一种改进的航路动态容量计算模型

在分析原有航路容量模型的基础之上,将航路容量划分为航路起始点的过点容量和航路本身的固定容量两部分,建立新的最大容量模型,使航路长度成为容量的影响因素之一.同时,引入实时天气状况和空域活动等动态因素的影响系数建立航路动态容量模型,增强了航路最大容量模型的实用性.     

基于多维空间的航路利用率

航路利用率表征了空域中航路的利用情况,通过计算航路利用率可以实现对空域资源进行更合理、高效的利用。为了更加准确地计算给定时间段内固定航路的利用率,通过构建抽象的三维空间,提出了一种基于多维空间的航路利用率计算方法。在考虑时间和空间两个角度之间的相互联系有了突破,从时间、航路、高度层三个维度建立航路时空利用率计算模型计算航路时空利用率,结合航路容量利用率,从时间、空间、容量三个角度出发,建立了航路利用率计算模型。最后通过算例分析计算得到某一空域四条航路的利用率。     

区域航路网络容量评估模型

针对区域航路网络容量评估方法单一、主观性强等问题,提出基于有向图理论的动态容量评估模型。充分提取航路网络特征,将多源、汇点复杂航路网络抽象成单源、汇点标准航路网络。引入航路阻抗公式,将管制员因素融入客观容量评估中,并利用Ford-Fulkerson算法求解航路网络容量及关键路径。最后以某飞行情报区为例,分析了航路网络的容量特征,得出其关键路径集的瓶颈容量为354.4sor/h。仿真结果证明了该模型的有效性和准确性。     

基于双层优化模型的航路交叉角度设计

航路交叉角度是影响交叉点运行安全和效率的重要因素。针对多条航路交叉于一点的航路交叉结构,同时考虑多个高度层的运行以及航空器速度的变化,依据悲观决策原则,建立了航路交叉角度设计的双层优化模型。根据下层规划特点,证明了下层规划的最优解在速度区间的边界处取得,设计遗传算法求解上层规划。最后,根据实际运行中的航空器速度区间和航空器类型比例,设计3条航路交叉的算例验证模型方法的可行性和有效性,并分析了航路流量比例和速度区间对最优交叉角度的影响。     

基于管制员工作负荷的航路扇区容量评估技术

通过分析航路扇区中雷达管制模式下管制员工作负荷,提出了新的管制员工作负荷模型对管制员工作负荷进行量化,该模型适用于各种航路扇区;在此基础上,采用回归分析法和有效时间段法两种方法,分析了管制员工作负荷与航路扇区容量的关系,从而得出航路扇区容量值.通过对两种方法的优缺点进行比较,提出了根据扇区实际情况选择适当的分析方法;得出的航路扇区容量值,可以用于实际运行中,避免管制员工作负荷过大或过小,充分保证飞行的安全、高效.     

基于容量的交叉航路高度层指派模型辋

探讨航路交叉点处的最优高度层配备条件,根据航卒器在航路上运行的成本指数,建立基于航路容量的0-1整数规划模型。模型在保证卒中交通安全的基础上实现成本的最小化．通过LINGO求解,验证模型的可行性。     

管道航路激活费用问题优化研究

管道航路能够提高现有空域容量、增加空域的使用效率。但开启和运行该航路比常规航路需要更高的成本。本文根据交通流量需求情况,在航班等待费用和航路运行费用下寻找最合适的激活时刻。建立了最小费用下的管道航路激活问题的数学优化模型,给出了相应算法及步骤,并进行了Matlab仿真计算。仿真结果表明了模型和算法的有效性。     

程序管制下考虑高度层穿越的航路容量评估模型

针对RNP(required navigation performance)规范和程序管制手段下的航路容量评估方法进行研究,采用数学建模的方法,根据程序管制规则和RNP运行规范,建立了一种考虑高度层穿越(crossing flight level,CFL)的航路容量评估模型.量化航空器上升率和穿越间隔裕度之间的关系;确定了CFL的间接影响;考虑程序管制中同向和逆向穿越确定了CFL的直接影响;使得模型评估值更接近实际运行值.通过成都—拉萨B213航路的模拟测试和调研数据分析,评估其规划平行航路前后的容量值,验证了本文模型的准确性,且证实实施RNP后航路容量的提升.为成拉复线的开通提供了理论支撑,对评估我国西部地区的航路容量有一定的参考价值.     

