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机场地面运行效率影响因素仿真分析

黑龙江交通科技 2024年第1期47卷 160-164,169页

作者：摆倩倩李志叶博嘉东部机场集团有限公司江苏南京211100 中国民用航空华东地区空中交通管理局江苏分局江苏南京211100 南京航空航天大学江苏南京211100

为提高机场地面运行效率,采用Arena软件建立机场运行系统离散仿真模型,加入动画仿真模块,结合SAS软件的数据分析与拟合功能设计三组仿真场景,分别验证改变跑道使用方式、改变拖车资源配置方式对地面运行效率产生的影响及未来运输需求快... 详细信息

为提高机场地面运行效率,采用Arena软件建立机场运行系统离散仿真模型,加入动画仿真模块,结合SAS软件的数据分析与拟合功能设计三组仿真场景,分别验证改变跑道使用方式、改变拖车资源配置方式对地面运行效率产生的影响及未来运输需求快速增长时机场将面临的运行压力。结果表明,在双跑道隔离运行模式下出港平均滑行时间可缩短4 min左右;若采用双跑道混合运行,则出港滑行平均时间缩短约3 min。拖车配置方案调整后,航空器由于拖车资源限制导致等待时长超过5 min事件发生的平均概率减小18.5%。最后,通过仿真实验测试机场当前保障能力可应对的交通增量,结果显示,航班增量达到60%时,航空器的进出港滑行时间明显增长。通过地面交通仿真评估为优化机场资源配置、最大化提升运行效率提出了可供参考的建议。

关键词：机场地面运行效率跑道运行模式优化资源配置交通增量 Arena仿真

Comparison of alternative route selection strategies based on simulation optimization

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Chinese Journal of Aeronautics 2016年第6期29卷 1749-1761页

作者： ye bojia Lance Sherry Chen Chun-Hung Tian Yong National Key Lab of Air Traffic Flow Management Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China College of Civil Aviation Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsNanjing 210016China Center for Air Transportation Systems Research Department of Systems Engineering&Operations ResearchGeorge Mason UniversityFairfaxVA22030USA

Air traffic flow management(ATFM) is a collaborative process between the airspace provider and the airspace users. The result of the collaboration should be an outcome that maximizes the utility of the system without excessively penalizing any of the agents. This paper develops a discrete-event simulation model which consists of aggregate departure/arrival airports, flight routes, and sectors for evaluating the alternative collaborative route selection strategy. Given the different perspectives from air traffic control center(ACC) and airlines, eight performancemetrics and five alternative route selection strategies represent the past, current and proposed air traffic flow management operations that were evaluated. The Monte Carlo method combined with the Optimal Computing Budget Allocation(OCBA) simulation optimization technique is employed to assess the performance of different strategies. A case study of the upper air routes in central and southern China shows that the proposed model can be readily implemented to simulate different kinds of air traffic flow management strategies and predict the effect of changes on the airspace system. It also shows that the proposed alternative collaborative route selection strategy is an effective way in alleviating the en-route traffic congestion.

关键词： Air traffic control Decision support systems Discrete-event simulation Monte Carlo methods OCBA

Green Aircraft Taxiing Strategy Based on Multi-scenario Joint Optimization

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Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics 2016年第2期33卷 215-223页

作者： Wan Lili Hu Minghua Tian Yong ye bojia College of Civil Aviation Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Nanjing 211106 P.R. China

The issue of green aircraft taxiing under various taxi scenarios is studied to improve the efficiency of aircraft surface operations and reduce environmental pollution around the airport from aircraft emissions.A green aircraft taxi programming model based on multi-scenario joint optimization is built according to airport surface network topology modeling by analyzing the characteristics of aircraft operations under three different taxiing scenarios:all-engine taxi,single-engine taxi,and electronic taxi.A genetic algorithm is also used in the model to minimize fuel consumption and pollutant *** Shanghai Pudong International Airport is selected as a typical example to conduct a verification *** with actual operational data,the amount of aircraft fuel consumption and gas emissions after optimization are reduced significantly through applying the *** an electronic taxiing scenario,fuel consumption can be lowered by 45.3%,and hydrocarbon(HC)and carbon dioxide(CO)emissions are decreased by 80%.The results show that a green aircraft taxiing strategy that integrates taxiway optimization and electronic taxiing can effectively improve the efficiency of airport operations and reduce aircraft pollution levels in an airport′s peripheral environment.

