基于管制工作复杂性的终端区改航策略研究

作     者：郝恩蕾 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卢朝阳

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：终端空域 动态密度 管制工作复杂性 粒子群 改航策略 

摘      要：近年来,随着我国民航运输业的飞速发展,空中交通流量的迅速增长,终端空域飞行冲突和拥挤现象频繁发生,航班延误日益增多。在空中交通流量管理预战术阶段,传统改航策略仅以容量架次为约束,延误最小为优化目标,不适应当前管制扇区工作复杂性快速增长的运行环境,为此迫切需要一种在现有的航路、航线结构下,基于空域灵活使用理念基础上,面向管制工作复杂性的改航策略,以提高资源利用率,降低管制工作复杂性,保证空中交通的顺畅流通与安全。本文依据终端空域流量管理的实际运行情况,建立了基于管制工作复杂性的改航策略模型。首先,在分析现有终端空域进近管制工作特点及其与“动态密度复杂性因素的相关关系的基础上,基于交通流随机过程理论,建立了管制工作复杂性模型。同时,借鉴信息熵理论以确定管制工作复杂性模型权重,最终确定管制工作复杂性表征方法。其次,针对管制工作复杂性改航策略所存在的延误约束问题进行研究,在分析现有扇区交通流运行特点的基础上,借鉴地面交通分配理论,研究航路路阻函数,构建了空域航路载荷系数的航路路阻函数,为终端空域改航策略提供重要选择依据。最后,分析了多扇区运行机理及相关约束,建立了面向单扇区管制工作复杂性小、多扇区管制工作复杂性总和最小的改航优化模型,通过设计粒子群算法改航策略模型进行求解。论文分析了终端空域多扇区的航路流量相互关联的运行特点,建立了以基于管制工作复杂性最优为目标的改航模型,最终,通过实例验证了模型的可行性。