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。     

基于速度障碍法的飞行冲突网络建模与分析

由于依据航空器相对位置关系构建的复杂网络模型未考虑速度、航向等信息, 对航空器之间的冲突和空中交通的复杂情况反映能力有限。为解决这一问题, 使用速度障碍模型优化飞行状态网络中航空器节点之间的连边和权重, 在考虑航空器位置临近的同时, 关注航空器的航向与速度状态, 使网络能够反映出更多空域系统的内禀属性。通过程序仿真和长水机场雷达数据进行验证, 结果表明，该模型相较于飞行状态网络能够更加准确地反映航空器之间的冲突关系和空域的复杂信息, 减少飞行冲突的虚警数量, 提升网络的信息价值。     

空中交通管制人员风险评价的证据理论模型

针对空中交通管制人员风险评价中的不确定性问题,基于证据理论建立了空中交通管制人员风险评价指标体系和空中交通管制人员的风险评价模型,并提出了具体的算法,通过仿真实例计算,验证了该方法能较好地解决评价过程中所遇到的不确定性问题。     

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.     

基于大地坐标系的IMM航空器短期航迹外推

针对航路飞行阶段的航空器, 通过对比空间直角坐标系和大地坐标系的优劣, 采用大地坐标系表示航空器的位置; 基于大地坐标系, 将航空器的运动解耦成3个方向上的独立运动, 分别建立每个方向上的子模型; 使用交互式多模型(interacting multiple model, IMM)算法对航空器的航迹进行跟踪。仿真结果表明, 基于大地坐标系的IMM算法对于航空器有很好的轨迹追踪性能; 根据航空器末时状态及各个子模型的概率分布进行航空器的航迹短期外推, 基于大地坐标系的IMM算法的航迹外推性能优于基于空间直角坐标系的IMM算法的航迹外推性能。     

扇区动态容量评估方法研究

扇区动态容量评估是容量评估的难点和发展趋势，也是实现空中交通流量管理自动化的基础. 本文对扇区动态容量评估方法进行了研究，首先给出了扇区动态容量的定义，提出影响扇区动态容量的因素，并重点分析恶劣天气对扇区动态容量的影响，然后在结合扇区结构、民航规章、管制员工作负荷以及机载气象雷达等信息的基础上，建立扇区动态容量评估模型，最后选取典型扇区进行仿真，评估该扇区的动态容量. 评估结果验证了该方法的有效性和实用性.     

基于进离场容量转化的航班地面等待程序

为实现对机场进离场容量和空中交通需求的动态平衡管理,先通过分析进离场容量转化曲线 ,建立基于进离场容量转化的航班地面等待程序模型,并结合RBS排序和Compress寻优算法对等待策略采用动态规划求解,最后对模型进行了数值仿真分析,计算结果证明了在航班地面等待程序中进行进离场容量转化可以有效的减少延误,增大流量,提高效益.     

基于贝叶斯网络的进场航班排序队列稳定性研究

为了提高终端空域航空器到达时间预测的准确性和排序队列的稳定性,本文从分析影响航空器预计到达时间ETA的不确定因素出发,建立了同一机型航空器过同一边界点到达时间的概率模型,提出了一种通过实际飞行数据计算到达时间的概率方法,利用贝叶斯网络计算各影响因素对ETA 影响程度. 实验结果表明,用概率方法预测到达时间具有简单易操作且准确性高的特点. 利用影响程度作为权重进行修正并量化了ETA 的不确定性,有助于改善进场航班排序队列的稳定性.     

企业与科研院所合作网络的复杂性评价——以黑龙江省为例

在引入复杂性科学分析工具的基础上,分析企业与科研院所合作网络的复杂系统特征,结合结构学派研究方法和复杂性研究方法,基于管理墒理论的原理,从结构复杂性、功能复杂性和信息转化复杂性(信息转化率)三维评价尺度的视角,建立区域企业与科研院所合作网络复杂性状况的评价模型.以黑龙江省为例,对黑龙江省2011—2013年企业与科研院所合作网络的实证分析,实证研究表明黑龙江省合作网络复杂度逐年提升,合作网络日趋完善.     

基于数据复杂性的信息系统复杂度测量

信息系统的复杂度测量是进行信息系统成本核算和信息系统报价等的前提.为了更加全面、动态地测量信息系统复杂度，提出了数据复杂性的概念，将数据复杂性分为数据结构、数据量和数据操作等三个维度，构建了基于数据复杂性的信息系统复杂度的测量模型；然后，建立了数据复杂性三个子维度的信息熵模型，同时利用复杂性格空间理论对数据复杂性进行了整体测量；最后，对两家中型制造企业的物资和经营销售管理信息系统进行了实证研究，验证了该测量模型和计算方法的有效性.     

