基于元胞自动机的航空器起降间隔研究(研究生论坛)

为研究机场跑道、滑行道结构、机型比例对航空器起降间隔的影响,在分析跑道、滑行道运行方式基础上,细化航空器起飞、着陆占用跑道滑跑、滑行过程,定义航空器元胞尺寸和速度位置演化规则,构造航空器滑行元胞自动机模型。计算机数值模拟得到滑行道位置、机型比例、机型组合改变时,起降间隔、间隔标准差的变化趋势。仿真结果表明,滑行道距离跑道头越近,起飞间隔越小;滑行道接近着陆航空器减速滑跑结束位置时,着陆间隔最小;滑行道距跑道头450m-800m时,平均间隔最小为135s, 800m-900m时,间隔标准差最小为20.9,与全中型机相比,全小型机时平均间隔减少17.8%,间隔标准差减少42.3%。该模型能量化机型、滑行道位置等关键因素对起降间隔的影响,能为提高机场吞吐量提供技术支持。     

基于元胞自动机的航空器起降间隔研究

为研究机场跑道、滑行道结构、机型比例对航空器起降间隔的影响,在分析跑道、滑行道运行方式基础上,细化航空器起飞、着陆占用跑道滑跑、滑行过程,定义航空器元胞尺寸和速度位置演化规则,构造航空器滑行元胞自动机模型。计算机数值模拟得到滑行道位置、机型比例、机型组合改变时,起降间隔、间隔标准差的变化趋势。仿真结果表明:滑行道距离跑道头越近,起飞间隔越小;滑行道接近着陆航空器减速滑跑结束位置时,着陆间隔最小;滑行道距跑道头450~800 m时,平均间隔最小为135 s,800~900 m时,间隔标准差最小为20.9;与全中型机相比,全小型机时平均间隔减少17.8%,间隔标准差减少42.3%。该模型能量化机型、滑行道位置等关键因素对起降间隔的影响,能为提高机场吞吐量提供技术支持。     

机场场面冲突检测告警系统的设计与实现

针对日益突出的跑道侵入和飞机滑行冲突问题,从滑行道冲突监视告警、跑道侵入监视告警、禁区闯入监视告警、道路通过性检测、偏离计划告警5个方面,设计机场场面冲突检测告警系统。基于航空器地面运行规则和临界资源互斥访问原理的分析,建立冲突检测临界模型,提出4类机场组件的定义规则,配合专业数据结构、类型的定义,实现计划冲突检测。为防止虚警或漏警,对每架飞机划设3层冲突警戒区域,运用多边形碰撞检测,实现短期预警。实验表明,计划路由信息能够与路网模型快速匹配,通过遍历组件,检测冲突类型、时间和位置,并显示告警。具体仿真计算结果与理论分析结论吻合。     

浅谈跑道侵入

由于机场改扩建、多跑道运行、航空器起降次数不断增加等原因,跑道侵入事件时常发生,已成为影响航空运行的重大安全隐患。据研究表明,一个机场的交通量增加20%将使跑道侵入可能性增大140%。因此跑道侵入成为业界频繁讨论的热点焦点的话题.本文总结归纳了跑道侵入的潜在因素,并有选择性的介绍了国际民航组织有关防范跑道侵入的建议措施。     

多跑道机场起降排序实时优化元胞自动机模型

本文根据多跑道繁忙机场的运行条件和安全要求,以最小化航班总延误损失为目标函数,考虑不同机型性能特点,以NS模型为基础,建立了二维元胞自动机(CA)模型,来解决多跑道机场实时航班动态排序问题。模拟结果表明CA模型能够合理表现飞机起降的运行过程,并得到较优的起降序列,在此基础上,采用基因表达式编程(GEP)对CA模型得到的起降序列进行优化,得到了优异解,与先来先服务算法比较,CA-GEP模型计算时间短,有效减少了延误损失,适合实时流量管制中航班动态排序的决策支持。     

A-SMGCS V级系统中机载场面告警算法

针对目前机场场面的监控主要通过人工及目视辅助设备实现的不足,同时为了减轻管制员与飞行员的负担,提高机场场面的运行效率,提出一种自动化场面告警探测算法:基于高级场面活动引导与控制系统（A-SMGCS）中的监视源数据,对滑行道冲突、起降跑道长度不足2种情形实现自动化的告警探测与提示。针对与他机目标冲突告警问题,提出基于速度矢量法的潜在冲突判断算法;针对起降跑道长度不足告警问题,提出实时计算起降所需跑道长度的运动学模型。最后搭建仿真环境模拟真实的飞机场面滑行,为模型提供监视源数据,以对算法进行验证。验证结果表明:告警响应均在警情发生的0.5 s内,无虚警、漏警,符合预期结果;该算法是可行的。     

