基于历史数据的机场系统运行耦合特性研究

作     者：许辰澄 

作者单位：南京航空航天大学 

学位级别：硕士

导师姓名：胡明华

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：机场系统 耦合特性 航班波 帕累托边界曲线 机场分类 

摘      要：机场不仅是航空系统的重要组成部分,也是由跑道、滑行道、停机位、候机楼等若干模块组成的综合系统。在机场系统的运行过程中,其内部子系统之间均存在相互影响的耦合运行特性。通过研究机场系统运行过程中的耦合特性,能够建立表征机场运行的指标体系,为机场运行能力评估和分类提供新的思路和依据。这对于机场系统的枢纽建设、容量评估和战略规划都有着极为重要的意义。本文从需求、容量及容需关系三个层面对机场系统在时间和空间上的运行耦合特性进行了系统和深入的研究。首先阐述了课题的背景和研究意义,分别从机场运行帕累托边界曲线、机场系统容量研究、机场分类技术方法三个方面总结了国内外的研究现状与成果,并概括了本文的研究内容。其次说明了文中数据的来源及处理过程,对机场系统运行过程中的耦合要素进行了分析。接着,通过研究机场航班波波形的相似性,揭示了与时间耦合的机场系统运行特性,从需求层面对机场进行了划分。然后,借助帕累托边界曲线从跑道、滑行道、停机位这三个模块的角度对协调机场系统运行能力进行了分析,建立了与机场系统结构有关的机场运行容量预测模型,预测了中小机场的帕累托边界曲线。最后,根据机场需求、容量和平均延误的耦合关系,提出了机场系统的延误-容需耦合关系模型,从宏观运行层面对机场系统的运行状态进行了划分,并基于此模型对全国吞吐量在200万以上的64个机场进行了分类。实验表明,该方法能够根据机场系统宏观运行状态的特征对不同容需关系和延误水平的机场进行分类,为我国机场的精细化管理提供了科学的决策支持。