近距平行跑道配对进近程序及其碰撞风险研究

为了有效提高跑道的运行效率,引入了近距平行跑道配对进近运行模式,对前后两航空器从最后进近定位点到跑道入口过程进行了图示,呈现了其速度和间距的变化。基于假设条件,结合其进近过程,建立了相关的运动学模型,分析该过程中飞机对之间碰撞风险的变化情况。分析了初始间隔、最大允许间隔等参数的变化对前后两机碰撞风险的影响。通过算例仿真,验证了该模型的有效性,并能够将最大碰撞风险控制在3.471×10-11次/飞行小时。     

近距平行跑道配对进近程序及其碰撞风险研究

为了有效提高跑道的运行效率,引入了近距平行跑道配对进近运行模式,对前后两航空器从最后进近定位点到跑道入口过程进行了图示,呈现了其速度和间距的变化。基于假设条件,结合其进近过程,建立了相关的运动学模型,分析该过程中飞机对之间碰撞风险的变化情况。分析了初始间隔、最大允许间隔等参数的变化对前后两机碰撞风险的影响。通过算例仿真,验证了该模型的有效性,并能够将最大碰撞风险控制在3. 471×10~(-11)次/飞行小时。     

基于统计分布的近距平行跑道配对进近纵向碰撞风险评估

对近距平行跑道实行配对进近有助于缓解空中交通拥堵现状,增加机场终端区空域容量.为更准确地评估配对飞机的纵向碰撞风险,考虑配对进近过程,将其分为5个阶段.研究飞机进近纵向定位误差的统计分布,通过分析广播式自动相关监视数据得到拟合效果最佳的无界约翰逊分布.综合考虑前机偏航和尾流的影响,计算各阶段配对飞机的纵向间隔,建立配对进近纵向碰撞风险评估模型.为检验模型的有效性,利用MATLAB进行算例仿真.计算结果表明,配对飞机纵向碰撞风险在前机飞越其跑道入口时达到最大值7.87×10-14,该模型可以将配对进近全程的纵向碰撞风险控制在安全目标水平之内.     

同时仪表进近模式下平行跑道碰撞风险

针对同时仪表进近模式下的平行跑道进行碰撞风险评估,首先通过调研首都机场进近管制员的管制过程,建立仪表进近飞机的运动状态变化方程;其次,基于概率论位置误差模型思想,建立了同时仪表进近模式下平行跑道碰撞风险模型;最后运用MATLAB软件进行仿真,得出同时仪表进近整个过程每个时刻的碰撞风险,从而得出整个过程碰撞风险的变化趋势,为同时仪表进近模式的实际运行和未来优化提供支持。     

交叉跑道进离场窗建立方法

针对交叉跑道相关运行模式下复飞引起的进离场冲突问题,提出规划交叉跑道冲突全域以保持进近复飞与离场航空器的飞行间隔.将交叉跑道冲突全域分解定义为前窗和后窗,依次建立直接交叉汇聚和非交叉汇聚跑道前窗、后窗的碰撞风险评估模型,并研究跑道交叉角度对侧向、纵向和垂直3个方向以及总体风险的影响程度.选取成都天府机场非交叉汇聚跑道组和美国威奇托机场直接交叉汇聚跑道组为实例进行仿真分析,结果表明天府机场冲突全域的范围为进近跑道入口前11.89 km至入口后6.44 km,威奇托机场冲突全域的范围为进近跑道入口前10.93km至入口后6.85km,将划设的交叉跑道冲突全域与规章中基于时间的尾流间隔约束相比较,可最终确定进近复飞与离场航空器的安全间隔,也可对未来国内交叉跑道构型相关运行模式下的安全间隔提供参考.     

近距平行跑道配对进近中的碰撞风险分析

针对近距平行跑道的配对进近运行方式进行了介绍,并应用Monte Carlo方法模拟得到在有或无避让机动时前后机的碰撞风险,其中有避让机动的情况分别考虑了3、5、8 s的延迟,采用较为严格的安全目标水平,得到当前机错误进近发生在最后进近定位点(FAF)之前及进近中任何位置时,前后机需要保持的最小纵向间距,对采用3°偏置进近程序时的碰撞风险进行了分析,得到保证安全的最小纵向间距,为我国更好地引入并实施近距平行跑道配对进近提供了理论基础.     