六自由度弹道仿真航路规划评价方法

针对飞行器航路规划评价方法单一、缺乏合理性与动态特性验证等问题,提出了基于六自由度弹道仿真的航路规划评价方法.分析了影响航路评价的几种因素,并建立起基于Simulink的六自由度弹道模型.将已规划航路输入六自由度弹道模型中,通过仿真得到飞行器沿航路飞行时的各飞行参数实际响应,从动态角度分析已规划航路的合理性,以更加接近真实情况的仿真手段实现对规划效果的全面评价.仿真结果表明,该评价方法可以实现对规划航路动态特性的验证.     

考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型

针对离场航班延误预测缺少对航路网络结构因素的考虑，以及传统多分类预测难以满足高精度的需求，本文提出了一种考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型。首先，根据离场航班所在终端区的航路网络结构，提出了航路拥挤指标，即航路流量、航路拥挤度和航路网络拥挤度，从航路网络和网络结构2个维度量化分析了拥挤特征，构造了航路拥挤数据集；然后，基于深度神经网络（deep neural network，DNN），构建了考虑航路网络结构的离场航班延误预测模型；最后，分析各类别延误样本比例，调整焦点损失函数的平衡因子以及各模型参数，进行了不同损失函数、不同数据集和不同模型参数的对比实验。结果表明：调整平衡因子后，模型预测准确率提高了2.3个百分点，融入航路拥挤数据集后，准确率继续提高了1.52个百分点，并且最终达到93.47%。可见，本文所提模型能够对离场航班延误作出有效准确判断，为民航相关单位提供决策参考。     

飞机空中加油航路规划的最优化研究

航路规划是空中加油的重要课题,通过对空中加油问题进行系统性分析,针对受油机往返各加一次油的情况,建立了空中加油航路规划的数学模型.该数学模型考虑了任务总耗油问题,即加油机和受油机的耗油总量;同时还考虑了将受油机前往执行任务的飞行距离列入优化对象(不含返程).并提出了基于遗传算法求解空中加油航路的规划模型.运用所提出的方法,实际计算表明,所建模型具有良好的适应性,能够适合不同的作战环境和不同作战要求;采用遗传优化算法研究空中加油问题,优化效率高、具有全局性,并易于计算机实现;所得的加油方案是合理的.     

航空网络航路点布局的多目标优化设计

航路网络中航路点布局问题（CWLP）是航路网络规划的核心。基于此,从航路网络经济性和安全性出发,考虑航路运行成本和潜在冲突系数两个因素,建立航路点布局多目标优化模型,求解时采用动态递变权重系数的蝙蝠算法以保证运行成本和潜在冲突系数能同时获得较优解。最后对北京飞行情报区进行仿真实验,将蝙蝠算法（BA）与其他多目标算法对比,得到4种算法的非支配解,证明多目标蝙蝠算法在求解航路点布局的大规模优化问题上,能够获得更优解。同时,考虑偏好经济性和偏好安全性两种情况选择两组权重,数据显示,与初始网络相比,这两种情况下网络运行成本和冲突系数减少比例分别为9.99%、15.64%以及-3.97%、65.81%。实验结果表明,该方法能够在航路点布局规划上给决策者以多种优化方案。     

不同威胁情况下无人机实时航路规划算法研究

针对无人机实时航路规划问题,分析安全影响威胁,建立了改进的威胁概率模型。在安全回避突发威胁的前提上,增加考虑了偏离预定航路飞行代价影响;以飞行总航程最短为目标建立了新的飞行模型。针对当前飞行航段出现单个突发威胁和多个处于不同排列情况的突发威胁(组)情况,给出了相应的最优航路分析;并设计了基于最短路思想的启发式算法。对三种场景进行算例仿真。仿真结果表明,模型和算法具有有效性和可行性,可以实时分析突发威胁,并规划出相对安全经济的实时航路。     

