基于机型间隔的机场终端区流量优化

在传统流量优化模型的基础上,综合飞机机型、尾流间隔时间等因素,提出了一种基于机型的机场流量动态优化模型.考虑各种机型飞机起降特性差异和现代空管人员的实际需要,该模型进一步细化了各种机型起降间隔的分类关系,实现了机场终端区流量的优化分配,提高了终端区交通流量;并在此模型基础上,给出了确定满足此分配方案的机型起降队列方法,为空管人员提供有效的决策参考.最后以单跑道机场为例,验证了模型的有效性.     

先进短距起飞垂直着陆飞机的建模与仿真研究

先进短距起飞垂直着陆(ASTOVL)飞行／推进综合控制技术的实现，需要进行大量的理论研究和仿真计算，以确定最优控制律。通过用全量非线性方程来描述的该类依靠气动舵面和推力矢量融合控制技术的飞机运动状态，建立了六自由度的飞机动力学数学模型。由于没有对刚体飞机数学模型和气动数据进行线性化处理，因而所建模型不仅能较全面地反映STOVL飞机的实际运行特性，而且具有较强的通用性。最后，以某型号STOVL飞机为背景，在MATLAB5．2／Simulink环境下研究和开发了飞行数字传真器，介绍了仿真软件的设计思想和程序架构，并通过数字仿真验证了该仿真器的正确性。     

基于跟驰稳定的终端区容量评估方法

终端区已成为空中交通流量管理系统的瓶颈,它的容量评估直接关系到流量管理实施的有效性.将道路交通的跟驰理论和稳定性理论引入到空中交通系统容量分析中,首先建立了终端区交通跟驰模型,并对终端区系统进行了稳定性分析和参数分析;在此基础上提出了基于跟驰稳定的终端区容量评估方法,该方法充分考虑并量化了管制员和飞行员对终端区容量的影响,所评估出的容量既可以达到又能保证交通的安全稳定,更具有实际价值.     

飞机着陆调度问题的MPS优化算法研究

以深度优先搜索的隐枚举算法为基础 ,结合 MPS约束、位置冻结限制、优化深度限制 ,使用复杂的软件编码实现了特定于飞机着陆调度问题的优化排序算法 .该算法能满足现实复杂空管条件下的各种限制约束 ,以及多种目标成本函数 ,可应用于静态和动态的实时 ATC自动化系统 ,能有效地减小交通延误和提高着陆容量 .     

飞机着陆调度优化--带移动时间窗的隐枚举算法

以深度优先搜索的隐枚举算法为基础,结合MPS约束、位置冻结限制、移动时间窗限制和其他多项约束,使用复杂的软件编码实现了特定于飞机着陆调度问题的优化排序算法。对比研究了全局优化、带移动时间窗的局部优化以及一种启发式算法。结果表明,后两种算法可以很好地达到现实空管应用中的实时性要求。可应用于多种目标函数的动态实时ATC自动化系统中,能有效地减小交通延误和提高着陆容量。     

基于协同时隙分配的非劣邻域免疫系统

协同地面延误程序(CDM GDP)是一种用来解决机场供给突发下降而造成大面积航班延误问题的高效、公平的空中交通流量管理措施。协同时隙分配作为CDM GDP的核心,包括初次分配和再次分配问题,其关键在于重新有效、公平、合理地分配时隙。分析了非劣邻域免疫算法(NNIA)的特性,将其应用于协同进离场时隙分配中,构建基于协同进离场时隙分配的多目标优化非劣邻域免疫系统模型。仿真实验表明,该模型能够在使航空公司承担损失相对均衡的前提下,使其延误损失及时间降至最小,实现容量充分利用,满足时隙有效分配,具有一定的经济价值及研究意义。     

基于Web服务的协同优化平台

提出了一种基于Web服务的协同优化平台.该平台具有开放式的架构,能够方便集成现有的通用优化工具.主要特点有:优化工具集成,能够集成本地优化软件及异地优化Web服务;优化服务包装,能够方便的将现有优化工具包装为Web服务;协同优化模型自动生成,解决了通用优化软件的缺点.最后用一个工程案例说明了通过软件智能体,通用优化软件能够访问仿真Web服务完成仿真优化,验证了协同优化平台的有效性.     

