运输机场U型区机坪优化设计研究

作     者：姚霖昊 

作者单位：中国民用航空飞行学院 

学位级别：硕士

导师姓名：李明捷;邵显智

授予年度：2024年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：运输机场 U型区机坪 范数灰关联-DEMATEL 线性规划 优化设计 SIMMOD仿真 

摘      要：随着我国民航的快速发展,大型运输机场的航空器起降数量日益增长,机位资源日益成为制约大型运输机场发展的一项重要因素。对于大型运输机场,为了提高近机位占比以减少机坪上移动保障设备的数量,降低机坪运行风险,采用指廊型航站楼构型逐渐成为一种趋势,而指廊型航站楼的构型又会形成U型区机坪。U型区机坪的设置方式会对近机位数量、航空器运行方式等产生较大的影响。因此在该背景下,科学合理地对U型区机坪进行优化设计,对提高大型运输机场的运行效率具有理论意义和使用价值。本文对U型区机坪优化设计的主要研究如下: 首先,从机坪设计维度和机坪运行维度建立U型区机坪空间效率评估影响因素体系。基于此提出了基于范数灰关联法和DEMATEL法的U型区机坪空间效率影响因素组合权重计算方法。并以10个国内大型运输机场航站楼对应的U型区机坪数据和5个专家访谈得到的数据为例进行计算,得到了影响U型区机坪空间效率各影响因素的综合权重。基于此,提出在U型区设计时,除了考虑机坪设计维度下的相关指标,同时将机坪运行维度下的机坪滑行方式因素纳入考虑,为后续的U型区机坪优化设计模型构建提供权重支撑。 然后,以U型区机坪纵深、底边宽度、指廊边和底边机位数量四项指标综合最优为目标函数,将范数灰关联法和DEMATEL法得出的各项影响因素综合权重作为目标函数的权重值,并以U型区机坪构型的两指廊间间距、指廊长度、机坪近机位数量以及机坪滑行道滑行方式为约束条件,分别建立运输机场单通道、双通道和三通道U型区机坪优化设计多目标线性规划模型。以C类航空器为例,对提出的运输机场U型区机坪优化设计模型进行求解,得出单通道、双通道和三通道U型区机坪的优化设计方案。 最后,分析了机坪静态容量评估存在的不足,根据运输航空器在U型区机坪运行中的运行规则,考虑运输航空器在U型机坪区域不同部分运行的速度差异,量化了航空器到达U型区机坪不同机位的时间,引入航空器在U型区机坪滑入和推出的限制条件,建立了U型区机坪动态容量评估模型。结合实例计算对模型进行计算求解,得出部分现有及优化后的单通道、双通道和三通道U型区机坪容量并运用SIMMOD仿真软件对U型区容量进行仿真计算,验证了容量评估模型的有效性。通过对比现有及优化设计的U型区机坪容量,表明论文所提出的U型区机坪优化设计模型有效,能为大型运输机场U型区机坪设计提供参考。