基于似然轨迹预测的空中交通复杂度评估方法

对空中交通复杂度长周期的准确预测是实现空中交通管理系统资源动态分配的一个关键因素。针对以往的空中交通复杂度评估方法中长周期预测精度不足的问题,提出了一种基于飞机似然轨迹预测的复杂度评估方法。所提方法利用随机线性混杂系统理论对飞机动态和外部扰动进行建模,并结合飞机飞行意图实现飞机轨迹的准确预测;根据一阶和二阶空中交通复杂度映射的定义,将复杂度预测问题转化为高斯随机变量的二次型求解问题,并采用劳伦级数展开计算出复杂度映射。通过对设计的场景进行仿真,证明了所提方法的有效性。     

基于系统动力学的空管安全风险情景预警决策模型仿真

针对空中交通管制安全风险预警决策呈现的复杂性和非程序性特点,在比较分析系统动力学在预警决策应用方面优势的基础之上,以流图为基础建立起管制安全风险的动力学预警仿真模型;在模型假设和变量边界确定的基础上,确立了管制指挥安全风险因果关系图和空管安全风险系统流图;使用Vensim软件对空管安全风险预测及预控策略优选过程进行模拟仿真,模拟结果验证了当前空中交通运输流量增长这一情景下的风险预警决策过程,有利于空管安全风险管理过程中提高预警效能。     

气象海洋作战仿真环境复杂性评估及分级方法

气象海洋作战仿真环境的影响评估是检验仿真环境与模拟训练难度一致性的关键问题.现有气象海洋作战仿真环境评估方法主要用于分析静态环境要素对武器装备、作战平台等的影响作用,不适用于对模拟训练中的动态复杂仿真环境进行综合评估.为了有效评估仿真环境的复杂程度,本文首先明确了气象海洋作战仿真环境复杂度的内涵,并对复杂度评估及分级层次结构进行了分析;然后,提出了复杂度评估指标,基于矩阵型灰色关联理论,建立了环境复杂度评估模型;随后,提出了复杂度分级原则,基于灰色聚类方法,建立了环境复杂度分级模型,并对可能度函数进行了改进,从而得到动态仿真环境的复杂度等级.通过模拟训练实例对本文方法验证,表明该方法能够对动态仿真环境复杂度等级做出合理评估,有助于构建符合模拟训练难度要求的仿真环境.     

单机场地面等待问题遗传算法设计

随着空中交通拥挤问题的日益严重，建立科学合理的空中交通管理系统变得十分迫切，而管理系统的核心一流量管理优化算法的研究就十分重要了,当飞机架次较多时，采用事件驱动型模型会取得较好的求解效果，但原有模型将不同类型飞机的单位延迟费用认为是相同的。从不同飞机有不同的延迟费用这一重要经济因素出发，建立了新的事件驱动型单机场地面等待模型，对模型的求解，设计了改革的序号编码遗传算法，采用上海浦东机场的实际数据进行了仿真，仿真结果表明了模型和算法的有效性。     

终端区四维轨迹预测

终端区四维轨迹预测技术是实现飞机四维制导的基础。结合当前空中交通管理体系和飞机的实际操作特性,采用过程综合法实现四维轨迹预测,具有较强的工程应用价值。建立了终端区风模型,研究了四维轨迹的解算,提出了实现四维轨迹预测的计算流程,理论上飞机到达机场的时间误差为0。     

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.     

大面积航班延误发生的预测方法

针对现有航班延误预测较少从网络层面分析的问题,提出一种研究空中交通网络流系统中大面积航班延误发生的预测办法。首先,从空中交通网络流系统角度界定大面积航班延误。其次,基于SEIR模型的基本思想,将节点的状态分为正常、延误、延误传播及恢复四种,并建立大面积航班延误传播模型,给出预测大面积航班延误能否发生的方法:通过计算某时段各状态节点转化的各个参数,得出基本再生数的值,根据其值判断下一时段大面积航班延误是否会发生。最后,以2018年冬春航季发生的某次大面积航班延误为例进行验证,结果表明,计算基本再生数可预测大面积航班延误能否发生。     

一种新的交通网络效率衡量方法及其应用

提出了一个交通拥挤网络的效率衡量方法,该方法能综合反映网络中交通需求、路段流量、旅行费用等因素对网络效率的影响,并基于该衡量方法,设计了一个网络组件(如节点和路段等)的重要度评价方法,用来辨别网络中重要的节点和路段,且该评价方法计算简便,计算结果具有一致性.算例计算分析的结果表明,相对其他网络效率衡量方法,根据本文方法计算得到的网络效率,能科学地反映交通拥挤网络的实际运行情况,并验证了所提出的效率衡量方法和重要度评价方法的合理性,同时还说明了交通拥挤网络的效率和组件重要度,均与网络中当前交通流量有直接关系.     

基于DEDS的A-SMGCS航空器动态滑行路径规划

为实现先进场面引导与控制系统中航空器动态滑行路径规划,建立了基于静态路径规划、动态路径规划和实时路径更新的总体框架。依据跑道、滑行道和停机坪使用规则建立基于Petri网的场面活动模型及线性不等式约束的活动控制规范,给出了当前规划航空器在满足与场面其他滑行航空器不冲突条件下的极大代数状态方程,并将静态预选路径作为可行解对滑行路径进行动态优化。针对滑行中出现的时间偏差,采用时间窗调整或再规划策略更新路径。仿真实例结果表明,动态路径规划从战术上避免滑行冲突,减少航空器的等待时间,显著提高了场面交通容量。     

随机供求下的道路服务水平可靠性

目前对路网可靠性的研究主要集中在连通可靠性、行程时间可靠性和容量可靠性三个方面,但这些可靠性指标均不能综合反映路网的性能.为此本文从交通供给和交通需求随机性分析入手,借鉴可靠性理论,从出行者个体和网络管理者的角度出发,提出了服务水平可靠性的概念,拓展了现有的路网可靠性评价指标.通过将路段容量和交通需求简化为离散随机变量,基于路网最可能状态生成算法,建立了路段及路网服务水平可靠性计算的近似算法,最后在一简单网络上进行了计算分析.