协同地面延误机场时隙MAS动态协调交易

针时协同地面延误程序(CDM GDP)机场时隙交换问题,提出了基于多智能体系统(MAS)协调的动态交易方法,以增加交换的灵活性和自主性,提高时隙资源利用率.在时隙信任交易(slot credit substitutions,SCS)一对一简单交换机制的基础上,采用基于市场机制的协商策略,建立了有条件的多对多拍卖交易机制,并引入了单边付款的交易形式;应用基于信念-愿望-意图(belief-desire-intention,BDI)的协调推理机制,给出了基于效用的Agent内部推理策略.系统仿真分析表明,航空公司可以动态、灵活和自主地选择最佳交易对象,所提方法提高了航空公司参与协同决策的积极性,增加了时隙交换问题的适用性.     

CDM ADGDP机场容量与时隙协同配置

为科学配置机场容量、合理利用时隙资源,提出了协同进离场地面延误程序,给出了进离场容量和时隙协同配置多目标优化模型.模型考虑了由天气原因引起的机场容量的动态性以及具有连续航程的航班间的相互影响;模型将进场和离场视为密切相关的两个过程,基于进离场容量的相互转化,以功效性和公平性为双重准则,实现了容量与时隙的协同优化配置.对于进场和离场不相关的情况,借鉴RBS算法思想,给出了一种AD-RBS算法.最后,结合国内某机场航班时刻数据,采用多目标遗传算法对模型进行了验证,并引入具体的评价指标进行量化分析,结果表明模型可以实现容量动态、充分利用,时隙有效、公平分配.     

考虑发射失败的多中心多卫星发射任务协同规划方法

在中国未来卫星发射需求急剧增加和卫星发射中心发射能力有限的情况下,为多颗卫星协调发射中心和发射时间变得日趋困难。为解决大量卫星发射任务的协同规划问题,以发射成本最少、发射失败概率最低为优化目标,建立了多中心多卫星发射任务协同优化的多目标混合整数规划模型。基于非支配排序的多目标优化算法(non-dominated sorting genetic algorithm II, NSGA II)框架,设计了求解模型的多目标进化算法,提出了发射中心选择的整数编码方案,给出了基于启发式搜索的发射时间规划解码算法,并设计了染色体质量检查与修正算法。基于中国现有的4个卫星发射中心和可能面临的6类发射任务,设计了包含10颗卫星发射任务的小规模案例和30颗卫星发射任务的大规模案例,对模型和算法进行了仿真验证。实验结果表明该方法能有效解决多中心多发射任务协同规划问题。     

终端区空域规划运行评价指标体系

为了合理分配管制资源,保障高效运作终端区,通过对终端区空域规划运行效能进行量化分析,进而掌握其运行情况及发展形势。首先建立了基于8类关键性能领域的终端区空域规划运行评价指标体系。然后采用状态分类评估法构造综合评价函数,利用基于随机森林(random forest, RF)算法的可拓层次分析法(extension analytic hierarchy process, EAHP)分析计算指标权重,达到综合考虑指标影响、加强指标量化程度、减少研究过程主观性的目的。最后,以广州终端区和武汉进近为例,对八大关键性能指标进行实例分析,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)模拟验证了指标计算结果的可靠性,提升了指标的认可度,验证了系统评价结果的准确性。     

基于管型空域配置的交通复杂性管理

空域的动态配置能力将为空中交通管理提供异质的空域框架,主动适应空中交通增长的复杂特性。管型空域是在繁忙区域中建立的低交通阻抗通道,是实现空域动态配置能力的重要途径和主要研究方向。就转变的空域/交通适应性关系分析了配置管型空域的必要性,分别建立了基本型管型空域模型与增强型管型空域模型。采用基于连携性的交通复杂性测度指标作为空域性能的评价基础,相比无约束的运行空域,管型空域可在维持相同流量的条件下显著降低空中交通的复杂性。针对两类管型空域模型,讨论了基于流调配的交通复杂性管理策略。多向管型空域中各单向管型空域的交通特征显著分化,因此,相应的交通复杂性管理策略须建立在对各管运行情况细致分析的基础上,才能实现交通吞吐量与其复杂性间的最佳权衡。     

