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基于四阶段法的城市空中交通(UAM)流量需求预测研究

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基于四阶段法的城市空中交通(UAM)流量需求预测研究

作者：屈文秋中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

近年来随着分布式电力推进、远程机长驾驶系统等技术在e VTOL(electric vertical take-off and landing)载运具上的成功应用,NASA、Uber等机构再次提出了利用具有垂直起降能力的航空器进行城市空中交通(Urban Air Mobility,UAM)来解决... 详细信息

近年来随着分布式电力推进、远程机长驾驶系统等技术在e VTOL(electric vertical take-off and landing)载运具上的成功应用,NASA、Uber等机构再次提出了利用具有垂直起降能力的航空器进行城市空中交通(Urban Air Mobility,UAM)来解决城市交通拥堵问题的设想。与传统的交通运输方式相比,UAM这种新型交通运输方式需要对e VTOL起降站点选址进行合理的规划布局,通过交通需求量来预测e VTOL起降站点位置是近两年比较常用的一种研究方法。本文基于交通规划四阶段法对成都市四环内UAM在2025年早高峰时间段的交通需求开展预测工作。首先对城市空中交通的发展背景、发展方向、运营模式、城市发展影响等问题开展了讨论,这些问题解释了城市空中交通发展的必要性以及实现的可能性;其次本文对四阶段法进行改进用于城市空中交通的需求预测,改进重点是第三阶段交通方式的划分。第三阶段改进基于随机效用理论将双层NL模型与多项Logit模型结合,一方面改善了Logit模型固有的IIA特性,使预测结果更符合实际;另一方面,由于现在我国城市交通系统中并不存在UAM这一新型的交通方式,两种模型结合使用规避开了现状UAM在各交通小区间的分担率未知这一的问题;最后,基于改进的四阶段法对成都市四环内2025年早高峰的交通需求总量大小、空间分布情况和不同交通方式的分担率进行测算和分析。在此基础上,对UAM在2025年的流量大小进行计算,并将计算结果分配到路网上,根据UAM在路网上的分配结果给出未来成都市进行UAM航路航线划设的建议。

关键词：城市空中交通四阶段法流量预测分担率

面向eVTOL航空器的城市空中运输交通管理综述

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交通运输工程学报 2020年第4期20卷 35-54页

作者：李诚龙屈文秋李彦冬黄龙杨卫鹏中国民用航空飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307 乔治·华盛顿大学机械与航空航天工程学院华盛顿特区20052

回顾了城市空中运输(UAM)的起源与发展演变,定义了UAM交通管理基本概念,分析了催生UAM的社会和技术因素,提出了面向近未来时期国家层面UAM交通管理的基础架构,将基于电推进垂直起降航空器的UAM交通管理问题划分为3个方面进行讨论(空域... 详细信息

回顾了城市空中运输(UAM)的起源与发展演变,定义了UAM交通管理基本概念,分析了催生UAM的社会和技术因素,提出了面向近未来时期国家层面UAM交通管理的基础架构,将基于电推进垂直起降航空器的UAM交通管理问题划分为3个方面进行讨论(空域规划、地面基础设施、交通规则与运行控制),并对近年来UAM交通管理相关文献所提出的代表性观点进行了梳理,总结了UAM近未来时期所需解决的关键问题,展望了UAM交通管理未来的发展趋势。研究结果表明:空域规划方面,UAM需要对现有低空非管制空域进行更精细化的规划管理,结构化的空域划设方式应该在UAM交通管理初期被应用,高度层空域结构能较好地平衡运行安全和空域容量之间的矛盾;地面基础设施方面,需通过城市OD数据预测UAM的交通需求来进行地面垂直起降站点选址,选址管理工作将直接影响空中航线网络结构和所需的地面通信导航监视台站的布设;交通规则与运行控制方面,UAM将直接面对更为复杂的有人机、无人机融合运行场景,UAM交通规则需要革新并对现有的运输航空交通规则保持兼容,高带宽的通信技术会促使UAM运行控制向空地协同决策和自动驾驶方向发生转变,未来交通管理中如何处理人与系统的关系至关重要。总的来说,UAM交通管理将可能会和现有无人机交通管理体系产生交集并逐渐融合,面对这一新型运输方式,国家将更可能采用集中管理、试点运行、有序放开的交通管理发展路线。

