回转支承内、外圈装配中的选配模型

在对回转支承的内、外圈进行装配时 ,为了获得最优装配组合 ,运用网络流规划将该问题转化为网络最大流问题 ,并建立了一种选配模型。通过合理定义模型网络的中间点、弧的容量和方向以及模型的一般约束条件 ,应用有效算法求出了模型网络的最大流 ,最终获得了内、外圈的最优装配组合。同时 ,基于该模型开发了用于选配回转支承内、外圈的软件模块 ,并在实际生产中得到了应用     

一种新的多机场终端区容量评估方法研究

分析了影响终端区容量的各种因素,提出了一种新的多机场终端区容量评估方法。运用网络规划模型和仿真模型相结合的方法,评估了上海终端区虹桥机场和浦东机场分别在单独运行和联合运行情况下的终端区容量。评估结果分析表明该方法是一种较其他容量评估模型更通用的评估方法,对单机场终端区和多机场终端区的容量评估及其影响因素分析均具有良好的适应性,评估结果准确,符合终端区实际运行情况。     

一种新的多机场终端区容量评估方法研究

分析了影响终端区容量的各种因素,提出了一种新的多机场终端区容量评估方法.运用网络规划模型和仿真模型相结合的方法,评估了上海终端区虹桥机场和浦东机场分别在单独运行和联合运行情况下的终端区容量.评估结果分析表明该方法是一种较其他容量评估模型更通用的评估方法,对单机场终端区和多机场终端区的容量评估及其影响因素分析均具有良好的适应性,评估结果准确,符合终端区实际运行情况.     

节点环流网络中的最大流算法

为了求出节点有容量并有存储功能的网络中的最大流,提出使用改进的带有节点环流的网络模型。在改进的网络模型中,网络节点改由新的结构代替,即节点分为入点和出点,增加中转弧和节点环。提出了进出节点的配平算法,使用了改进的流量守恒约束,通过虚拟源、虚拟汇进行配平,使用最大流算法求出由节点环流调节过的最大流。在配平算法中,遇到入流容量小于出流容量,要判断节点环流量的大小;遇到入流容量大于出流容量,要判断节点环流的残容量大小。算法应用于流的分配或流的汇聚。     

互通式立交网络流的协同控制

利用图论方法将互通式立交展开为一种多源多汇的赋权有向网络,并对其性质进行描述与定义;通过对立交网络动态流谱及最大流计算得到其容量限制并确定受控弧分布;以受控弧队列长度和冗余等待时间设计了阻抗均衡因子,建立了动态阻抗均衡条件下的网络流协同控制方程,并制定了控制策略;以实际对象进行虚拟控制仿真,结果表明了所提策略和方法的有效性.     

动态最小费用流问题

考虑到时间对最小费用流问题中各个参数的影响,首先通过对动态最小费用流问题的各参数的定义建立了动态最小费用流问题的数学模型,在这样的有向网络里,流可以在中间点上停留一段时间,弧的容量以及中间点的容量随时间变化,流经过弧时所需的费用也随时间变化;在此模型基础上给出了动态最小费用增广链的定义并证明了与其相关的定理,并在最后给出求解动态最小费用流问题的一个算法。     

多通道流的几种算法

G=(N,A,u)是一个有始点s和终点t的有向网络,每条弧的容量限制为uij.多通道流问题是求解从始点s到终点t不仅要满足顶点平衡(始点和终点除外)和弧的容量限制下通常的最大流问题,而且这个流必需满足沿着K条弧不交的s-t路发送.它对通信领域、网络领域、军事领域和科学领域有许多重要意义,是计算机科学和运筹学领域的研究内容.经20多年来的研究和发展,多通道流问题已经形成几种不同的算法,本文主要对这几种算法进行总结和归纳.     