机场交叉跑道运行的尾流间隔研究——以北京大兴机场为例

针对导航误差及速度误差所造成的实际位置偏差，以Reich模型作为理论基础，分别从侧向、纵向和垂直三个角度建立碰撞风险模型，推导出不同方向上的单侧碰撞风险模型，结合飞行技术误差，给出总体碰撞风险模型。以北京大兴机场当前已经投入使用的四条跑道为例，对北京大兴机场交叉跑道运行条件下，跑道不同组合的尾流间隔，数据进行仿真计算，给出不同运行模式下的航空器碰撞风险。在达到安全目标水平的基础上初步计算出管制员最佳的指令发布时机，对我国未来的交叉跑道建设、安全运行及管制员的指令发布提供参考。     

多跑道起降航班排序模型和算法研究

针对空中交通迅速发展使得终端区空域越来越拥挤的问题,研究了在终端区空中交通繁忙的情况下,如何安排机场起降航班的最佳队列,以缓解拥挤和减少航班延误及相关的经济损失。将离场航班引入航班队列排序中,讨论了蚁群算法在终端区起降航班排序中的应用,根据飞机尾流间隔的要求,建立基于蚁群算法的多跑道起降航班动态排序模型,并用算例进行仿真验证。结果表明,与先到先服务排序方法相比,经该算法排序后的平均延误时间减少近50%。     

华东地区民用机场发展研究

正概述1.民用机场的基本概念及分类机场一般可分为军用机场和民用机场。《民用机场管理条例》(国务院令第533号)对民用机场进行了相关的界定和分类,将民用机场分为运输机场和通用机场。运输机场是指为从事旅客、货物运输等公共航空运输活动的民用航空器提供起飞、降落等服务的机场。运输机场又可分为国际机场     

CT25K型云高仪维护及典型故障排除案例

飞机在飞行过程中,即便是当天的天气情况较、能见度不高,驾驶员也可以通过无线电设备来判断飞机当前的位置,用雷达探测前方是否存在障碍物,以及障碍物的大小、距离等,但是在起飞和降落的时候,就需要驾驶员通过肉眼来观察飞机的飞行高度和飞行姿态,以及时的做出调整和相关操作,该时期机场上空、周围的云层和地面的距离都成为了影响飞机起飞和降落的重要因素。云底高度值作为机场不可或缺的气象要素,利用云高仪可以不间断的为驾驶员提供云底高度信息,为飞机的起降奠定良好的基础。     

基于时间间隔的飞机着陆跑道容量模型研究

随着民航业的快速发展,飞机着陆跑道容量已经不能满足未来需要。目前,我国主要实行的是过于保守的基于距离的间隔（DBS),针对这一问题,本文引入基于时间间隔的飞机着陆间隔。首先建立基于时间间隔（TBS）的飞机着陆跑道容量模型,在ICAO RECAT的基础上计算出TBS间隔,然后通过比较飞机在无风和15 m/s大逆风条件下应用TBS与DBS的飞机着陆跑道容量,得出尤其在逆风影响下,应用TBS可以显著提高飞机着陆效率。本文的研究结果对提高空管运行效率和飞机着陆跑道容量具有实际应用价值。     

基于启发式隐枚举算法的多机场GDP放行策略

终端区内航空器的放行策略制定往往因涉及多机场航路结构的耦合效应,对终端区运行能力产生影响．应用地面等待策略,并考虑多机场系统具有公共离场定位点的空域结构特点,建立了多机场系统的航班放行策略模型．结合启发式隐枚举算法,通过引人机场优先级,并协调经由公共离场定位点的各机场航班比例,优化各机场航班的放行时刻．仿真结果表明,与FCFS策略相比,HLEA算法能显著减少多机场系统的航班总体延误,提高终端区空域的运行效率．     

基于启发式隐枚举算法的多机场GDP放行策略

终端区内航空器的放行策略制定往往因涉及多机场航路结构的耦合效应,对终端区运行能力产生影响.应用地面等待策略,并考虑多机场系统具有公共离场定位点的空域结构特点,建立了多机场系统的航班放行策略模型.结合启发式隐枚举算法,通过引入机场优先级,并协调经由公共离场定位点的各机场航班比例,优化各机场航班的放行时刻.仿真结果表明,与FCFS策略相比,HLEA算法能显著减少多机场系统的航班总体延误,提高终端区空域的运行效率.     

空中交通管制仿真系统飞行仿真模型建模与实现

为了提高空中交通管制仿真系统仿真度,重新构建了一种简洁实用的航空器模拟飞行模型,包括航空器性能参数、飞行规则参数和飞行过程模拟参数的建立,航空器各种主要飞行过程的建模,气象情况对飞行的影响仿真;这些仿真方法在航空器参数设计、地面运动、上升/下降、加/减速模拟等方面均考虑了多种飞行影响因素,最后提出一种利用真实航迹数据建模的方法,并给出了此种方法的结果.通过在空中交通管制仿真系统的应用,证明本模型有良好的仿真度.这个仿真模型还可应用于管制程序的分析、飞行计划预演调控、交通流量评估和机场建设预估等方面.     