相关运行模式下的近距平行跑道容量计算方法研究

为提高近距平行跑道的系统容量,研究了相关平行进近运行模式下跑道间隔、进近下滑角和机型组合对跑道容量的影响。根据ATC间隔标准建立了相应的近距平行跑道容量计算模型。计算表明,在安全运行允许的条件下,跑道间隔相同时,跑道容量随下滑角的增大而提升;下滑角相同时,跑道容量随跑道间隔的变化并不敏感。模型在上海虹桥机场的应用表明,采用3°下滑角的跑道到达容量比现阶段提升18.3%;采用5°下滑角,到达容量提升32.1%。     

雷达间隔下的侧向跑道运行碰撞风险

为有效评估侧向跑道进场的纵向雷达间隔以及离场爬升的垂直雷达间隔,首先,对侧向跑道的运行模式进行分析;其次,考虑加速度误差对位置误差的影响,构建侧向跑道水平面和垂直面的运动状态方程,并基于事件概率思想建立碰撞风险模型,得出最低安全间隔标准的计算方法;最后,以某新机场侧向跑道为例进行算例分析,得到最低安全间隔标准值,以此为侧向跑道的运行提供理论依据。     

基于危险值分布流模型的飞机时间间隔计算方法

前后两架飞机的间隔是影响进近航路容量的关键因素,为了在飞机进近阶段前后两架飞机之间既能保持安全,又能最大程度地缩小两机之间的尾流间隔,提升进近阶段的到达容量,使用一种改进的Lighthill-Whitham-Richards(LWR)的交通流量模型,改进后的LWR模型将进场着陆的飞机发生碰撞冲突的概率视为与飞机数量相关的连续分布,称为危险值分布,通过危险值分布预测发生冲突的概率,使用速度平差法计算不同机型组合的安全间隔.基于危险值分布流模型对进近阶段上不满足间隔的飞机提出速度调整方法,使飞机之间保持所需的最小间隔时间,以便能够最佳利用进场着陆空域的容量.     

单跑道着陆容量改进模型

跑道容量是航空运输的瓶颈,尾流间隔、进近速度、公共进近航段、机型比率构成跑道容量的关键参数。考虑到实际管制程序实施的可行性,将飞机跑道脱离时间作为跑道着陆容量研究的关键参数。分别对飞机实际间隔和对跑道占用时间进行正态分布分析,根据可接受的安全水平下,加上缓冲余度,对雷达管制下单跑道着陆容量模型进行调整完善。     

考虑相邻跑道干扰的多目标进离场航班排序优化模型

为研究并构建一类考虑相邻跑道干扰的进离场航班排序多目标优化模型,该模型综合考虑了跑道运行模式、管制员工作负荷、飞机类型、航空器安全间隔等多种因素,以航班延误最少、跑道利用率最高为目标.根据该模型特征,设计出带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该非线性问题,揭示了不同目标下Pareto最优解之间的关系,将航班分配给不同跑道,确定其进离场时间.最后,本文以某机场的航班进离场为例,给出了优化方案,并将改进后优化模型与传统模型进行了对比,同时,对模型的参数进行了灵敏度分析,从而验证了该模型的正确性.     

近距平行跑道基于相关平行进近模式排序研究

近距平行跑道基于相关平行进近模式排序能最大限度地提高跑道运行能力.介绍了相关平行进近模式,以总延误成本最小为目标函数,综合考虑跑道约束、着陆时刻约束、配对约束、排序约束和间隔约束等约束条件,建立了着陆航班排序模型,采用改进的先到先服务算法求解,得到各航班的延误成本以及总的延误成本.以上海虹桥国际机场为例,结果表明近距平行跑道采取相关平行进近模式较一起一降模式能很大程度地减少延误成本.     

基于相关进近模式的双跑道容量计算及仿真

为了评估相关平行仪表进近模式下的双跑道容量,总结了相关进近对跑道构型及运行规则等方面的要求,描述了切合实际的相关进近时空图。通过对经典单跑道混合运行模式下容量计算模型的理论升级,建立了双跑道容量数学计算模型;并采用有别于传统的simmod仿真工具——anylogic进行建模仿真。将模型计算结果和仿真结果进行对比,两者数据显示:跑道容量值的差异率低于2%,与实际运行情况比较贴近,进而证实了理论分析方法和建模仿真的合理性。     

