基于燃油消耗的终端区进场效率评估

随着空中交通流量的增加,为缓解机场终端区拥挤及效率低下等问题提供参考指标,本文基于航空器燃油消耗的终端区进场效率指标,以弥补当前普遍使用的时间效率指标无法综合评估进场航班运行经济性、节能减排等问题。本文首先基于燃油消耗定义终端区进场航班效率指标,利用ADS-B数据提取并利用k-means聚类以天津机场为中心的40海里内的进场航班数据;接着通过飞机性能数据库(Base of Aircraft Data, BADA)油耗模型计算8月份天津机场进场航班油耗,并分析了天津滨海国际机场的进场效率,以及气象、终端区拥挤程度限制因素;最后,将燃油效率与传统进场效率作相关性检验,结果表明该指标具有合理性。     

航空器进场效率量化评价及其影响因素分析

终端区已成为制约民航发展的瓶颈区域,且中国在终端区进场效率评价方面仍停留在定性分析阶段,缺乏量化的指标。选取以机场跑道中心点为圆心,100海里为半径的圆形区域作为研究区域,结合ADS-B数据对航空器进场效率进行研究分析。以天津滨海国际机场为研究对象,筛选进场航空器的ADS-B数据,利用K-means聚类对不同进场方向的航空器加以区分,分别计算各方向进场效率,并进一步分析影响进场效率的因素。发现进场航线、进场航空器队列长度和机型对航空器进场效率有明显影响,而起飞航班数量对进场效率的影响不显著。     

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...     

基于NSGA-Ⅱ的多机场终端区进场航班排序研究

多机场终端区内由于空域结构复杂,机场之间相互影响,空中交通流量大,因而经常会发生航班延误、飞行冲突、机场运行效率糟糕等问题.本文研究多机场终端区的进场航班排序,从航空公司和多机场的利益需求,建立了多目标进场航班排序模型,采用带精英策略的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ进行求解,以成都终端区为例,进行仿真实例验证.结果表明...     

基于时间-空间的进场航迹聚类分析

空中交通管制的核心任务是保证飞行安全,提高航班的运行效率。在航空器进场过程中,很多因素会导致航空器不能严格按照计划航线飞行。由于传统的航迹聚类分析没有将航空器进场飞行当作一个过程来考虑,缺乏时间信息,为了更加符合实际运行情况,本文采用时间窗、空间聚类的方法,合理地提取出了航空器在进场飞行过程中每一分钟的标准中心航迹。然后采用双调和样条插值法计算出了在整个空域内航班进场过程的航迹分布概率。实验表明,此方法快速有效,更加符合管制指挥的实际情况。     

基于三角模糊熵-VIKOR法的终端区管制运行效率评估模型

为了科学准确地对终端区管制运行效率进行评估,考虑终端区管制系统运行过程与特点,建立了终端区管制系统运行效率评估指标体系。应用三角模糊数法和熵权法分别求出各指标的主观权重和客观权重,利用最小相对信息熵法得出两种权重的组合权重。基于VIKOR法构建终端区管制运行效率评估模型,计算终端区管制运行效率指数值,根据运行效率指数值的大小对终端区管制系统进行效率评估,并将评估结果与灰色关联TOPSIS法的评估结果进行对比,验证了该评估模型的合理性。     

集成综合评价法的终端区管制运行效率评估

终端区管制运行效率评估中指标信息间具有差异性且量纲不统一的特点.针对传统的主成分分析法对数据做标准化处理时会消除指标间差异性的不足,基于改进的主成分分析法并结合熵值法的客观性提出了一种终端区管制运行效率的集成综合评估模型.该模型运用均值化代替标准化处理指标数据,借助SPSS23软件分别得出改进的主成分分析法和熵值法评估排序结果.将两种评估结果通过一致性检验得到最终的终端区管制运行效率集成综合评估值及排序结果.算例结果表明,所建立的评估模型可以更高效的评估终端区管制运行效率.     

基于注意力Seq2Seq模型的终端区航空器航迹预测

为充分挖掘机场终端区航空器航迹时间依赖性,解决中长期、多步长航迹预测精度不稳定的问题,引入注意力机制(Attention Mechanism)和教师监督(Teacher Forcing)中的指数衰减(Exponential Decay)采样方法,提出了一种基于序列到序列框架的机场终端区航迹预测模型(Seq2Seq-Attention Mechanism-Exponential Decay, SAE)。序列到序列框架实现了多步长预测,注意力机制提高解码器预测精度,指数衰减采样方法加速了训练阶段模型收敛,在一定程度上提高了模型的泛化性。最后,为了验证提出方法的有效性,利用天津终端区28架次、90天ADS-B航迹数据构建原始数据集,以平均绝对误差(Mean Squared Error, MAE)和均方根误差(Root Mean Squared Error, RMSE)作为模型性能评价指标,进行了航迹预测实验,实验结果表明：高度、经度和纬度在序列到序列框架中的循环神经网络分别采用LSTM、GRU和LSTM可以获得最好预测性能;以四种预测长度1分钟、3分钟、5分钟和10分钟进行建模,与基线模型中预测性能最好的结果比较,所提出方法在验证集上的高度、经度和纬度指标表现最优,10分钟预测窗口下的平均绝对误差分别降低了66.30%, 54.62%和36.59%,均方根误差分别降低了65.45%, 38.16%和20.57%,同时,上述四种预测时长下所提出方法预测结果的均值和方差最小,表明随着预测时长的增加,模型预测结果的稳定性最好。此外,引入的注意力机制与指数衰减采样方法对有效捕捉航迹时间依赖性、提高模型泛化性均具有积极的贡献.     