北京终端区扇区容量评估及优化

构建了一种基于管制员工作负荷终端区扇区优化模型。首先通过测量各时段终端区域内飞机平均数、陆空通话以及进程单填写等情况,对终端区管制员的工作负荷进行了量化,进行了基于管制员工作负荷的扇区容量评估。然后根据空域中航路点的分布,建立了Voronoi图,以蚁群算法应用到单元搜索,对空域中的Voronoi多边形进行了优化组合,并使其满足空域划分的基本原则,从而得到优化后的扇区图。最后通过北京终端区空域容量评估和扇区优化的计算结果,对该扇区优化方法进行了验证。     

基于粒子群优化算法的扇区组合优化

航空运输业的不断发展给终端区容量带来了巨大的挑战。为了降低管制员的工作负荷,增加终端区的容量,对终端区的扇区优化进行研究,建立了终端区空域拓扑结构模型,利用Voronoi图进行终端区单元划分,并计算各航路点的工作负荷,建立扇区优化的数学模型,利用一种排列组合算法进行单元组合,将各单元的目标函数值作为优化函数,并结合粒子群优化算法求得最优解。最后,以成都终端区扇区优化为例进行了验证,证明了粒子群优化算法的有效性,可以很好地应用在以航路点为划分单元的扇区组合优化中。     

基于点融合技术的机场终端区运行效率

为解决繁忙终端区运行效率低、飞行冲突严重、管制员工作负荷大、通信频道拥堵等问题,提出了一种基于点融合技术的进场航班流排序方法.通过细化基于点融合的进场航班排序过程,分析了基于点融合程序的空中交通管制工作流程;基于雷达管制模拟机设计并验证了点融合程序应用于中国西南某机场终端区的可行性.结果 表明:点融合程序能解决终端区大流量情况下的进场航班排序问题,相比于现行程序而言,雷达引导、高度速度调整指令次数均有不同程度的减少,有效降低了管制员和飞行员工作负荷,改善了陆空通话拥挤现状.同时,进场航班间的飞行间隔更均匀、有序,进场时间和间隔均有一定程度的减小,终端区空域容量和运行效率显著提升,能有效缓解航班延误.     

基于增维细胞传输模型的区域管制空域容量评估

经过多年深耕挖潜,目前国内机场容量的瓶颈已逐渐转移至终端区之外的区域管制空域。细胞传输模型(CTM)适用于中观交通流仿真,可描述较为宏观的问题。本文基于区域航路网络拓扑结构,将区域管制空域(简称“区域”)的交通流分为通过流与进入流,采用CTM建立区域增维模型,以区域容量作为目标函数构建MILP模型,利用遗传算法求解,通过TAAM仿真验证模型的准确性。     

基于连续下降运行的终端区环形进场航线设计

为了提高多机场终端区运行效率,增加其空域容量, 本文构建了基于连续下降运行模式的终端区环形进场航线结构和运行规则,并使用实际扇区结构和数据进行仿真验证。首先构建环形进场航线,由多条椭圆矩形等待航线和圆形准备航线组成;其次设计相应的进场运行规则;然后建立航空器进场顺序优化模型,使用模拟退火算法对其进行求解;并应用蒙特卡洛仿真方法计算终端区极限进场容量;最后使用实际终端区(ZSSSAP)结构数据进行实例验证。实验结果表明,环形进场航线在繁忙状态时可有效减少终端区内进场航空器瞬时峰值数量(降幅21.90%)和平均进场时间(降幅3.14%),平均进场时间可在顺序优化后进一步降低(降幅6.59%);并提高终端区进场航空器容量(增幅4.82%);在空域运行态势方面,环形进场航线模式可大幅度降低空域复杂度峰值(降幅61.29%)。     

终端区进离场航线网络3D优化方法

为提高终端空域飞行航线设计的安全经济性与自动化水平,对航线网络3D优化问题进行了研究。针对独立航线的优化问题,采用蚁群算法优化水平方向安全经济性航线;根据终端空域航线垂直剖面数据,提出一种基于核密度估计的3D航线垂直剖面优化方法。分析得到进离场航线网络优化次序原则,逐步优化各航线,最终实现航线网络的总体优化。通过西安/咸阳机场终端区的算例分析,表明该优化方法在保证航线安全经济性同时,运行效率有很大提高。     

终端区进场航线交叉点通行能力研究

终端区航线交叉点是空中交通运行的瓶颈,其通行能力是表征交叉点运行状态的重要指标,深入研究交叉点的通行能力,能够为进离场航线优化及航线网规划提供理论指导,并为减少航班延误提供必要的技术支持。借鉴地面道路交叉口通行能力已有研究成果,依据终端区空域结构及航空器飞行特征,创新地提出终端区进场航线交叉点通行能力定义,建立了计算模型,深入分析了航空器飞行速度、机型组合、航线夹角对通行能力的影响。以天津机场终端区为例,计算进场航线交叉点CG点的通行能力,进行了实例验证及分析。     

