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飞行冲突条件下基于几何算法的改航策略研究

飞行力学 2012年第5期30卷 466-469页

作者：王莉莉杨惠东中国民航大学空中交通管理学院天津300300

航班改航飞行是在空域受危险天气及飞行冲突影响时的一种重要策略。针对初始改航航迹的生成,提出了改进的几何圆切法,用其规划出临时航线,绕过危险区。为避免潜在的飞行冲突,应用几何线性规划法进行了改航策略修正。最后,通过对我国现... 详细信息

航班改航飞行是在空域受危险天气及飞行冲突影响时的一种重要策略。针对初始改航航迹的生成,提出了改进的几何圆切法,用其规划出临时航线,绕过危险区。为避免潜在的飞行冲突,应用几何线性规划法进行了改航策略修正。最后,通过对我国现有航路的仿真分析,表明了算法的有效性。

关键词：几何算法线性规划改航策略飞行冲突

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基于多目标优化的改航策略研究

数学的实践与认识 2010年第22期40卷 99-106页

作者：万莉莉田勇叶博嘉南京航空航天大学民航学院江苏南京210016

随着我国航空运输的快速发展,由恶劣天气等原因导致的航班延误日益增多、传统的改航策略选取总延误损失最小为单一目标,不仅难以满足流量管理不同对象、不同阶段的需求,而且易造成空域利用率偏低.首先将改航策略与地面等待和空中等待相... 详细信息

随着我国航空运输的快速发展,由恶劣天气等原因导致的航班延误日益增多、传统的改航策略选取总延误损失最小为单一目标,不仅难以满足流量管理不同对象、不同阶段的需求,而且易造成空域利用率偏低.首先将改航策略与地面等待和空中等待相结合,然后综合考虑航空公司的利益,建立多目标优化模型,并采用稳定性和健壮性较强的多目标进化算法求解.最后选取全国典型繁忙日的实际飞行计划,进行了仿真验证.仿真结果表明,策略不仅可为航班动态地选择航路以避开容量限制区域,还可供流量管理部门参考不同目标来确定改航方案.

关键词：空中交通流量管理改航策略多目标优化算法

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恶劣天气下的综合改航策略研究

恶劣天气下的综合改航策略研究

作者：仝佳璐南京航空航天大学

学位级别：硕士

随着航空运输业的飞速发展,空域交通流交叉汇聚快速,气象状况多变复杂,如何安全避让恶劣天气,有效减少航班延误,提高空域资源整体利用率是我们亟待解决的问题。改航作为改善空域交通状况的重要策略,能够有效减少由天气引起的航班延误,... 详细信息

随着航空运输业的飞速发展,空域交通流交叉汇聚快速,气象状况多变复杂,如何安全避让恶劣天气,有效减少航班延误,提高空域资源整体利用率是我们亟待解决的问题。改航作为改善空域交通状况的重要策略,能够有效减少由天气引起的航班延误,实现空域资源的优化配置。因此恶劣天气下的综合改航策略已成为空中交通管理领域的重要研究课题。基于改航策略的研究现状,本文对恶劣天气下的综合改航策略展开研究。首先,考虑以多个航班安全避让危险天气且高效运行为目标,基于历史气象信息对恶劣天气进行动态及静态的分析,并划设飞行受限区。同时,通过改航路径规划模型及相关算法,设计规划出基于固定航路网的K条初始改航航路并进行动态天气航路的实时修正,并利用路径代价函数对生成的K条初始航路进行初始优先级排序。其次,通过模拟退火微粒群协同算法来优化航路,并建立航路运行可接受度评价指标,基于历史航迹数据分析航路的各项指标差异,以多指标加权函数最小为目标,对航路优先级的排序进行修正。最后,以航空器性能及航班的不同需求为约束,航班流总延误成本最小为目标,提出综合改航策略,即航路资源分配问题研究。通过之前所评价出的航路优先级,对比原始计划航班的延误时间,以航班的总延误时间最小为目标,建立综合改航策略模型,利用模拟退火遗传算法,将n个航班分配到m条改航路径上以完成指派问题,实现航路资源的最优分配。

关键词：飞行受限区改航路径规划可接受度评价航路优先级改航策略

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基于管制工作复杂性的终端区改航策略研究

基于管制工作复杂性的终端区改航策略研究

作者：郝恩蕾南京航空航天大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：终端空域动态密度管制工作复杂性粒子群改航策略

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强对流天气下航班改航策略研究

强对流天气下航班改航策略研究

作者：魏彤华北理工大学

学位级别：硕士

强对流天气会导致航班大面积延误,空域流量降低,阻碍航班正常运行。单纯采取地面等待、空中盘旋的措施,会给航空公司带来巨大的经济损失。当发生强对流天气时,生成安全有效的改航绕飞路径是恢复航班正常化的有效措施。故针对强对流天气... 详细信息