基于航迹的进场管理系统运行效能提升研究

为了分析进场管理系统(AMAN)对终端区进场运行效能的影响,充分挖掘现有AMAN系统的潜能,基于航空器历史运行数据,进行AMAN的进场效能提升评估研究.提出了评估管制效能的描述性与推论性统计方法;选取"五边间隔"和"飞行时间"两个指标对其进行量化研究;基于航空器的轨迹数据,对广州白云国际机场新一代AMAN系统进行评估....     

到达率和飞机流结构对终端区排序的影响研究

为了找出终端区平均到达率和飞机流结构与优化排序结果之间的关系,通过选取平均到达率和飞机流结构的不同组合,再使用循环排序找出最优结果。在此基础上,分别研究和分析了平均到达率和飞机流结构对飞机流总体,重型飞机、大型飞机和小型飞机优化结果的影响程度。经过大量数据仿真和统计表明：当终端区有10架待降飞机时,与先到先服务原则相比,平均可以减小延误达30%左右;重型飞机和大型飞机的延误对平均到达率的变化较为敏感,而小型飞机则非常有限;从飞机流结构变化的角度看,随着大型飞机和小型飞机所占比例的逐渐减少,重型飞机和大型飞机延误可以得到明显的缩减,而小型飞机延误的缩减程度变化较小。研究结果可以为终端区飞机的着陆调度提供借鉴和参考,同时为进一步研究跑道容量与来流飞机的关系打下基础。     

基于天气特征的终端区航路状态研究

恶劣天气是影响航空运输安全和造成航班延误的重要因素。本文分析了恶劣天气与终端区航路状态之间的关系,根据天气雷达回波图,生成了能够与航路进行融合分析的动态天气网格,研究提出了8个与航路状态可能相关的天气特征,并给出了相应的计算模型和互信息验证方法。通过厦门终端区的算例分析,表明提出的特征度量是有效的。     

基于多目标融合及改进遗传算法的终端区进场协同排序

未来中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,从航空器延误、管制员负荷以及各机场资源平衡3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,利用结合模拟退火算法(simulated annealing algorithm, SAA)的非支配排序遗传算法Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithmⅡ,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地提高航空器排序的效率。     

基于航迹分类的终端区交通流非线性特征

终端区空中交通系统是复杂的非线性系统,本文基于航迹分类与交通流混沌理论研究终端区交通流的非线性特征,为终端区交通流控制及预测提供科学依据。首先对获取的广播式自动相关监视(Automatic dependent surveillance-broadcast, ADS-B)航迹数据进行异常识别与处理。然后基于K-近邻算法(K-nearest neighbor, K-NN)与跑道方向设计终端区航迹分类方法,实现终端区航空器航迹的精确分类。根据分类结果构建交通流量的时间序列,结合相空间重构和最大Lyapunov指数分析终端区交通流的混沌特性。最后,选用北京首都机场终端区ADS-B航迹数据进行实例验证,结果表明本文方法可以实现航迹的精准分类,准确识别和分析多跑道机场终端区交通流的非线性特征,在验证时段内36R、36L跑道及整个终端区交通流均表现出混沌特性。     

航迹点特征的时间窗分割算法的航迹聚类

现有航迹聚类算法未考虑到航空器航向变化和高度下降等因素对聚类结果的影响,同时聚类过程中缺乏时间信息,另外实测二次雷达数据中存在离群点异常数据,离群点的存在会影响最终的聚类效果,使得聚类结果不准确。提出基于航迹点特征的时间窗分割算法,将航空器进场的航向变化值以及高度下降值作为确定聚类簇大小的影响因素,对进场航空器航迹点数量进行时间窗分割。对真实的进场二次雷达数据仿真分析,从仿真结果中可以看出当影响因子a为0.4时,航迹的曲率最小,聚类效果最好,进而采用层次聚类算法对不同LOF值所对应的航迹点进行聚类,得到最后的聚类结果可以为管制员现场指挥提供技术指导。     

郑州航空港区移动智能终端发展研究

本文主要对郑州航空港区以及移动智能终端的发展现状和前景做了分析探讨,试图为整体环境下的郑州航空港区与移动智能终端发展方面做出建议和创新,以期为郑州航空港区信息产业与技术发展做出一定贡献.     

迎头抢攻飞行轨迹数学建模及评估

为提升飞行员空战对抗训练水平,提出了对迎头抢攻空战训练建模评估.通过对迎头抢攻空战战术基本过程进行分解,建立了迎头抢攻空战战术飞行轨迹数学模型,确定了迎头抢攻空战战术的理想飞行轨迹.利用灰色关联度分析,根据实际轨迹与理想轨迹相似性,对迎头抢攻空战战术飞行轨迹进行评估.结合迎头抢攻战术在关键时刻对飞机轨迹的特定要求,综合得到飞行轨迹评估结果.案例验证该方法符合实际,可以有效反映航空兵空战训练对飞行轨迹的战术要求.     

考虑空域功能性的终端区内三维扇区划设方法研究

为缓解终端区内管制扇区划设不合理的问题,本文结合空域功能性研究了终端区内三维扇区划设问题。首先,在满足传统扇区约束条件的前提下,以降低所有扇区管制负荷之和与均匀各扇区管制负荷为目标。接着,结合垂直高度的层次聚类与水平方向的泰森多边形划分,将终端区划分为若干个三维空域单元并根据不同的飞行性质赋予各空域单元不同的功能属性。根据优化目标,考虑功能性的相近程度,采用NSGA-II算法将各三维空域单元组合形成扇区。最后,以上海终端区为实例进行验证。结果表明,相比于现行扇区划设方案,优化后的扇区划设方案能够有效地降低扇区的管制负荷之和,同时均匀各扇区的管制负荷。