多机场终端区容流利用和分配建模与仿真

研究多机场终端区空中交通供需平衡问题,在多元受限的复杂约束下,给出一种容量利用和流量分配协同优化模型,模型通过最小化终端区内所有进离场航班的总延误损失,并引入航班延误损失系数作为航空公司协同决策的偏好信息,寻求最佳的容量利用和流量分配方案.实验仿真表明,模型不仅能使流量与容量协调匹配、充分利用资源,而且能使延误损失降到最小又能兼顾航空公司的利益;设计的遗传算法运行稳定、切实可行.     

基于随机森林的对流天气下终端区容量预测

分析了对流天气影响下的管制运行特点,从空域、交通和气象的角度量化了影响终端区起降容量的特征,进行了基于信息增益的特征筛选,建立了基于随机森林的终端区小时起降容量预测模型.以广州终端区为例,使用10折交叉检验和自助法的模型评估方法以及均方误差和决定系数度量了模型的性能,与基于最大流最小割解析模型的容量预测方法相比,容量预测的绝对平均误差降低了 83%,绝对平均误差方差降低了 80%.     

终端区受扰通行能力优化的动态网络流模型

为解决诸如危险天气和军航活动下终端区通行能力降低的问题,对终端区受扰通行能力的优化问题进行研究。针对以往终端区在受扰情况下依靠空中交通管制员的个人经验缺乏量化决策模型导致在突发事件下压力过大、通行能力大幅下降的问题,首先,界定了终端区容量与通行能力的区别;其次,根据空中交通流运行特点,结合M/M/c排队理论建立了终端区航线的费用函数;再次,在费用函数的基础上,考虑了航线与跑道容量、管制员负荷和网络流量随时间动态变化的特点,建立了一个以航行费用最小为目标的单品种流数学模型;最后,针对终端区航线网络费用动态变化的特点,设计了一种阶段性分配流量的近似算法。最后在各种流量条件下对模型与算法进行验证,仿真结果表明,模型和算法能够有效分配流量,相比于人工分配流量能有效降低延误,且在算法运算效率上比起传统算法更具效率优势。     

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.     

仿真交通流混沌特性研究

基于非线性跟驰模型建立了由五辆机动车组成的动态仿真模型,利用Matlab软件产生了五辆机动车的仿真交通流,给出了在一定参数组合下前后车辆之间的车头间距、速度差随时间变化的过程曲线.并结合实际交通系统的特点,对仿真结果做了理论分析.基于混沌时间序列分析方法,提出了证明非线性跟驰模型产生的仿真交通流具有混沌特性的一种方法,并分析了模型参数对仿真交通流动态特性的影响.该研究结果有助于进一步理解实际交通流系统的动态特性,并为短时交通流预测、诱导方法和智能交通控制提供理论依据.     

载机军舰回收舰载机的运行模型

对良好气象条件下载机军舰回收舰载机的模型进行研究,以便合理安排在回收阶段发生舰载机复飞、逃逸时空中交通,保证载机军舰回收舰载机的流量与等待航线、着舰航线、甲板阻拦区及甲板停机区等各阶段的容量相适应。对回收舰载机流程进行研究,基于系统动力学理论,建立影响空中交通流量管理的存量流量图及运行模型,并以美国载机军舰回收舰载机为例对该运行模型进行了验证。运行结果表明,本运行模型在舰载机复飞、逃逸的条件下能进行载机军舰空中交通流量管理的趋势预测,可为空中交通流量管理方案的制定提供技术基础。     

车辆跟驰模型的VSP和加速度分布对比分析

近期研究表明,交通仿真模型对VSP分布的估计精度难以通过传统的标定方法提升,而模型中描述车辆逐秒行为的内在机理需进一步研究。选择经典跟驰模型,采用实际数据和数值仿真相结合的方法,尝试对比分析不同跟驰模型VSP分布估计的精确性,并进一步分析不同跟驰模型下的加速度分布精度。比较发现,OVM、GFM和Wiedemann模型产生的VSP分布与实测值相差甚远;FVDM和Fritzsche模型产生的VSP分布和实测数据较为一致,研究有助于改善交通仿真模型在能耗排放测算方面的性能。     

微观交通仿真中随机决策换道行为研究

车辆在自由行驶或者处于跟驰状态时,经常进行由慢车道向快车道以便于获得更好的行驶环境.这需要驾驶员根据交通环境状态做出是否进行换道的决策.通过分析快车道行驶车辆对当前车的影响,结合蒙特卡罗仿真方法,提出了一种新的换道随机决策模型.在不同的流量条件下,对车辆换道次数的实测值和仿真模拟值进行具有统计意义的显著性差异分析,验证了模型的有效性.     

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.     

终端区起飞着陆的协同优化

研究当预期交通需求超过容量时的起飞着陆协同优化问题，终端区系统容量由各定位点和跑道的容量所限制，建立了考虑两种计算情况和两种优化策略的整数规划数学模型，两种情况为：引入定位点容量限制和不计定位点容量限制，两种优化策略为：固定容量分配和优化容量分配，计算表明，引入定位点容量限制下的优化容量分配方案能较好的满足交通需求。