背景下的京津大终端区分别进行单目标及多目标的仿真验证,仿真结果表明,所提方法优于先到先服务策略(FCFS)且可以有效平衡终端区内各机场总延误成本与总延误时间,兼顾航班延误的均衡性及公平性。     

民机编队的多阶段轨迹优化

针对编队在民航领域的应用问题,论文提出了一种多阶段轨迹优化模型。首先对编队飞行进行描述,将整个航程划分为起飞爬升段、编队段、进近降落段,与现有航线网络相结合,以具体航路点确保相邻阶段的顺利连接;其次以民机直接运行成本为指标,采用中国民用航空局成本计算方法,确定编队飞机的机型;最后选取时间和燃料消耗为性能指标,建立飞机质心运动方程,设置起降机场、编队航段等约束条件。充分考虑航班各阶段飞行特性和约束,通过数值算例得到两航班编队运行后的最优轨迹,为航班的编队运行提供参考。     

基于优化配平的机翼故障飞机飞行性能分析

分析飞机机翼故障对飞行性能的影响,对飞机故障后能够安全着陆或返航有着重要意义,飞机的机翼作为产生力和力矩的主要部件对飞行性能起着重要的作用。提出一种基于单纯形优化的机翼故障飞机飞行性能分析方法,建立机翼故障参数模型,根据飞机爬升转弯飞行条件进行优化配平计算,得到在不同状态下不同机翼故障的配平数据库,分析了故障后飞机的飞行性能。仿真结果表明所提算法的有效性。     

连续航班延误与波及的贝叶斯网络分析

针对空运系统日益严重的航班延误,尝试将贝叶斯方法应用于航班数据分析,重点考虑同一飞机飞行连续航班的情况。借助Netica软件包,建立贝叶斯网络模型。通过贝叶斯网络推理进行连续航班延误波及分析,并用实际航班数据进行测试。结果表明,概率统计意义下,模型能够清晰反映连续航班延误原因分布、过站时间差分布和按时间段的延误波及情况。     

基于满意度准则的机场终端区容量利用和流量分配的多目标优化模型研究

为优化跑道容量和定位点空中交通流量,将机场终端区的进离港定位点和跑道看作一个系统;在 服从整个系统容量限制的前提下,引入了满意度准则,通过分析跑道容量和定位点流量的相互影响,建立了 多目标优化模型．算例研究表明,通过对进离港航班流量需求的协调分配,给定时段内的所有航班均得到有 效调度．整体航班需求排队队列减少了约10%,容量利用满意度为0.75,在机场终端区实现了跑道容量的有 效利用和定位点流量的合理分配．     

点融合进近模式下的多机协同优化排序方法

为了提高终端区的飞行效率和安全,研究了基于点融合进近模式的多机协同进场4D航迹计算方法及排序算法.首先,介绍了点融合进近模式的基本结构和运行方法,分析了终端区点融合进近多机4D航迹的计算方法;其次,建立了以提高多机飞行效率和降低管制员工作负荷为目标,满足安全尾流间隔约束,以多机进近的先后顺序为决策变量的考虑间隔约束的点...     

一种基于ADS-B信息的冲突告警算法

为了解决飞行流量持续快速增长导致的飞行安全问题,给出一种基于ADS-B信息的冲突告警算法。该算法的目的在于发现终端区或机场附近可能存在的飞行冲突,为飞行员采取避让措施提供足够的时间。算法主要由2个模型构成：第1个模型是飞行冲突区域划分模型,该模型包含保护空域(PAZ)和冲突空域(CAZ)2个区域;第2个模型是飞行冲突探测模型,该模型首先对冲突目标初选,然后对有可能发生飞行冲突的飞机从竖直和水平2个方向进行冲突探测并根据探测结果发出相应的告警信息。经大量的Monte-Carlo仿真实验表明该算法性能良好,能及时有效地发现飞行冲突,对确保终端区或者机场附近的安全有着重要意义。     

双交叉算子遗传算法在终端区飞机排序中的应用

当今，普遍的航班延误现象不仅增加了巨额飞行成本，还影响乘客体验. 对终端区待降飞机队列进行合理调整，可以提高跑道利用率，减少航班延误，达到降低延误代价的效果. 针对终端区飞机排序问题，提出一种包含双交叉算子的遗传算法，针对不同适应度染色体采取不同的交叉操作，使得在交叉过程中既能保护优质染色体，也能使其它染色体继续进化. 同时引入重排算子对变异后的子代进行优化，共同加快遗传算法收敛速度，使其更加符合实际使用需求. 实验结果表明，算法收敛速度得到改进，能在可接受时间内得到可行解.     