近距平行跑道机场绕行滑行道使用策略研究

为了给近距平行跑道机场制定和优化航空器场面运行策略提供理论依据,提升跑道运行安全水平和效率、减少机场运行场面冲突、降低安全隐患。本文分析并建立基于进、离港航班平均地面滑行时间最小为目标的绕滑使用决策模型,并以某机场两条近距平行跑道绕滑运行为例,采用数值计算和AirTOp运行仿真软件两种方式验证了该模型的可行性。算例结果表明,由该模型确定的绕滑使用策略,可以同时降低机场进、离港航班的延误水平,提高地面滑行效率。并且,通过对该机场航班运行数据的进一步研究发现,起飞跑道交通密度与绕滑使用率之间存在较为明显的正相关关系,进而提出针对该机场在高峰小时运行架次和起降比变化情况下的绕滑运行策略。     

机场跑道最大容量评估模型的研究

作者研究了一种评估机场跑道最大容量的模型,该模型基于概率统计的方法,可分别计算跑道降落、起飞、降落/起飞的容量.在设计中引入了跑道使用的优先权系数,并且考虑了最后进近距离、尾流间隔、位置偏差等因素的影响.在计算两落地飞机最小间隔时介绍了时间空间法和逆推法.并以双流机场为例进行了计算机仿真的研究,证明了所研究模型具有较高的可信度.     

基于微分对策的平行跑道独立运行冲突报警算法

为提高平行跑道运行时空中交通管制的安全和效率,通过跑道容量模型对首都机场的最大理论容量进行了分析,得出了两条平行跑道的最优运行方案。针对这种方案中的平行跑道独立运行安全保障问题,提出了一种基于微分对策的新报警方法,用它来代替传统的隔离带报警方法。这种方法假定入侵飞机是"追击者",另一架平行飞行的飞机是"躲避者",通过计算追击者的不安全区来达到报警目的。分析了最小水平安全间隔的变化。仿真试验证明,这种新的报警技术优于传统的隔离带报警方式。     

近距平行跑道配对离场关键因素研究

相比于目前国内近距平行跑道的离场方式,近距平行跑道配对离场能大幅减少飞机的离场时间间隔,从而提高机场的容量.在应用近距平行跑道配对离场程序时,需要确定配对机的离场时间间隔与运行该程序的侧风条件,其中离场时间间隔分为起始时间间隔和离场航段参考点的最大时间间隔.根据不同机型的飞行参数,建立数学计算模型,得到配对机的离场时间间隔,并在此基础上考虑侧风对尾流的影响,得出允许应用该程序的最大正侧风风速,结合风向,得到侧风条件.以上海虹桥国际机场作为实例,计算得到配对机的初始时间间隔为30 s,在离场航段参考点的最大时间间隔分别为50 s、68 s,最大正侧风风速为3.3m/s.     

机场独立运行跑道起飞容量计算模型

跑道容量的确定是多条跑道开设时机的依据.给定了独立运行跑道起飞容量的概念,分析了各种影响跑道起飞容量的因素,按典型正态分布问题建立了计算模型;根据起飞飞机的速度关系和空管规则综合考虑了跑道占用时间、飞机前后间距标准、空管规则、风速影响、起飞公共段长度等影响因素,从理论上分类建立了机场独立运行跑道起飞容量的计算模型,提出了确定容量的方法,并利用某机场的实际运行航班数据对起飞容量进行计算,计算结果验证了该模型的实用性和可行性.     

国内外多跑道运行现状分析

该文首先介绍了多跑道的定义、运行模式和分类对比;对实施多跑道运行的关键要素譬如跑道的使用、运行间隔、席位划设进行了探讨;分析国内外各机场多跑道容量,最后从飞机落错跑道,跑道侵入角度对多跑道运行安全提出了建议.     

基于计算流体动力学的发动机喷流影响下后侧飞机受力分析

实施运行起飞点后侧穿越跑道方式的关键是确定两机安全间隔,后机受到前机发动机喷流作用则是安全间隔的重要影响因素。基于起飞点后侧穿越跑道方式,采用CFD数值模拟方法对一定距离下前机发动机喷流直接作用于后机的场景进行研究。根据数值模拟结果,后机整体压力值最大范围分布在迎喷流一侧的垂直尾翼、水平尾翼表面和机身尾部。后机表面沿喷流方向上的受力为18404.1N,结合其抗侧偏能力分析,认为基于最大安全裕度,为保证后机（空重）在前机发动机喷流作用下,还能保持在滑行道中线上运行,应在487m的基础上再适当增加间隔。