通航机场跑道容量评估研究

作     者：宫献鑫 

作者单位：中国民用航空飞行学院 

学位级别：硕士

导师姓名：何昕

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：跑道容量 目视进近 目视间隔 模糊控制 AnyLogic仿真 

摘      要：随着通用航空的迅速发展,通航飞行量的快速增长导致通用机场运行效率降低和安全事故数量的增加,这给空中交通管理部门和通用机场带来了巨大的压力。跑道容量是影响机场容量水平及运行能力的关键决定性因素,与增加跑道、扩建机场和建设新机场等措施相比,目视进近和目视间隔是目前提高通用机场跑道容量和机场运行效率的有效手段。因此,目视进近与目视间隔下的通用机场跑道容量评估为机场高效运行提供基础。本文主要运用时空分析法建立目视进近与目视间隔下的通用机场跑道容量评估模型,并采用中国民航飞行学院广汉机场实例进行验证。本文的主要的工作如下:首先,对影响通用机场跑道容量的因素进行详细分析,确定影响通用机场跑道容量的主要因素是空中间隔,在跑道容量评估中目视间隔至关重要。本文采用熵权法-神经网络耦合模型研究目视进近中目视期待间隔值。从“人-机-环三个方面分析造成目视间隔值差异的因素,利用熵权法确定影响目视进近中目视间隔值差异的重要因素,作为RBF神经网络输入层,建立熵权法-神经网络耦合模型。基于仪表进近的不同,进一步提出基于模糊控制理论的飞机跟驰模型,研究目视进近中后机目视前机飞行的纵向间隔的运动状态。利用飞行员的期望目视间隔与实际间距差和速度差作为模糊控制的输入量,加速度作为输出量。利用MATLAB中的Simulink工具对不同的目视进近情景仿真,通过偏离差分析确定飞机目视进近时的两种运动状态—稳定跟驰状态和跟驰调整状态,并得到两种状态下的最小目视间隔值。最后,运用时空分析法对目视进近与目视间隔下飞机的运动状态进行分析,建立通用机场跑道容量评估模型。基于中国民航飞行学院广汉机场的数据,进行跑道容量评估;同时利用AnyLogic仿真软件进行跑道容量仿真。通过对比理论值与仿真结果对模型进行验证分析。