基于DCTPS模拟的地铁供电能力仿真评估研究——以北京地铁8号线为例

针对目前国内城市轨道交通分散式供电系统仿真研究的现状，基于牵引计算与供电仿真计算软件(DCTPS)建立城市轨道交通分散式供电系统供电能力仿真评估模型，实现对直流牵引供电系统输出电压、母线载流量的仿真分析。以北京地铁8号线为研究对象，通过仿真计算不同情况下100 s发车间隔运行需求，结果表明：北京地铁8号线供电系统在正常状态下基本满足100 s发车间隔运行需求；在牵引整流单机组、牵引所解列大双边、开闭所单电源、开闭所解列等运行情况下，供电系统均无法完整满足全线100 s发车间隔运行需求。     

基于能量高度的终端区异常轨迹识别研究

通过研究终端区航空器飞行轨迹分布规律,提出有效识别异常轨迹的检测模型对更好地保障终端区航空器运行的安全性、提高运行效率具有至关重要的作用。首先,根据航空器的实际飞行情况,给出航空器异常轨迹的定义、分类,并针对航空器以高能量或低能量着陆时的特点提出能量高度的概念,明确能量高度是将飞行轨迹位置高度信息转化为能量高度轨迹信息;其次,基于Hausdorff距离建立轨迹相似性矩阵,再应用谱聚类对能量高度轨迹进行聚类分析;最后,结合轨迹分布特征计算得到能量高度流轨迹数据的分布特征值并建立了异常轨迹检测模型。结果表明:能量高度的提出有效地改进了在异常检测领域使用飞行位置轨迹分析的局限性;同时实验证明当能量高度阈值由均值加减二倍标准差计算得出时在异常轨迹检测中识别效果更优。     

基于飞行仿真的飞机起降性能计算方法研究

为使飞机起降性能计算满足现有飞行性能计算标准或规范,针对起降过程涉及影响因素多、参数精度要求高的特点,提出了基于飞行仿真技术对不同起飞方式和着陆阶段仿真计算起降性能的方法。详细地建立了双发正常式布局飞机各分系统对应模型,包括非线性运动方程、气动力、发动机、起落架、动态质量模型。根据不同起飞方式和着陆阶段的性能计算标准及驾驶员操纵规范设计了单发起飞、两点式起飞、三点式起飞、中断起飞和着陆性能仿真计算流程,并开发相应的程序完成了该过程中全部参数的计算。较现有方法计算复杂性增加,过程详细,可计算的参数增多,能对各类影响因素进行量化分析。结果表明单发起飞距离最长,轻型飞机宜采取三点式起飞,当飞机在高原或推力受限时宜采取两点式起飞;着陆距离与下滑轨迹角相关,轻型飞机着陆可以降低进场速度、增加下滑角。     

水上飞机持续适航文件研究

水上飞机指的是能在水面上起飞、降落和停泊的飞机,其中有些既能在陆上机场起降的水上飞机,称为水陆两栖飞机.凡是对整架飞机在规定的全寿命期内随时保持适航所必不可少的资料统称为持续适航文件.本文针对水上飞机包括水陆两栖飞机的持续适航文件体系进行分析,可为水上飞机包括水陆两栖飞机的持续适航文件体系提供一定的参考.     

跑道FOD检测系统关键技术分析

外来物是可能损伤航空器或系统的某种外来的物质、碎屑或物体。目前,国内外跑道监察工作主要是靠人力进行,存在不足之处是监察跑道时降低交通流量和非实时监察,仍然存在运行安全隐患。开发跑道外来物检测系统,可以在不妨碍机场正常运营和飞行安全的情况下,快速、有效地对机场道面进行维护和管理。文章综述了外来物检测系统的发展情况,讨论了视频FOD检测系统的主要研究内容。     

航班运行系统仿真建模分析

为研究航班计划的运行效率及其在突发扰动下的鲁棒性,将计算机仿真技术应用于航空运输系统,结合分类与航班过站时间的Logistic分布拟合等,通过模拟飞机起飞/降落、滑入/滑出、过站保障和航段飞行等运行过程,建立了含有118个国内主要机场的航班运行仿真模型,在Flexsim平台上实现了大型航空公司航班计划运行仿真.此模型可以模拟正常和流控等不正常情况下的航班运行,并输出延误时间、正常率、飞机利用率、缓冲时隙等评估指标.案例分析结果表明:模型较准确地模拟了航空公司航班的实际运行情况.在正常情况下,对输出指标分析可以确定航班计划中导致延误的重点环节;在流控情况下,可以发现航班延误的范围呈扩散趋势,传播方向沿航班串向下,且延误时间逐渐减少,受直接影响航班过站时间大幅增加,受牵连影响航班过站时间减少.