基于灰色聚类的管制扇区运行健康识别方法

对不同健康程度的管制扇区运行状态识别有助于全面把握交通运行情况,对空管安全评估、扇区划分、流量管理具有一定的应用价值。深入分析管制扇区交通时空运行特性,基于实际运行数据建立了管制扇区运行健康识别方法。建立饱和度、瞬时饱和度、滞留度、未来15分钟流量、管制工作负荷程度5项管制扇区运行健康评估指标,利用主客观组合赋权法确定各评估指标权重,基于灰色聚类方法对管制扇区运行健康状态等级进行识别。以厦门1号扇区的交通数据进行了实例分析,结果表明：管制扇区运行健康态势是交通宏观动态特征和微观复杂特征相互作用的结果,本文提出的管制运行健康识别方法有效,计算过程简单可行。     

改进动态密度模型在扇区容量评估的应用

针对我国空域容量评估的迫切需求,明晰了扇区容量的概念与评估关键,在深入分析空域动态密度的基础上,对管制意图参量进行分析,建立起改进的动态密度评估模型,并给出基于该模型评估扇区容量的方法。最后,通过原模型与改进模型评估扇区容量结果的对比,验证了基于新模型评估扇区容量的有效性和实用性。     

基于RAMS仿真的扇区动态容量评估

介绍了扇区动态容量的定义及RAMS仿真系统,在分析恶劣天气对飞行影响的基础上,用恶劣天气区域的最小外接矩形划设飞行受限区,提出基于RAMS仿真的扇区动态容量评估方法.最后选取典型扇区进行RAMS建模仿真,评估扇区在恶劣天气影响下的动态容量,仿真结果验证了评估方法的可行性.     

基于遗传算法的多扇区移交点交通流量优化

以扇区之间的移交点为研究对象,在扇区容量受限的情况下,将尾随间隔(MIT)与时隙分配相结合对进入扇区的航班流量进行优化管理,以保证扇区之间的航班运行通畅。以最小航班累积延误成本为目标函数,并通过流量分配得出移交点的MIT,同时使用遗传算法优化在满足MIT的情况下航班通过移交点进入扇区的顺序,并求得最低延误成本,得到的最低延误成本比使用先到先服务的传统策略所得到的延误成本降低了18. 6%。     

基于改航策略的空域流量管理研究

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.     

飞行受限区对扇区动态容量的影响

为了合理利用空域资源,提高空中交通运行效率与安全,对空域扇区的动态容量进行了研究。根据空域的三维结构对飞行受限区进行定义,并以飞行受限区对扇区结构的覆盖情况为基础,建立了飞行受限区对扇区动态容量影响模型。以西安02号扇区空域结构为例进行仿真分析,分析结果表明:改航点到航路距离越远,扇区动态容量越小;管制员经验越少,扇区动态容量越小;改航后的航空器间隔越大,扇区动态容量越小。     

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Delauany三角形的分时段区域管制扇区划分

根据空域和流量状况划分扇区是提高空域容量、改善空域拥挤和减小管制员工作负荷的有效手段。航班数量的不断增加,使得管制员的工作负荷也随之加大,为降低管制员的工作负荷需要研究扇区动态划分。首先对高空区域管制扇区内各航路点一段时期的每天相同时段的飞行流量进行分析,以航路点建立Delauany三角形,按照各时段飞行流量的不同对Delauany三角形进行加权,随后通过聚类分析生成了加权的Voronoi图,然后采用改进的哈夫曼编码理论对扇区进行了合并给出划分方案。最后结合厦门管制扇区数据进行算例分析验证了所提出方法的可行性。     

区调扇区和进近扇区复杂度对比研究

随着空中交通流量的增加,空中交通管制面临着严峻挑战,表现在进近与区调扇区间管制协调的矛盾日益突出。对比国内某管制区进近扇区和区调扇区的管制复杂度能更好地协调进近扇区和区调扇区的空中交通管制工作负荷,均衡进近扇区和区调扇区的管制复杂度,达到提高扇区容量的目的。为科学合理地对比扇区管制复杂度,构建了扇区静态复杂度对比的指标及其量化方法,并设计了静态复杂度对比实验来对比进近扇区与区调扇区的静态复杂度。另采用"管制扇区空域复杂性分析系统"软件,以厦门高崎国际机场为例,根据真实雷达管制数据,通过实验,分析对比了进近扇区与区调扇区的动态复杂度。通过分析实验结果,发现进近扇区管制比区调扇区管制复杂度更大更难。为达到均衡工作负荷、提高空中交通流量、减轻管制员负荷的目的,对现有的进近扇区和区调扇区的管制方法和空域结构提出了一些合理化建议。     

空域运行规划安全评估方法研究

考虑天气不确定因素,通过容量概率分布确定容量场景,研究相应容量场景下空域冲突风险,并通过管制员工作负荷体现人为因素影响,提出了空域运行规划安全评估方法.从风险和安全的角度,为恶劣天气下空域运行策略决策提供支持.计算结果表明,飞行安全不但与空域结构有关,还和飞机速度、交通流情况、管制员工作负荷及安全间隔有关.可见该安全评估方法能有效评估空域运行规划策略的安全性,有利于平衡风险及容量需求的最佳运行方案的制定.     