基于离散动态规划的航班多级签派策略优化

飞行签派是航班运行控制的核心,为实现放行和动态控制策略的全局规划及定量评价,改变传统人工经验解读规章手册的定性技术手段,构造航班受签派策略影响下的二维状态转移路线;提出最短路径的离散动态递推规划数学模型,建立最小费用逆序递推的离散最优控制算法,运用数值计算方法得到表格形式的签派优化策略,解决了航班运行决策这类非线性、离散复合动态规划问题的定量评估和组合优化。最后,采用仿真实验测试算法的可行性和优化效果,实验结果表明,对比独立分阶段的遵照时间序列的运行方式,基于离散动态规划的航班多级签派策略贯穿于航班运行整个生命周期,实现全局优化。     

点融合技术下的机场终端区航空器噪声研究

随着人民生活水平的不断提高，民航旅客吞吐量和空中交通流量也逐年增加。机场终端区是进离场航空器最繁忙的空域，航空器的尾气排放导致该区域的环境污染问题日益，并且由于进场程序的限制，管制员通过雷达引导进行机动飞行的时候导致多余的燃油消耗，同时也造成管制员工作负荷大的问题，原有的进场程序已不能适应民航的快速发展。点融合系统（PMS,Point Merge System）作为一种新型的进场程序，成为优化空域结构、减轻管制负荷、改善机场终端区域环境和提升终端区运行效率的新技术。以双流机场终端区为例子，结合双流机场终端区域环境和所设计的双流机场PMS进近程序，使用航空环境设计工具(Aviation Environmental Design Tool,AEDT)对点融合系统PMS和区域导航（Area Navigation,RNAV）进场程序进行仿真建模，并对其不同运行模式下的噪声影响进行了对比，为点融合技术在国内环境研究方面推广助力。     

ILS对进近着陆支持情况的三维可视化仿真

在民航飞行着陆优化控制问题的研究中,着陆阶段作为飞行器运行的最后环节,对飞行安全至关重要.由于气候条件、导航信号受到电磁干扰影响,使飞行员难以准确着陆.为此,对进近着陆系统采用仪表着陆系统(Instrument Landing System,ILS)的航向天线特性,结合全球地理信息系统,采用ILS对飞行器终端区进近着陆支持的三维可视化方法.可依据ILS天线的辐射特性和电磁仿真软件,对ILS天线进行建模.根据航向天线的CSB和SBO信号在跑道中心线延长线方向最强特性得到航向面,与下滑面相交得到下滑道,并进行仿真.仿真结果证明了仿真ILS对飞行器的终端区进近着陆优化控制的准确性,表明改进方法的结果符合飞行器终端区进近着陆的要求,可以为民航机场在布设ILS台站和飞行校验时提供可靠的三维空间参考.     

时间有色佩特里网在航班进离港中应用

为了解决目前和以后越来越严重的空中交通拥挤问题,文中对终端区空中交通流量管理中航班进离港部分连续航班动态飞机排序问题进行研究.提出了基于时间有色佩特里网(TCPN)的航班进离港的调度方法,用MATLAB软件中的M函数编写了算法程序,然后进行了仿真.仿真结果表明,该方法选用的算法是合理的,而且可以明显的减少航班总的延误,优化效率高,算法简单可行,而且更符合实际的要求.该方法在一定程度上可以帮助空管人员进行调度决策,从而更加快速有序地对飞机进离港进行调度,对目前空管优化调度,减少延误等情况的处理具有一定的参考研究价值.     

基于Arena的终端区仿真建模

详细分析了航空器在终端区的运动逻辑,设计了基于Arena平台的终端区空侧计算机仿真模型。模型运行结果表明,该模型基本能够描述起降航空器在终端区的微观运动过程。该模型在容量评估、多跑道模式管理和塔台管制仿真中有广泛的应用前景。     

蚁群算法优化到达航班排序和调度问题的研究

为有效解决动态环境中的到达航班排序和调度问题,提出了基于移动域控制的动态蚁群优化算法,该算法将总时间划分成多个时间窗口,并将蚁群算法优化控制在一个移动域内进行,有效避免了算法的早熟,降低了算法的计算复杂度.实例仿真计算表明,该算法比标准的蚁群算法具有更高的求解质量和求解效率,适合于对终端区到达航班进行实时排序和调度.     

浅谈天津机场基于区域导航的进离场分离程序

随着近年来天津经济的高速发展,天津机场的飞行流量快速增长。鉴于天津机场目前运行情况,基于区域导航,管制员可以将进离场程序更为清晰地进行划分,以期飞行效率的提高,以及切实减轻管制人员以及飞行员的工作压力。与此同时,基于区域导航进行的进离场分离程序可以使得临时绕飞、偏航飞行的指挥以及等待航线的使用更为便捷。该项目将利用现有的区域导航技术对飞行程序进行科学设计,对进离场航班进行分流,以便于解决天津管制区的飞行冲突造成的安全压力,提高飞行效率和飞行安全水平;提高空域利用率,使协调变得更为简单,减少管制指令,减轻管制员工作压力。     

全球航班跟踪系统关键技术研究与实现

2014年马航MH370失联事件发生以来,国际民航组织(ICAO)及中国民航局(CAAC)均开始着力于推进全球航班跟踪能力建设.设计一个全球航班跟踪系统,系统由前端数据处理子系统及综合显示子系统组成,针对系统面临的航班数量多、航班数据体量大、高并发等挑战,设计一种可拓展的硬件处理架构,同时结合多线程软件处理架构设计及优化,保证系统流畅稳定运行.实际运行结果表明,该系统设计方案可行,实现了对我国境内飞行的所有航班及境外飞行的我国航班的跟踪监视.