关键词： electronic taxi fuel consumption emission genetic algorithm

A Required Navigation Performance based Approach to Monitor the Accuracy and Integrity Performance of UAVs for Delivery Applications

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A Required Navigation Performance based Approach to Monitor ...

基于航班时刻优化的多机场地面等待问题——模型和算法

第九届中国卫星导航学术年会

作者： Rui Sun Yucheng Zhang bojia ye Washington Yotto Ochieng College of Civil Aviation Nanjing University of Aeronautics and Astronautics Center for Transport Studies Imperial College London

As an emerging commercial application,deliveries using Unmanned Aerial Vehicles(UAVs)have the advantages of low cost and flexibility over traditional logistic operations,and are therefore being increasingly adopted by logistics *** order to ensure the success of delivery missions,effective traffic management measures,including UAV safety or integrity monitoring,are ***,however,there is a gap in research on the concept and framework for the evaluation of integrity performance for the delivery *** paper addresses the issue by proposing a UAV Navigation Monitoring Requirement(UNMR)specification for the monitoring of the accuracy and integrity performance of UAVs for use in delivery applications,based on the concept of Required Navigation Performance(RNP).The method used to determine the position accuracy requirement for en-route and terminal UNMR operations is based on the related factors in the context of UAV-borne *** is represented by the width of the route and radius of the docking or landing *** and initial field tests show that the flight technical errors and path definition errors should be considered for the total system error calculation for the UAV *** application of the proposed framework for integrity performance evaluation has shown to be of potential benefits for the operational management of UAV deliveries.

关键词： RNP UAV delivery Accuracy Integrity monitoring

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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西南交通大学学报 2010年第3期45卷 464-469页

作者：叶博嘉胡明华田勇南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

为了优化航班的多机场地面等待问题,根据航班时刻信息,考虑空域容量和飞机周转限制,建立了以总延误时间最少、总延误成本最低、总调整航班架次最少、总延误航班架次最少的多目标、多机场地面等待问题模型.用非支配分类遗传算法Ⅱ(NSGA-... 详细信息

为了优化航班的多机场地面等待问题,根据航班时刻信息,考虑空域容量和飞机周转限制,建立了以总延误时间最少、总延误成本最低、总调整航班架次最少、总延误航班架次最少的多目标、多机场地面等待问题模型.用非支配分类遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)求出了该模型的优化多目标解集.以2008年秋季北京、上海和广州三大枢纽机场为例对该模型进行了验证,与先到先服务情况相比,平均总延误成本减少了约24%,平均总航班调整数减少了约62%.

关键词：空中交通空中交通流量管理航班时刻优化多目标优化多机场地面等待 NSGA-Ⅱ算法

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基于机器学习的航空器进近飞行时间预测

航空学报 2020年第10期41卷 354-365页

作者：叶博嘉鲍序刘博田勇南京航空航天大学民航学院南京211106 中国民航华东空管局江苏空管分局南京211100

为了准确预测航空器的落地时间,提高空管部门间的协作效率,采用机器学习的方法对航空器进近阶段飞行时间进行了预测。从实际运行出发,分析航空器在进近管制空域飞行时间产生差异的原因,提出了影响航空器在进近空域飞行的8类因素和17个... 详细信息

为了准确预测航空器的落地时间,提高空管部门间的协作效率,采用机器学习的方法对航空器进近阶段飞行时间进行了预测。从实际运行出发,分析航空器在进近管制空域飞行时间产生差异的原因,提出了影响航空器在进近空域飞行的8类因素和17个重要特征。以航空器在进近飞行时间为标签,基于提出的重要特征,采用岭回归、支持向量机、随机森林和神经网络算法,建立了4种基于机器学习的航空器进近飞行时间预测模型。以南京进近为实例,对4种机器学习模型进行训练、验证和测试,对模型的性能指标、特征重要性和影响因素展开分析。研究结果表明,对于航空器进近飞行时间的预测,基于随机森林的模型表现出了最高的预测性能,模型的泛化能力最好、精确度高,回归效果越显著;进场状态是影响航空器进近飞行时间的最重要因素,而进场点和进场高度特征则对结果的贡献度最大。