关键词：航空运输城市空中交通电推进垂直起降空域规划运行控制通信导航监视

城市空中交通及其新型基础设施低空公共航路研究综述

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航空学报 2023年第24期44卷 1-29页

作者：廖小罕屈文秋徐晨晨贺洪波王俊伟石伟博中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室北京100101 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 中国民用航空局民航低空地理信息与航路重点实验室北京100101 中国科学院无人机应用与管控研究中心北京100101 中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院区域生态过程与环境演变实验室武汉430074

新一代信息技术的突破再次催生了诸多对于在城市低空空域进行城市空中交通(UAM)商业化运输的关注。城市低空空域环境复杂,商业化场景下城市空中交通流量密度大,载运工具规格不统一。低空公共航路作为UAM的新型基础设施,是UAM进行精细化... 详细信息

新一代信息技术的突破再次催生了诸多对于在城市低空空域进行城市空中交通(UAM)商业化运输的关注。城市低空空域环境复杂,商业化场景下城市空中交通流量密度大,载运工具规格不统一。低空公共航路作为UAM的新型基础设施,是UAM进行精细化管理的重要手段。然而,UAM所需配备基础设施、运营与管控模式以及低空公共航路的规划方法等问题尚无统一定论。本文针对以上问题,梳理了UAM与低空公共航路的基本概念、发展历程以及基于低空公共航路的UAM管理等内容;提出了一种UAM运营管理框架,就相关行政部门在城市空中交通发展中可能承担的职责提出了建议和应对措施;最后,总结了低空共航路的构建方法,UAM发展过程中的难点及落实建议,以期对UAM产业健康有序发展有所裨益。

关键词：城市空中交通低空空域公共航路 eVTOL航空器管控与运营

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基于目视和仪表混合运行的进近空域容量研究

集成电路应用 2021年第6期38卷 188-191页

作者：黄龙杨屈文秋中国民航飞行学院空中交通管理学院四川618307

针对混合运行飞行下管制空域容量评估问题,以绵阳南郊机场为例,提出了一种混合运行下基于不同繁忙等级、不同时段的管制员工作负荷的空域容量评估方法。将管制员工作负荷按照工作类型进行分类并按繁忙程度划分等级,计算出管制员负荷度... 详细信息

针对混合运行飞行下管制空域容量评估问题,以绵阳南郊机场为例,提出了一种混合运行下基于不同繁忙等级、不同时段的管制员工作负荷的空域容量评估方法。将管制员工作负荷按照工作类型进行分类并按繁忙程度划分等级,计算出管制员负荷度权重。进而在管制员负荷度允许的情况下,对绵阳机场进近管制空域进行模拟。在保证仪表飞行的基础上,仿真得出最大的目视飞行数量,从而得到混合运行空域下的最大容量。结果表明,此方法所得结果能在保证仪表飞行的基础上,为绵阳机场运行提供最大目视飞行流量参考,保障空域运行安全,提高空域利用效率。

关键词：空中交通管制进近空域容量管制员负荷混合运行

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基于改进蚁群算法的无人机城市低空航迹规划

航空计算技术 2020年第3期50卷 11-14页

作者：黄龙杨徐文辉屈文秋中国民用航空飞行学院空中交通管理学院四川广汉618307

针对城市低空密集环境下无人机的二维航迹规划问题,在基本蚁群算法的基础上对状态转移函数和信息素更新规则进行改进,通过引入状态转移干预系数,使得路径上的信息素迅速积累,加快了算法前期的搜索速度;通过引入信息素调节因子,对路径上... 详细信息

针对城市低空密集环境下无人机的二维航迹规划问题,在基本蚁群算法的基础上对状态转移函数和信息素更新规则进行改进,通过引入状态转移干预系数,使得路径上的信息素迅速积累,加快了算法前期的搜索速度;通过引入信息素调节因子,对路径上的信息素浓度进行适度调节,抑制信息素浓度较大的路径对蚂蚁的诱导作用,从而避免算法后期取得局部最优解。仿真结果表明,改进蚁群算法规划的航迹更短,搜索速度较快且具有优良的全局搜索能力。

关键词：无人机二维航迹规划改进蚁群算法

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基于VISSIM的交叉口配时优化研究

电子测试 2021年第12期32卷 41-43页

作者：屈文秋张淳张昊黄龙杨李诚龙中国民用航空飞行学院四川广汉618307 成都市公安局交通管理局四川成都610017 成都交通投资集团有限公司四川成都500643