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。     

基于全局优化的无人机编队协同攻击航路规划模型

为使无人机编队协同攻击航路从总体上达到最优,引入一种全局优化方法,分析了该方法在无人机编队协同攻击航路规划中的应用,建立了无人机编队的协同攻击航路规划模型,并对该模型的求解进行了分析,给出了求解的全过程。应用该模型对无人机编队协同航路进行了仿真研究,仿真结果表明,基于全局优化方法建立的模型可以满足约束条件下的航路规划要求,具有较强的工程实用性。     

华东地区管型航路鲁棒动态激活关闭方法

管型航路是一种能容纳高密度交通流的新型空域结构,契合于我国华东地区空域繁忙,并且航空运输量持续高速增长的特点。提出了一种管型航路鲁棒动态激活关闭方法,建立离散时间动态系统,构建管型航路动态激活/关闭的多目标优化模型,并进行鲁棒优化,使动态激活关闭方案具有更高的适应度。以华东地区B221航路构建管型航路为例进行动态激活/关闭研究,结果表明,确定性优化方案和鲁棒优化方案相比固定方案而言,可使用50%的开启时长,服务63.03%和64.98%的航班,并且,使用效率提升16.67%和17.44%。     

防空火力压制任务中反辐射无人机搜索航路优选

反辐射无人机在执行对敌防空火力压制任务时典型的搜索航路有跑道形和"8"字形2种。建立"视场覆盖率"这一指标来衡量两典型搜索航路对目标雷达的压制效果,实现对这两典型搜索航路的优选。为此,首先通过建立数学模型的方法分别求得两种搜索航路的视场覆盖率,然后分别分析了无人机转弯半径、航路规划空间直线长度对两搜索航路视场覆盖率的影响,最后综合考虑了无人机导引头水平机械视场周期扫描对两搜索航路视场覆盖率理论计算值的影响。计算结果表明:在航路规划空间大小、无人机转弯半径一定的情况下,两典型搜索航路的视场覆盖率均低于50%,但"8"字形搜索航路视场覆盖率明显高于跑道形搜索航路,对目标雷达的压制效果更好。     

无人机航路规划问题初步研究

本文通过对无人机航路规划的研究,概括和总结了无人机航路规划问题的几个重要方面,构建了航路规划的基本框架。文章重点介绍了航路规划的约束条件、威胁模型的建立以及航路规划的算法,并对今后无人机航路规划的发展提出了展望。     

RVSM空域航路流量的模型和算法研究

结合当前国内外对实施RVSM对增加飞行流量的定性描述,采用定性与定量相结合的系统方法,将实施RVSM对空中交通航路流量影响的实际空中运输问题转换为数学问题进行研究,建立计算航路流量的数学模型,提出了航空器在RVSM高度层不同巡航模式的流量计算模型和具体求解算法,并结合列举实例运用计算机模拟进行检算,证实了模型和算法的可行性、实用性,为定量描述实施RVSM对空中交通航路流量影响提供一定参考．     

组网雷达快速标校优化航路规划方法

针对现有雷达动态标校方法无法实现一条航路完成组网雷达快速高精度标校问题，提出了一种基于斜距极差的组网雷达快速标校优化航路规划方法。该方法通过计算各雷达对航路斜距极差，设计一条以总斜距极差最大准则与规避各雷达近空盲区为双判据的标校优化航路，实现组网后多站同时标校。对系统误差建模，通过对系统误差估计算法分析，得到了影响系统误差估计的主要因素为斜距极差的结论，并基于此提出了该优化航路规划方法。仿真实验结果表明，基于优化航路得到的误差参数估计精度明显优于对比航路，对斜距偏差和斜距误差增益的估计偏差百分比分别为2.7%和5%，验证了所提方法的有效性和优越性。