关键词：空中交通管理进近飞行时间预测机器学习随机森林特征重要度

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基于交通复杂性的扇区资源管理

南京航空航天大学学报 2010年第5期42卷 607-613页

作者：张晨胡明华张进叶博嘉南京航空航天大学民航学院南京210016

为了理解未来空域系统下空中交通的组织水平,确保地面决策系统的必要干预能力,本文首先在比较两类常用交通复杂性测度模型的基础上引入了基于连携效应的交通复杂性测度模型。利用该模型针对两类典型交通拥塞态势讨论了扇区范围内改航航... 详细信息

为了理解未来空域系统下空中交通的组织水平,确保地面决策系统的必要干预能力,本文首先在比较两类常用交通复杂性测度模型的基础上引入了基于连携效应的交通复杂性测度模型。利用该模型针对两类典型交通拥塞态势讨论了扇区范围内改航航段的生成和使用策略,与基于航空器数量的扇区资源管理方法相比,能够更为有效地实现空域的灵活使用,为动态空域管理和多扇区协同流量管理提供了可行的解决途径。

关键词：空中交通管理空中交通管制扇区交通拥塞管理与决策支持

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空域复杂性建模

南京航空航天大学学报 2010年第4期42卷 454-460页

作者：张进胡明华张晨叶博嘉南京航空航天大学民航学院南京210016

下一代空中交通管理系统致力于推进管理决策中心从地面转向空中,实现统筹分布-集中决策模式,提高交通服务能力,适应未来航运需求。为探索空域系统承载复杂交通的能力,空管业界对以动态密度为代表的空域复杂性模型进行了大量研究。运用... 详细信息

下一代空中交通管理系统致力于推进管理决策中心从地面转向空中,实现统筹分布-集中决策模式,提高交通服务能力,适应未来航运需求。为探索空域系统承载复杂交通的能力,空管业界对以动态密度为代表的空域复杂性模型进行了大量研究。运用复杂性学科研究的基本思想,以对空域状态进行客观描述为重点,反映空域以及其中交通关系的变化过程,提出了综合迫近、几率和连携因素的空域复杂性模型,最后,通过仿真实验数据和广州地区的实际运行数据验证了模型的可行性。弥补了空域状态评估领域航空器计量方法的不足。

关键词：空中交通管理空中交通管制复杂性空域建模

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管型航路中航空器自主运行模式

西南交通大学学报 2020年第4期55卷 873-881页

作者：叶博嘉薛奥林伍小元董云龙南京航空航天大学民航学院江苏南京211106 中国民用航空华东地区空中交通管理局上海200335

为了提升管型航路内航空器运行效率,降低飞行延误和冲突,首先选取了定速、超越和自由3种典型自主运行模式,并分析了其特点;其后,建立了管型航路中航空器自主运行仿真模型,并采用蒙特卡洛仿真与机器学习相结合的方法,分析了自主运行模式... 详细信息

为了提升管型航路内航空器运行效率,降低飞行延误和冲突,首先选取了定速、超越和自由3种典型自主运行模式,并分析了其特点;其后,建立了管型航路中航空器自主运行仿真模型,并采用蒙特卡洛仿真与机器学习相结合的方法,分析了自主运行模式中关键变量的相关性;最后,以北京首都机场—广州白云机场高空航路为实例,建立了各衡量指标回归模型,并对3种模式典型指标进行了敏感性分析.研究结果表明:自由模式中的吞吐量和总延误时间指标相对较好,但冲突率相对较高,冲突率最小值为0.0361;超越模式中各项指标相对折衷,其航路资源的利用率不如自由模式,吞吐量约为自由模式的61.89%;定速模式中的航空器缺乏调整速度和间隔的调整能力,受航空器的初始间隔影响较为明显.

关键词：空中交通仿真建模管型航路自主运行模式回归分析