基于多目标融合及改进遗传算法的终端区进场协同排序

未来我国终端区将逐年递增,根据数据显示终端区内空域资源与飞行流量的增长不成正比,终端区内流量趋于饱和。为了有效提升终端区运行的效率,确保航空器在其空域的安全飞行,降低管制员的负荷以及公司的运行成本,本文从航空器延误,管制员负荷以及各机场资源平衡三个方向建立多机场终端区航空器进场协同排序模型。首先,通过对终端区范围界定,运行主要问题的研究以及空域结构的分析了解终端区系统的相互关联因素;其次,通过对终端区进场航空器的线路、交叉点的单独分析,找到相应的共同点和影响较高的运行系统相关性因素,相关的约束以及主要的解决目标;最后利用结合模拟退火的NSGA-II算法对该模型进行求解。结果表明基于改进遗传算法对该模型求解后对比先到先服务模式以及未改进的遗传算法在效率上分别提高26.3%和53.2%。由此可见,所提出的模型能有效的提高航空器排序的效率。     

基于危险值分布流模型的飞机时间间隔计算方法

前后两架飞机的间隔是影响进近航路容量的关键因素,为了在飞机进近阶段前后两架飞机之间既能保持安全,又能最大程度地缩小两机之间的尾流间隔,提升进近阶段的到达容量,使用一种改进的Lighthill-Whitham-Richards(LWR)的交通流量模型,改进后的LWR模型将进场着陆的飞机发生碰撞冲突的概率视为与飞机数量相关的连续分布,称为危险值分布,通过危险值分布预测发生冲突的概率,使用速度平差法计算不同机型组合的安全间隔.基于危险值分布流模型对进近阶段上不满足间隔的飞机提出速度调整方法,使飞机之间保持所需的最小间隔时间,以便能够最佳利用进场着陆空域的容量.     

基于交叉点复杂度的空域通行能力优化方法

为解决空域拥挤导致通行能力下降的问题,提出了一种考虑交叉点复杂度的通行能力优化方法。首先,分析了实际民航运行中存在的痛点和难点,以及以往有关通行能力的研究缺少交叉点建模、管制员负荷测量困难和求解时间复杂度高的缺陷;第二,从高度层、交叉点和航班运行三个方面提出了空域的数学抽象方法,并根据节点的交叉数对空域的数学模型进行简化,剔除了没有交叉的导航台点,降低了空中交通网络抽象后节点矩阵稀疏的问题;第三,分析了交叉点对于通行能力的影响主要在于流量和交叉数两个方面,以这两个方面建立了交叉点的费用函数;第四,以延误最小为目标,以流量平衡、扇区和航路容量、流控容量和非负整数作为约束,建立了通行能力优化模型;第五,分析并指出存在负容差的空中交通网络更容易发生延误,并根据网络延误的特性提出了一种考虑延误反向传播的迭代算法。最后,以华北地区空域为例,从不同流控等级下的延误时间、受影响的航班数和算法计算时间三方面进行仿真。结果表明,模型和算法平均能降低33.58%的延误,且通过合理地分配改航、调时和调减最大程度减少延误。     

Dynamic Air Route Open-Close Problem for Airspace Management

Dynamic airspace management plans and assigns airspace resources to airspace users on de- mand to increase airspace capacity. Although many studies of air traffic flow management (ATFM) have sought to optimally allocate air traffic to get the best use of given airspace resources, few studies have fo- cused on how to build an efficient air traffic network or how to adjust the current network in real time. This paper presents an integer program model named the dynamic air route open-close problem (DROP). DROP has a cost-based objective function which takes into account constraints such as the shortest occupancy time of routes, which are not considered in ATFM models. The aim of DROP is to determine which routes will be opened to a certain user during a given time period. Simulation results show that DROP can facilitate utilization of air routes. DROP, a simplified version of an air traffic network constructing problem, is the first step towards realizing dynamic airspace management. The combination of ATFM and DROP can facilitate decisions toward more reasonable, efficient use of limited airspace resources.