基于网络流的多管制扇区通行能力

管制扇区间的通行能力问题通常是基于管制员的极限工作负荷、各种动态因素或者特殊航路点、航路交叉点的通行能力达到最优的情况进行研究,缺少对多扇区网络的整体地评估与计算。为了解决该问题,本文根据有向图理论以扇区为节点,以连接扇区的航路航线为边建立多扇区网络模型,选取华北飞行情报区的部分扇区进行仿真。首先,通过最大流算法求解出该网络模型的最大流为76.7架/h。其次,根据网络流仿真结果计算出各条边、各个节点的流容比,通过比较分析得出限制扇区网络通行能力的繁忙航路以及繁忙扇区。最后,通过灵敏度分析计算删除不同节点后网络模型的通行能力的变化,进而为扇区通行能力的优化提供了建议和参考。     

基于分形维数的交通流效率判别技术研究

复杂性和效率均是反映空管系统运行效能的关键特性,掌握两者之间的量变关系,有助于进一步揭示空中交通流的基本属性,提升空中交通的运行效率。基于分形理论,利用离散傅里叶变换计算了航路点系统交通流量时间序列的分形维数,判别交通流的复杂性。然后,选取延误和流容比作为表征交通流运行效率的特征指标。最后通过仿真实验分析了交通流复杂性和效率之间的量变关系。分析结果表明分形维数和延误、流容比均为正相关,变化速率与加权间隔期望呈负相关:分形维数和延误满足分段对数变化关系,和流容比间局部线性关系显著。根据航路点交通流复杂性和运行效率之间的变化关系,采取相应的流量管理策略,通过有效控制复杂性,提升航路运行效率。     

多扇区管制移交间隔管理研究

针对区域管制多扇区移交间隔管理问题,以管制移交点为参考点,研究在容量限制下不同扇区之间管制移交的空中交通运行特征。在单扇区间隔管理问题的研究基础上,引入间隔向量概念,分析多扇区外围和内部两类移交点的间隔冲突和间隔调整方法,以调控时段内的延误控制为指标,建立区域管制移交间隔管理数学模型,并通过增量矩阵的使用提高算法运行效率。运算结果分析表明,该模型能较好地处理多扇区移交间隔管理问题中间隔值的变化。根据实际的运行数据计算得出各移交点间隔数值,可为管制员的辅助决策提供参考。     

管制空域复杂网络模型构建及抗毁性分析

为分析现有管制空域的结构特性与面对多种真实情况下的抗毁性,从空中交通管制的角度出发,以管制空域的最小单位扇区为基础,构建复杂网络模型,并以介数、紧密中心性等拓扑特性参数计算方法筛选关键扇区,以聚类系数、度、度分布等参数来反映空域内部的连接情况。通过4种能反映不同真实情况的攻击策略对模型进行抗毁性测试。最终结果显示：扇区网络在维持扇区连接结构上表现出较好的抗毁性,而在维持网络运行效率和保障航空器通行能力上抗毁性不佳。     

入口匝道衔接区域交通流运行机理解析

由于对交通流运行和演变机理解析不足,从而导致入口匝道管理和控制策略缺乏针对性和实际可操作性,采用波动理论方法建立数学模型,分析不同匝道和主线上游流量条件下,合流区、匝道合流区上游、合流区下游及匝道等处的交通流运行状态和交通流的演变规律,解析入口匝道无控制时拥堵的形成和传播机理,从而为相关管理和控制策略的提出和优化提供理论支持.实例分析表明,衔接区域交通流运行规律与实际交通流运行符合较好.     

纳入部门转移责任的用能权交易配额优化研究

针对常规的历史法和标杆值法对部门间因隐含能源消费转移导致的节能减排责任转移考虑不足这一问题, 基于投入产出法从消费者责任角度建立纳入部门转移责任的配额优化模型, 并以2025年为目标年进行案例研究, 得到如下结果: 1) 在“历史+标杆值”法思路下, 中国未来节能减排任务将主要由能源强度削减目标较低的能源供应和原材料生产部门承担; 2) 将纳入部门转移责任的配额优化过程分解为历史性配额补偿和趋势性配额修正两阶段, 设计考虑新冠疫情冲击的弱平稳发展情景, 以部门直接、完全能耗强度为核心指标进行配额优化, 节能减排责任由高度集中于能源供应和原材料生产部门, 向离散制造业部门延伸; 3) 配额优化的主要受益部门是纺织业、造纸印刷和文体用品制造业、木材加工和家具制造业等; 4) 按照部门间配额流动活跃度, 能源、采掘、食品、纺织、造纸印刷、石化、钢铁有色和电气机械等部门可考虑优先纳入用能权市场。研究结果可为我国用能权交易市场的试点及推广提供参考。     

基于季节差别的拉日铁路旅客列车开行方案

季节差别最主要的问题在于运量的波动，特别是客运量的波动。高原铁路客运量的波动异常明显，运量的骤增与骤减呈现出了鲜明的季节性。随着高原铁路的运营，高原铁路客运量波动带来的运能紧张和虚糜问题也日渐突出。拉日铁路作为纯藏区运营的高原铁路，应该制定弹性旅客列车开行方案来适应高原铁路客运量季节性的波动。