交叉口通行效率是影响路段整体通行效率的最重要因素之一,交叉口配时方案的合理性往往决定着交叉口的通行效率。本文以成都市建设北路一段与红星路交叉口为例,利用仿真软件对交叉口配时方案进行优化调整与对比分析,给出了此交叉口的最... 详细信息

交叉口通行效率是影响路段整体通行效率的最重要因素之一,交叉口配时方案的合理性往往决定着交叉口的通行效率。本文以成都市建设北路一段与红星路交叉口为例,利用仿真软件对交叉口配时方案进行优化调整与对比分析,给出了此交叉口的最优配时方案并针对此交叉口的设计提出了相关建议。

关键词：信号配时优化交通仿真交叉口评价

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痕量铼的同位素稀释中子活化分析

分析化学 1995年第12期23卷 1386-1389页

作者：屈文俊邹晓秋孙亚莉何红蓼杜安道地质矿产部岩矿测试技术研究所!北京100037

将同位素稀释法的准确性与中子活化分析(NAA)的高灵敏度相结合,建立了一种新的痕量铼的测试方法.实验中对 Re的检出限为 0.004ng,全流程空白为 0.05 ng,对于 Re.含量为 64ng/g的样品,在取样量为50mg时,单次测定误差(2σ)为 3.1%,测定 Re... 详细信息

将同位素稀释法的准确性与中子活化分析(NAA)的高灵敏度相结合,建立了一种新的痕量铼的测试方法.实验中对 Re的检出限为 0.004ng,全流程空白为 0.05 ng,对于 Re.含量为 64ng/g的样品,在取样量为50mg时,单次测定误差(2σ)为 3.1%,测定 Re,含量为30ng/g的样品,本方法的 2在3%以内,4次分析的RSD为 4·1%.而采用一般的 NAA,结果偏低约20%,并且RSD大于5%.

关键词：同位素稀释中子活化分析铼

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辉钼矿的铼-锇同位素地质年龄测定方法研究

地质学报 1994年第4期68卷 339-347页

作者：杜安道何红蓼殷宁万邹晓秋孙亚利孙德忠陈少珍屈文俊中国地质科学院岩矿测试技术研究所

本研究在国内首次将同位素稀释等离子体质谱法应用于铼-锇同位素系统地质年龄测定。建立的化学分离方法包括碱熔分解样品、丙酮萃取分离铼、蒸馏法分离锇。全流程化学回收率在90％以上。铼和^(187)Os的空白值分别为0.07ng和0.01ng。用... 详细信息

本研究在国内首次将同位素稀释等离子体质谱法应用于铼-锇同位素系统地质年龄测定。建立的化学分离方法包括碱熔分解样品、丙酮萃取分离铼、蒸馏法分离锇。全流程化学回收率在90％以上。铼和^(187)Os的空白值分别为0.07ng和0.01ng。用本法测定了我国4个钼矿床的辉钼矿矿化年龄,其年龄测定精度(2σ)在3％以内。测定结果与地质背景的符合情况令人满意。直接测定金属矿床年龄的铼-锇法较之间接测定围岩时代来推断矿化年龄的其它定年方法更能反映真实年龄。鉴于许多热液硫化物矿床常含有辉钼矿,该法有较广泛的应用前景。

关键词：辉钼矿床铼锇同位素地质年龄

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锇粉中杂质元素分析方法研究

岩矿测试 1997年第4期16卷 262-266页

作者：孙亚莉邹晓秋屈文俊杜安道何红蓼地矿部岩矿测试技术研究所

利用ＩＣＰ＿ＭＳ技术建立了锇粉中痕量杂质元素的分析方法。在浓ＨＮＯ３介质中，锇以ＯｓＯ４形式挥发除去，分离锇基体后，可直接测定的痕量元素达５０余种。取样量０．１ｇ，测定限为０．２～２４６ｎｇ／ｇ，可实现质量分数ｗ（Ｏ... 详细信息

利用ＩＣＰ＿ＭＳ技术建立了锇粉中痕量杂质元素的分析方法。在浓ＨＮＯ３介质中，锇以ＯｓＯ４形式挥发除去，分离锇基体后，可直接测定的痕量元素达５０余种。取样量０．１ｇ，测定限为０．２～２４６ｎｇ／ｇ，可实现质量分数ｗ（Ｏｓ）为９９．９９９９％锇粉中杂质元素测定。结合ＩＣＰ＿ＡＥＳ测定Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｓｉ和Ｐ，可实现锇粉原料及产品的纯度分析。

关键词：等离子体质谱等离子体光谱锇粉杂质元素锇