重复使用运载器末端能量管理段轨迹线设计

为了研究重复使用运载器末端能量管理段的下滑轨迹线设计,给出了基于高度和动压的质点动力学的设计方法。首先,将基于时间历程的质点动力学方程转化为基于高度剖面的质点动力学方程,同时利用动压代替速度,使轨迹形状直接和动压约束相关。接着,利用基于动压和高度剖面的质点动力学方程,结合末端能量管理段制导与控制的特点,将不同的轨迹设计问题转化为不同的数学优化问题,并且给出了轨迹设计的数学方法和步骤,主要包括:最陡下滑、最大升阻比下滑和参考下滑轨迹剖面的设计。最后利用上述方法,针对所研究的重复使用运载器的对象特性,设计了具体的轨迹剖面和能量走廊。结果表明此方法具有较强的实用性和工程性。     

区域防空部署优化系统建模

为了全面、合理地度量区域防空作战部署的优劣,解决兵力一定情况下的优化部署问题,首先提出了掩护价值的概念,它是掩护能力与保卫目标重要程度的综合量度;然后建立了一种新的评价区域防空部署的指标体系,给出了各指标或因素的具体确定方法;在此基础上建立了以掩护价值为目标函数的区域防空优化部署模型;提出了基于启发式方法的部署优化模型求解方法,给出了求解框架和算法流程。实际应用证明,模型是有效的,求解结果是可行的。     

多机场网络系统流量分配策略

为有效减少机场交通拥挤、降低航班延误,从系统角度研究战略层面的机场交通供需平衡问题.通过考虑单机场进场和离场间的相关性以及多机场联程航班间的关联性,提出了开放式多机场有向网络交通流系统;基于多元容量受限约束和联程航班约束,以最小化网络系统内所有航班的总延误为目标,建立了开放式多机场网络配流模型.结合国内三大机场的实际航班数据,对模型进行了仿真验证.仿真结果表明:所建模型可以对多机场网络系统流量与容量进行协调优化匹配,充分利用系统容量最小化系统航班延误;可为空管部门提供流量调配优化策略、为民航部门制定航班计划提供辅助决策依据.     

面向对象模型管理方法的研究及应用

针对传统模型管理中存在的缺陷,把目前在软件开发领域中运用非常成功的面向对象技术应用到模型管理中,提出了面向对象模型管理的基本框架结构,并以其在财务管理决策支持系统中的应用为研究背景,详细阐述了面向对象的模型管理方法．     

宝钢生产经营综合计划决策支持系统

介绍了宝钢生产经营综合计划决策支持系统的总体结构和功能,并举例说明了线性规划在系统中的应用,该系统现用于编制宝钢的年度生产组织计划。     

村庄布局决策支持系统研究

介绍了县级政府进行平原地区村庄规划布局的决策支持系统的设计,该系统运用系统工程的思想,以决策支持的理论为核心,把整个决策过程分成若干步骤,每为个步骤提供若干基本模型,采用定性和定量相结合的决策方法,用０－１目标规划和知识推理两种方法科学合理的村庄搬迁合并方案,。软件把数学模和地理信息技术相结合,大大增强了决策支持系统的功能。     

CDM GDP飞机着陆时隙多目标优化分配

为科学利用机场时隙资源、降低航班延误损失,研究了CDM GDP时隙资源分配方法.提出采用有效性、功效性和公平性均衡的CDM GDP时隙分配方法,给出一种多目标优化模型.模型以有效性为约束,以功效性和公平性为目标,寻求总延误成本损失最小和航空公司间损失偏差最小的分配方案;引入具体的评价指标量化比较分析航空公司间的公平性.模型采用一种多目标遗传算法予以求解.算例仿真结果表明,获得的一组最优方案的功效性和公平性比RBS算法提高了17.9%、88.5%,验证了所提方法的有效性.