强对流天气会导致航班大面积延误,空域流量降低,阻碍航班正常运行。单纯采取地面等待、空中盘旋的措施,会给航空公司带来巨大的经济损失。当发生强对流天气时,生成安全有效的改航绕飞路径是恢复航班正常化的有效措施。故针对强对流天气下飞行受限区的静态和动态的航班改航策略做了如下研究。首先介绍了改航的相关理论。描述了强对流天气对航班的影响,阐述了改航路径规划策略的基础研究。同时给出了空中恶劣天气的环境建模和航班改航的几种常用方法。针对飞机起飞前的静态块状受限区,基于MAKLINK图建立改航环境模型,应用MS算法改进Dijkstra最短路算法,生成了前3条初始最短路径,再应用遗传算法进行路径优化,取优化后的最短路径为最优路径,算例结果表明该方法有助于改善易陷入局部最优解的情况,提高规划效率。针对飞机起飞前的静态带状受限区,基于多边形法建立环境模型,应用基于基因重组的路径优化算子改进遗传算法,使大旋转角度的转弯点接近平滑路径,应用遗传算法进行实数编码,改善二进制编码的“汉明悬崖”问题,得到带状受限区下的全局最优路径。算例结果表明该方法可以减小航班飞行过程中的旋转角度,生成全局最优路径,提高可操作性。最后,建立了基于最小二乘法的强对流天气短时移动预测模型。实验验证了该模型有较为可靠的预测能力。应用马尔科夫模型推算强对流天气的可航状态概率,进行实时改航路径规划。基于动态规划和马尔科夫决策过程,根据天气更新信息,确定最佳改航策略。结果表明该方法有利于最小化预期的延误,提高经济效益。图29幅;表6个;参65篇。

关键词：强对流天气改航策略遗传算法马尔科夫随机动态规划

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飞机空中积冰预测及改航策略分析

现代信息科技 2022年第20期6卷 123-130页

作者：王迪柳倩沈阳航空航天大学民用航空学院辽宁沈阳110136

空中积冰严重影响着飞机的飞行安全。文章基于大气环境再分析数据对飞机空中积冰情况进行定量表征,开展积冰成因分析,揭示积冰发生的季节性规律,预测积冰分布的范围。在此基础上,有针对性地提出飞机改航策略,用以引导飞机快速精准地避... 详细信息

空中积冰严重影响着飞机的飞行安全。文章基于大气环境再分析数据对飞机空中积冰情况进行定量表征,开展积冰成因分析,揭示积冰发生的季节性规律,预测积冰分布的范围。在此基础上,有针对性地提出飞机改航策略,用以引导飞机快速精准地避开及脱离积冰区,提高飞机飞行的安全性和效率,保障空中交通安全、高效地运行。

关键词：飞机积冰积冰预测积冰指数改航策略气象数据

考虑改航策略的终端区到达航班优化调度模型及算法研究

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交通运输工程与信息学报 2011年第2期9卷 1-7页

作者：黄宝军中国民航大学空中交通管理研究基地天津300300

在恶劣天气条件下,仅采用调速与空中等待等传统的流量管理方法将导致终端区到达航班大量延误。为此,需要研究恶劣天气下航班改航策略,并将其与传统流量管理方法结合起来。文章引入改航航班等待时间这一决策变量,建立了考虑改航策略的到... 详细信息

在恶劣天气条件下,仅采用调速与空中等待等传统的流量管理方法将导致终端区到达航班大量延误。为此,需要研究恶劣天气下航班改航策略,并将其与传统流量管理方法结合起来。文章引入改航航班等待时间这一决策变量,建立了考虑改航策略的到达航班优化调度模型,并根据航班实际改航情况,对模型进行了简化处理,采用改进遗传算法对模型进行求解。对双跑道机场到达航班的仿真表明该模型简单实用,在一定的恶劣天气条件下能为管制员提供辅助决策支持,和减少航班延误。

关键词：空中交通流量管理终端区改航策略恶劣天气改进遗传算法

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基于改航策略的空域流量管理研究

哈尔滨商业大学学报（自然科学版） 2016年第5期32卷 618-625页

作者：蒋昕胡明华张颖田文南京航空航天大学民航学院南京210016

为减少危险天气下的航班延误现象,结合地面等待以及改航策略实施空域流量管理.将受危险天气影响的扇区视为流量约束区,根据扇区受危险天气影响的情况,以最小总延误成本为目标,流量约束扇区容量、起飞机场容量、流量约束扇区进入点的安... 详细信息

为减少危险天气下的航班延误现象,结合地面等待以及改航策略实施空域流量管理.将受危险天气影响的扇区视为流量约束区,根据扇区受危险天气影响的情况,以最小总延误成本为目标,流量约束扇区容量、起飞机场容量、流量约束扇区进入点的安全时间间隔为约束,建立基于改航策略的空域流量管理模型,并采用遗传算法对模型求解.通过算例进行仿真,仿真结果表明,基于改航策略的空域流量管理可以有效减少航班延误时间,提高航班运行的总体经济效益.

关键词：改航策略空域流量管理危险天气遗传算法

基于Markov天气模型的流量管理改航策略

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舰船电子工程 2007年第4期27卷 57-59页

作者：戴玲夏学知武汉数字工程研究所武汉430074

随机性扰动是造成空中流量管理延迟的一个重要因素,如危险天气。如果某区域天气预报有风暴,航空器的飞行决策就会保守地选择完全回避该区域,这种保守决策带来了更高的延迟。用马尔可夫链对危险天气进行建模,分析危险天气状态的随机性,... 详细信息

随机性扰动是造成空中流量管理延迟的一个重要因素,如危险天气。如果某区域天气预报有风暴,航空器的飞行决策就会保守地选择完全回避该区域,这种保守决策带来了更高的延迟。用马尔可夫链对危险天气进行建模,分析危险天气状态的随机性,提出多个航空器在危险天气条件下的改航方案模型,以求使航空器延迟最小。

关键词：空中交通流量管理危险天气马尔可夫链改航策略